一种RFID读写器载波泄露消除系统技术方案

本发明专利技术公开了一种RFID读写器载波泄露消除系统，包括自动增益控制电路、功率分配器、衰减器、移相调节器、限幅器和功率合成器；在RFID读写器中，由于环行器的隔离度不高，所以有一部分载波泄露到接收回路。而天线接收的反向散射信号功率远远小于泄露载波的功率，将造成接收回路的低噪声放大器饱和失真，导致接收灵敏度很低，读写距离变短。本发明专利技术通过在接收回路提取部分载波，再经过移相调节器和限幅器的调整，和泄露的载波进行抵消，有效降低了接收回路泄露的载波功率，提高数据和载波的功率比，提高读写器的接收灵敏度，增大和标签之间的读写距离。本发明专利技术可用于目前UHF频段的读写器，提高RFID的读写距离，满足物联网迅速发展的需求。

A carrier cancellation system for RFID reader

The invention discloses a RFID reader carrier leakage cancellation system, including automatic gain control circuit, power divider and attenuator, phase shifting regulator, limiter and power combiner; reader in RFID, because the circulator isolation is not high, so there is a part of carrier wave leakage to the receiving circuit. The backscattered signal power of the antenna is much smaller than the power of the leaked carrier, which will cause saturation distortion of the receiver's low-noise amplifier, resulting in very low receiver sensitivity and short read and write distance. In the receiving part of the carrier loop extraction, after phase shifting and limiter adjustment, and carrier leakage offsets, effectively reducing the carrier power receiving circuit leakage, improve the power data and carrier ratio, improve the receiving sensitivity of read write device, increasing and label reading distance. The invention can be used in the current UHF frequency band read-write device to improve the reading and writing distance of RFID and meet the rapid development of the Internet of things.

【技术实现步骤摘要】
一种RFID读写器载波泄露消除系统
本专利技术涉及射频微波电路
，具体是一种RFID读写器载波泄露消除系统。
技术介绍
随着物联网概念的提出，射频识别技术得到高速发展，在工业，农业，商业等领域得到广泛应用。无线射频识别技术已经深入到人们生活的方方面面，例如公交收费系统、物流管理、人员的安全监控以及生产过程的控制和超市的商品管理等等。无线射频识别技术（RadioFrequencyIdentification，简称：RFID）是一种非接触式的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合（电感或电磁耦合）或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别。RFID读写器通过天线与RFID电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。典型的RFID读写器包含有RFID射频模块(发送器和接收器)、控制单元以及阅读器天线。由于电子标签是一个无源系统，本身没有直流电源，需要捕获读写器发射的高频电磁波，经过整流得到芯片工作所需要的直流电压。读写器为了接收标签的响应，必须向标签发射连续波信号；标签被唤醒后，再将含有数据信息的调制信号反向散射回读写器，经过后台处理得到所需要的信息。由于发射信号和接收信号的频率非常接近，不能用滤波器将它们分离，所以一般用环形器将读写器的收发信号分开。但是传统的环行器隔离度太低，会有大量的发射功率泄露到接收回路，造成接收回路饱和失真，大大降低了读写器的接收灵敏度。为了降低和消除接收回路泄露的载波信号，近年来很多学者提出各种载波消除的方法。文献1：LimW,YuJ.Balancedcirculatorstructurewithenhancedisolationcharacteristics.MicrowaveandOpticalTechnologyLetters,2008,50(9):2389-2391.公开了采用两个天线来分离发射和接收信号，增加了隔离度，但是由于同时使用了两个环形器，两个耦合器和两面天线，大大增加了成本。文献２：LasserG,RobertL,RobertD,etal.BroadbandLeakingCarrierCancellationforRFIDSystems.MicrowaveSymposiumDigest(MTT),2012:1-3.公开了在RFID系统中使用一个模拟横向滤波器组成的宽带载波泄漏抑制电路,在35MHz带宽上可以达到52dB的隔离度，但是需要两个接收电路。文献３：BinYou,BoYang,XuanWen,etal.ImplementationofLow-costUHFRFIDReaderFront-EndswithCarrierLeakageSuppressionCircuit.InternationalJournalofAntennasandPropagation.2013,(3):1-8.公开了用功率检测读写器接收电路的泄露载波，通过微处理器再去控制消除电路中一部分泄露载波的幅度和相位达到消除的目的。收发隔离在中心频率改善45dB，在20MHz频带范围内改善30dB。输出功率为23dBm时，读写距离达到4.95米。但是需要用到微处理器，系统复杂。文献４：Sung-ChanJung,Min-SuKim,YoungooYang.AReconfigurableCarrierLeakageCancellerforUHFRFIDReaderFront-Ends.IEEETransactionsoncircuitsandsystems-I:regularpapers.2011,58(1):70-76.公开了一种可重构的载波泄露消除器，采用平行耦合线定向耦合器、功率检测电路和微处理器完成泄露载波消除的目的。收发隔离度达到65dB以上。读写器的灵明度提高了11dB。输出功率为30dBm时，读写距离提高了30%，从4.3米提高到5.6米，但是依旧成本较高。文献５：Jae-YoungJung,Chan-WonPark,Kyung-WhanYeom.Anovelcarrierleakagesuppressionfront-endforUHFRFIDreader.IEEEtransactionsonmicrowavetheoryandtechniques.60(5):1468-1477.公开了由平行线定向耦合器、接收信号强度检测电路和微控制器控制相移的载波泄露消除前端电路。收发隔离度达到55dB，输入功率为10dBm时，读写距离20米。但是需要用到微处理器，D/A转换，电路复杂。文献６：YileiLi,KefengHan,ChuanshengDong,etal.AMulti-bandlow-noisetransmitterwithdigitalcarrierleakagesuppressionandlinearityenhancement.IEEEtransactionsoncircuitsandsystems.2013,60(5):1209-1219.公开了基于功率检测电路、ADC转换和通过算法控制相关参数的移动通信的载波泄露系统，泄露的载波可以减小35dB，通过设计功率检测电路使结构更加的复杂，成本也提高了。已公开专利技术专利１：适用于超高频读写器的通用型载波消除模块及超高频读写器载波消除方法(CN201410401891.1)，此专利公开了用矢量调节器、衰减器、单片机、功率检测其和功率合成器组成的载波消除模块。主要通过单片机控制矢量调节器的两路正交输入来达到载波消除的目的，但是采用单片机控制的闭环设计不仅结构复杂而且提高了成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种RFID读写器载波泄露消除系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种RFID读写器载波泄露消除系统，包括自动增益控制电路、功率分配器、移相调节器、限幅器、功率合成器、低噪放大器和环形器；所述环形器上设置有天线，环形器连接至自动增益控制电路，自动增益控制电路连接至功率分配器，功率分配器分别连接至移相调节器和限幅器，所述功率分配器与移相调节器之间还设置有衰减器；功率分配器与限幅器之间还设置有带通滤波器；所述移相调节器和限幅器的输出端均连接至功率合成器，功率合成器连接至低噪放大器，低噪放大器连接至调制解调器，调制解调器一端连接至数字基带，调制解调器的另一端连接至振荡器，振荡器通过功放连接回环形器。作为本专利技术进一步的方案：所述限幅器用于提取载波。作为本专利技术再进一步的方案：所述衰减器的衰减量为恒定值。作为本专利技术再进一步的方案：所述调节移相器的相移为恒定值。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种结构简单，易于抵消，成本低廉的RFID读写器泄露载波消除的系统。本专利技术采用开环设计，将接收回路泄露的载波和接收的数据用功率分配器分为两部分，将其中一部分载波和数据通过带通滤波器和限幅器，将载波单独提取出来；将另一路的载波的幅值调节到和限幅器出来的载波一样，相位反相。这两路幅值相等，相位反相的载波通过功率合成器合成后，泄露载波就抵消了。采用开环设计，去掉了传统方法采用的功率检测和单片机控制等电路的闭环设计，不需要跟踪天线端环境的变化和频本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种RFID读写器载波泄露消除系统，其特征在于，包括自动增益控制电路、功率分配器、移相调节器、限幅器、功率合成器、低噪放大器和环形器；所述环形器上设置有天线，环形器连接至自动增益控制电路，自动增益控制电路连接至功率分配器，功率分配器分别连接至移相调节器和限幅器，所述功率分配器与移相调节器之间还设置有衰减器；功率分配器与限幅器之间还设置有带通滤波器；所述移相调节器和限幅器的输出端均连接至功率合成器，功率合成器连接至低噪放大器，低噪放大器连接至调制解调器，调制解调器一端连接至数字基带，调制解调器的另一端连接至振荡器，振荡器通过功放连接回环形器。

【技术特征摘要】
1.一种RFID读写器载波泄露消除系统，其特征在于，包括自动增益控制电路、功率分配器、移相调节器、限幅器、功率合成器、低噪放大器和环形器；所述环形器上设置有天线，环形器连接至自动增益控制电路，自动增益控制电路连接至功率分配器，功率分配器分别连接至移相调节器和限幅器，所述功率分配器与移相调节器之间还设置有衰减器；功率分配器与限幅器之间还设置有带通滤波器；所述移相调节器和限幅器的输出端均连接至功率合成器，功率合成器连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：马中华，陈慧斌，邢海涛，杨光松，
申请(专利权)人：集美大学，
类型：发明
国别省市：福建,35