[发明专利]一种采用零中频IQ解调技术的声表面波阅读器接收链路结构及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用零中频IQ解调技术的声表面波阅读器接收链路结构及其工作方法，属于射频识别领域。

背景技术

声表面波射频识别系统主要包括声表面波标签和阅读器两部分。声表面波射频识别系统的工作原理如图1所示。图1所示声表面波射频识别系统的工作原理如下：阅读器1发射的射频查询脉冲2经标签天线3接收进入叉指换能器4，通过逆压电效应将电信号转换为声表面波信号，声表面波在沿基片5传播的过程中遇到反射栅6产生反射，反射信号由叉指换能器4经正压电效应转换为脉冲回波信号经天线3发射回阅读器1。由于反射栅6排列的不同，阅读器1得到的回波脉冲串也各不相同，由此可以通过反射栅编码来阅读标签信息。

声表面波标签最常见的反射栅编码方式为脉冲幅度编码和脉冲位置编码两种。与脉冲幅度编码方式相比，脉冲位置编码的数据容量要大得多，应用前景也更为广泛。对于简单的脉冲幅度编码方式，当处理器的引脚速率和处理速度足够快时，声表面波阅读器的接收链路可采用功率检波技术，从而在后级的信号处理电路中可省去高速ADC电路以降低成本。但是，当声表面波标签为脉冲位置编码方式以及其它更为复杂的形式时，功率检波技术则有些无能为力，对信噪比和测量距离也有很大影响。

传统的声表面波阅读器接收链路采用超外差或外差结构，标签的反射回波信号需要通过多级的混频电路来完成解调，结构较复杂，给整个声表面波阅读器电路的设计带来了难度。因此，需要结合声表面波标签的特点来设计声表面波阅读器的接收链路。

发明内容

本发明提供一种采用零中频IQ解调技术的声表面波阅读器接收链路结构及其工作方法。与传统的接收链路的超外差、外差结构相比，该结构有着简单方便、成本低廉等优点，并能更好的与声表面波标签配套使用。与采用功率检波技术的接收链路结构相比，该结构有着更高的灵敏度，在低信噪比以及远距离场合更有优势。本发明提供的阅读器接收链路结构不仅适用于脉冲幅度编码的声表面波标签，也适用于脉冲位置编码等复杂编码的声表面波标签。

本发明采用如下技术方案：一种采用零中频IQ解调技术的声表面波阅读器接收链路结构，其包括收发隔离模块、低噪声射频放大器模块、带通滤波器模块、巴伦、IQ解调模块、本振模块、低噪声基带放大器模块，所述收发隔离模块将发射信号与标签回波信号隔离开，并在接收链路工作时，将回波信号接入接收链路的低噪声射频放大器模块的输入端，低噪声射频放大器模块的输出端连接带通滤波器模块的输入端，带通滤波器模块的输出端连接巴伦的单端输入端，巴伦的双端差分输出端连接IQ解调模块的射频信号输入端，本振模块的输出端连接IQ解调模块的本振信号输入端，IQ解调模块的输出端连接低噪声基带放大器模块的输入端，低噪声基带放大器模块的输出端连接后级信号处理电路。

所述收发隔离模块采用美国Hittite Microwave公司的HMC194芯片，为单刀双掷开关。

所述低噪声射频放大器模块采用美国RFMD公司的RF2361芯片。

所述带通滤波器模块采用德国EPCOS公司的声表面波滤波器。

所述IQ解调模块采用美国Linear Technology公司的LT5516芯片。

所述本振模块采用美国ADI公司的ADF4350芯片。

所述低噪声基带放大器模块采用美国Linear Technology公司的LT6231芯片。

本发明还采用如下技术方案：一种采用零中频IQ解调技术的声表面波阅读器接收链路结构的工作方法，其包括如下步骤：

步骤A，当接收链路上电后，收发隔离开关置于接收回路时，低噪声射频放大器模块将接收到的声表面波标签反射回波信号进行放大，同时本身的低噪声系数不会给后级电路引入过多噪声；

步骤B，标签回波信号经过低噪声放大后进入带通滤波器模块以滤除干扰杂波，再通过巴伦将单端信号转换为差分信号，之后进入IQ解调模块；

步骤C，IQ解调芯片将本振信号进行0°/90°移相后分别与差分回波信号的每一路进行混频，然后差分输出IQ解调信号；

步骤D，IQ解调芯片输出的差分信号经过低噪声基带放大器放大，进入后级的信号处理电路。

本发明具有如下有益效果：

（1）与传统的声表面波阅读器接收链路的超外差、外差结构相比，有着简单方便、成本低廉等优点，并能更好的与声表面波标签配套使用；

（2）与采用功率检波技术的声表面波阅读器接收链路结构相比，有着更高的灵敏度，在低信噪比以及远距离场合更有优势；