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超高频RFID读写器射频前端设计与仿真 通信网络 免费猫

发布时间:2020-02-17 13:32:39 阅读: 来源:地热卡钉厂家

超高频RFID读写器射频前端设计与仿真 - 通信/网络 - 电子工程网

射频识别技术(RFID,Radio Frequency Identification)是在雷达技术的基础上发展起来的,它的主要原理是通过尤线电波进行非接触舣向数据通信从而获取相关数据并实现目标识别。RFID系统按照工作频段可以分为低频(135 kHz以下)、高频(13.56MHz)、超高频(860-930MHz)和微波(2.4GHz以上)等几类。其中超高频(UHF)频段和微波频段的RFID系统具有读写距离远、通讯速度快等优点。更适合未来物流、供应链等领域的应用,因此UHF及更高频率的RFID技术具有重大战略意义。

本文介绍了超高频RFID系统的工作原理和相关标准,并利用ADS软件对发射和接收链路的拓扑结构进行了仿真和研究,最后给出了基于通用芯片的读写器射频前端解决方案。

1 RFID系统工作原理及物理接口

1.1 工作原理

一个典型的RFID系统一般由RFID标签、读写器以及计算机系统等部分组成。其基本工作流程如下:读写器将无线电载波信号经过发射天线向外发射。电子标签从读写器发射的电磁波中提取其丁作所需的能馈,一部分电磁波被标签后向散射(反射)回阅读器,同时,标签也按照存储的数据序列来改,变自己的输入阻抗从而实现对后向散射信号的调制。系统的接收天线接收电子标签发出的信号,经天线的调节器传输给读写器,读写器对接收到的信号进行解调解码,送往后台的电脑控制器。电脑控制器根据逻辑运算判断该标签的合法性,针对不同的设定做出相应的处理和控制,并发出指令信号控制执行机构的动作。执行机构按照电脑的指令进行动作,并通过计算机通信网络将各个监控点连接起来。构成总控信息平台,根据不同的项目可以设计不同的软件来完成要达到的功能。

1.2物理接口

根据目前较为主流的超高频RFID国际标准ISO/IECl8000-6B的规定,系统传输基于“读写器先发言”机制,且在射频信号收发方面有如下要求:

(1)由读写器到电子标签的数据传输采用曼彻斯特编码,调制方式为调制深度为99%或1l%的ASK调制,其中99%的ASK调制町以用OOK调制实现;位速率为10kbps或40kbps。

(2)由电子标签到读写器的返网链路采用FM0编码,调制方式为反向散射调制。其调制方式与ASK调制类似,所以在解调端可以按照ASK方式解调。反向传输数据速率为40 kbps。

2 射频前端设计

ADS(Advanced Design System)是Agilent公司开发研制的电子设计自动化软件系统。它是射频设计领域应用较为广泛的一种EDA工具。该软件的功能包括时域电路模拟(SPICE-like Simulation)、频域电路模拟(Harmonic Balance Linear Analysis)、电磁模拟(EM Simulation)、通信系统模拟(Communication System Simulation)、数字信号处理设计(DSP)等。常用的ADS仿真分析控件有:S参数分析、瞬态分析、交流分析和谐波平衡分析等。

2.1发射链路设计与仿真

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