一種RFID讀寫器載波泄露消除系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種RFID讀寫器載波泄露消除系統(tǒng)，包括自動增益控制電路、功率分配器、衰減器、移相調(diào)節(jié)器、限幅器和功率合成器；在RFID讀寫器中，由于環(huán)行器的隔離度不高，所以有一部分載波泄露到接收回路。而天線接收的反向散射信號功率遠遠小于泄露載波的功率，將造成接收回路的低噪聲放大器飽和失真，導(dǎo)致接收靈敏度很低，讀寫距離變短。本發(fā)明專利技術(shù)通過在接收回路提取部分載波，再經(jīng)過移相調(diào)節(jié)器和限幅器的調(diào)整，和泄露的載波進行抵消，有效降低了接收回路泄露的載波功率，提高數(shù)據(jù)和載波的功率比，提高讀寫器的接收靈敏度，增大和標簽之間的讀寫距離。本發(fā)明專利技術(shù)可用于目前UHF頻段的讀寫器，提高RFID的讀寫距離，滿足物聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展的需求。

A carrier cancellation system for RFID reader

The invention discloses a RFID reader carrier leakage cancellation system, including automatic gain control circuit, power divider and attenuator, phase shifting regulator, limiter and power combiner; reader in RFID, because the circulator isolation is not high, so there is a part of carrier wave leakage to the receiving circuit. The backscattered signal power of the antenna is much smaller than the power of the leaked carrier, which will cause saturation distortion of the receiver's low-noise amplifier, resulting in very low receiver sensitivity and short read and write distance. In the receiving part of the carrier loop extraction, after phase shifting and limiter adjustment, and carrier leakage offsets, effectively reducing the carrier power receiving circuit leakage, improve the power data and carrier ratio, improve the receiving sensitivity of read write device, increasing and label reading distance. The invention can be used in the current UHF frequency band read-write device to improve the reading and writing distance of RFID and meet the rapid development of the Internet of things.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種RFID讀寫器載波泄露消除系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及射頻微波電路
，具體是一種RFID讀寫器載波泄露消除系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
隨著物聯(lián)網(wǎng)概念的提出，射頻識別技術(shù)得到高速發(fā)展，在工業(yè)，農(nóng)業(yè)，商業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。無線射頻識別技術(shù)已經(jīng)深入到人們生活的方方面面，例如公交收費系統(tǒng)、物流管理、人員的安全監(jiān)控以及生產(chǎn)過程的控制和超市的商品管理等等。無線射頻識別技術(shù)（RadioFrequencyIdentification，簡稱：RFID）是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號和空間耦合（電感或電磁耦合）或雷達反射的傳輸特性，實現(xiàn)對被識別物體的自動識別。RFID讀寫器通過天線與RFID電子標簽進行無線通信，可以實現(xiàn)對標簽識別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮鳌５湫偷腞FID讀寫器包含有RFID射頻模塊(發(fā)送器和接收器)、控制單元以及閱讀器天線。由于電子標簽是一個無源系統(tǒng)，本身沒有直流電源，需要捕獲讀寫器發(fā)射的高頻電磁波，經(jīng)過整流得到芯片工作所需要的直流電壓。讀寫器為了接收標簽的響應(yīng)，必須向標簽發(fā)射連續(xù)波信號；標簽被喚醒后，再將含有數(shù)據(jù)信息的調(diào)制信號反向散射回讀寫器，經(jīng)過后臺處理得到所需要的信息。由于發(fā)射信號和接收信號的頻率非常接近，不能用濾波器將它們分離，所以一般用環(huán)形器將讀寫器的收發(fā)信號分開。但是傳統(tǒng)的環(huán)行器隔離度太低，會有大量的發(fā)射功率泄露到接收回路，造成接收回路飽和失真，大大降低了讀寫器的接收靈敏度。為了降低和消除接收回路泄露的載波信號，近年來很多學(xué)者提出各種載波消除的方法。文獻1：LimW,YuJ.Balancedcirculatorstructurewithenhancedisolationcharacteristics.MicrowaveandOpticalTechnologyLetters,2008,50(9):2389-2391.公開了采用兩個天線來分離發(fā)射和接收信號，增加了隔離度，但是由于同時使用了兩個環(huán)形器，兩個耦合器和兩面天線，大大增加了成本。文獻２：LasserG,RobertL,RobertD,etal.BroadbandLeakingCarrierCancellationforRFIDSystems.MicrowaveSymposiumDigest(MTT),2012:1-3.公開了在RFID系統(tǒng)中使用一個模擬橫向濾波器組成的寬帶載波泄漏抑制電路,在35MHz帶寬上可以達到52dB的隔離度，但是需要兩個接收電路。文獻３：BinYou,BoYang,XuanWen,etal.ImplementationofLow-costUHFRFIDReaderFront-EndswithCarrierLeakageSuppressionCircuit.InternationalJournalofAntennasandPropagation.2013,(3):1-8.公開了用功率檢測讀寫器接收電路的泄露載波，通過微處理器再去控制消除電路中一部分泄露載波的幅度和相位達到消除的目的。收發(fā)隔離在中心頻率改善45dB，在20MHz頻帶范圍內(nèi)改善30dB。輸出功率為23dBm時，讀寫距離達到4.95米。但是需要用到微處理器，系統(tǒng)復(fù)雜。文獻４：Sung-ChanJung,Min-SuKim,YoungooYang.AReconfigurableCarrierLeakageCancellerforUHFRFIDReaderFront-Ends.IEEETransactionsoncircuitsandsystems-I:regularpapers.2011,58(1):70-76.公開了一種可重構(gòu)的載波泄露消除器，采用平行耦合線定向耦合器、功率檢測電路和微處理器完成泄露載波消除的目的。收發(fā)隔離度達到65dB以上。讀寫器的靈明度提高了11dB。輸出功率為30dBm時，讀寫距離提高了30%，從4.3米提高到5.6米，但是依舊成本較高。文獻５：Jae-YoungJung,Chan-WonPark,Kyung-WhanYeom.Anovelcarrierleakagesuppressionfront-endforUHFRFIDreader.IEEEtransactionsonmicrowavetheoryandtechniques.60(5):1468-1477.公開了由平行線定向耦合器、接收信號強度檢測電路和微控制器控制相移的載波泄露消除前端電路。收發(fā)隔離度達到55dB，輸入功率為10dBm時，讀寫距離20米。但是需要用到微處理器，D/A轉(zhuǎn)換，電路復(fù)雜。文獻６：YileiLi,KefengHan,ChuanshengDong,etal.AMulti-bandlow-noisetransmitterwithdigitalcarrierleakagesuppressionandlinearityenhancement.IEEEtransactionsoncircuitsandsystems.2013,60(5):1209-1219.公開了基于功率檢測電路、ADC轉(zhuǎn)換和通過算法控制相關(guān)參數(shù)的移動通信的載波泄露系統(tǒng)，泄露的載波可以減小35dB，通過設(shè)計功率檢測電路使結(jié)構(gòu)更加的復(fù)雜，成本也提高了。已公開專利技術(shù)專利１：適用于超高頻讀寫器的通用型載波消除模塊及超高頻讀寫器載波消除方法(CN201410401891.1)，此專利公開了用矢量調(diào)節(jié)器、衰減器、單片機、功率檢測其和功率合成器組成的載波消除模塊。主要通過單片機控制矢量調(diào)節(jié)器的兩路正交輸入來達到載波消除的目的，但是采用單片機控制的閉環(huán)設(shè)計不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且提高了成本。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種RFID讀寫器載波泄露消除系統(tǒng)，以解決上述
技術(shù)介紹
中提出的問題。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：一種RFID讀寫器載波泄露消除系統(tǒng)，包括自動增益控制電路、功率分配器、移相調(diào)節(jié)器、限幅器、功率合成器、低噪放大器和環(huán)形器；所述環(huán)形器上設(shè)置有天線，環(huán)形器連接至自動增益控制電路，自動增益控制電路連接至功率分配器，功率分配器分別連接至移相調(diào)節(jié)器和限幅器，所述功率分配器與移相調(diào)節(jié)器之間還設(shè)置有衰減器；功率分配器與限幅器之間還設(shè)置有帶通濾波器；所述移相調(diào)節(jié)器和限幅器的輸出端均連接至功率合成器，功率合成器連接至低噪放大器，低噪放大器連接至調(diào)制解調(diào)器，調(diào)制解調(diào)器一端連接至數(shù)字基帶，調(diào)制解調(diào)器的另一端連接至振蕩器，振蕩器通過功放連接回環(huán)形器。作為本專利技術(shù)進一步的方案：所述限幅器用于提取載波。作為本專利技術(shù)再進一步的方案：所述衰減器的衰減量為恒定值。作為本專利技術(shù)再進一步的方案：所述調(diào)節(jié)移相器的相移為恒定值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果是：本專利技術(shù)提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，易于抵消，成本低廉的RFID讀寫器泄露載波消除的系統(tǒng)。本專利技術(shù)采用開環(huán)設(shè)計，將接收回路泄露的載波和接收的數(shù)據(jù)用功率分配器分為兩部分，將其中一部分載波和數(shù)據(jù)通過帶通濾波器和限幅器，將載波單獨提取出來；將另一路的載波的幅值調(diào)節(jié)到和限幅器出來的載波一樣，相位反相。這兩路幅值相等，相位反相的載波通過功率合成器合成后，泄露載波就抵消了。采用開環(huán)設(shè)計，去掉了傳統(tǒng)方法采用的功率檢測和單片機控制等電路的閉環(huán)設(shè)計，不需要跟蹤天線端環(huán)境的變化和頻本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種RFID讀寫器載波泄露消除系統(tǒng)，其特征在于，包括自動增益控制電路、功率分配器、移相調(diào)節(jié)器、限幅器、功率合成器、低噪放大器和環(huán)形器；所述環(huán)形器上設(shè)置有天線，環(huán)形器連接至自動增益控制電路，自動增益控制電路連接至功率分配器，功率分配器分別連接至移相調(diào)節(jié)器和限幅器，所述功率分配器與移相調(diào)節(jié)器之間還設(shè)置有衰減器；功率分配器與限幅器之間還設(shè)置有帶通濾波器；所述移相調(diào)節(jié)器和限幅器的輸出端均連接至功率合成器，功率合成器連接至低噪放大器，低噪放大器連接至調(diào)制解調(diào)器，調(diào)制解調(diào)器一端連接至數(shù)字基帶，調(diào)制解調(diào)器的另一端連接至振蕩器，振蕩器通過功放連接回環(huán)形器。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種RFID讀寫器載波泄露消除系統(tǒng)，其特征在于，包括自動增益控制電路、功率分配器、移相調(diào)節(jié)器、限幅器、功率合成器、低噪放大器和環(huán)形器；所述環(huán)形器上設(shè)置有天線，環(huán)形器連接至自動增益控制電路，自動增益控制電路連接至功率分配器，功率分配器分別連接至移相調(diào)節(jié)器和限幅器，所述功率分配器與移相調(diào)節(jié)器之間還設(shè)置有衰減器；功率分配器與限幅器之間還設(shè)置有帶通濾波器；所述移相調(diào)節(jié)器和限幅器的輸出端均連接至功率合成器，功率合成器連接...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬中華，陳慧斌，邢海濤，楊光松，
申請(專利權(quán))人：集美大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：福建,35