[发明专利]一种超高频RFID读写器发射电路

说明书

本发明提供了一种超高频RFID读写器发射电路，包含微控制器MCU，锁相环频率发生器PLL，功率放大器，有源低通滤波器，电阻，模拟开关和电容器；在有源低通滤波器通过电阻输出的调制信号线上连接一个模拟开关，模拟开关另一端接一个电容器，该电容器具有较好的反应速度和滤波性能。本发明通过使用模拟开关，在发射载波、接收标签信号时，接入电容器，对模拟调制信号进行滤波，可以有效的抑制调制信号的噪声，使其不影响标签信号的接收，而在发送调制信号时，通过开关断开电容，不影响发射信号的通过。

[技术领域]

本发明属于超高频无源射频识别技术领域，特别是涉及一种超高频无源射频读写器的发射电路。

[背景技术]

超高频RFID具有识别距离远、速度快、多标签识读能力强、标签成本低等优点，现在已经被广泛的应用于物流、交通等领域，超高频读写器的需求量也越来越大。发射电路是超高频RFID读写器的重要组成部分，超高频读写器的发射电路，需要满足以下条件：

1.输出功率和频率满足要求，能够唤醒标签及支持标签背散射通信；

2.信号时序满足标准空中接口要求；

3.发射频谱满足各个国家或地区的无线电管理要求；

4.超高频读写器，在接收标签信号时，需要持续发送载波信号，载波信号和标签反射信号是同频的，发射电路的噪声会直接影响接收电路的灵敏度。当无线接收机的技术都是很成熟的条件下，发射电路的噪声控制是提高读写器接收灵敏度的关键。

国内生产的超高频读写器，有使用集成读写器芯片或使用分立射频器件两种方式。集成读写器芯片一般采用国外芯片，如R2000、AS3992等，成本较高。国内也有低端的读写器芯片，如QM100，其功能和性能有局限性，特别是其发射频谱，不满足欧洲地区的要求，不能用于出口。分立射频器件的读写器，成本较低，在国家标准没有发布之前，一般使用OOK调制(开关调制)。

专利CN103208025B公开了一种超高频RFID阅读器基带信号处理及调制电路，该专利所公开的电路，是读写器发射电路的一部分，按照该专利的设计，可以满足上述发射电路条件的1，2，3条。

OOK调制的基带信号是方波信号，方波的频谱是无限宽的，包括每一个奇次谐波信号分量。调制后，经过频谱搬移，其射频的占用带宽是远超出国家无线电标准的，也不符合FCC、ETSI等全球主要无线电要求。使用OOK调制的低成本方案，因为不符合无线电管理规定，已经不能在全球多数地方使用。

专利CN103208025B公开的电路，对基带信号做了滤波，可以抑制其占用带宽，满足无线电管理规定。但该电路也存在显著的问题：

使用了多级有源滤波后的ASK基带信号，在混频器里和本振信号相乘，输出的已调信号包络和ASK基带信号是一致的。ASK基带信号上的噪声，直接转化为射频噪声。使用有源器件，引入噪声是不可避免的，如该专利中所使用的滤波器LTC1569-7，其通带内的标称噪声指标是125uV(均方值)。按射频功率放大器的输出是1W，混频器的调制信号输入动态范围是5V计算，那么125uV噪声经过上变频和放大后，将转化为-26dBm的射频噪声。标签反射信号，到达读写器的噪声一般是-40dBm～-80dBm，噪声功率远大于信号功率。如果噪声的频率是在标签反射信号频率范围内，那将直接对标签返回的信号造成干扰。

该电路使用了无源混频器MAMXSS0012，无源混频器相对有源混频器，有较好的噪声性能，不会带来额外的混频噪声。但是，其混频增益只有-8dB，造成的信号衰减，需要增加功率放大来弥补。

该电路使用了两个专用低通滤波器和一个运算放大器，实现成本较高，电路体积也大。

[发明内容]

为了实现一种超高频射频识别读写器的发射电路，满足成本低、符合协议规范、符合无线电管理法规、并且在调制部分实现极低的噪声，能有效提高接收灵敏度的要求。