譚碧云

【摘要】為了解決超高頻RFID接收機低功耗和高集成度問題，本文基于超高頻RFID技術(shù)、CMOS技術(shù)和接收機無線通信技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，提供一種用于超高頻RFID無線通信應(yīng)用包絡(luò)檢波架構(gòu)接收機方案。

【關(guān)鍵詞】超高頻RFID 接收機 CMOS技術(shù) 包絡(luò)檢波

一、引言

伴隨著RFID技術(shù)和無線通信技術(shù)快速發(fā)展，人們對于RFID通信系統(tǒng)提出了更高要求，例如高集成度、低功耗和多標準多模式兼容等。而超高頻RFID通信本身具有低成本、遠距離和高速度等特點，并且能夠廣泛地用于生產(chǎn)物流運輸、醫(yī)療電子以及智能消費等領(lǐng)域。因此，低功耗和高集成超高頻RFID通信系統(tǒng)越來越成為目前研究熱點。

二、超高頻RFID技術(shù)

根據(jù)國外RFID技術(shù)ISO/IEC 18000標準和協(xié)議，超高頻RFID主要頻率范圍分別為430-434.97MHz、860-969MHz和2400～2483.5MHz，而我國主要集中在920-925MHz。與國外RFID技術(shù)研究相比，我國RFID技術(shù)研究大多數(shù)集中在低頻段，而超高頻RFID技術(shù)研究仍然很薄弱。為了盡快減少與國外技術(shù)差距，超高頻RFID通信技術(shù)研究具有重要的戰(zhàn)略價值和實際意義。

三、接收機研究

CMOS工藝技術(shù)具有低成本和小尺寸特點，現(xiàn)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于射頻無線通信系統(tǒng)。超高頻RFID通信系統(tǒng)采用CMOS技術(shù)研究低成本和高集成度問題能夠得到解決。然而，超高頻RFID通信設(shè)備具有工作環(huán)境復雜、使用數(shù)量多以及應(yīng)用領(lǐng)域廣等特點，并且大多數(shù)使用電池供電。因此，設(shè)備長時間工作頻繁地更換電池將成為麻煩，低功耗問題越來越成為超高頻RFID通信設(shè)備大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸。尤其，無線通信射頻接收機低功耗研究非常關(guān)鍵。

隨著研究深入，各種各樣的低功耗接收機架構(gòu)逐漸出現(xiàn)，比如低中頻式和零中頻式等。雖然這些架構(gòu)在某種程度上降低功耗，但仍然存在高能耗模塊如本地振蕩器和射頻鎖相環(huán)。然而，一種新型低功耗包絡(luò)檢波架構(gòu)接收機容易地實現(xiàn)射頻信號頻率變換。根據(jù)超高頻RFID通信低數(shù)據(jù)率、窄帶寬和簡單調(diào)制方式特點，射頻通信系統(tǒng)可采用簡單包絡(luò)檢波架構(gòu)進行變頻。目前，包絡(luò)檢波架構(gòu)接收機框圖如圖1所示，主要包括帶通濾波器、射頻前端放大器、包絡(luò)檢波器和基帶解調(diào)等模塊。與傳統(tǒng)架構(gòu)接收機變頻原理不同，包絡(luò)檢波架構(gòu)接收機利用幅度檢波代替信號混頻實現(xiàn)變頻。首先，該接收機利用帶通濾波器將天線接收到射頻信號進行濾波避免外界雜波干擾，接著使用射頻前端放大器進行信號放大，然后基于包絡(luò)檢波器實現(xiàn)信號頻率變換，最后通過基帶模塊完成信號解調(diào)處理。因此，超高頻RFID射頻接收機通信系統(tǒng)采用包絡(luò)檢波架構(gòu)實現(xiàn)高集成度和低功耗要求。

四、結(jié)束語

本文針對超高頻RFID技術(shù)國內(nèi)外相關(guān)標準和要求進行介紹，利用CMOS技術(shù)小尺寸和高集成度特點以及包絡(luò)檢波架構(gòu)低功耗特性，提出一種低功耗和高集成度超高頻RFID無線通信研究途徑。