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一种RFID读写器及其载波抑制方法


技术摘要:
本发明提供了一种RFID读写器及其载波抑制方法,所述读写器包括射频收发器、合路器。射频收发器包括共用本振的第一发射通道和第二发射通道,第一发射通道连接读写器天线,第二发射通道连接合路器的第二输入端,合路器的第一输入端与读写器天线连接,合路器的输出端与射  全部
背景技术:
射频识别技术RFID(Radio  Frequency  Identification)是一种利用无线通信链 路在读写器和目标标签之间进行通信的技术,读写器(Interrogator)可以对无源或有源标 签(Tag)进行识别和跟踪,并可以对目标进行数据读写,而不像二维码扫描技术那样建立光 学接触。读写器与无源标签通信过程中,无源标签利用反射调制技术(backscatter  modulation),将所存储的数据反馈给读写器,在此过程中无源标签运行所需能量由读写器 所发射的载波供给。由于读写器发射的载波泄漏到读写器接收通道的功率远大于标签反射 回来的调制载波功率,即使通过定向耦合器或环形器仍然难以达到满意的隔离度,因此需 要对读写器发射端的泄漏载波进行抑制。 现有载波抑制技术均使用从读写器发射端耦合出的载波信号,通过外部电路调整 该耦合信号的幅值与相位之后再与泄漏载波叠加,以达到载波抑制的目的。但此类方法需 要设计复杂外部电路,成本高,且载波抑制效果较差。
技术实现要素:
为了克服现有技术中的上述不足,本发明的目的之一是提供一种RFID读写器,所 述RFID读写器包括射频收发器、合路器;所述射频收发器包括第一发射通道和第二发射通 道。所述RFID读写器通过所述第一发射通道发射信号以和无源标签进行无线通信,以及通 过所述第二发射通道发射抑制载波。 所述合路器的第一输入端与读写器天线连接;所述合路器的第二输入端与所述射 频收发器的第二发射通道连接;所述合路器的输出端与所述射频收发器的接收通道连接。 优选地,所述读写器还包括环形器:所述环形器的第一端口与所述射频收发器的 第一发射通道连接,所述合路器的第一输入端通过所述环形器与读写器天线连接,所述环 形器的第二端口与所述读写器天线连接,所述环形器的第三端口与所述合路器的第一输入 端连接。或者,所述读写器还包括定向耦合器:所述定向耦合器的第一端口与所述射频收发 器的第一发射通道连接,所述定向耦合器的第二端口与所述读写器天线连接,所述定向耦 合器的第三端口与所述合路器的第一输入端连接。其中,所述读写器天线为收发天线。 优选地,所述读写器还包括功率放大器和低噪声放大器:所述射频收发器的接收 通道与所述合路器的输出端通过所述低噪声放大器连接,所述射频收发器的第一发射通道 与所述环形器的第一端口之间通过所述功率放大器连接。 优选地,所述读写器还包括程控增益控制器和基带信号处理模块;所述程控增益 控制器的信号输入端与所述射频收发器的第二发射通道连接,所述程控增益控制器的信号 输出端与所述合路器的第二输入端连接,所述程控增益控制器的控制端与所述基带信号处 5 CN 111614364 A 说 明 书 2/9 页 理模块连接。 本申请的另一目的还在于提供一种RFID载波抑制方法,应用于本申请任一项所述 的RFID读写器。所述载波抑制方法包括以下步骤: RFID读写器通过所述射频收发器的第一发射通道发射第一载波,通过所述第二发 射通道发射第二载波,其中,所述第二载波的频率与所述第一载波的频率相同; 通过所述合路器的第一输入端接收所述第一发射通道的泄漏载波,以及通过所述 合路器的第二输入端接收所述第二载波; 调整所述第二载波的相位和幅值,将所述射频收发器的接收通道接收到的信号功 率最小时所发射的第二载波作为抑制载波; 在后续RFID读写器和无源标签通信时,通过所述第二发射通道发射所述抑制载波 对所述泄漏载波进行抑制。 优选地,所述调整所述第二载波的相位和幅值,将所述射频收发器的接收通道接 收到的信号功率最小时所发射的第二载波作为抑制载波的步骤包括: 分别多次调整所述第二载波的相位,将所述接收通道接收到的信号功率达到最小 时所发射的第二载波的相位作为目标相位; 以所述目标相位发射第二载波,分别多次调整所述第二载波的幅值,将所述接收 通道接收到的信号功率再次达到最小时所发射的第二载波的幅值作为目标幅值; 以所述目标相位和所述目标幅值发射的第二载波即为抑制载波。 优选地,本实施例中,所述分别多次调整所述第二载波的相位,将所述接收通道接 收到的信号功率达到最小时所发射的第二载波的相位作为目标相位的步骤包括: 分别对第一相位以及第二相位赋初值,其中,所述第一相位的初值为基带信号处 理模块所能调整的第二载波的相位最小值,所述第二相位的初值为基带信号处理模块所能 调整的第二载波的相位最大值。 根据第一相位和第二相位,重复执行以下步骤N次,将第二相位的最终值作为目标 相位,其中,N为正整数: 调整所述第二发射通道所发射的第二载波的相位值为第一相位,并计算所述射频 收发器接收到的信号功率,记为第一功率; 调整所述第二发射通道的第二载波的相位值为第二相位,并计算所述射频收发器 接收到的信号功率,记为第二功率; 判断所述第一功率是否大于所述第二功率; 如果所述第一功率小于或等于所述第二功率,则将所述第一相位与所述第二相位 的算术平均值赋给第二相位,否则将所述第一相位与所述第二相位的算术平均值赋给所述 第一相位。 所述以所述目标相位发射第二载波,分别多次调整所述第二载波的幅值,将所述 接收通道接收到的信号功率再次达到最小时所发射的第二载波的幅值作为目标幅值的步 骤包括: 以所述目标相位发射第二载波,分别对第一幅值以及第二幅值赋初值,其中,所述 第一幅值的初值为基带信号处理模块所能调整的第二载波幅值的最小值,所述第二幅值的 初值为基带信号处理模块所能调整的第二载波幅值的最大值。 6 CN 111614364 A 说 明 书 3/9 页 重复执行以下步骤至M次,将第二幅值的最终值作为目标幅值,其中,M为正整数: 调整所述第二发射通道的第二载波的幅值为第一幅值,并计算所述射频收发器的 接收到的信号功率,记为第三功率; 调整所述第二发射通道的第二载波的幅值为第二幅值,并计算所述射频收发器接 收到的信号功率,记为第四功率; 判断所述第三功率是否大于所述第四功率; 如果所述第三功率小于或等于所述第四功率,则将所述第一幅值与所述第二幅值 的算术平均值赋给第二幅值,否则将所述第一幅值与所述第二幅值的算术平均值赋给第一 幅值。 优选地,本实施例中,在所述调整所述第二载波的相位和幅值,将所述射频收发器 的接收通道接收到的信号功率最小时所发射的第二载波作为抑制载波前,所述载波抑制方 法还包括: 通过所述射频收发器的第一发射通道满功率发射第一载波,检测所述第一载波的 泄漏功率; 关闭所述第一发射通道,通过所述第二发射通道满功率发射第二载波; 调整从基带信号处理模块至所述合路器的第二输入端之间的放大器增益,以使所 述射频收发器接收到的第二载波的功率大于所述第一载波的泄漏功率。 优选地,所述在后续RFID读写器和无源标签通信时,通过所述射频收发器的第二 发射通道发射所述抑制载波对所述泄漏载波进行抑制的步骤包括: RFID读写器通过所述第一发射通道发射信号与无源标签进行通信,通过所述第二 发射通道发射所述抑制载波; 通过所述合路器的第一输入端接收叠加了泄漏载波的无源标签返回信号; 通过所述合路器的第二输入端接收所述抑制载波,以使所述抑制载波与所述泄漏 载波相互抵消,在所述合路器的输出端得到泄漏载波被抑制后的无源标签返回信号。 相对于现有技术而言,本发明具有以下有益效果: 本实施例提供的RFID读写器及其载波抑制方法,包括双通道的射频收发器以及合 路器,通过调整双通道的射频收发器的第二发射通道所发射载波的相位和幅值,在合路器 中对第一发射通道的泄漏载波进行抵消,从而达到载波抑制的效果。本发明通过共用本振 的双通道射频收发器在通信过程中发射抑制载波对泄漏载波进行抑制,无须设计复杂的外 部载波抵消电路,简化了读写器结构。此外,由于简化的外部载波抑制电路不会引入过多的 噪声干扰,因此本发明比传统方法能够提高接收信号信噪比。实测结果表明本发明的载波 抑制效果可以优于-40dBc。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附 图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对 范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这 些附图获得其他相关的附图。 图1是本发明实施例提供的RFID读写器的结构示意图一; 7 CN 111614364 A 说 明 书 4/9 页 图2是本发明实施例提供的RFID读写器的结构示意图二; 图3是本发明实施例提供的读写器和标签通信的流程示意图; 图4是本发明实施例提供的相位、幅值调整流程示意图; 图5是本发明实施例提供的载波抑制方法相位搜索流程示意图; 图6是本发明实施例提供的第一相位、第二相位的更新示意图; 图7是本发明实施例提供的载波抑制方法幅值搜索流程示意图; 图8是本发明实施例提供的第一幅值、第二幅值的更新示意图。 图标:110-射频收发器;120-合路器;130-环形器;140-基带信号处理模块;150-程 控增益控制器;160-低噪声放大器;170-功率放大器;180-天线。
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