[发明专利]一种RFID读写器载波泄露消除系统

说明书

本发明公开了一种RFID读写器载波泄露消除系统，包括自动增益控制电路、功率分配器、衰减器、移相调节器、限幅器和功率合成器；在RFID读写器中，由于环行器的隔离度不高，所以有一部分载波泄露到接收回路。而天线接收的反向散射信号功率远远小于泄露载波的功率，将造成接收回路的低噪声放大器饱和失真，导致接收灵敏度很低，读写距离变短。本发明通过在接收回路提取部分载波，再经过移相调节器和限幅器的调整，和泄露的载波进行抵消，有效降低了接收回路泄露的载波功率，提高数据和载波的功率比，提高读写器的接收灵敏度，增大和标签之间的读写距离。本发明可用于目前UHF频段的读写器，提高RFID的读写距离，满足物联网迅速发展的需求。

技术领域

本发明涉及射频微波电路技术领域，具体是一种RFID读写器载波泄露消除系统。

背景技术

随着物联网概念的提出，射频识别技术得到高速发展，在工业，农业，商业等领域得到广泛应用。无线射频识别技术已经深入到人们生活的方方面面，例如公交收费系统、物流管理、人员的安全监控以及生产过程的控制和超市的商品管理等等。无线射频识别技术（Radio Frequency Identification，简称：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（电感或电磁耦合）或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别。

RFID读写器通过天线与RFID电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。典型的RFID读写器包含有RFID射频模块(发送器和接收器)、控制单元以及阅读器天线。

由于电子标签是一个无源系统，本身没有直流电源，需要捕获读写器发射的高频电磁波，经过整流得到芯片工作所需要的直流电压。读写器为了接收标签的响应，必须向标签发射连续波信号；标签被唤醒后，再将含有数据信息的调制信号反向散射回读写器，经过后台处理得到所需要的信息。由于发射信号和接收信号的频率非常接近，不能用滤波器将它们分离，所以一般用环形器将读写器的收发信号分开。但是传统的环行器隔离度太低，会有大量的发射功率泄露到接收回路，造成接收回路饱和失真，大大降低了读写器的接收灵敏度。

为了降低和消除接收回路泄露的载波信号，近年来很多学者提出各种载波消除的方法。

文献1：Lim W, Yu J. Balanced circulator structure with enhancedisolation characteristics. Microwave and Optical Technology Letters, 2008, 50(9): 2389-2391.公开了采用两个天线来分离发射和接收信号，增加了隔离度，但是由于同时使用了两个环形器，两个耦合器和两面天线，大大增加了成本。

文献２：Lasser G, Robert L, Robert D, et al. Broadband Leaking CarrierCancellation for RFID Systems. Microwave Symposium Digest (MTT),2012: 1-3.公开了在RFID系统中使用一个模拟横向滤波器组成的宽带载波泄漏抑制电路, 在35 MHz带宽上可以达到52 dB的隔离度，但是需要两个接收电路。

文献３：Bin You, Bo Yang, Xuan Wen, et al. Implementation of Low-costUHF RFID Reader Front-Ends with Carrier Leakage Suppression Circuit.International Journal of Antennas and Propagation. 2013,(3):1-8.公开了用功率检测读写器接收电路的泄露载波，通过微处理器再去控制消除电路中一部分泄露载波的幅度和相位达到消除的目的。收发隔离在中心频率改善45dB，在20MHz频带范围内改善30dB。输出功率为23dBm时，读写距离达到4.95米。但是需要用到微处理器，系统复杂。