UHF頻段智能型RFID讀寫器的應(yīng)用研究
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R1000內(nèi)部PA的輸出信號(hào)在經(jīng)過PA驅(qū)動(dòng)后，再經(jīng)過一個(gè)3 dB的正交混頻耦合芯片XC0900E-03S將信號(hào)轉(zhuǎn)換為2個(gè)正交90°的信號(hào)，然后輸出到2個(gè)平行的集成功率放大芯片MAAP-007649-000100。此放大信號(hào)經(jīng)過一個(gè)諧波抑制的低通濾波器(LPF)后，通過同軸線纜輸出到主板上的定向耦合器，然后經(jīng)過輸出通道輸出。經(jīng)過PA子板的放大后，可以在900～930 MHz(美國)和865～868 MHz(歐洲)頻段輸出+34 dB的輸出功率。其全部增益通過多級放大電路來實(shí)現(xiàn)。
PA子板采用了獨(dú)立電源供電的方式，可以保證功率放大電路對穩(wěn)定電源的需求，輸入電壓為7.5 V，采用外部線性DC適配器輸入。其工業(yè)工作溫度范圍為-20～+75℃。輸入PA子板的信號(hào)為R1000射頻芯片輸出的最大+10 dB調(diào)制信號(hào)。在PA子板中PA具有固定增益，因?yàn)镽1000支持變換增益范圍，其可輸入PA子板的信號(hào)范圍為-6～+10 dB，PA的變化增益范圍大概是15～30 dB，可以支持在TX通道上16 dB的變化增益，變換間隔為0.5 dB。
2.2外部PA中衰減帶通濾波器設(shè)計(jì)
衰減帶通濾波器功能電路的原理圖如圖4所示。其中，NR為留的測試點(diǎn)。具體的參數(shù)設(shè)置如圖5所示。我們設(shè)計(jì)的超高頻使用頻率范圍是860～960 MHz，在外部PA設(shè)計(jì)中，通過Multisim軟件對PA中帶通濾波器進(jìn)行仿真，來測試讀寫器的使用頻率范圍。圖6是仿真結(jié)果。
PA最大的線性功率輸出大丁或等于34 dB，考慮到大約3 dB的多路損耗和濾波損耗以及1 dB的線纜和開關(guān)損耗，天線端口的輸出功率大約有+30 dB。PA板卡的噪聲干擾可以控制在6 dB以內(nèi)，整個(gè)PA系統(tǒng)的輸入輸出阻抗為50 Ω。在設(shè)計(jì)中要特別注意PA的散熱設(shè)計(jì)，可以通過溫度感應(yīng)調(diào)整PA的方式來補(bǔ)充直接的散熱設(shè)計(jì)，從而更為有效地控制功率和優(yōu)化散熱設(shè)計(jì)。通過電源控制電路可以在需要時(shí)關(guān)閉PA，降低整個(gè)板卡的功耗。
結(jié) 語
本文以設(shè)計(jì)一種UHF超高頻射頻讀寫器為目的，設(shè)計(jì)了基于射頻芯片Intel R1000和AT91SAM9263微控制器的讀寫器系統(tǒng)，增加了外部PA設(shè)計(jì)，從而大大增加了讀寫器的讀寫距離。本文所研究的讀寫器基帶系統(tǒng)和射頻系統(tǒng)，對RFID讀寫系列產(chǎn)品的設(shè)計(jì)具有一定的借鑒意義。
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