RFID标签天线及射频前端关键电路研究

摘要

射频识别技术(RFID，Radio Frequency Identification)是一种非接触式的自动识别技术，利用无线射频信号在阅读器与电子标签之间进行双向数据传输以实现目标识别和信息交换。由于RFID技术具有读取速度快，识别距离长，电子标签体积小、重量轻、便于携带等优点，已经被广泛地应用于物流跟踪、车辆管理、身份识别等众多领域。标签天线和阅读器是RFID系统的重要组成部分。因此，开展RFID标签天线及阅读器关键电路的研究具有重要的理论意义和应用价值。
　　本文在简要介绍RFID系统的工作原理、分类、标签天线测量技术以及系统阅读距离的基础上，对RFID标签天线以及阅读器部分关键射频电路的设计进行了详细研究。本文的工作主要包括以下两个方面:
　　(1)为了满足标签长识别距离的使用要求，本文设计了一款适用于半有源RFID系统的低剖面、小型化标签天线，标签天线与标签芯片EM4324在860MHz～960MHz频率范围内实现了共轭匹配，天线输入端回波损耗S11≥15dB，增益为1.8dB。实际测试结果与理论分析基本符合。
　　(2)基于2.45GHz频段的RFID标准，详细分析和确定了RFID阅读器射频前端的整体架构，并利用ADS仿真软件进行了系统仿真论证。选用商用芯片设计了中心频率为2.45GHz的RFID阅读器射频前端硬件电路，包括本振、正交调制电路、功率放大电路、正交解调电路等。并针对功率放大以及本振两个关键模块电路进行了实物制作及测试，测试结果满足设计要求。
　　论文的最后总结分析了本课题研究和设计中的不足，并提出了今后的改进方向。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景及意义

1．2 RFID技术的国内外应用现状

1．3 RFID技术的发展趋势

1．4 论文主要工作与内容

第二章 RFID系统概述

2．1 RFID系统基本原理

2．1．1 RFID系统的组成

2．1．2 RFID系统的分类

2．2 RFID标签天线参数指标

2．3 RFID标签天线阻抗测量方法

2．4 RFID系统的阅读距离

2．5 本章小结

第三章 UHF RFID半有源标签的研究与设计

3．1 常用标签天线设计方法

3．1．1 常用复数阻抗实现方法

3．1．2 标签天线小型化实现方法

3．2 UHF RFID半有源标签天线设计要求

3．3 UHF RFID半有源标签天线设计与分析

3．4 天线实物与测量结果

3．5 本章小结

第四章 2．45GHz阅读器射频前端关键电路设计

4．1 2．45GHz RFID阅读器射频前端整体架构

4．1．1 2．45GHz RFID阅读器指标分析

4．1．2 阅读器整体框架

4．2 本振电路的设计与实现

4．2．1 本振电路设计

4．2．2 本振电路测试结果

4．3 发射电路设计

4．3．1 发射电路方案

4．3．2 发射电路子系统仿真

4．3．3 发射电路设计

4．4 接收电路结构设计

4．4．1 接收电路方案

4．4．2 接收电路结构子系统仿真

4．4．3 接收电路设计

4．5 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

致谢

参考文献

作者简介