rfid读写器收发天线隔离技术分析

《rfid读写器收发天线隔离技术分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章绪论上，天线直接安装于读写器上；在另一些条件下可能需要在远离读写器的位置安装上几个天线，来提高信号质量、扩大读写的范围；例如在跟踪托盘的应用中，读写器可能连接到由多个天线形成的一个网络上。RFID标签的天线通常与它的集成电路芯片封装在一起并安装在其表面，标签天线常用的都是被动形式的，需要读写器辐射信号提供能量，而且标签的芯片做得很小，通常比米粒还小，可是天线的尺寸要大的多，于是标签天线的尺寸及其形状就限制了标签的封装尺寸，因此天线的设计显得很重要。RFID技术最早的应用可追溯到第二次世界大战中飞机的敌我

2、目标识别，但是由于技术和成本原因，一直没有得到广泛应用。近年来，随着大规模集成电路、网络通信、信息安全等技术的发展，RFID技术进入商业化应用阶段。[4]由于具有高速移动物体识别、多目标识别和非接触识别等特点，RFID技术显示出巨大的发展潜力与应用空间，被认为是21世纪的最有发展前途的信息技术之一。RFID技术涉及信息、制造、材料等诸多高技术领域，涵盖无线通信、芯片设计与制造、天线设计与制造、标签封装、系统集成、信息安全等技术。在过去十年间，共产生数千项关于RFID技术的专利，主要集中在美国、欧洲、日本等国家和地区。近年来，许多国家都提出

3、了与物联网相关的信息化战略，欲借助物联网推动经济增长，当然中国也不例外。物联网可分为三层，即感知层、网络层和应用层，其中感知层的关键技术就是RFID、各类传感器等终端设备，网络层的关键技术是无线通信链路及通信网络。可以说，物联网技术很大程度上依赖于RFID技术，这是目前最有发展前途的信息技术之一。因此我们对RFID技术的研究具有非常实用的价值和国际战略意义。1.2RFID技术研究现状及存在问题1.2.1RFID技术研究现状RFID是21世纪重要的技术之一，被广泛应用在工业、商业、交通运输控制管理等众多自动化系统中。世界各国在RFID技术研

4、究上投入了巨大的人力财力，在美国RFID技术发展尤为迅速，Intel，TI等公司设计的RFID芯片风靡全球市场，IBM，Microsoft和HP等公司研究开发相应的软件来支持RFID，此外美国军方也是RFID技术推动者，美国现在所有军用物资都使用RFID标签；在亚洲韩国早已将RFID技术纳入政府发展计划中，其RFID应用试验开展正在加速。目前，我国RFID发展也很快，虽然与国际相比制造技术有一定的差距，但是经过短期的发展，国家政府对物联网、无线传感等技术大力投入与支持，我国已有百余家大小型企业着手研究开发RFID，可以预见在不久的将来RF

5、ID技术在中国2南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章绪论发展会和国际最先进技术齐头并进。1.2.2RFID技术中收发隔离技术的重要性在RFID系统中标签和读写器之间的的通信受到不少限制，第一，它们传输的是数字信号，但是天线是传输的模拟信号而非数字方式，第二，通信还会受到各种RF噪声源的环境条件的干扰，比如水会影响电磁波的传播，金属箔或金属物体、较高的湿度、极端的温度、电机或引擎的运转、无线设备如手机、PDA等都会影响它们之间的通信，第三，RFID系统自干扰，即读写器发射信号对接收信号的干扰。特别是在无源RFID系统中，系统以全双工或半双工

6、的方式工作在同频带，抗干扰的能力对RFID系统的成功起着重要的作用，读写器收发隔离度对无源RFID标签和读写器间的成功通信是一个非常重要因素，隔离度性能的好坏直接影响RFID系统通信质量，差的收发隔离度让发射端泄漏强信号到接收端，从而降低接收机的灵敏度降低读写距离，很容易使得接收端低噪放进入饱和区减小动态范围，甚至导致RFID系统瘫痪不能工作。[4][12][13]在常见的无源RFID系统中，读写器发射连续波信号到标签，标签接收到信号并将一部分信号转化为能量，并读取标签数据再反射回去，由于标签后向反射信号很弱，会与Reader发射端输出的

7、较强信号产生同频干扰，读写器很难接检测到标签的返射信号；还有一种情况就是，当馈电网络和天线端匹配不好时或系统隔离度不好时，发射端口输入网络的信号很大一部分直接泄漏到接收端口，既没有有效的把信号发射出去，又收到不到标签反射回来的信号，为了能使标签更好的被读写器成功识别并传输信息，必须尽量减少读写器天线接收端受到的干扰，就要提高读写器天线收发隔离度。FPGA天线频率综调制器功率放收发隔合源大器离器MCU电压转接收电路换芯片图1.1RFID收发模块部分原理图RFID系统的读写器是非常关键的部分，其性能好坏直接影响整个RFID系统，而其收发隔离度

8、一直以来都是备受关注的问题，图1.1所示是RFID读写器收发原理图，一般使3南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章绪论用收发隔离器来提高收发隔离度。在传统RFID系统中，通常使用环形器来提高读写