UHF频段RFID读卡器芯片接收灵敏度的测试系统及方法

摘要

本发明公开一种UHF频段RFID读卡器芯片接收灵敏度的测试系统及方法，系统包括读卡器芯片、功率放大模块、环形器及RFID标签芯片；其特征在于，所述测试系统还包括：第一可调衰减器，连接于功率放大模块与环形器的输入端口之间；LC匹配电路，用以等效天线的匹配，连接于环形器输出端口与RFID标签芯片之间；第二可调衰减器，连接于环形器隔离端口与读卡器芯片的接收通道之间。本发明提供的RFID读卡器芯片接收灵敏度测试系统及方法，可以大幅度降低RFID读卡器发射通道泄露到接收通道的干扰，提高RFID标签芯片反射信号到达读卡器芯片接收端的信噪比。

说明书

技术领域

本发明属于RFID（射频识别）技术领域，具体涉及一种UHF频段RFID读卡器芯片接收灵敏度的测试系统及方法。

背景技术

随着物联网技术的发展以及智慧城市的建设，射频识别（RFID）技术越来越多的应用到身边的各个领域，不同频段的各种产品越来越多的出现在公众的视线里。常见的UHF频段RFID产品基本都是通过RFID读卡器与基于RFID射频标签芯片设计的各种不同形态的标签近距离无线通信实现信息查询。

RFID系统产品设计阶段，RFID读卡器的发射功率、接收灵敏度以及RFID射频标签芯片的接收灵敏度都会对最终产品的性能产生重要影响。这些技术参数中，RFID读卡器的接收灵敏度及RFID射频标签的接收灵敏度是比较难测试的，原因在于RFID系统工作时，接收、发射同频而且同时，常规灵敏度测试方法不能有效的从发射信号中分离出RFID射频标签的反射信号。

图1为常规UHF频段RFID系统，包括读卡器芯片、功率放大模块、环形器、天线及RFID标签芯片；其工作模式为：RFID读卡器通过读卡器芯片发射RFID盘存信号，盘存信号经过功率放大、环形器、天线到达RFID标签芯片。常规UHF频段RFID系统很难准确测试RFID读卡器芯片的接收灵敏度，原因在于RFID读卡器的发射信号会通过环形器泄露到接收通道，形成对RFID射频标签的强干扰。由于泄露的信号与RFID射频标签芯片反射的信号工作频率相同，且同时存在，因此泄露信号的底部宽带噪声会造成RFID射频标签反射信号信噪比恶化，导致读卡器芯片不能正常解调灵敏度信号强度的RFID射频标签反射信号。

目前，对于大多数小企业或者创业起步阶段的团队来讲，一种操作简单、以较低成本可实现的UHF频段RFID读卡器芯片接收灵敏度测试方式将能起到很大的作用。如果可以通过简单可行的方法能够对以上技术参数在实验室阶段实现相对准确的测试，无疑可以有力帮助技术人员准确把握产品的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单可行、低成本的UHF频段RFID读卡器芯片接收灵敏度的测试系统及方法。本发明的目的由以下技术方案实现：

一种UHF频段RFID读卡器芯片接收灵敏度的测试系统，包括读卡器芯片、功率放大模块、环形器及RFID标签芯片；其特征在于，所述测试系统还包括：第一可调衰减器，连接于功率放大模块与环形器的输入端口之间；LC匹配电路，用以等效天线的匹配，连接于环形器输出端口与RFID标签芯片之间；第二可调衰减器，连接于环形器隔离端口与读卡器芯片的接收通道之间。

一种UHF频段RFID读卡器芯片接收灵敏度的测试方法，其特征在于，包括：读卡器芯片通过发射通道发射RFID盘存信号，盘存信号经过功率放大、第一可调衰减器、环形器、LC匹配电路到达RFID标签芯片；读卡器芯片通过接收通道接收由环形器的隔离端口经第二可调衰减器返回的反射信号；其中，测试步骤包括：

（1）将第二可调衰减器衰减量设为0，调节第一可调衰减器逐渐降低读卡器芯片发射的RFID盘存信号，直到读卡器芯片不能接收到RFID标签芯片的反射信号；

（2）调节第一可调衰减器增加读卡器芯片发射功率，保证RFID标签芯片稳定激活工作；

（3）使用频谱仪测试环形器隔离端口的信号强度P；

（4）调整第二可调衰减器，逐渐降低进入读卡器芯片接收通道的信号强度，当读卡器芯片处于接收临界状态时，记录此时第二可调衰减器的衰减量N；

（5）通过S＝P－N计算得到读卡器芯片的接收灵敏度S。

本发明提供的RFID读卡器芯片接收灵敏度测试系统及方法，可以大幅度降低RFID读卡器发射通道泄露到接收通道的干扰，提高RFID标签芯片反射信号到达读卡器芯片接收端的信噪比。在读卡器发射通道与环形器之间增加第一可调衰减器，用以调节发射通道到达RFID射频标签芯片的信号强度；通过环形器在RFID标签芯片端将反射信号从RFID读卡器发射信号中最大限度的分离出来。这种情况下读卡器发射信号经过可调衰减器、环形器之后，泄漏到接收通道的信号强度远小于RFID射频标签的反射信号，因此在接收通道中基本不会干扰到读卡器准确解调RFID射频标签的反射信号。通过第二可调衰减器调节RFID标签芯片反射信号强度，使此信号强度达到接收灵敏度范围。

附图说明

图1为现有常规UHF频段RFID系统工作模式的示意图。

图2为本发明实施例提供的RFID读卡器芯片接收灵敏度测试系统的框图。

具体实施方式

如图2所示，本实施例提供的UHF频段RFID读卡器芯片接收灵敏度的测试系统，包括读卡器芯片、功率放大模块、环形器、第一可调衰减器、第二可调衰减器、LC匹配电路及RFID标签芯片（比如Monza系列芯片）。其中，第一可调衰减器连接于功率放大模块与环形器的输入端口之间；LC匹配电路用以等效天线的匹配，连接于环形器输出端口与RFID标签芯片之间；第二可调衰减器连接于环形器隔离端口与读卡器芯片的接收通道之间。

上述测试系统的基本工作模式为：读卡器芯片通过发射通道发射RFID盘存信号，盘存信号经过功率放大、第一可调衰减器、环形器、LC匹配电路到达RFID标签芯片；读卡器芯片通过接收通道接收由环形器的隔离端口经第二可调衰减器返回的反射信号。

其中，测试步骤包括：

（1）将第二可调衰减器衰减量设为0，调节第一可调衰减器逐渐降低读卡器芯片发射的RFID盘存信号，直到读卡器芯片不能接收到RFID标签芯片的反射信号。

（2）通过第一可调衰减器增加读卡器芯片发射功率，保证RFID标签芯片稳定激活工作。其中，增加幅度建议在10dB以上，但也不宜过大，以保护频谱仪测试安全。

（3）使用频谱仪测试隔离端口（即图2中①处）信号强度P，此信号即为分离出来的RFID射频标签的反射信号，虽然仍有部分RFID发射信号泄露，但是此信号的信噪比远远优于图1方式的信噪比，完全可用于RFID读卡器芯片接收灵敏度测试。

（4）调整第二可调衰减器，逐渐降低进入接收通道的信号强度，当读卡器芯片处于接收临界状态时，记录此时第二可调衰减器的衰减量N。

（5）对比第（3）步得到的信号强度P，即可得到RFID读卡器芯片接收灵敏度S，S＝P－N。

以IDS－R901芯片为例，通过上述测试方法，实验室实际测试的接收灵敏度为－70dBm，读卡器芯片技术参数标称灵敏度为－66dBm，测试结果与厂家标称基本一致。

本发明提出的射频收发芯片接收灵敏度的测试方法低成本、实现简单，可应用于现有UHF频段RFID读卡器芯片接收灵敏度的测试。