[發明專利]一種聲表面波閱讀器發射鏈路結構及其工作方法

有效

• 申請號: 201310238065.5
• 申請日: 2013-06-17
• 公開（公告）號: CN103336936A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 陳智軍;黃鑫;李慶亮;高智翔;張亦居
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06K7/00
• 分類號: G06K7/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

技術領域

本發明涉及一種聲表面波閱讀器發射鏈路結構及其工作方法，屬于射頻識別領域。

背景技術

聲表面波射頻識別系統主要包括聲表面波標簽和閱讀器兩部分。聲表面波射頻識別系統的工作原理如圖1所示。圖1所示聲表面波射頻識別系統的工作原理如下：閱讀器1發射的射頻查詢脈沖2經標簽天線3接收進入叉指換能器4，通過逆壓電效應將電信號轉換為聲表面波信號，聲表面波在沿基片5傳播的過程中遇到反射柵6產生反射，反射信號由叉指換能器4經正壓電效應轉換為脈沖回波信號經天線3發射回閱讀器1。由于反射柵6排列的不同，閱讀器1得到的回波脈沖串也各不相同，由此可以通過反射柵編碼來閱讀標簽信息。

傳統的聲表面波閱讀器發射鏈路結構如圖2所示。以頻率為433MHz為例，本振產生低于433MHz(如363MHz)的本振信號，中頻信號(如70MHz)經過射頻開關后與本振信號進行上混頻得到調制信號，經過帶通濾波、功率放大和環形器后，由天線發射出去。其中，射頻開關起到控制發射信號脈沖寬度的作用，環形器起到隔離發射信號和接收信號的作用。

傳統的聲表面波閱讀器發射鏈路結構比較復雜。其中頻源與本振對電路都存在很大的干擾，兩者混頻后產生了兩種新的頻率，很可能影響到接收電路，給整個閱讀器電路以及PCB的設計帶來了不小的難度。與此同時，發射鏈路對混頻器、射頻開關和帶通濾波器的參數性能要求很高，并且環節過多對調試也不利。除此之外，該傳統的聲表面波閱讀器發射鏈路結構不能在硬件不改變的情況下覆蓋多個ISM頻段，不能實現發射功率的程控可調。

因此，確有必要對現有技術進行改進以解決現有技術之不足。

發明內容

本發明提供一種聲表面波閱讀器發射鏈路結構及其工作方法，其在傳統的聲表面波閱讀器發射鏈路結構基礎上，根據聲表面波標簽的特性以及零中頻技術進行了改進，在簡化結構的同時可降低成本，并能更好的與聲表面波標簽配套使用。與此同時，還可覆蓋多個ISM頻段，可實現發射功率的程控可調。

本發明采用如下技術方案：一種聲表面波閱讀器發射鏈路結構，所述聲表面波閱讀器發射鏈路結構包括本振模塊、防干擾開關模塊、可變功率放大器模塊，收發隔離開關模塊、微控制器模塊，所述本振模塊的輸出端連接防干擾開關模塊的輸入端，防干擾開關模塊的輸出端連接可變功率放大器模塊的輸入端，可變功率放大器模塊的輸出端連接收發隔離開關模塊的第一輸入端，接收電路連接收發隔離開關模塊的第二輸入端，收發隔離開關模塊的輸出端連接天線的饋電輸入端，微控制器模塊的輸出端連接本振模塊、防干擾開關模塊、可變功率放大器模塊和收發隔離開關模塊的控制輸入端。

所述本振模塊采用美國ADI公司的ADF4350芯片。

所述防干擾開關模塊采用美國ADI公司的ADG918芯片。

所述可變功率放大器模塊采用美國RFMD公司的RF2155芯片。

所述收發隔離開關模塊采用美國Hittite?Microwave公司的HMC194芯片。

所述微控制器模塊采用意法半導體公司的基于ARM?cortex?M3內核的STM32芯片。

本發明還采用如下技術方案：一種聲表面波閱讀器發射鏈路結構的工作方法，其包括如下工作步驟：

步驟A，當發射鏈路上電后，微控制器對本振模塊初始化，等待本振輸出穩定；

步驟B，當本振輸出穩定后，在微控制器控制下，將收發隔離開關模塊置于發射通道，斷開接收通道；

步驟C，緊接著，與步驟B時間相隔不超過20ns，在微控制器控制下開啟可變功率放大器模塊至最大功率；.

步驟D，接著，與步驟C時間相隔不小于100ns，待功率放大器工作穩定后，在微控制器控制下將防干擾開關模塊置于發射狀態，將本振信號接入功率放大器模塊；

步驟E，接著，與步驟D時間相隔不超過200ns，在微控制器控制下將防干擾開關模塊接入50歐姆負載，使本振信號通過負載回流至地回路，減少對接收電路的干擾；

步驟F，緊接著，與步驟E時間相隔不超過20ns，在微控制器控制下關閉功率放大器模塊；

步驟G，接著，與步驟F時間相隔不小于50ns，在微控制器控制下將收發隔離開關置于接收鏈路；

步驟H，接著，與步驟G時間相隔10μs，由微控制器控制進入步驟B，循環以上過程，并在步驟C中根據接收鏈路反饋信息調整可變功率放大器的輸出功率。

本發明具有如下有益效果：