UHF RFID阅读器射频前端关键技术优化设计

摘要

射频识别作为新兴技术，相对其它无线识别技术而言具有众多优点，发展迅速并被广泛应用于商业领域。虽然高集成度的单芯片解决方案是目前射频识别读写器技术发展的主流趋势，但由于无源射频技术同频收发的特殊性，依然存在诸如隔离度不足等无法克服的技术难题。本学位论文结合射频识别系统理论，主要在工程实践领域针对902-928MHz频段读写器射频前端电路进行改进性研究和优化设计。主要内容概述如下：
　　论文着眼于射频前端收发电路整体结构的设计与优化，基于ISO/IEC18000-6C协议规范，与能够进行信号处理的基带部分衔接组成完整读写器。通过对电磁波传播基本理论和信号自由空间传播时的信道模型分析，结合标签原理，对比各类RFID系统类型优缺点，确定相关设计技术指标和要求。
　　在发射机电路设计中，分析读写器发射机设计采用直接上变频结构的综合优势，确定发射机方案后针对BASK调制方式深化分析了与I/Q正交调制的异同，并对发射机电路设计进行链路预算；然后分析了非线性对发射电路产生影响的根本原因以及测量时的主要技术指标。采用ADF9010作为主体芯片具体实现发射电路，并对发射机性能和本振性能进行了初步测试。
　　在接收机电路设计中，分析了零中频接收方式中存在的直流失调，载波同步与IQ正交解调和接收电路的零点效应的关系。并从理论层面分析了接收机带宽与灵敏度，噪声系数等指标关系并结合标签原理进行链路预算。针对无源射频识别技术存在的载波泄漏问题，从理论上推导了接收机电路的非线性与载波抑制的关系；采用分立元件搭建接收电路，并进行了部分性能测试。最终测试结果表明收发隔离度从最初的26dB提高到55dB以上，较大程度改善了接收灵敏度。
　　此外，本振性能直接影响到整个收发电路的稳定性，在简要分析锁相环(PLL)技术的基础上，评估了频率稳定度,相位噪声等对整机性能的影响，最终测试结果表明完全能够满足协议要求。对发射与接收电路系统性能进行调试，最终的测试结果表明，读写器设计基本实现了收发功能，基本达到了设计的预期目标。

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第1章 绪 论

1.1 研究的背景及意义

1.2国内外研究现状和发展趋势

1.3论文的主要内容和组织结构

第2章UHF RFID技术概要

2.1电磁波基本理论

2.2无线信号传输的信道模型

2.3 RFID系统组成与类型

2.4 18000-6C协议与国内UHF RFID相关技术标准

第3章 UHF RFID读写器射频前端结构分析

3.1射频前端发射电路结构分析

3.2接收机电路分析

第4章 UHF RFID读写器射频前端电路具体实现

4.1发射机电路设计

4.2发射机电路具体实现

4.3本振

4.5接收机灵敏度分析

4.6接收机实现

4.7基带IQ信号放大

4.8测试结果

第5章 载波抑制电路分析与设计

5.1泄露载波与电路非线性之间的关系

5.2载波抑制方案

第6章 总结与展望

6.1论文总结

6.2存在的问题与展望

致谢

参考文献

附录：

作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目

发表论文：

参加的科研项目：

申请的专利