高集成度UHF频段RFID读写器射频模块设计

1引言

无线射频识别（RFID，RadioFrequencyIdentification）是结合了无线电、芯片设计以及计算机等多学科的新技术,尤其近年来超高频（UHF）的标准ISO18000-6C的制订及其系统的开发，使得RFID应用前景更为广阔。通常一套UHFRFID系统包括标签，读写器，天线和后台控制器等=，见图1，其中读写器是设计难度大，很重要的部件之一。标签和读写器间的通信是采用反向散射原理将标签的数据传输到读写器，这样就需要读写器发射载波信号携带回标签的数据=，这样的工作方式就存在接收标签信号的同时，发射链路一直在发射载波信号。如果收发链路隔离差，就会存在发射链路的载波信号泄漏到接收链路过强导致接收链路饱和，线性恶化和发射载波信号的相位噪声影响接收信号解调而无法识别标签数据。

传统的读写器设计采用收发天线分离，增加收发信号的隔离度，避免发射载波信号泄漏过强，但该种读写器的体积比较大，成本高，需要多天线，安装麻烦。本文采用零中频方案，通过仿真分析收发单天线读写器的射频模块指标设计，克服收发单天线读写器比收发双天线隔离度差的问题，制定出合理的发射载波信号的相位噪声指标和接收链路噪声系数及P1dB压缩点指标，从而设计出UHF频段（902MHz-928MHz）高集成度的2组收发单天线读写器射频模块，其输出功率能达到1W，读标签的距离可以达到5米以上。

图1RFID系统组成框图

2仿真及分析

本文采用零中频方案，如图2所示的两组收发单天线射频模块设计框图。为比较分析，给出图3所示的两组收发双天线射频模块框图。

图2两组收发单天线射频模块框图

图3两组收发双天线射频模块框图