超高频RFID读写器芯片及其读写方法

技术领域

本发明涉及一种超高频RFID读写器芯片，属于射频技术领域。

背景技术

目前，在自动化识别领域，一般采用条码或二维码进行识别，这种方式优点是价格便宜而且方便印刷在外包装上，其缺点是存储的信息较少，结构简单且易于仿冒，不具备可编程的功能，对环境的要求高。随着社会经济和科学技术的发展，条形码和二维码标签技术己经不能满足日益丰富的物质生活和技术需求。

为此，RFID应用而生，RFID(radiofrequency identification,简称RFTD，即射频识别技术)，其利用射频信号按照特定的协议规范对电子标识进行追踪，可实现单向或双向的数据通信，能够在一定的范围内对带有电子标签的人、车、货物等做出识别，读取或存储相关的信息。同时，近年来为了降低芯片功耗、提高集成度和灵敏度，实现多标准、多模式兼容，超高频RFID 技术成为最优的解决方案、其保持高速发展的势头。

但是，在实际应用中发现常规设计缺乏灵活性，开发周期较长；同时，常规的超高频RFID的发射机由于缺乏有效的噪音过滤机制，从而导致其灵敏度不高、稳定性较弱；另外，常规超高频RFID的接收机的信号解调过程中还存在干扰信号，解调后容易发生直流失调，导致精度受损。

综上所述，亟需一种能够解决上述问题的超高频RFID读写器芯片。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种超高频RFID读写器芯片，其能够在超高频下实现高精度信号发送和接收。

本发明的目的是这样实现的：

一种超高频RFID读写器芯片，其特征在于：包含有读写器模块、模拟前端电路板模块和数字基带电路板模块，所述读写器模块包含有安装于线路板上的微处理器和读写器芯片模块，所述微处理器通过安装于线路板上的通用接口与模拟前端电路板模块和数字基带电路板模块上对应的通用接口实现通讯相连；

所述读写器芯片模块包含有发射机电路和接收机电路，所述发射机电路包含有与微处理器通讯相连的发射机，所述发射机的一路输出经DC/AC模块、LPF滤波器模块后输入正交调制器的一输入端，所述发射机的另一路输出直接输入正交调制器的另一输入端，正交调制器的输出端经射频PGA后输入定向耦合器的输入端，定向耦合器的天线端上连接有天线；

所述接收机电路包含有与微处理器通讯相连的接收机，天线接收的信号输入定向耦合器，定向耦合器的耦合端输出信号至差分电路转换为差分信号后输入正交解调器的一输入端，定向耦合器的隔离端将基带信号输入正交解调器的另一输入端，正交解调器将正交解调后的信号输入接收机；

本发明一种超高频RFID读写器芯片，所述定向耦合器的与天线之间设置有无源相移网络。

本发明一种超高频RFID读写器芯片，所述定向耦合器的隔离端将基带信号经功率检测电路后输入正交解调器。

本发明一种超高频RFID读写器芯片的读写方法，当向标签进行读写操作时，发射机将一路数字基带信号通过DC/AC模块转换到模拟域，然后由三阶切比雪夫LPF滤波器滤除镜像分量；滤除镜像分量的信号随后与发射机发射的另一路信号进入正交调制器中调制，调制后的信号馈送至射频PGA实现发射功率的调节后，再通过射频PGA将信号放大后经过定向耦合器和无源相移网络馈送到天线；

天线接收到的标签反向散射信号后经过无源相移网络，由定向耦合器耦合到差分电路将其转换为差分信号后，正交解调器将该差分信号与定向耦合器隔离端输入的射频基带信号进行交流解调，从而将射频自干扰信号导致的直流失调滤除，解调后的信号输入接收机。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用读写器模块、模拟前端电路模块和数字基带电路模块进行模块化设计，各模块可独立研发，独立开发射频、模拟前端电路板模块以及数字基带电路板模块，然后采用统一的接口标准即可实现任意模拟前端电路模块和基带电路模块的适配，从而不但有效的缩短了开发周期，而且可实现灵活匹配。

另外，发射机具有高稳定性的优点；发射机将一路数字基带信号通过DC/AC模块转换到模拟域，然后由三阶切比雪夫LPF滤波器滤除镜像分量；滤除镜像分量的信号随后与发射机发射的另一路信号进入正交调制器中调制，调制后的信号馈送至射频PGA实现发射功率的调节，射频PGA放大后的输出信号滤除噪声后经过定向耦合器和无源相移网络馈送到天线；可见，发射机采用两路正交直接变频结构，使其可以支持DSB/SSB/PR-ASK 三种调制方式，从而实现多种模式与超高频 RFID 标签芯片的适配。同时，发射机对发射信号进行正交调制后，能够有效滤除输出信号中的噪声，提升了发射机工作的稳定性；

最后，接收机同时具有高稳定性；接收机为正交直接下变频结构，可有效避免接收信号盲区问题。天线接收到的标签反向散射信号经过无源相移网络后，由定向耦合器耦合到差分电路将其转换为差分信号后，正交解调器将该差分信号与定向耦合器隔离端输入的射频基带信号进行交流耦合，从而将射频自干扰信号导致的直流失调滤除。

附图说明

图1为本发明一种超高频RFID读写器芯片的电路框图。

图2为本发明一种超高频RFID读写器芯片的读写器模块的电路框图。

具体实施方式

参见图1，本发明涉及的一种超高频RFID读写器芯片，包含有读写器模块、模拟前端电路板模块和数字基带电路板模块，所述读写器模块包含有安装于线路板上的微处理器和读写器芯片模块，所述微处理器通过安装于线路板上的通用接口与模拟前端电路板模块和数字基带电路板模块上对应的通用接口实现通讯相连；

参加图2，所述读写器芯片模块包含有发射机电路和接收机电路，所述发射机电路包含有与微处理器通讯相连的发射机，所述发射机的一路输出经DC/AC模块、LPF滤波器模块后输入正交调制器的一输入端，所述发射机的另一路输出直接输入正交调制器的另一输入端，正交调制器的输出端经射频PGA后输入定向耦合器的输入端，定向耦合器的天线端上连接有天线；

优选的，定向耦合器的与天线之间设置有无源相移网络；

所述接收机电路包含有与微处理器通讯相连的接收机，天线接收的信号输入定向耦合器，定向耦合器的耦合端输出信号至差分电路转换为差分信号后输入正交解调器的一输入端，定向耦合器的隔离端将基带信号输入正交解调器的另一输入端，正交解调器将正交解调后的信号输入接收机；

优选的，所述定向耦合器的隔离端将基带信号经功率检测电路后输入正交解调器，该功率检测电路与微处理器通讯相连，从而用于对信号功率进行监测；

参见图1，本发明一种超高频RFID读写器芯片的读写方法，当向标签进行读写操作时，发射机将一路数字基带信号通过DC/AC模块转换到模拟域，然后由三阶切比雪夫LPF滤波器滤除镜像分量；滤除镜像分量的信号随后与发射机发射的另一路信号进入正交调制器中调制，调制后的信号馈送至射频PGA实现发射功率的调节后，再通过射频PGA将信号放大后经过定向耦合器和无源相移网络馈送到天线；

天线接收到的标签反向散射信号后经过无源相移网络，由定向耦合器耦合到差分电路将其转换为差分信号后，正交解调器将该差分信号与定向耦合器隔离端输入的射频基带信号进行交流解调，从而将射频自干扰信号导致的直流失调滤除，解调后的信号输入接收机。

另外：需要注意的是，上述具体实施方式仅为本专利的一个优化方案，本领域的技术人员根据上述构思所做的任何改动或改进，均在本专利的保护范围之内。