超高频RFID读写器天线的设计与仿真

基于RFID系统对天线的要求,针对单馈电微带天线回波损耗和轴比之间的矛盾,利用理论计算和Ansoft HFSS软件仿真优化的方法设计出了一种用于RFID读写器的新型超高频圆极化微带天线.该天线采用背馈的方法,相对于侧馈有效地减小了天线的尺寸.为实现良好的圆极化性能,该天线利用空气作为介质层.并且采用非对称矩形切角,相对于当前普遍采用的对称等腰直角三角形切角更容易加工和调整.经过仿真分析得出了各种参数的曲线图,验证了该天线的优越性能.     

RFID读写器设计与研究

本文主要介绍了RFID读写器的基本原理、硬件设计与实现。本文设计的RFID读写器成本低廉,稳定性高,电路无需调试的优点,便于大批量生产。     

一种新型宽带圆极化UHF RFID读写器天线

针对超高频射频识别(ultra high frequency radio frequency identification,UHF RFID)技术的发展需求,设计了一款覆盖UHF RFID全频段(840-960 MHz)的圆极化读写器天线.天线采用简单的平面缝隙贴片结构,利用π型线耦合馈电,获得了良好的宽带圆极化性能.重点分析了天线的宽带圆极化辐射机理和双向圆极化波的形成过程.天线的仿真和测试结果表明,S11≤-13 dB的阻抗带宽为200 MHz,3 dB轴比(axial-ratio,AR)带宽达到175MHz,频段内增益均大于3.4 dBi,且顶点的右旋圆极化(right-handed circular polarization,RHCP)电平和左旋圆极化(left-handed circular polarization,LHCP)电平差值均大于17 dB,具有较好的宽带性和抗干扰能力.仿真结果和实验测试结果的一致性良好,满足了UHF RFID读写器天线宽频带、高增益的应用要求.     

手机RFID读写器的基带新解码器

设计了一个超高频射频识别读写器的基带接收机, 该芯片既支持UHF 频段的ISO 18000-6B 标准, 也能支持ISO18000-6C 标准。该数字基带接收机主要包括抽取滤波、去直流、相位恢复等基本单元, 在解码部分体现了一种新的数字基带解码器。该解码器在过零检测解码方法的基础上进行了“零点”的修复, 从而可以更加有效地实现解码。和相关器解调解码相比, 这种方法所需硬件更少, 解码的实时性更强。不包括测试管脚, 该数字芯片在0. 18μm CMOS 工艺下的总面积为730 μm×3375 μm, 其中解码部分占总面积的1 %;整个数字芯片的功耗为32. 89 mW,解码部分的功耗为0. 23 mW。     

低功耗超高频RFID标签芯片基带控制器

在分析RFID标签芯片系统架构的基础上,设计了一款适用于超高频射频识别标签芯片的基带控制器,以支持ISO 18000-6 Type C标准协议的RFID标签芯片的设计与实现.该基带控制器从系统架构和关键电路设计两个方面进行低功耗的系统集成优化设计,工作主时钟频率采用1.28 MHz,解码电路的采样时钟频率采用2.56 MHz,并采用TSMC 0.18 μm工艺对面积和功耗进行仿真验证和实现评估.仿真结果标明:该基带控制器符合ISO 18000-6 Type C标准协议,芯片面积0.16 mm2,芯片功耗20.07 μW,能够满足无源射频识别标签芯片的低成本和低功耗的需求.     

一种基于维特比解码的超高频RFID读写器解码器设计

车辆管理和生产管理等应用对超高频射频识别(UHF RFID)读写器的灵敏度有很高的要求.读写器数字基带解码器作为接收链路的关键环节,其误码率(BER)性能直接影响读写器的接收灵敏度.维特比解码是一种广泛应用于卷积码的解码算法,利用卷积码中码元间的相互联系实现纠错解码.本文首次将维特比解码移植应用于UHF RFID系统中的FM0编码的解码算法中.该解码器利用FM0编码的记忆性,结合维特比解码的纠错能力来降低误码率.仿真结果表明,该解码器在信噪比(SNR)为7.3dB的条件下,可以将误码率降至10-5.相对于最优接收机结构,该解码算法有2.5dB的信噪比优势.     

一种用于超高频RFID读写器的载波泄漏抑制改进算法

在超高频RFID系统中,评价系统性能的两个关键指标是最大读写距离和识别率。当读写器采用基于单天线的环形器或耦合器隔离方案,由于接收信号和发送信号同频率,发射通路的载波信号会泄漏到接收通路,降低接收机的灵敏度,从而大大降低读写器的性能,严重影响RFID系统的应用。为了解决环形器或耦合器隔离度不高导致的载波信号泄漏问题,常用解决方法是在读写器中增加一个载波泄漏抑制模块,提高收发通路之间的隔离度。本文在原有梯度搜索范围上进行了优化,将IQ复平面的相位多等份分割,以此构造不同相位试探信号快速定位抑制信号相位搜索范围,提供了一种高效载波泄漏抑制信号的产生方式;并且通过与其他常用的载波抑制方法的对比分析,证明了改进算法的高效性。     

基于AS3991 UHF读写器的设计

本文讨论了一种基于AS3991芯片的超高频(HUF)Gen2RFID读写器设计方案。该读写器工作频率的范围为860MHz-960MHz,并且它符合ISO18000-6C(EPCGen2专门用于物联网物流管理)的主流标准。本文给出了RF设计要点,软件实现方案,防冲突算法的设计程序。     

基于RFID的瓦斯钢瓶信息读写器的设计

罐装液化气是无三通地区和城市出租车的常用燃料,其存放工具瓦斯钢瓶的质量将直接影响系统的安全性。本文设计了一款基于RFID技术实现的成本低廉、应用性较强的瓦斯钢瓶信息读写器,能有效检测和修改瓦斯钢瓶的使用及储运信息,可籍此判断钢瓶是否超期使用。     

基于FFT算法的RFID读写器检测技术

研究了RFID读写器设备检测技术。基于FFT算法,以FPGA为核心硬件平台,针对RFID读写器长期、恶劣工作环境下的发射信号的频率和幅度变化问题,研究出RFID读写器检测技术。主要分为数据采集和分析两个部分,数据采集使用中频采样的方法,配合数字下变频完成基带信号的获取;数据分析部分采用FFT谱估计的方法,并对算法进行了仿真。     

基于MSP430控制的射频识别读写器设计

设计了一种基于单片机处理器的射频识别（RFID）便携式读写器的系统.采用当前先进的片上系统（System on Chip,SOC）,将外围电路尽可能地放置于SOC芯片内,利用软件实现了对射频标签信号的数字实时采集和控制功能,从而简化了传统的微控制器控制的RFID读写器所需的庞大硬件电路及其引入的额外误差,具有重要的实用价值,并且功耗和成本很低.     

UHF频段近场耦合RFID读写器天线设计

本文设计了一款用于UHF频段近场耦合RFID读写器天线。采用弯折偶极子天线结构,极大地减小了天线的尺寸。利用商业软件Zeland IE3D进行仿真设计和优化,给出了天线的反射系数、辐射特性和电流分布。在仿真的基础上,进行了实物制作并测试,实测与仿真吻合较好,满足实际应用的需求。     

超高频RFID读卡器接收前端低噪声放大器设计

基于0.5 μm CMOS工艺设计了一种应用于超高频段射频识别系统读卡器接收前端的低噪声放大器.该电路采用带有源极退化的单端共源共栅结构,借助Cadence仿真环境完成了电路的仿真分析.仿真结果表明,在中心工作频率922.5 MHz上,电路具有良好的性能,各指标分别为:噪声系数(NF)0.828 4 dB,输出增益(S21)23.37 dB,输入反射系数(S11)-36.65 dB.输出反射系数(S22)-58.03 dB,反相隔离(S12)-44.79 dB,三阶交调点(IIP3)-13.157 2 dBm.     

混合TCP：RFID阅读器网络中的TCP方案

为提高RFID阅读器网络中移动阅读器数据传输的效率和节省其传输能量,提出了一个新的适合RFID阅读器网络的传输方案H-TCP。针对阅读器网络中的无线链路和有线链路,采用混合TCP链接传输。并针对RFID阅读器网络传输的数据以短数据包为主,以及CSMA/CA的单连接数据传输特性,在无线链路数据链路层采用ASR-ARQ,并在其传输层采用增强的慢启动策略,充分利用了无线链路的有限带宽,大大提高了TCP吞吐量和节省了移动阅读器的传输能量。     

用于超高频射频识别读写器Mixer-First接收机的新型直流分量消除技术

由于收发隔离度有限,超高频射频识别读写器的接收机面临着发射机载波泄漏的问题,基于MixerFirst结构的接收机,提出了一种新型的直流分量消除技术.在无源混频器的中频输出端设计一个由电感、电容等器件组成的带通滤波器,滤除泄漏载波经过下变频产生的直流分量.同时相比于传统的交流耦合方式,该技术可以缩短直流分量的稳定时间.仿真结果表明,当标签返回信号数据率为400kb/s时,该结构的带通滤波器的直流衰减约为-50dB,同时直流分量的稳定时间约为6μs,只有传统交流耦合方式的一半左右.该技术可以扩展接收机的动态范围.     

UHF频段RFID阅读器近场耦合天线设计与分析

设计并实现了一种RFID阅读器近场耦合天线,并对该天线的阻抗特性和辐射特性进行了理论计算和仿真.使用了折叠偶极子天线结构,极大减小了天线尺寸.同时在天线臂之间加入了寄生电容,实现阻抗调整的作用.在仿真的基础上,实际制作了实物,并接上UHF近场耦合阅读器进行测试,效果良好.     

UHFRFID智能图书馆管理系统的研究

针对目前图书馆采用条形码技术的不足和不能实现24h自助还书等问题,本文引入了物联网技术,使传统的图书馆和UHFRFID技术结合,形成了智能图书馆管理系统,使得图书馆管理更加科学化和智能化．在本文中,首先介绍了一下RFID系统的概念和工作原理,进而按照需求分析设计了智能图书馆的功能模块和结构框图,最后设计了uHFRFID智能图书馆管理系统．