应用在2.45GHz半有源标签接收链路的关键模块分析与设计

摘要

近几年来，物联网的产业发展和智能穿戴产业的兴起，不断地推动射频识别技术（RFID）的发展，这项技术已经广泛地应用在诸如商品供应链、军队、医疗以及危机管理等诸多领域。随着应用需求的不断提高，人们对射频识别系统的要求也逐步提高。半有源标签是在阅读距离和功耗方面对有源标签和无源标签进行折衷的产物，近来年得到了广泛地关注。本文主要研究基于ISO18000-4协议的射频接收机中的关键模块电路设计，其中主要包括混频器、GFSK模拟解调模块以及分频器的电路。
　　本文分析了RFID系统的研究进展，介绍多种结构的射频接收机的优缺点，对2.45GHz低中频镜像抑制接收机进行详细分析，本接收机主要包括LNA、Mixer、复数滤波器，RSSI、GFSK的解调模块。文中设计了改善线性度和噪声系数的混频器，其主要指标为转换增益为15dB，噪声系数为14.8dB，输入三阶交调点为2dBm，混频器的整体电流为2.25mA，电源电压为1.8V。GFSK解调模块主要是由过零检测电路和波形保持电路组成。为了使整体接收机更加集成化，文章还介绍了分频器电路的设计过程，分频器结构使用相位切换结构来完成预分频电路。
　　整体设计采用UMC0.18μm工艺，混频器面积为1.024mm*1.096mm，其中包含buffert和bandgap，GFSK解调模块的面积为0.250mm*0.274mm。其中混频器已经进行了单独流片并进行了测试，性能指标达到系统要求，整体接收机已经进行了流片正在测试阶段。

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第一章 绪论

1.1研究背景与意义

1.2 RFID的分类

1.3 RFID存在的问题

1.4论文的主要贡献

1.5论文的主要结构

第二章 射频接收机的理论研究

2.1接收机分类

2.2射频基本概念

2.3半有源标签系统结构

2.4电路系统指标的确定

2.5本章小结

第三章 IQ两路低中频混频器设计

3.1性能参数

3.2混频器分类

3.3混频器的电路设计

3.4电路实现

3.5测试结果

3.6本章小结

第四章 GFSK解调模块设计

4.1 GFSK的调制原理

4.2 GFSK解调电路的分类

4.3电路设计

4.4电路实现

4.5仿真结果

4.6本章小结

第五章 分频器电路模块

5.1 PLL简介

5.2分频器的分类

5.3预分频器

5.4电路设计

5.5仿真结果

5.6本章小结

第六章 总结与展望

6.1论文工作总结

6.2研究展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢