超高频RFID自适应天线阻抗匹配方法组成比例

本发明专利技术提供一种超高频RFID自适应天线阻抗匹配方法，包括：步骤1、提供阅读器，该阅读器包括：阅读器本体、天线阻抗匹配模块及天线，该天线阻抗匹配模块包括：数字信号处理控制系统、反射功率检测单元及自适应阻抗匹配模块；步骤2、提供RFID标签，该阅读器向该RFID标签发送操作命令，该RFID标签向外发射某一频率的信号；步骤3、该阅读器接收该信号，该发射功率检测单元开始检测天线的实时反射信号，并把该实时反射信号发送给数字信号处理控制系统；步骤4、该数字信号处理控制系统根据该实时反射信号计算出所需的自适应阻抗匹配模块的阻抗Z；步骤5、该数字信号处理控制系统调节自适应阻抗匹配模块的实时阻抗，完成通信。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及非接触式的自动识别技术，尤其涉及一种超高频RFID自适应天线阻抗匹配方法。
技术介绍
射频识别系统(RFID system)是由射频标签、识读器和计算机网络组成的自动识别系统。通常，识读器在一个区域发射能量形成电磁场，射频标签经过这个区域时检测到识读器的信号后发送存储的数据，识读器接收射频标签发送的信号，解码并校验数据的准确性以达到识别的目的。常用的有低频(LF) (125kHz 134. 2KHz)、高频(HF) (13. 56Mhz)、超高频(860MHz 960MHz) (UHF, Ultra high frequency),无源等技术。其中，在超高频自动识别系统中，超高频RFID天线是射频识别系统的重要组成部分，直接影响着其性能和稳定性，而且应用场合的物理环境(如金属货物，水等)极易引起天线的参数变化，此变化会产生两个不利的后果首先，会降低功放模块的发射能量，造成模块严重发热而损坏；其次，会产生反射功率，大大降低接收端电路的信噪比。因而就采用自适应天线阻抗匹配技术有效地去解决天线参数变化而导致阻抗失配的问题。超高频RFID自适应天线阻抗匹配技术与高频RFID天线自动调谐技术和短波通信调频电台收听方式非常类似，通过改变调谐单元(匹配电路)阻抗的方式来达到自动匹配(调谐)的目的。高频RFID中是通过继电开关的方式来实改变接入匹配电路中的阻抗元件而达到调谐(匹配)的目的。此方法对高频RFID天线自动调谐有一定作用，但主要存在以下不足①自动调谐(匹配)精度和可靠性较差；②阻抗检测电路检测误差大；③自动调谐(匹配)速度慢，无法实现快速调整；④调谐单元电路体积过大，成本昂贵，现有的科技水平很难实现继电开关的微型化，另外继电器支持的工作频率一般只有几十兆赫，其高频分布参数影响严重，容易带来电磁兼容性 EMC (Electro Magnetic Compatibility)等问题
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种超高频RFID自适应天线阻抗匹配方法，采用高频、高速、闻精度的阻抗检测电路，实现了超闻频、闻速、闻精度的自适应阻抗匹配，所需的兀件少、模块体积小、成本低。为实现上述目的，本专利技术提供一种超高频RFID自适应天线阻抗匹配方法，包括以下步骤步骤1、提供阅读器，所述阅读器具有发射通道及接收通道，所述阅读器包括阅读器本体、与该阅读器本体电性连接的天线阻抗匹配模块及与该天线阻抗匹配模块电性连接的天线，所述天线阻抗匹配模块包括数字信号处理控制系统、与该数字信号处理控制系统电性连接的反射功率检测单元及与数字信号处理控制系统的自适应阻抗匹配模块，所述反射功率检测单元与接收通道电性连接，所述自适应阻抗匹配模块与发射通道电性连接；步骤2、提供RFID标签，所述阅读器向该RFID标签发送操作命令，并在发送完操作命令后通过发射通道向外辐射载波信号，所述RFID标签接收该载波信号并转化为电能，供自身工作，并向外发射某一频率的信号；步骤3、所述阅读器接收该RFID标签发射的信号，所述发射功率检测单元开始检测天线的实时反射信号，并把该实时反射信号发送给数字信号处理控制系统；步骤4、所述数字信号处理控制系统根据该实时反射信号计算出反射系数S11,并根据公式(S1JZtl)/ (S11-Ztl)计算出所需的自适应阻抗匹配模块的阻抗Z，其中，Ztl为天线特性阻抗；步骤5、所述数字信号处理控制系统根据计算得到的所需自适应阻抗匹配模块的阻抗Z调节自适应阻抗匹配模块的实时阻抗，从而完成整个通信过程。所述天线阻抗匹配模块还包括一 A/D模数转换器，所述A/D模数转换器电性连接反射功率检测单元与数字信号处理控制系统之间，将反射功率检测单元传过来的模拟信号转换成数字信号，并将该数字信号发送给数字信号处理控制系统。所述反射功率检测单元包括定向耦合器及与该定向耦合器电性连接的反射功率检测器，所述反射功率检测器与A/D模数转换器电性连接。所述步骤2中RFID标签向外发射的某一频率的信号预先储存于该RFID标签中。所述步骤4中反射系数S11根据阅读器发射通道上发射的实时辐射功率和反射功率检测单元检测到的天线实时反射信号计算得到。所述自适应阻抗匹配模块包括控制驱动器、数个电容及数个控制开关，所述每一电容一端与一控制开关电性连接，该控制开关另一端与天线电性连接，所述控制开关还与控制驱动器电性连接。所述控制驱动器另一端与数字信号处理控制系统电性连接，并根据数字信号处理控制系统传送过来的控制信号控制每一控制开关的导通或断开。所述数个控制开关为数个场效应晶体管，每一场效应管包括栅极、漏极及源极，所述每一栅极与控制驱动器电性连接，所述每一源极与一电容电性连接，所述每一漏极与天线电性连接。本专利技术的有益效果本专利技术超高频RFID自适应天线阻抗匹配方法采用定向耦合器及反射功率检测器检测天线接收到的信号功率，并通过A/D模数转换器转换为数字信号，数字信号处理控制系统根据该数字信号控制自适应阻抗匹配模块的电抗，以便阅读器与天线之间阻抗达到快速自动匹配，该方法采用高频、高速、高精度的阻抗检测电路，实现了超高频、高速、高精度的自适应阻抗匹配，所需的元件少、模块体积小、成本低，还采用数字控制技术，避免了现有技术中的电磁兼容性EMC等问题。为了能更进一步了解本专利技术的特征以及
技术实现思路
，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制。附图说明下面结合附图，通过对本专利技术的具体实施方式详细描述，将使本专利技术的技术方案及其它有益效果显而易见。附图中，图1为本专利技术超高频RFID自适应天线阻抗匹配方法的流程图；图2为本专利技术超高频RFID自适应天线阻抗匹配方法中阅读器与RFID标签连接结构示意图；图3为图2中自适应阻抗匹配模块较佳实施例的结构示意图。具体实施例方式为更进一步阐述本专利技术所采取的技术手段及其效果，以下结合本专利技术的优选实施例及其附图进行详细描述。 请参阅图1至3，本专利技术提供一种超高频RFID自适应天线阻抗匹配方法，包括以下步骤步骤1、提供阅读器20，所述阅读器20具有发射通道及接收通道，所述阅读器20包括阅读器本体24、与该阅读器本体24电性连接的天线阻抗匹配模块22及与该天线阻抗匹配模块22电性连接的天线26，所述天线阻抗匹配模块22包括数字信号处理控制系统25、与该数字信号处理控制系统25电性连接的反射功率检测单元29及与数字信号处理控制系统25的自适应阻抗匹配模块27，所述反射功率检测单元29与接收通道电性连接，所述自适应阻抗匹配模块27与发射通道电性连接；所述阅读器20工作由发射通道及接收通道组成，所述阅读器本体24通过天线26与RFID标签40进行无线通信，可以实现对RFID标签40识别码和内存数据的读出或写入操作，其一般包含有高频模块(发送器和接收器)及控制单元等模块。所述天线阻抗匹配模块22还包括一 A/D模数转换器28，所述A/D模数转换器28电性连接反射功率检测单元29与数字信号处理控制系统25之间，将反射功率检测单元29传过来的模拟信号转换成数字信号，并将该数字信号发送给数字信号处理控制系统25。所述反射功率检测单元29包括定向耦合器292及与该定向耦合器292电性连接的反射功率检测器294，所述反射功率检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高频RFID自适应天线阻抗匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、提供阅读器，所述阅读器具有发射通道及接收通道，所述阅读器包括：阅读器本体、与该阅读器本体电性连接的天线阻抗匹配模块及与该天线阻抗匹配模块电性连接的天线，所述天线阻抗匹配模块包括：数字信号处理控制系统、与该数字信号处理控制系统电性连接的反射功率检测单元及与数字信号处理控制系统的自适应阻抗匹配模块，所述反射功率检测单元与接收通道电性连接，所述自适应阻抗匹配模块与发射通道电性连接；步骤2、提供RFID标签，所述阅读器向该RFID标签发送操作命令，并在发送完操作命令后通过发射通道向外辐射载波信号，所述RFID标签接收该载波信号并转化为电能，供自身工作，并向外发射某一频率的信号；步骤3、所述阅读器接收该RFID标签发射的信号，所述发射功率检测单元开始检测天线的实时反射信号，并把该实时反射信号发送给数字信号处理控制系统；步骤4、所述数字信号处理控制系统根据该实时反射信号计算出反射系数S11，并根据公式（S11+Z0）/（S11?Z0）计算出所需的自适应阻抗匹配模块的阻抗Z，其中，Z0为天线特性阻抗；步骤5、所述数字信号处理控制系统根据计算得到的所需自适应阻抗匹配模块的阻抗Z调节自适应阻抗匹配模块的实时阻抗，从而完成整个通信过程。...

【技术特征摘要】
1.一种超高频RFID自适应天线阻抗匹配方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤1、提供阅读器，所述阅读器具有发射通道及接收通道，所述阅读器包括阅读器本体、与该阅读器本体电性连接的天线阻抗匹配模块及与该天线阻抗匹配模块电性连接的天线，所述天线阻抗匹配模块包括数字信号处理控制系统、与该数字信号处理控制系统电性连接的反射功率检测单元及与数字信号处理控制系统的自适应阻抗匹配模块，所述反射功率检测单元与接收通道电性连接，所述自适应阻抗匹配模块与发射通道电性连接； 步骤2、提供RFID标签，所述阅读器向该RFID标签发送操作命令，并在发送完操作命令后通过发射通道向外辐射载波信号，所述RFID标签接收该载波信号并转化为电能，供自身工作，并向外发射某一频率的信号； 步骤3、所述阅读器接收该RFID标签发射的信号，所述发射功率检测单元开始检测天线的实时反射信号，并把该实时反射信号发送给数字信号处理控制系统； 步骤4、所述数字信号处理控制系统根据该实时反射信号计算出反射系数S11,并根据公式(S1JZtl)/ (S11-Ztl)计算出所需的自适应阻抗匹配模块的阻抗Z，其中，Ztl为天线特性阻抗； 步骤5、所述数字信号处理控制系统根据计算得到的所需自适应阻抗匹配模块的阻抗Z调节自适应阻抗匹配模块的实时阻抗，从而完成整个通信过程。2.如权利要求1所述的超高频RFID自适应天线阻抗匹配方法，其特征在于，所述天线阻抗匹配模块还包括一 A/D模数转换器，所述A/D模数转换器电性连接反射功率检测单元与数字信号处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙永战，罗春华，
申请(专利权)人：深圳市德卡科技有限公司，
类型：发明
国别省市：