[发明专利]小型化的模块式UHF射频识别读写器

说明书

技术领域

本发明涉及一种可以与工作在840-960MHz频段的无源RFID标签进行无线远距离数据通讯的小型化的模块式UHF射频识别读写器。

背景技术

射频识别(RFID，Radio Frequency Identity)技术是利用无线射频方式进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据的自动识别技术。

UHF频段RFID系统主要包括RFID读写器和RFID标签两个部分：RFID读写器将待发射的基带信号调制到载波上，发送给RFID标签，然后连续发射无调制的载波用以提供标签持续工作的能量和标签反射调制需要的载波。标签从读写器的载波中获取能量，根据接收到的读写器指令内容，将标签的返回信息反射调制加载到读写器的连续载波上。读写器从连续载波中识别出标签的返回信号。

RFID系统的工作模式与一般的移动通信系统不同：由于RFID标签本身没有能源，而且不产生电磁波，所以必须通过RFID读写器的连续载波来实现对RFID标签的无线供电和维持通信。即RFID系统的工作模式具有收发双工特性：当RFID读写器的接收电路接收RFID标签反射信号时，其发射电路同时也在维持一个大功率的无调制载波，以供给标签能量和反射调制用的信号载体。在RFID读写器天线电路中，始终存在着一个强的读写器发射信号和一个弱的标签反射信号，且两路信号完全同频。

现有的RFID读写器集成度较低，结构较复杂，成本较高，而且不具备扩展性，不能适应各种类型的天线前端电路。

中国专利申请号200610049668.0公开了一种超高频射频识别标签阅读器。由天线、环形器、接收滤波器、定向耦合器、对数放大器、低噪声放大器、功分器、两个混频器、两个低通滤波器、两个模数转换器、数字信号处理器、功率放大器、频率合成器、正交移相功分器、串行接口和电源电路连接而成。电路结构复杂，成本较高。

中国专利申请号03222830.9公开了涉及一种电子标签无线读写装置，该方案的发射电路由微波数字频率合成器、微波信号放大调制器和微波信号功率放大器组成，接收电路也比较复杂，需要使用混频器等射频器件，成本较高。

中国专利申请号200620054988.0公开了一种高速远距离无源射频标签读写器，其技术方案是将通常微波接收机中采用的二次混频电路结构更换为直接零中频解调电路结构。该方案集成了环形器和零中频解调电路，而且零中频解调电路也是由若干射频器件组合而成，电路复杂，成本较高，也不能与双天线电路和双端口单天线电路相连接。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的缺陷，提供一种可以与工作在840-960MHz频段的无源RFID标签进行无线远距离数据通讯的小型化的模块式UHF射频识别读写器。

本发明的小型化的模块式UHF射频识别读写器，由RF发射模块，RF接收模块和基带处理模块够构成，所述基带处理模块通过若干根数据线组成的控制端口控制RF发射模块，RF发射模块通过RF发射端口输出发射信号，并且通过本振发射端口输出本振信号到RF接收模块的本振接收端口，RF接收模块从本振接收端口接收本振信号，从RF接收端口接收标签反射信号，并且输出解调后的基带信号到读写器的基带处理模块。

所述RF发射端口和RF接收端口相互独立，RF发射端口和RF接收端口与天线前端电路的连接方式选择下述三种方式之一：

a、RF发射端口和RF接收端口分别连接到两个相邻的天线，一个天线作为读写器发射天线，另一个天线作为读写器接收天线，所述两个天线的极化方向相反，两个天线之间放置高隔离度的射频隔离带；

b、RF发射端口和RF接收端口分别连接到一个环形器的输入端口和耦合端口，再由环行器的输出端口连接到外部天线；

c、RF发射端口和RF接收端口分别连接到同一个天线的两个馈电端口上，其中一个天线端口是读写器发射信号的输入端口，另一个天线端口是标签反射信号的输出端口，所述天线的馈电结构具有收发隔离特性，两个端口之间射频信号高度隔离。

所述RF发射模块由RF发射机芯片和RF功率放大器芯片构成，RF发射机产生的射频信号经过RF功率放大器放大后，通过RF发射端口输出，RF发射模块输出到RF接收模块的本振信号的产生选择以下两种方式之一：

a、RF发射模块在RF发射机芯片输出管脚上微带线旁路输出本振信号到本振信号发射端口；

b、RF发射模块在RF功率放大器芯片输出管脚上微带线旁路输出本振信号到本振信号发射端口。