高集成度UHF頻段RFID讀寫器射頻模塊設計

本文實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)，其疊加標簽應答信號頻譜如圖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)，其疊加標簽應答信號頻譜如圖8。從測試結果來看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。

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)射輸出信號疊加標簽應答信號頻譜（黃色）；發(fā)射輸出信號頻譜（藍色）

（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，本文還進行了讀寫器讀標簽試驗，采用6dBi的天線，測量調(diào)制模式為PR-ASK(250KHz,Tari=25us,X=0.5)的讀寫器的讀標簽的能力，其可以讀到距離天線以外5.5m處的標簽。單個標簽距離讀寫器3.8m處的讀標簽速度可達32個/秒。

圖8PR-ASK發(fā)射輸出信號疊加標簽應答信號頻譜（黃色；發(fā)射輸出信號頻譜（藍色）

（頻率：915.25MHz;250KHz，Tari=25us,X=0.5）

4結論

本文按照ISO18000-6C標準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計，給出了發(fā)射載波相位噪聲，接收機輸入噪聲系數(shù)以及輸入P1dB壓縮點這三個重要的射頻模塊指標的分析結果，最后根據(jù)分析結果實現(xiàn)該高集成度的射頻模塊的實物，長*寬*高尺寸僅53.5mm*51.5mm*6mm大小。測試結果顯示信號頻譜模板性能指標達到ISO18000-6C（FCC）的密集型讀寫器的相關要求，實際其讀標簽的距離和速度均達到較高水平。該收發(fā)單天線方案射頻模塊的設計極大的縮小了傳統(tǒng)收發(fā)雙天線的讀寫器的尺寸及降低了成本。