CN104217184A - 一种新型的uhf rfid阅读器发射机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高频(UHF)射频识别(RFID)阅读器发射机，属于射频识别技术领域。所述发射机包括MCU控制器、直接数字频率合成器(DDS)、巴伦、声表面波(SAW)滤波器、功率放大器、天线。其特征在于，控制器对DDS进行超奈奎斯特操作，巴伦把DDS输出的差分信号转换成单端信号，带通SAW滤波器滤除基波和其他无用的镜像，保留有用的镜像频率。功率放大器对保留的有用射频信号进行功率放大后送给天线发射出去。本发明通过对DDS进行超奈奎斯特操作直接产生射频信号，不再需要现有架构中的上变频器和本振，大大简化了现有阅读器的架构，降低了成本。

Description

一种新型的UHF RFID阅读器发射机

技术领域

本发明涉及一种射频识别技术，特别涉及一种UHF RFID阅读器发射机。 

背景技术

随着信息技术的发展，物联网已经发展成为一门新兴产业，作为物联网的基础之一，射频识别(RFID，Radio Frequency Identi-fication)技术已成为人们越来越关注的技术。RFID系统主要由三部分组成：应答器(射频卡和电子标签)、阅读器(读写器和基站)和上位机主系统(中间件与网络应用)。按照频率可以分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)和微波(MW)四类，其应用领域各不相同。高频RFID典型的频率是13.56MHz，阅读距离在1米以内，主要应用于图书馆、身份卡等近距离识别。UHF RFID的典型工作频率为860MHz～960MHz，阅读距离可达10米，主要应用于物流、零售等领域。 

与HF RFID相比，UHF RFID技术存在一些优势：读写速度快，可以同时读取大量标签，可以进行定位等。但是，UHF RFID阅读器的工作频率高，经常需要多次上变频，其结构复杂，成本居高不下，使得其不能广泛应用。目前也有一些用于UHF RFID阅读器的专用芯片，但是降低了设计的灵活性。 

鉴于上述UHF RFID阅读器的不足，这里提出一种新型的阅读器发射机架构，可以简化现有结构，降低阅读器成本，使UHF RFID技术在射频识别领域更具有实用性。 

发明内容

为了降低UHF RFID阅读器的复杂度，降低成本，本发明实施例提出了一种使用直接数字式频率合成器(DDS)直接产生射频信号的阅读器发射机方案，所述技术方案如下： 

一种新型的UHF RFID阅读器发射机，所述发射机包括：MCU控制器、DDS、巴伦、SAW滤波器、功率放大器、天线。 

所述MCU控制器通过串行总线与DDS相连，对DDS进行控制；所述DDS输出与巴伦相连；所述巴伦与SAW滤波器相连；所述SAW滤波器与功率放大器相连；所述功率放大器与天线相连。所述SAW滤波器滤除DDS输出信号中的基波和无用的镜像成分，保留需要的镜像成分。 

本发明实施例提供的技术方案的有益效果是： 

用DDS直接产生射频信号，不再需要现有发射机中的上变频器和本振，降低了发射机的复杂度，同时降低了阅读器成本。 

附图说明：

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造劳动性的前提下，还可以根据附图获得其他的设计。 

图1是本发明实例提供的原理示意框图。 

图2是DDS输出信号频谱。 

具体实施方式：

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。 

为了简化UHF RFID阅读器，降低成本，本发明提出了一种用DDS直接产生射频信号的阅读器发射机方案。 

参阅图1所示，其为本发明实例的原理示意框图。该UHF RFID发射机包括MCU控制器、DDS、巴伦、SAW滤波器、功率放大器、天线。 MCU控制器通过串行总线与DDS进行通信，发送控制信号，产生一个85MHz的信号。本领域的技术人员可以理解，所述DDS内部输出端是数模转换器(DAC)，其输出信号的频谱参阅图2所示。以二分之一采样频率的带宽作为一个奈奎斯特频带，DAC输出信号除了位于第一奈奎斯特频带内的基波信号本身外，还有位于其他奈奎斯特频带内的镜像，特别地，位于第四奈奎斯特频带内的第三镜像是需要的915MHz射频信号。传统做法是用低通滤波器滤除无用的镜像，保留第一奈奎斯特频带内的基波信号，再通过混频器将其变频到射频频段。本发明使用相对带宽很窄的SAW带通滤波器，保留915MHz镜像频率，滤除基波和其他无用镜像，即对DDS超奈奎斯特操作，从而直接产生射频信号。再通过功率放大器将其放大，从天线发射出去。巴伦的作用是把DDS输出的差分信号转换成单端信号。由于射频信号是由DDS直接产生的，从而不再需要上变频器和本振，简化了发射机的架构。 

进一步地，选择DDS输出镜像的带通滤波器可以有多种选择，具体实现时，本发明实施例对此不作限制。 

进一步地，DDS的系统时钟频率和输出频率可以有多种选择方案，具体实现时，本发明实施例对此不作限制。 

具体实现时，本发明实施例对实现相似功能的所选芯片种类不做限制。 

本领域技术人员可以理解附图只是一个优先实施例的示意图，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。 

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (3)

1.一种新型的UHF RFID阅读器发射机，由MCU控制器通过串行总线控制DDS，产生的差分信号经由巴伦、SAW滤波器、功率放大器到天线发射出去。

2.如权利要求1所述的UHF RFID阅读器发射机，其特征在于，将DDS产生信号的镜像成分进行放大，滤除基波和其他无用镜像，直接产生需要的射频信号送给天线，而不再需要上变频器和本振。

3.如权利要求1所述的UHF RFID阅读器发射机，其特征是由DDS来完成信号的调制。