文档介绍：硕士学位论文
题目: UHF RFID 阅读器射频前端关键技术优化设计
研究生曲良玉
专业电路与系统
指导教师游彬副教授
完成日期 2013 年 2 月
杭州电子科技大学硕士学位论文
UHF RFID 阅读器射频前端关键技术
优化设计
研究生: 曲良玉
指导教师: 游彬副教授
2013 年 2 月
Dissertation Submitted to Hangzhou Dianzi University
for the Degree of Master
Research and Optimization for Radio-frequency
System front-end of UHF RFID Reader
Candidate: Qu Liangyu
Supervisor: Prof. You Bin
February,2013
杭州电子科技大学
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论文作者签名: 日期: 年月日
指导教师签名: 日期: 年月日
杭州电子科技大学硕士学位论文
摘要
射频识别作为新兴技术,相对其它无线识别技术而言具有众多优点,发展迅速并被广泛
应用于商业领域。虽然高集成度的单芯片解决方案是目前射频识别读写器技术发展的主流趋
势,但由于无源射频技术同频收发的特殊性,依然存在诸如隔离度不足等无法克服的技术难
题。本学位论文结合射频识别系统理论,主要在工程实践领域针对 902-928MHz 频段读写器射
频前端电路进行改进性研究和优化设计。主要内容概述如下:
论文着眼于射频前端收发电路整体结构的设计与优化,基于ISO/IEC 18000-6C协议规范,
与能够进行信号处理的基带部分衔接组成完整读写器。通过对电磁波传播基本理论和信号自
由空间传播时的信道模型分析,结合标签原理,对比各类RFID系统类型优缺点,确定相关设
计技术指标和要求。
在发射机电路设计中,分析读写器发射机设计采用直接上变频结构的综合优势,确定发
射机方案后针对 BASK 调制方式深化分析了与 I/Q 正交调制的异同,并对发射机电路设计进行
链路预算;然后分析了非线性对发射电路产生影响的根本原因以及测量时的主要技术指标。
采用 ADF9010 作为主体芯片具体实现发射电路,并对发射机性能和本振性能进行了初步测试。
在接收机电路设计中,分析了零中频接收方式中存在的直流失调,载波同步与 IQ 正交解
调和接收电路的零点效应的关系。并从理论层面分析了接收机带宽与灵敏度,噪声系数等指
标关系并结合标签原理进行链路预算。针对无源射频识别技术存在的载波泄漏问题,从理论
上推导了接收机电路的非线性与载波抑制的关系;采用分立元件搭建接收电路,并进行了部
分性能测试。最终测试结果表明收发隔离度从最初的 26dB 提高到 55dB 以上,较大程度改善
了接收灵敏度。
此外,本振性能直接影响到整个收发电路的稳定性,在简要分析锁相环(PLL)技术的基础
上,评估了频率稳定度,相位噪声等对整机性能的影响,最终测试结果表明完全能够满足协议
要求。对发射与接收电路系统性能进行调试,最终的测试结果表明,读写器设计基本实现了
收发功能,基本达到了设计的预期目标。
关键词:射频识别,读写器,载波抑制,零中频
I
杭州电子科技大学硕士学位论文
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