RFID电子标签射频前端制造技术

本实用新型专利技术公开了一种RFID电子标签射频前端，包括：四个射频输入输出端、两个模拟信号输出端、一个数字信号输入端、整流电路、解调电路和调制电路。本实用新型专利技术的射频前端具有四个射频输入输出端，采用该射频前端的电子标签芯片可与两个互相独立的标签天线连接组成双天线电子标签，只要两个标签天线其中的任意一个接收到足够的射频信号，电子标签就会上电工作。同样，只要有任意一个标签天线发射的信号被RFID阅读器接收到，标签就能被RFID阅读器识别。采用该射频前端的电子标签在空间中的各个角度均具有较高的灵敏度，与单天线的电子标签相比，识别盲区大大减少。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于集成电路设计
，具体涉及一种RFID电子标签射频前端的设计。
技术介绍
射频识别(RFID,Radio Frequency Identification)技术是利用射频方式远距离的通信以达到物品的识别、追踪、定位和管理等目的。射频识别技术在工业自动化，商业自动化，交通运输控制管理，防伪等众多领域，甚至军事用途具有广泛的应用前景，目前已引起了广泛的关注。利用射频识别技术制作的电子标签和阅读器被广泛的使用，特别是作为物联网的节点的电子标签，可以有效的存储所附着物品的各种信息并通过与阅读器的通信传输这些信息。RFID电子标签根据其工作频率可以分为三类(I)低频标签工作频率范围在30KHZ 300KHZ，典型工作频率为125KHZ、133KHZ ； (2)高频标签工作频率范围在3M Hz 30MHZ，典型工作频率为13. 56MHZ ； (3)超高频标签工作频率在300MHZ以上，包括超高频和微波频率段，典型工作频率为433MHZ、915MHZ、2. 45GHZ、5. 8GHZ。低频和高频电子标签主要采用电感耦合原理实现能量传递和数据交换，其特点是阅读距离近、数据速率低、标签存储容量小，主要用在短距离、低速低成本的系统中。超高频电子标签采用电磁散射的原理进行能量传递和数据交换，这种标签具有通信距离远、数据速率高、存储容量大的优点，得到了广泛的应用，引起了国内外众多研究单位的关注。射频识别系统的结构示意图如图I所示。射频识别系统由阅读器、电子标签和数据交换与管理系统组成，数据交换与管理系统控制阅读器发送对电子标签的读写命令，并将阅读器得到的数据进行存储和管理。阅读器与电子标签之间双向通信，阅读器发射的信号经自由空间电磁波传输，被电子标签天线接收，电子标签把接收到的电磁波转化为直流能量，并从电磁波中提取出阅读器的命令，经分析处理后将反馈信号经自由空间发送给阅读器。图2所示为超高频RFID电子标签的结构框图。一个完整的电子标签包括天线、射频前端、模拟前端、数字基带和存储器。射频前端是射频信号与电子标签的接口电路，一方面将标签天线接收到的射频信号转化为直流电压VD。，并从中解调出RFID阅读器的命令Vdem,另一方面将数字基带输入的数字信号DATA_IN与射频载波调制，通过标签天线返回到RFID阅读器。模拟前端将射频前端提供的不稳定的直流电压Vdc转化为稳定的直流电压Vdd作为部分模拟电路以及数字基带和存储器的工作电压，并产生时钟信号CLK和上电复位信号POR提供给数字基带和存储器。现有电子标签的射频前端普遍采用单天线接口，这种电子标签在沿着天线的方向上识别距离较远，但是在垂直于天线的方向上识别距离较近，在标签周围空间中存在着较大的识别盲区。
技术实现思路
本技术的目的在于提出了一种RFID电子标签射频前端，采用该射频前端的电子标签在其周围空间的各个角度均能保持较高的灵敏度，保证了当电子标签在空间中的位置发生变化时，可以稳定持续地被RFID阅读器识别到。本技术的技术方案是一种RFID电子标签射频前端，包括四个射频输入输出端、两个模拟信号输出端、一个数字信号输入端、整流电路、解调电路和调制电路；其中，四个射频输入输出端作为整流电路的四个输入端子，第一模拟信号输出端作为整流电路的输出端子；四个射频输入输出端还作为解调电路的四个输入端子，第二模拟信号输出端作为解调电路输出端子；四个射频输入输出端还作为调制电路的四个输出端子，第一数字信号输入端作为调制电路的输入端子；第一射频输入输出端和第二射频输入输出端分别与外部的第一天线的两个端口相连接，第三射频输入输出端和第四射频输入输出端分别与外部的第二天线的两个端口相连接。 作为一种优选方案，所述整流电路包括第一整流子电路和第二整流子电路，其中，第一射频输入输出端和第二射频输入输出端作为第一整流子电路的两个输入端子；第三射频输入输出端和第四射频输入输出端作为第二整流子电路的两个输入端子；第一整流子电路的输出端子和第二整流子电路的输出端子连接在一起，作为所述整流电路的输出端子，即第一模拟信号输出端。作为一种优选方案，所述解调电路包括第一包络检波电路、第二包络检波电路、包络信号处理电路，其中，第一射频输入输出端和第二射频输入输出端作为第一包络检波电路的两个输入端子；第三射频输入输出端和第四射频输入输出端作为第二包络检波电路的两个输入端子；第一包络检波电路的输出端子和第二包络检波电路的输出端子连接在一起，并与包络信号处理电路的输入端相连，包络信号处理电路的输出端作为所述解调电路的输出端子，即第二模拟信号输出端。作为一种优选方案，所述调制电路包括第一反向散射电路、第二反向散射电路和第一缓冲级，其中，第一缓冲级的输入端子作为第一数字信号输入端，第一缓冲级的输出端分别与第一反向散射电路的输入端、第二反向散射电路的输入端相连；第一反向散射电路的两个输出端即为第一射频输入输出端和第二射频输入输出端，第二反向散射电路两个输出端即为第三射频输入输出端和第四射频输入输出端。本技术的有益效果本技术的RFID电子标签射频前端具有四个射频输入输出端，采用该射频前端的电子标签芯片可与两个互相独立的标签天线连接组成双天线电子标签。只要两个标签天线其中的任意一个接收到足够的射频信号，电子标签就会上电工作；同样，只要有任意一个标签天线发射的信号被RFID阅读器接收到，标签就能被RFID阅读器识别。采用该射频前端的电子标签在空间中的各个角度均具有较高的灵敏度，与单天线的电子标签相比，识别盲区大大减少。当电子标签在空间中的位置发生变化时，采用本技术的射频前端的电子标签仍可以稳定持续地被RFID阅读器识别到，增强了射频识别系统的稳定性。附图说明图I是射频识别系统的示意图。图2是超高频射频识别电子标签的结构框图。图3是本技术的射频前端的结构框图。图4是本技术的射频前端中整流电路的结构框图。图5是本技术的射频前端中解调电路的结构框图。图6是本技术的射频前端中调制电路的结构框图。图7是采用本技术的射频前端的电子标签芯片的端口示意图。图8是现有的单天线电子标签及其在空间中识别范围的示意图。图9是采用本技术的射频前端的电子标签及其在空间中识别范围的示意图。具体实施方式以下结合附图及实施例对本技术做详细说明。图3是本技术的射频前端的结构框图。具体包括四个射频输入输出端RF1+、RF1-、RF2+、RF2-，两个模拟信号输出端DC_0UT和DEM_0UT，一个数字信号输入端M0D_IN，整流电路、解调电路、调制电路。四个射频输入输出端作为整流电路的四个输入端子，第一模拟信号输出端DC_0UT作为整流电路的输出端子；四个射频输入输出端还作为解调电路的四个输入端子，第二模拟信号输出端DEM_0UT作为解调电路输出端子；四个射频输入输出端还作为调制电路的四个输出端子，第一数字信号输入端作为调制电路的输入端子M0D_IN ;第一射频输入输出端RF I +和第二射频输入输出端RF I -分别与外部的第一天线的两个端口相连接，第三射频输入输出端RF2+和第四射频输入输出端RF2-分别与外部的第二天线的两个端口相连接。四个射频输入输出端RF1+、RF1-、RF2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种RFID电子标签射频前端，其特征在于，包括：四个射频输入输出端、两个模拟信号输出端、一个数字信号输入端、整流电路、解调电路和调制电路；其中，四个射频输入输出端作为整流电路的四个输入端子，第一模拟信号输出端作为整流电路的输出端子；四个射频输入输出端还作为解调电路的四个输入端子，第二模拟信号输出端作为解调电路输出端子；四个射频输入输出端还作为调制电路的四个输出端子，第一数字信号输入端作为调制电路的输入端子；第一射频输入输出端和第二射频输入输出端分别与外部的第一天线的两个端口相连接，第三射频输入输出端和第四射频输入输出端分别与外部的第二天线的两个端口相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：文光俊，刘佳欣，王耀，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：实用新型
国别省市：