[發明專利]一種超高頻RFID讀寫器載波抵消方法和抵消電路

有效

• 申請號: 201210406075.0
• 申請日: 2012-10-23
• 公開（公告）號: CN102915454A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 高軍;刁尚華;康證
• 申請（專利權）人: 深圳市華士精成科技有限公司
• 主分類號: G06K17/00
• 分類號: G06K17/00
• 代理公司: 深圳市興科達知識產權代理有限公司 44260
• 代理人: 杜啟剛

[技術領域]

本發明涉及超高頻RFID讀寫器，尤其涉及一種超高頻RFID讀寫器載波抵消方法和抵消電路。

[背景技術]

在超高頻射頻識別讀寫器的工作過程中，電子標簽向讀寫器返回信號時，讀寫器還需發射載波信號向電子標簽提供能量。由于發射的載波信號遠大于標簽返回信號，如圖1所示的傳統超高頻射頻識別讀寫器電路，在發射與接收電路之間一般加入隔離器件。隔離器件通常選擇環形器或定向耦合器。發射信號經過隔離器后仍然有部分信號泄漏到接收電路，同時天線反射的信號也進入了接收電路，這兩部分信號過大會使接收器件飽和，影響標簽信號的接收質量。

最近幾年，有國外廠家采用了載波抵消的方法，產生一個和泄漏載波等幅反相的信號和泄漏載波相加，以消除干擾接收的載波信號，對標簽返回的信號沒有影響。采用載波抵消電路的典型案例是Impinj的R2000集成讀寫器芯片，同時，Impinj也公布了載波抵消的軟件控制方法。如圖2所示，該方法芯片內部電路所產生的抵消信號由I和Q兩路模擬量控制。在I和Q組成的坐標系中，各點到原點的距離代表信號幅度，和正水平軸的夾角代表信號的相位角。該方法首先以較大的步進值（如圖2中所示的每步4單位）在I和Q的全域范圍內進行掃描，尋找一個干擾信號最小點，再在此最小點周圍以較小的步進值（圖中1單位）進行掃描，找到最佳點即為最終抵消的最佳點。

圖1所示的傳統超高頻射頻識別讀寫器電路由于接收器受到干擾，信號接收靈敏度會下降，影響電子標簽的讀取性能；采用Impinj?R2000讀寫器芯片的讀寫器，成本比較高。載波控制方法的關鍵點一是抵消的準確性，即是否找到的是最佳點；二是算法的效率，在一些環境變化較快的場合，幾乎每個頻點的每次讀卡都需要重新進行抵消，抵消算法執行的時間太長勢必影響整體識別速率。以圖2所示的算法為例，其總共掃描點數為57點。每進行一個點的掃描，要等待DAC輸出穩定、幅度和相位調整電路工作穩定、加法器工作穩定以及ADC穩定等一系列的電路穩定過程，需要占用時間開銷較大，影響讀卡速度。

[發明內容]

本發明要解決的技術問題是提供一種抵消效果好，成本低的超高頻RFID讀寫器載波抵消電路。

本發明另一個要解決的技術問題是提供一種抵消準確性好，效率高的超高頻RFID讀寫器載波抵消方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是，一種超高頻RFID讀寫器載波抵消方法，包括以下步驟：

101）抵消信號保持在一個固定的幅度，以一個設定的相位步進角，在360度范圍內步進進行角度遍歷，當抵消信號和干擾信號的相加的信號幅度最小時，獲得較佳相位角；

102）在較佳相位角上，按設定的幅度步進值，在最小幅度和最大幅度之間步進進行幅度遍歷，當抵消信號和干擾信號的相加的信號幅度最小時，獲得較佳抵消點；

103）在較佳抵消點周圍按設定的范圍，以設定的步進值進行遍歷，當抵消信號和干擾信號相加信號幅度最小時，獲得抵消的最佳抵消點。

以上所述的超高頻RFID讀寫器載波抵消方法，在步驟103中的遍歷方式為矩陣遍歷，所設定的范圍小于相位步進角和幅度步進值所包圍的范圍。

以上所述的超高頻RFID讀寫器載波抵消方法，所述的矩陣是以較佳抵消點為中心的9點方形矩陣。

一種實現上述方法抵消電路的技術方案，包括基帶及控制電路、PLL本振信號發生單元、IQ解調器、射頻信號發生電路、隔離器、定向耦合器、矢量調節器、合路器、模數轉換器、輸出功率檢測電路、泄漏功率檢測電路天線，基帶及控制電路處理數字信號和基帶模擬信號，調控制其它電路和器件；PLL本振信號發生單元將本振信號分為兩路分別輸送射頻信號發生電路和IQ調制器；射頻信號發生電路接收基帶及控制電路輸出的基帶調制信號和PLL本振信號發生單元的本振信號，實現信號上變頻調制、可調增益放大和功率放大，輸出射頻信號；定向耦合器從射頻信號發生電路輸出的射頻信號中耦合部分信號提供給矢量調制器；輸出功率檢測電路檢測定向耦合器耦合端輸出的射頻功率，輸出模擬信號，接入到基帶及控制單元；矢量調制器接收定向耦合器輸入的射頻信號，進行矢量調制，改變射頻信號的相位和/或幅度；模數轉換器由基帶及控制電路控制向矢量調制器輸出同相和正交兩路模擬信號；隔離器對發送信號的接收信號進行隔離；加法器將隔離器的輸出信號和矢量調制器的輸出信號相加后，向IQ解調器輸出；泄漏功率檢測電路檢測加法器的輸出信號功率大小，輸出信號接入到基帶及控制單元；IQ解調器進行標簽返回信號的下變頻解調，向基帶及控制電路輸出標簽返回信息的基帶模擬信號。