高接收灵敏度超高频RFID读写器前端电路设计

作     者：颜涛 

作者单位：电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：文光俊

授予年度：2018年

学科分类：1305[艺术学-设计学（可授艺术学、工学学位）] 13[艺术学] 081104[工学-模式识别与智能系统] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：射频识别 超高频 前端电路 自干扰 对消算法 

摘      要：射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术是一种通过射频信号空间耦合的方式与待识别目标上的电子标签进行信息的交流和传递、实现双向非接触式信息识别的自动识别技术。作为物联网的关键技术之一,射频识别技术对物联网的推动和发展有着很重要的作用。超高频(Ultra High Frequency,UHF)RFID系统是近年来发展的热点,相比于其他工作频段的读写器,具有长距离、快速识别、多标签识别等优势。本论文设计了一种具有射频自干扰信号抑制功能的超高频RFID读写器前端电路。论文的主要研究内容如下:1.超高频RFID读写器射频收发机设计:射频收发机设计主要分为发射链路和接收链路的设计,发射链路采用直接上变频结构,完成基带信号的调制、上变频、滤波和功率放大;接收链路采用零中频接收机结构,完成接收信号的低噪声放大、滤波和解调。2.射频自干扰信号对消电路设计:由于射频收发机采用了收发合一的电路结构,同频自干扰信号会从发射链路泄漏到接收链路,引起收发隔离度降低,信噪比下降,甚至造成后级LNA增益压缩。针对这一问题,本文设计了一种射频自干扰信号对消电路来完成自干扰信号的消除,对消电路采用定向耦合器引出一路对消信号,采用压控衰减器和压控移相器实现对消信号的幅度相位控制,最终对消信号与自干扰信号进行合成,可实现40 dB以上的自干扰信号抑制,收发隔离度达到60 dB以上。3.射频自干扰信号对消算法研究:在射频自干扰信号对消电路的基础上,以对消电路上的单片机为平台,对自干扰信号对消算法进行了研究和设计。算法主要实现了对所引出的一路对消信号的幅度相位的自动控制,最终完成40 dB以上的自干扰信号抑制,且算法收敛时间缩短至32 ms。4.系统性能测试:对射频收发机和射频自干扰信号对消电路进行了单独调试和联合调试,测试相关性能参数并分析结果。