[go: up one dir, main page]

CN106919877A - 一种超高频射频识别读写器及方法 - Google Patents

一种超高频射频识别读写器及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106919877A
CN106919877A CN201510995616.1A CN201510995616A CN106919877A CN 106919877 A CN106919877 A CN 106919877A CN 201510995616 A CN201510995616 A CN 201510995616A CN 106919877 A CN106919877 A CN 106919877A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
radio frequency
signal
tag
carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510995616.1A
Other languages
English (en)
Inventor
史佳
张钊锋
高格
赵伟
季金巧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Advanced Research Institute of CAS
Original Assignee
Shanghai Advanced Research Institute of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Advanced Research Institute of CAS filed Critical Shanghai Advanced Research Institute of CAS
Priority to CN201510995616.1A priority Critical patent/CN106919877A/zh
Publication of CN106919877A publication Critical patent/CN106919877A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10009—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
    • G06K7/10198—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves setting parameters for the interrogator, e.g. programming parameters and operating modes

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)

Abstract

本发明提供一种超高频射频识别读写器及方法，包括：控制模块；发射模块；定向耦合模块；射频匹配模块；天线模块；矢量调制载波相消模块；接收模块；接口模块；电源模块。一方面通过匹配增加耦合模块的隔离度减小发射模块泄漏到接收链路中的载波信号功率；另一方面通过矢量调制载波相消技术降低泄漏到接收链路中的载波信号功率。本发明利用射频匹配技术改变耦合器的阻抗特性，增加隔离度，减小从发射模块泄漏到接收链路中的载波信号功率；利用矢量调制载波相消技术降低泄漏到接收链路中的载波信号功率；通过两种技术的结合，将泄漏到接收链路中的载波功率消除或者降低到足够小，保留标签返回的信号，从而提升读写器的灵敏度，增加读写距离。

Description

一种超高频射频识别读写器及方法
技术领域
本发明涉及射频技术领域，特别是涉及一种超高频射频识别读写器及方法。
背景技术
射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)是一种无线通信技术，是利用射频信号空间耦合来实现识别目标并获取目标数据的一种非接触式自动识别技术。RFID技术最重要的优点是非接触识别，并且具有能穿透雪、雾、冰、涂料、尘垢等条形码无法使用的恶劣环境阅读标签，还能够同时识别多个标签，标签本身具有体积小型化、形状多样化、抗污染能力强、可重复使用、数据的记忆容量大和可以加密等优点。随着RFID技术的发展，其应用领域日趋广泛，如食品安全溯源、图书借还系统、门禁系统、仓储管理、停车场管理系统、交通监控管理等等众多领域。曾有专家指出，RFID技术有可能成为继移动通讯技术和互联网技术之后的又一项影响全球经济与生活的新技术。
RFID电子标签根据获取能量来源方式的不同分为：有源、无源、半有源半无源等三种电子标签。有源电子标签又称主动标签，标签的工作电源完全由内部电池供给，同时电子标签与阅读器通讯所需的射频能量也是由电池提供；标签读/写距离较远，外型尺寸较大、较厚、较重，成本高，应用领域受限，且电池不能长久使用，能量耗尽后需更换电池。半有源电子标签又称半主动式标签，电池仅对标签内维持数据的电路供电；标签未进人工作状态前，一直处于休眠状态，相当于无源标签；当标签进入阅读器的读出区域时，受到阅读器发出的射频信号激励，进人工作状态；标签的优缺点与有源标签基本一样。无源电子标签又称被动式标签，没有内装电池，标签从阅读器发出的射频能量中转化一部分能量为其工作所需的电源；标签具有外型小巧，轻，薄，安装方便，成本很低并具有很长的使用寿命，适用各种使用场合，可做到免维护。另外超高频RFID(国际标准ISO18000-6C规定了860-960MHz的工作频段)相对于高频13.56MHz及其低频125KHz其工作波长较短，天线尺寸小巧灵活，应用灵活，因此超高频的无源标签和读写器成为近年来物联网领域发展的重点方向。
由于无源RFID标签是靠读写器发射的射频信号供电并发送出存储在芯片中的信息，这就需要射频发射链路一直处于工作状态，耦合电路的隔离度以及天线驻波受实际器件的影响使得一部分载波信号功率泄漏到接收链路中，而标签散射返回的信号频率与载波信号频率非常接近，载波泄漏过大会导致接收机饱和，影响接收链路的噪声和灵敏度，进而影响读写器读写标签的效果及距离。目前市场上采用分离元器件方案搭建出超高频射频识别读写器1，如图1所示，包括控制模块11、发射模块12、耦合模块13、天线模块14、接收模块15、接口模块16以及电源模块17；发射模块12因耦合模块13的隔离度不够会泄漏一部载波功率到接收链路中，此外，天线模块14受实际器件的影响不是标准的50欧姆也会反射一部分载波信号功率到接收链路中，接收模块15受此两方面的叠加影响会饱和进入非线性区，甚至损坏器件，影响接收链路的噪声和灵敏度，主要应用在一些小功率近距离领域。
因此研发出一款高性能的超高频读写器，减小或者消除泄漏到接收链路中的载波信号功率，保证接受链路的正常工作已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种超高频射频识别读写器及方法，用于解决现有技术中泄漏到接收链路中的载波信号功率过大影响接收链路的噪声和灵敏度的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种超高频射频识别读写器，所述超高频射频识别读写器至少包括：
控制模块、发射模块、定向耦合模块、射频匹配模块、天线模块、矢量调制载波相消模块、接收模块、接口模块及电源模块；
所述控制模块用于对收发的信号进行处理，并产生控制所述矢量调制载波相消模块的控制信号；
所述发射模块与所述控制模块连接，用于产生并发送写入标签的射频调制信号；
所述定向耦合模块与所述发射模块、所述射频匹配模块及所述矢量调制载波相消模块连接，用于将写入标签的射频调制信号传导至所述射频匹配模块，或将标签返回的信号耦合至所述矢量调制载波相消模块；
所述射频匹配模块与所述定向耦合模块连接，用于调整所述定向耦合模块的隔离度；
所述天线模块与所述射频匹配模块连接，用于将写入标签的射频调制信号以自由空间中的电磁波的形式传导至标签并接收从标签返回的信号；
所述矢量调制载波相消模块与所述定向耦合模块、所述控制模块及所述接收模块连接，用于降低泄漏到接收链路中的载波信号功率，并将标签返回的信号传递到所述接收模块；
所述接收模块连接于所述矢量调制载波相消模块与所述控制模块之间，接收所述矢量调制载波相消模块的输出信号，混频至中频，放大处理后传输到所述控制模块；
所述接口模块用于数据的传输；
所述电源模块用于向所述超高频射频识别读写器供电。
优选地，所述射频匹配模块包括一组L型匹配网络。
优选地，所述矢量调制载波相消模块与所述控制模块的I2C接口连接，以此获取所述控制信号。
优选地，所述矢量调制载波相消模块包括：
第一检测器、射频矢量调制器以及合路器；
所述第一检测器与所述定向耦合模块连接，用于检测泄漏到接收链路中的载波信号功率值，并将检测结果发送到所述控制模块，以此产生所述控制信号；
所述射频矢量调制器与所述控制模块及所述定向耦合模块连接，根据所述控制信号产生与泄漏到接收链路中的载波信号幅度相等、相位相反的射频信号；
所述合路器与所述射频矢量调制器及所述定向耦合模块连接，将所述射频信号与泄漏到接收链路中的载波信号合路，以降低接收链路中的载波信号功率，并保留标签返回的信号。
更优选地，所述射频矢量调制器包括四通道数模转换电路以及矢量调制电路；所述四通道数模转换电路接收所述控制信号，并转换为两组模拟差分信号；所述矢量调制电路与所述四通道数模转换电路及所述定向耦合模块连接，根据所述四通道数模转换电路输出的两组差分信号同时控制输出信号的幅度和相位，产生所述射频信号。
更优选地，所述矢量调制载波相消模块还包括与所述合路器连接的低噪声放大器，用于放大标签返回的信号。
更优选地，所述矢量调制载波相消模块还包括第二检测器，与所述低噪声放大器连接，用于检测所述低噪声放大器输出的射频信号功率，并将检测结果输出到所述控制模块，以调整所述控制信号。
优选地，所述发射模块包括：与所述控制模块连接的压控振荡器及与所述压控振荡器连接的功率放大器。
更优选地，所述接收模块包括：与所述矢量调制载波相消模块及所述压控振荡器连接的混频器、与所述混频器连接的中频滤波器、以及与所述中频滤波器连接的中频放大器。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种超高频射频识别读写方法，所述超高频射频识别读写方法至少包括：
发送状态：产生写入标签的射频调制信号，并将写入标签的射频调制信号以自由空间中的电磁波的形式传导至标签；
接收状态：天线模块接收从标签返回的信号，一方面通过调整耦合模块的阻抗特性，提高隔离度，减少发射模块泄漏到接收链路中的载波信号功率，另一方面通过矢量调制载波相消技术降低泄漏到接收链路中的载波信号功率，将标签返回的信号保留。
优选地，以耦合模块的插入损耗及隔离度作为调整的依据。
优选地，降低泄漏到接收链路中的载波信号功率的具体方法包括：
检测泄漏到接收链路中的载波信号功率值，并根据检测到的值产生一控制信号；
根据所述控制信号及产生与泄漏到接收链路中的载波信号幅度相等、相位相反的射频信号；
将所述射频信号与泄漏到接收链路中的载波信号进行合路，以降低泄漏到接收链路中的载波信号功率、保留标签返回的信号。
更优选地，产生所述射频信号的具体方法包括：
将所述控制信号转化为I、Q两组差分信号，并采集接收链路中的载波信号功率值，通过I、Q两组差分信号同时控制输出信号的幅度和相位，以产生所述射频信号。
更优选地，幅度的控制精度达到0.5dBm，相位的控制精度达到2°。
更优选地，通过二分法快速找到所述控制信号的区间，以迅速确定所述射频信号的幅度和相位的最佳区域。
优选地，还包括在降低泄漏到接收链路中的载波信号后，检测接收到的射频信号功率值，若检测值小于设定值则认为泄漏到接收链路中的载波信号已经消除到足够小了，不影响接收链路正常工作；若检测值大于设定值则调整所述控制信号，进一步降低泄漏到接收链路中的载波信号功率。
如上所述，本发明的超高频射频识别读写器及方法，具有以下有益效果：
1、本发明的超高频射频识别读写器及方法在定向耦合模块和天线模块之间增加射频匹配模块，利用射频匹配技术改变耦合器的阻抗特性，增加隔离度，减小从发射模块泄漏到接收链路中的载波信号功率，而对主通路功率几乎没有影响。
2、本发明的超高频射频识别读写器及方法在定向耦合模块和接收模块之间增加矢量调制载波相消模块，利用矢量调制载波相消技术降低泄漏到接收链路中的载波信号功率。
3、本发明的超高频射频识别读写器及方法将射频匹配技术和矢量调制载波相消技术相结合，将泄漏到接收链路中的载波功率消除或者降低到足够小，从而提升读写器的接收灵敏度，即起到了提高读写器距离的作用。
附图说明
图1显示为现有技术中的超高频射频识别读写器的示意图。
图2显示为本发明的超高频射频识别读写器的示意图。
图3显示为本发明的超高频射频识别读写器的一实施例示意图。元件标号说明
1 超高频射频识别读写器
11 控制模块
12 发射模块
13 耦合模块
14 天线模块
15 接收模块
16 接口模块
17 电源模块
2 超高频射频识别读写器
21 控制模块
211～212 第一～第二模数转换器
22 发射模块
221 压控振荡器
222 功率放大器
23 定向耦合模块
24 射频匹配模块
25 天线模块
251 单刀多掷开关
252 天线
26 矢量调制载波相消模块
261 第一检测器
262 射频矢量调制器
2621 四通道数模转换电路
2622 滤波电路
2623 矢量调制电路
263 合路器
264 低噪声放大器
265 第二检测器
27 接收模块
271 混频器
272 中频滤波器
273 中频放大器
28 接口模块
29 电源模块
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图2～图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图2～图3所示，本发明提供一种超高频射频识别读写器2，所述超高频射频识别读写器2至少包括：
控制模块21、发射模块22、定向耦合模块23、射频匹配模块24、天线模块25、矢量调制载波相消模块26、接收模块27、接口模块28以及电源模块29。
如图2所示，所述控制模块21用于对收发的信号进行处理，并产生控制所述矢量调制载波相消模块26的控制信号。
具体地，如图3所示，所述控制模块21与所述发射模块22、所述接收模块27及所述矢量调制载波相消模块26连接，用于向所述发射模块22输出写入标签的ASK调制控制信号；从所述接收模块27接收标签返回的数字信号并存储与识别；从所述矢量调制载波相消模块26接收检测信号后输出所述矢量调制载波相消模块26的控制信号。所述控制模块21还包括第一模数转换器211及第二模数转换器212，用于将模拟的检测信号转换为数字信号。
如图2所示，所述发射模块22与所述控制模块21连接，用于产生并发送写入标签的射频调制信号。
具体地，如图3所示，所述发射模块22包括：压控振荡器221及功率放大器222。所述压控振荡器221与所述控制模块21连接，将所述控制模块21输出的数字控制信号转化为射频信号并输出至所述功率放大器222进行功率放大。
如图2所示，所述定向耦合模块23与所述发射模块22、所述射频匹配模块24及所述矢量调制载波相消模块26连接，用于将写入标签的射频调制信号传导至所述射频匹配模块24，或将标签返回的信号耦合至所述矢量调制载波相消模块26。
具体地，如图3所示，所述定向耦合模块23为四端口器件，对所述超高频射频识别读写器发送的载波信号与接收链路起到一定的隔离作用。
如图2所示，所述射频匹配模块24与所述定向耦合模块23连接，用于调整所述定向耦合模块23的隔离度。
具体地，如图3所示，所述射频匹配模块24连接于所述定向耦合模块23的输出端，包括一组L型匹配网络(图中未显示)，根据所述定向耦合模块23的阻抗特性调整所述定向耦合模块23的隔离度，减小从所述发射模块22泄漏到接收链路中的载波信号功率，而对主通路功率几乎没有影响。
如图2所示，所述天线模块25与所述射频匹配模块24连接，用于将写入标签的射频调制信号通过电磁波的形式传导至标签并接收从标签返回的信号。
具体地，如图3所示，所述天线模块25包括单刀多掷开关251及天线252，通过所述单刀多掷开关251的切换改变与所述天线252连接的通路，以此实现多通道天线切换覆盖不同的方向。所述天线252将传输线上传播的导行波与自由空间的电磁波信号相互转化，以实现无线通信。
如图2所示，所述矢量调制载波相消模块26与所述定向耦合模块23、所述控制模块21及所述接收模块27连接，用于降低泄漏到接收链路中的载波信号功率，并将标签返回的信号传递到所述接收模块27。在本实施例中，所述矢量调制载波相消模块26与所述控制模块21的I2C接口连接。
具体地，如图3所示，所述矢量调制载波相消模块26包括：第一检测器261、射频矢量调制器262、合路器263、低噪声放大器264以及第二检测器265。
所述第一检测器261与所述定向耦合模块23连接，检测从所述天线模块25及所述定向耦合模块23传输的信号，接收链路中的信号包括标签返回的有用信号、从所述发射模块22泄漏到接收链路中的载波信号以及从所述天线模块25反射回接收链路中的载波信号，后两种信号会对标签返回的有用信号进行干扰，增加接收链路中的噪声，降低接收灵敏。所述第一检测器261对泄漏到接收链路中的载波信号功率值进行检测，并将检测结果通过所述第一模数转换器211发送到所述控制模块21，以此产生所述控制信号。
所述射频矢量调制器262与所述控制模块21及所述定向耦合模块23连接，根据所述控制信号产生一与泄漏到接收链路中的载波信号幅度相等、相位相反的射频信号。
更具体地，如图3所示，所述射频矢量调制器262包括四通道数模转换电路2621、滤波电路2622以及矢量调制电路2623。所述四通道数模转换电路2621接收所述控制信号，并转换为两组模拟差分信号，在本实施例中，两组模拟差分信号为I、Q两组差分信号，分别用于调幅和调相。所述滤波电路2622与所述四通道数模转换电路2621连接，用于滤除杂波。所述矢量调制电路2623与所述滤波电路2622及所述定向耦合模块23连接，以I、Q两组差分信号同时控制所述矢量调制电路2623输出信号的幅度和相位，产生与泄漏到接收链路中的载波信号幅度相等、相位相反的射频信号。
所述合路器263与所述射频矢量调制器262及所述定向耦合模块23连接，将所述射频信号与泄漏到接收链路中的载波信号合路，以降低接收链路中的载波信号功率，并保留标签返回的信号。
所述低噪声放大器264与所述合路器263连接，对标签返回的信号进行放大处理。
所述第二检测器265与所述低噪声放大器264连接，用于检测所述低噪声放大器264输出的射频信号功率，并将检测结果通过所述第二模数转换器212输出到所述控制模块21，以调整所述控制信号。
如图2所示，所述接收模块27连接于所述矢量调制载波相消模块26与所述控制模块21之间，接收所述矢量调制载波相消模块26的输出信号，并传输到所述控制模块21。
具体地，如图3所示，所述接收模块27包括：混频器271、中频滤波器272以及中频放大器273。所述混频器271与所述矢量调制载波相消模块26及所述压控振荡器221连接，将所述矢量调制载波相消模块26输出的射频信号转化为中频信号。所述中频滤波器272与所述混频器271连接，用于滤波。所述中频放大器273与所述中频滤波器272连接，用于放大混频下来的中频信号。
如图2～图3所示，所述超高频射频识别读写器还包括接口模块28和电源模块29，所述接口模块28用于数据传输，所述电源模块29用于向所述超高频射频识别读写器2供电。
如图2～图3所示，本发明还提供一种超高频射频识别读写方法，在本实施例中，采用所述超高频射频读写器实现，所述超高频射频识别读写方法至少包括：
发送状态：产生写入标签的射频调制信号，并将写入标签的射频调制信号以自由空间中的电磁波的形式传导至标签。
具体地，如图2～图3所示，所述控制模块21将写入标签的信号以数字信号形式的输出，通过所述发射模块22加载到载波信号上以射频信号方式输出，通过所述定向耦合模块23传输到所述射频匹配模块24，由于所述定向耦合模块23的隔离度有限，所述发射模块22中输出的载波信号会有一部分泄漏到接收链路中，所述射频匹配模块24根据所述定向耦合模块23的阻抗特性调整所述定向耦合模块23的隔离度，减小从所述发射模块22泄漏到接收链路中的载波信号功率，写入标签的信号通过所述天线模块25被转化为自由空间中的电磁波进行无线传输，由于所述天线模块25受实际器件及加工精度的影响未匹配至标准的50欧姆，因此会反射一部分载波信号到接收链路中。
接收状态：天线模块接收从标签返回的信号，一方面通过调整耦合模块的阻抗特性，提隔离度，减少发射模块泄漏到接收链路中的载波信号功率，另一方面通过矢量调制载波相消技术降低泄漏到接收链路中的载波信号功率，将标签返回的信号保留。
具体地，如图2～图3所示，标签返回的信号通过所述天线模块25被接收，此时接收链路中包括标签返回的信号、从所述发射模块22泄漏到接收链路中的载波信号以及从所述天线模块25反射回接收链路中的载波信号，所述第一检测器261对泄漏到接收链路中的载波信号功率值进行检测，并将检测结果通过所述第一模数转换器211发送到所述控制模块21，以此产生所述控制信号。
所述四通道数模转换电路2621接收所述控制信号，并转换为I、Q两组差分信号，通过所述滤波电路2622滤除杂波。所述矢量调制电路2623接收滤波后的I、Q两组差分信号，以I、Q两组差分信号同时控制所述矢量调制电路2623输出信号的幅度和相位，产生与泄漏到接收链路中的载波信号幅度相等、相位相反的射频信号。在本实施例中，所述控制模块21采用二分法快速找到所述控制信号的区间，以迅速确定所述调制信号幅度和相位的最佳区域，大大提高运行速度。
所述合路器263将所述射频信号和接收链路中的信号(包括标签返回的信号和泄漏到接收链路中的载波信号)合路，以此抵消泄漏到接收链路中的载波信号功率，保留标签返回的信号，再藉由所述低噪声放大器264将标签返回的信号放大输出到所述接收模块27。
所述第二检测器265对相消后的射频信号功率值进行检测，若检测值小于设定值则认为泄漏到接收链路中的载波信号已经消除到足够小了，不影响接收链路正常工作；若检测值大于设定值则调整所述控制信号，进一步降低泄漏到接收链路中的载波信号功率。由于功率与电压有换算关系，在本实施例中，以所述低噪声放大器264输出的检测电压值作为判断依据，当检测电压值小于0.7V时，认为泄漏到接收链路中的载波信号功率已经足够小，不会使接收链路中的器件进入饱和区，不会损伤器件，也不会影响接收链路的噪声和灵敏度；当电压值大于0.7V时，认为泄漏到接收链路中的载波信号功率依然很大，仍会对接收链路的噪声和灵敏度产生影响，因此，需要调整所述控制信号，以进一步降低泄漏到接收链路中的载波信号功率。所述设定值或电压的数值根据所述超高频射频识别读写器的信号、器件等具体参数做具体设定，不以本实施例为限。
如上所述，本发明的超高频射频识别读写器及方法，具有以下有益效果：
1、本发明的超高频射频识别读写器及方法在定向耦合模块和天线模块之间增加射频匹配模块，利用射频匹配技术改变耦合器的阻抗特性，增加隔离度，减小从发射模块泄漏到接收链路中的载波信号功率，而对主通路功率几乎没有影响。
2、本发明的超高频射频识别读写器及方法在定向耦合模块和接收模块之间增加矢量调制载波相消模块，利用矢量调制载波相消技术降低泄漏到接收链路中的载波信号功率。
3、本发明的超高频射频识别读写器及方法将射频匹配技术和矢量调制载波相消技术相结合，将泄漏到接收链路中的载波功率消除或者降低到足够小，从而提升读写器的接收灵敏度，即起到了提高读写器距离的作用。
综上所述，本发明提供一种超高频射频识别读写器及方法，包括：控制模块；发送写入标签信号的发射模块；定向耦合模块；调整定向耦合模块阻抗特性的射频匹配模块；天线模块；用于降低泄漏到接收链路中的载波信号功率的矢量调制载波相消模块；接收标签返回信号的接收模块。发送状态：产生写入标签的射频调制信号，并将写入标签的射频调制信号传导至下一级，调整耦合模块的阻抗特性，提高隔离度，减少泄漏到接收链路中的载波信号功率，然后信号以自由空间中的电磁波的形式传导至标签中；接收状态：天线模块接收从标签返回的信号，一方面通过调整耦合模块的阻抗特性，提高隔离度，减少发射模块泄漏到接收链路中的载波信号功率，另一方面通过矢量调制载波相消技术降低泄漏到接收链路中的载波信号功率，将标签返回的信号保留。本发明的超高频射频识别读写器及方法在定向耦合模块和天线模块之间增加射频匹配模块，利用射频匹配技术改变耦合器的阻抗特性，增加隔离度，减小从发射模块泄漏到接收链路中的载波信号功率，而对主通路功率几乎没有影响；在定向耦合模块和接收模块之间增加矢量调制载波相消模块，利用矢量调制载波相消技术降低泄漏到接收链路中的载波信号功率；将射频匹配技术和矢量调制载波相消技术相结合，将泄漏到接收链路中的载波功率消除或者降低到足够小。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (16)

1.一种超高频射频识别读写器，其特征在于，所述超高频射频识别读写器至少包括：
控制模块、发射模块、定向耦合模块、射频匹配模块、天线模块、矢量调制载波相消模块、接收模块、接口模块及电源模块；
所述控制模块用于对收发的信号进行处理，并产生控制所述矢量调制载波相消模块的控制信号；
所述发射模块与所述控制模块连接，用于产生并发送写入标签的射频调制信号；
所述定向耦合模块与所述发射模块、所述射频匹配模块及所述矢量调制载波相消模块连接，用于将写入标签的射频调制信号传导至所述射频匹配模块，或将标签返回的信号耦合至所述矢量调制载波相消模块；
所述射频匹配模块与所述定向耦合模块连接，用于调整所述定向耦合模块的隔离度；
所述天线模块与所述射频匹配模块连接，用于将写入标签的射频调制信号以自由空间中的电磁波的形式传导至标签并接收从标签返回的信号；
所述矢量调制载波相消模块与所述定向耦合模块、所述控制模块及所述接收模块连接，用于降低泄漏到接收链路中的载波信号功率，并将标签返回的信号传递到所述接收模块；
所述接收模块连接于所述矢量调制载波相消模块与所述控制模块之间，接收所述矢量调制载波相消模块的输出信号，混频至中频，放大处理后传输到所述控制模块；
所述接口模块用于数据的传输；
所述电源模块用于向所述超高频射频识别读写器供电。
2.根据权利要求1所述的超高频射频识别读写器，其特征在于：所述射频匹配模块包括一组L型匹配网络。
3.根据权利要求1所述的超高频射频识别读写器，其特征在于：所述矢量调制载波相消模块与所述控制模块的I2C接口连接，以此获取所述控制信号。
4.根据权利要求1所述的超高频射频识别读写器，其特征在于：所述矢量调制载波相消模块包括：
第一检测器、射频矢量调制器以及合路器；
所述第一检测器与所述定向耦合模块连接，用于检测泄漏到接收链路中的载波信号功率值，并将检测结果发送到所述控制模块，以此产生所述控制信号；
所述射频矢量调制器与所述控制模块及所述定向耦合模块连接，根据所述控制信号产生与泄漏到接收链路中的载波信号幅度相等、相位相反的射频信号；
所述合路器与所述射频矢量调制器及所述定向耦合模块连接，将所述射频信号与泄漏到接收链路中的载波信号合路，以降低接收链路中的载波信号功率，并保留标签返回的信号。
5.根据权利要求4所述的超高频射频识别读写器，其特征在于：所述射频矢量调制器包括四通道数模转换电路以及矢量调制电路；所述四通道数模转换电路接收所述控制信号，并转换为两组模拟差分信号；所述矢量调制电路与所述四通道数模转换电路及所述定向耦合模块连接，根据所述四通道数模转换电路输出的两组差分信号同时控制输出信号的幅度和相位，产生所述射频信号。
6.根据权利要求4所述的超高频射频识别读写器，其特征在于：所述矢量调制载波相消模块还包括与所述合路器连接的低噪声放大器，用于放大标签返回的信号。
7.根据权利要求6所述的超高频射频识别读写器，其特征在于：所述矢量调制载波相消模块还包括第二检测器，与所述低噪声放大器连接，用于检测所述低噪声放大器输出的射频信号功率，并将检测结果输出到所述控制模块，以调整所述控制信号。
8.根据权利要求1所述的超高频射频识别读写器，其特征在于：所述发射模块包括：与所述控制模块连接的压控振荡器及与所述压控振荡器连接的功率放大器。
9.根据权利要求8所述的超高频射频识别读写器，其特征在于：所述接收模块包括：与所述矢量调制载波相消模块及所述压控振荡器连接的混频器、与所述混频器连接的中频滤波器、以及与所述中频滤波器连接的中频放大器。
10.一种超高频射频识别读写方法，其特征在于，所述超高频射频识别读写方法包括：
发送状态：产生写入标签的射频调制信号，并将写入标签的射频调制信号以自由空间中的电磁波的形式传导至标签；
接收状态：天线模块接收从标签返回的信号，一方面通过调整耦合模块的阻抗特性，提高隔离度，减少发射模块泄漏到接收链路中的载波信号功率，另一方面通过矢量调制载波相消技术降低泄漏到接收链路中的载波信号功率，将标签返回的信号保留。
11.根据权利要求10所述的超高频射频识别读写方法，其特征在于：以耦合模块的插入损耗及隔离度作为调整的依据。
12.根据权利要求10所述的超高频射频识别读写方法，其特征在于：降低泄漏到接收链路中的载波信号功率的具体方法包括：
检测泄漏到接收链路中的载波信号功率值，并根据检测到的值产生一控制信号；
根据所述控制信号产生与泄漏到接收链路中的载波信号幅度相等、相位相反的射频信号；
将所述射频信号与泄漏到接收链路中的载波信号进行合路，以降低泄漏到接收链路中的载波信号功率，保留标签返回的信号。
13.根据权利要求12所述的超高频射频识别读写方法，其特征在于：产生所述射频信号的具体方法包括：
将所述控制信号转化为I、Q两组差分信号，并采集接收链路中的载波信号功率值，通过I、Q两组差分信号同时控制输出信号的幅度和相位，以产生所述射频信号。
14.根据权利要求13所述的超高频射频识别读写方法，其特征在于：幅度的控制精度达到0.5dBm，相位的控制精度达到2°。
15.根据权利要求13所述的射频识别读写方法，其特征在于：通过二分法快速找到所述控制信号的区间，以迅速确定所述射频信号的幅度和相位的最佳区域。
16.根据权利要求10所述的超高频射频识别读写方法，其特征在于：还包括在降低泄漏到接收链路中的载波信号后，检测接收到的射频信号功率值，若检测值小于设定值则认为泄漏到接收链路中的载波信号已经消除到足够小了，不影响接收链路正常工作；若检测值大于设定值则调整所述控制信号，进一步降低泄漏到接收链路中的载波信号功率。
CN201510995616.1A 2015-12-25 2015-12-25 一种超高频射频识别读写器及方法 Pending CN106919877A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510995616.1A CN106919877A (zh) 2015-12-25 2015-12-25 一种超高频射频识别读写器及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510995616.1A CN106919877A (zh) 2015-12-25 2015-12-25 一种超高频射频识别读写器及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106919877A true CN106919877A (zh) 2017-07-04

Family

ID=59454703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510995616.1A Pending CN106919877A (zh) 2015-12-25 2015-12-25 一种超高频射频识别读写器及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106919877A (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107506819A (zh) * 2017-07-25 2017-12-22 浙江海洋大学 电鳐无线标签的处理设备
CN107657297A (zh) * 2017-11-01 2018-02-02 湖南微步电子科技有限公司 用于无源超高频rfid读写器的载波对消电路与方法
CN107818354A (zh) * 2017-11-08 2018-03-20 西安航天自动化股份有限公司 一种射频功率自调节的工业超高频rfid读写器一体机
CN107944312A (zh) * 2017-11-10 2018-04-20 武汉万集信息技术有限公司 一种rfid读写器接收灵敏度检测方法和装置
CN108734043A (zh) * 2018-07-27 2018-11-02 天津中兴智联科技有限公司 一种自适应泄漏对消系统及方法
CN109558759A (zh) * 2018-11-20 2019-04-02 电子科技大学 一种用于非接触式智能卡电磁攻击的模拟信号调理电路
CN110197088A (zh) * 2019-03-29 2019-09-03 深圳运宝通电子科技有限公司 一种提高rfid多路读写器接收灵敏度的装置及方法
CN111614364A (zh) * 2020-05-22 2020-09-01 南方科技大学 一种rfid读写器及其载波抑制方法
CN111753567A (zh) * 2019-03-27 2020-10-09 江苏彰旗物联网科技有限公司 射频读写器及载波相消方法
CN112800790A (zh) * 2021-01-14 2021-05-14 杭州荣旗科技有限公司 一种可自动调整功耗的uhf读写器
CN116341454A (zh) * 2023-03-31 2023-06-27 北京百度网讯科技有限公司 超导量子芯片的耦合关断点信息生成方法、装置和介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102222246A (zh) * 2011-06-25 2011-10-19 深圳市远望谷信息技术股份有限公司 射频识别读写器的载波抑制方法及射频装置
CN202978850U (zh) * 2012-12-19 2013-06-05 中微半导体设备(上海)有限公司 等离子体处理腔室及其射频匹配电路
CN103218644A (zh) * 2013-05-08 2013-07-24 岳流锋 一种载波相消的超高频电子标签读写器
CN103226720A (zh) * 2013-05-08 2013-07-31 岳流锋 一种超高频电子标签读写器的载波相消方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102222246A (zh) * 2011-06-25 2011-10-19 深圳市远望谷信息技术股份有限公司 射频识别读写器的载波抑制方法及射频装置
CN202978850U (zh) * 2012-12-19 2013-06-05 中微半导体设备(上海)有限公司 等离子体处理腔室及其射频匹配电路
CN103218644A (zh) * 2013-05-08 2013-07-24 岳流锋 一种载波相消的超高频电子标签读写器
CN103226720A (zh) * 2013-05-08 2013-07-31 岳流锋 一种超高频电子标签读写器的载波相消方法

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107506819A (zh) * 2017-07-25 2017-12-22 浙江海洋大学 电鳐无线标签的处理设备
CN107657297A (zh) * 2017-11-01 2018-02-02 湖南微步电子科技有限公司 用于无源超高频rfid读写器的载波对消电路与方法
CN107818354A (zh) * 2017-11-08 2018-03-20 西安航天自动化股份有限公司 一种射频功率自调节的工业超高频rfid读写器一体机
CN107944312B (zh) * 2017-11-10 2021-03-05 武汉万集信息技术有限公司 一种rfid读写器接收灵敏度检测方法和装置
CN107944312A (zh) * 2017-11-10 2018-04-20 武汉万集信息技术有限公司 一种rfid读写器接收灵敏度检测方法和装置
CN108734043A (zh) * 2018-07-27 2018-11-02 天津中兴智联科技有限公司 一种自适应泄漏对消系统及方法
CN108734043B (zh) * 2018-07-27 2024-03-22 高新兴智联科技股份有限公司 一种自适应泄漏对消系统及方法
CN109558759A (zh) * 2018-11-20 2019-04-02 电子科技大学 一种用于非接触式智能卡电磁攻击的模拟信号调理电路
CN109558759B (zh) * 2018-11-20 2021-05-14 电子科技大学 一种用于非接触式智能卡电磁攻击的模拟信号调理电路
CN111753567A (zh) * 2019-03-27 2020-10-09 江苏彰旗物联网科技有限公司 射频读写器及载波相消方法
CN110197088B (zh) * 2019-03-29 2023-03-17 深圳运宝通电子科技有限公司 一种提高rfid多路读写器接收灵敏度的装置及方法
CN110197088A (zh) * 2019-03-29 2019-09-03 深圳运宝通电子科技有限公司 一种提高rfid多路读写器接收灵敏度的装置及方法
CN111614364A (zh) * 2020-05-22 2020-09-01 南方科技大学 一种rfid读写器及其载波抑制方法
CN112800790A (zh) * 2021-01-14 2021-05-14 杭州荣旗科技有限公司 一种可自动调整功耗的uhf读写器
CN116341454A (zh) * 2023-03-31 2023-06-27 北京百度网讯科技有限公司 超导量子芯片的耦合关断点信息生成方法、装置和介质
CN116341454B (zh) * 2023-03-31 2024-05-28 北京百度网讯科技有限公司 超导量子芯片的耦合关断点信息生成方法、装置和介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106919877A (zh) 一种超高频射频识别读写器及方法
CN103218644B (zh) 一种载波相消的超高频电子标签读写器
CN202362811U (zh) 一种超高频rfid自干扰消除装置
CN103297157A (zh) 一种多天线超高频电子标签读写器的天线检测方法
CN104009776A (zh) 干扰消除装置及方法
CN103106418A (zh) 一种射频识别读写器
CN103226720A (zh) 一种超高频电子标签读写器的载波相消方法
CN104484690A (zh) 一种用于消除接收回路载波干扰的载波消除电路系统
CN106877899B (zh) 一种rfid读写器载波泄露消除系统
CN103295036B (zh) 一种锁相载波相消的超高频电子标签读写器及其相消方法
CN104732254B (zh) 射频识别读写器
CN113437943B (zh) 一种具有双向放大的无源uhf rfid标签电路
CN201111095Y (zh) Uhf射频识别读写器
CN101261686B (zh) 超高频射频识别读写器及其信号收发方法
CN108596322B (zh) 一种标签独立供能的超高频rfid装置和方法
CN201903894U (zh) 超高频射频识别读写器模块
KR20100008282A (ko) Ｒｆｉｄ 리더 시스템 및 ｒｆｉｄ 리더의 송신누설신호제거 방법
CN106919964B (zh) 一种自适应移相网络的超高频射频识别读写器及方法
CN103235962B (zh) 一种消除发射干扰的超高频电子标签读写器
CN215954326U (zh) 一种超高频rfid读写器16通道模块电路
CN102761408A (zh) 一种射频处理模块、射频卡片以及射频处理方法
CN101079097B (zh) 小型化的模块式uhf射频识别读写器
CN103218653B (zh) 用于谐波射频识别的标签谐波获取方法及谐波射频识别标签
CN201993781U (zh) 超高频射频识别读写器模块
CN201903893U (zh) 超高频rfid读写器装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170704