高集成度UHF頻段RFID讀寫(xiě)器射頻模塊設計

1引言

無(wú)線(xiàn)射頻識別（RFID，RadioFrequencyIdentification）是結合了無(wú)線(xiàn)電、芯片設計以及計算機等多學(xué)科的新技術(shù),尤其近年來(lái)超高頻（UHF）的標準ISO18000-6C的制訂及其系統的開(kāi)發(fā)，使得RFID應用前景更為廣闊。通常一套UHFRFID系統包括標簽，讀寫(xiě)器，天線(xiàn)和后臺控制器等=，見(jiàn)圖1，其中讀寫(xiě)器是設計難度大，很重要的部件之一。標簽和讀寫(xiě)器間的通信是采用反向散射原理將標簽的數據傳輸到讀寫(xiě)器，這樣就需要讀寫(xiě)器發(fā)射載波信號攜帶回標簽的數據=，這樣的工作方式就存在接收標簽信號的同時(shí)，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(huì )存在發(fā)射鏈路的載波信號泄漏到接收鏈路過(guò)強導致接收鏈路飽和，線(xiàn)性惡化和發(fā)射載波信號的相位噪聲影響接收信號解調而無(wú)法識別標簽數據。

傳統的讀寫(xiě)器設計采用收發(fā)天線(xiàn)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(guò)強，但該種讀寫(xiě)器的體積比較大，成本高，需要多天線(xiàn)，安裝麻煩。本文采用零中頻方案，通過(guò)仿真分析收發(fā)單天線(xiàn)讀寫(xiě)器的射頻模塊指標設計，克服收發(fā)單天線(xiàn)讀寫(xiě)器比收發(fā)雙天線(xiàn)隔離度差的問(wèn)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及P1dB壓縮點(diǎn)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(xiàn)讀寫(xiě)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(xiàn)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(xiàn)射頻模塊框圖。

圖2兩組收發(fā)單天線(xiàn)射頻模塊框圖

圖3兩組收發(fā)雙天線(xiàn)射頻模塊框圖