[发明专利]一种载波相消的超高频电子标签读写器

说明书

技术领域

本发明属于电子标签(RFID)领域，涉及一种超高频电子标签读写器，具体为一种载波相消的超高频电子标签读写器。

背景技术

射频识别技术(Radio Frequency Identification，RFID)是一种非接触式的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合传输特性自动识别目标对象并获取相关信息，实现自动识别。作为一项关键技术，RFID由于其众多便利的特点和广泛的应用领域，越来越受到人们的普遍关注。RFID技术有着十分广泛的应用前景，其可以应用于物流仓储中的仓库管理、身份识别、交通运输、食品医疗、动物管理、门禁防盗以及工业军事等多种领域，给人们生活带来了极大的便利。

在RFID系统中，相对于13.56MHz及更低频率的系统而言，超高频识别技术(UHF RFID)由于其工作频段电磁波的波长较短，因此标签可以采用物理尺寸相对很小的天线收发信号，从而为标签的小型化和低成本奠定了基础，因此超高频射频识别技术(UHF RFID)是近年来的重点发展方向。

目前对于超高频技术，国际标准ISO18000-6C规定了860-960MHz的工作频段，ISO18000-4规定了2.45GHz的工作频段，而世界各国也分别制定了各自国家的许可工作频段，大概每个频段4～20MHz宽度不等，如我国规定840-845MHz及920-925MHz频段用作UHF RFID。对于UHF RFID系统简单而言，由标签(Tag)、RFID读写设备(Reader)以及应用软件平台构成。标签和RFID读写设备是UHF RFID系统的硬件基础，其工作原理为：(1)RFID读写设备发射电磁波给标签，对标签进行指令控制、信息写入读出操作；(2)标签一方面接收RFID读写设备发射来的电磁波信号，另一方面，对于无源标签而言，利用RFID读写设备发射来的电磁波转化为直流电源电压，作为标签的工作电源；(3)标签将RFID读写设备发射的电磁波通过背向散射机制将标签的信息返回RFID读写设备。

可见，读写器作为UHF RFID硬件基础的RFID读写设备，其性能对于UHFRFID系统至关重要。目前，读写器有几种方案，一是采用专用单芯片来实现，二是用分离元器件来实现，但不管采用何种方式，普遍采用直接变频技术。图1为现有技术的一种超高频电子标签读写器电路图。如图1所示，读写器包括天线101、环形器102、发射模块103、接收模块104、锁相环电路105、数字处理电路106以及包括电源、主控、通信等模块的其他电路107，现有技术中，接收模块104将接收到的射频信号直接送到零中频下变频器转换为低频模拟信号并去直流和进行模数转换再进行数字处理，有时甚至要对接收到的射频信号进行衰减后才送至零中频下变频器，其根本原因在于超高频电子标签系统通信时的收发同频，而且在接收时发射链路必须打开发射纯载波(Carrier Wave，CW)给标签返回信息提供能量，否则标签没有足够能量完成和读写器的通信。在接收时，由于发射链路在发射大功率载波，不论发射和接收通道是否共用天线，接收天线由于反射或空间接收总会引入很大的载波分量，其幅度一般在0～18dBm之间，共用天线时由于环形器或定向耦合器等方向器件会泄漏，发射链路会有一部分能量耦合至接收链路，其幅度一般在8～18dBm之间，这两路载波对超高频电子标签系统来说是固有的自干扰。

对于一般的接收机，为了提高灵敏度，在天线和下变频器之间往往接入低噪声放大器，然而，由于低噪声放大器都是处理小信号的，所处理的信号一般小于0dBm，若将低噪声放大器接入现有技术的读写器，其存在的高功率自干扰会使得低噪声放大器立即饱和丢失掉幅度调制的返回信号甚至损坏器件，因此不能在接收天线和下变频器间增加低噪声放大器来提高读写器的灵敏度。而由于高功率的自干扰的存在，现有技术的超高频电子标签读写器的实际灵敏度一般都很差(-40～-60dBm)，远低于一般通信系统的指标如-103dBm。因此，实有必要提出一种技术手段，在射频链路上消除自干扰以使超高频电子标签读写器能接入低噪声放大器以提高读写器的灵敏度。

发明内容

为克服上述现有技术存在的高功率自干扰而导致灵敏度差的问题，本发明之目的在于提供一种载波相消的超高频电子标签读写器，其通过载波相消消除或减小接收信道上的高功率自干扰，提高了读写器的灵敏度。