高集成度UHF頻段RFID讀寫器射頻模塊設計

1引言

無線射頻識別（RFID，RadioFrequencyIdentification）是結合了無線電、芯片設計以及計算機等多學科的新技術,尤其近年來超高頻（UHF）的標準ISO18000-6C的制訂及其系統(tǒng)的開發(fā)，使得RFID應用前景更為廣闊。通常一套UHFRFID系統(tǒng)包括標簽，讀寫器，天線和后臺控制器等=，見圖1，其中讀寫器是設計難度大，很重要的部件之一。標簽和讀寫器間的通信是采用反向散射原理將標簽的數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶x寫器，這樣就需要讀寫器發(fā)射載波信號攜帶回標簽的數(shù)據(jù)=，這樣的工作方式就存在接收標簽信號的同時，發(fā)射鏈路一直在發(fā)射載波信號。如果收發(fā)鏈路隔離差，就會存在發(fā)射鏈路的載波信號泄漏到接收鏈路過強導致接收鏈路飽和，線性惡化和發(fā)射載波信號的相位噪聲影響接收信號解調(diào)而無法識別標簽數(shù)據(jù)。

傳統(tǒng)的讀寫器設計采用收發(fā)天線分離，增加收發(fā)信號的隔離度，避免發(fā)射載波信號泄漏過強，但該種讀寫器的體積比較大，成本高，需要多天線，安裝麻煩。本文采用零中頻方案，通過仿真分析收發(fā)單天線讀寫器的射頻模塊指標設計，克服收發(fā)單天線讀寫器比收發(fā)雙天線隔離度差的問題，制定出合理的發(fā)射載波信號的相位噪聲指標和接收鏈路噪聲系數(shù)及P1dB壓縮點指標，從而設計出UHF頻段（902MHz-928MHz）高集成度的2組收發(fā)單天線讀寫器射頻模塊，其輸出功率能達到1W，讀標簽的距離可以達到5米以上。

圖1RFID系統(tǒng)組成框圖

2仿真及分析

本文采用零中頻方案，如圖2所示的兩組收發(fā)單天線射頻模塊設計框圖。為比較分析，給出圖3所示的兩組收發(fā)雙天線射頻模塊框圖。

圖2兩組收發(fā)單天線射頻模塊框圖

圖3兩組收發(fā)雙天線射頻模塊框圖