新型RFID閱讀器接收電路設計

摘要：射頻識別(RFID)系統，由于其智能、快速、耐久、記憶容量大等優點，擁有廣闊的應用發展前景。主要研究了UHF頻段RFID閱讀器接收電路的設計，分析了共零中頻接收電路結構，解決了由RFID系統自身特殊性所帶來的零點問題和直流漂移，最終通過仿真驗證了該電路結構的可行性。
關鍵詞：超高頻射頻識別；閱讀器；零中頻；濾波

0 引言
閱讀器主要由控制單元、高頻收發模塊、天線以及其他與后臺設備相連的接口組成。應答器，又叫作標簽，是RFID讀取數據的來源，主要由天線和微電子芯片組成。RFID系統的關鍵部分是閱讀器，實現閱讀器的核心技術是接收電路。本文主要分析和構造了UHF無源RFID閱讀器接收電路。

1 基本架構
組成RFID閱讀器的電路結構如圖1所示，其上半部分為發射鏈路，而其下半部分為接收鏈路。
采用UHF頻段的閱讀器首先針對基帶信號實施PIE編碼，同時實施80％～100％ASK調制過程。在接收電路部分需支持PSK或ASK形式的解調，同時可以實施對基帶信號的米勒或FM0副載波解碼。系統的發射信號如下：

式中：f(t)代表標簽接收的信號；m(t)代表基帶信號；載波頻率則用ωc表示。
而在標簽反向散射過程中，接收端接收到信號如下：

式中：g(t)表示接收端接收到的信號；m’(t)表示標簽端基帶信號。
最終在接收電路中進行下變頻，解調過程和結果如下：

式中：代表通過低通濾波器后的結果。
圖1中的環行器隔離器件，通常能夠實現20～30 dB的隔離效果。此外，利用兩個獨立的天線分別負責接收與發射的任務，也能夠實現較好的隔離效果。需要注意的是，在接收過程中，一定要同時發射同頻載波，所以能得出以下結論，系統中的噪聲分以下幾種：周圍環境因素干擾噪聲，發射端耦合接收端的同頻泄漏以及電子器件自身噪聲，此外還需關注器件接口間的損耗。