高集成度UHF頻段RFID讀寫器射頻模塊設(shè)計(jì)
本文實(shí)際在天線口加耦合器測量調(diào)制模式為DSB-ASK(400KHz,Tari=6.25us,X=0.5)和PR-ASK(250KHz,Tari=25us,X=0.5)兩種情況下輸出信號功率和信號頻譜及其模板。兩種情況下的輸出功率都達(dá)到1W,其中調(diào)制模式為DSB-ASK的發(fā)射信號輸出頻譜見圖5(包含載波信號),其疊加標(biāo)簽應(yīng)答信號頻譜如圖6;另外調(diào)制模式為PR-ASK的發(fā)射信號輸出頻譜見圖7(包含載波信號),其疊加標(biāo)簽應(yīng)答信號頻譜如圖8。從測試結(jié)果來看DSB-ASK信號完全滿足ISO18000-6C的密集讀寫器情況下的頻譜模板(第一鄰道和主信道功率比小于-30dBc;第二鄰道和主信道功率比小于-60dBc;第三鄰道和主信道功率比小于-65dBc)。但PR-ASK信號在第二鄰道差5dB,經(jīng)查證和輸入基帶信號差相關(guān)。
圖5DSB-ASK發(fā)射輸出信號頻譜
(頻率:915.25MHz;400KHz,Tari=6.25us,X=0.5)
圖6DSB-ASK發(fā)射輸出信號疊加標(biāo)簽應(yīng)答信號頻譜(黃色);發(fā)射輸出信號頻譜(藍(lán)色)
(頻率:915.25MHz;400KHz,Tari=6.25us,X=0.5)
圖7PR-ASK發(fā)射輸出信號頻譜
(頻率:915.25MHz;250KHz,Tari=25us,X=0.5)
另外,本文還進(jìn)行了讀寫器讀標(biāo)簽試驗(yàn),采用6dBi的天線,測量調(diào)制模式為PR-ASK(250KHz,Tari=25us,X=0.5)的讀寫器的讀標(biāo)簽的能力,其可以讀到距離天線以外5.5m處的標(biāo)簽。單個(gè)標(biāo)簽距離讀寫器3.8m處的讀標(biāo)簽速度可達(dá)32個(gè)/秒。
圖8PR-ASK發(fā)射輸出信號疊加標(biāo)簽應(yīng)答信號頻譜(黃色;發(fā)射輸出信號頻譜(藍(lán)色)
(頻率:915.25MHz;250KHz,Tari=25us,X=0.5)
4結(jié)論
本文按照ISO18000-6C標(biāo)準(zhǔn)的要求采用零中頻方案建立仿真模型來分析UHF頻(902MHz-928MHz)RFID讀寫器在收發(fā)單天線條件下射頻模塊的設(shè)計(jì),給出了發(fā)射載波相位噪聲,接收機(jī)輸入噪聲系數(shù)以及輸入P1dB壓縮點(diǎn)這三個(gè)重要的射頻模塊指標(biāo)的分析結(jié)果,最后根據(jù)分析結(jié)果實(shí)現(xiàn)該高集成度的射頻模塊的實(shí)物,長*寬*高尺寸僅53.5mm*51.5mm*6mm大小。測試結(jié)果顯示信號頻譜模板性能指標(biāo)達(dá)到ISO18000-6C(FCC)的密集型讀寫器的相關(guān)要求,實(shí)際其讀標(biāo)簽的距離和速度均達(dá)到較高水平。該收發(fā)單天線方案射頻模塊的設(shè)計(jì)極大的縮小了傳統(tǒng)收發(fā)雙天線的讀寫器的尺寸及降低了成本。
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