一种用于UHF RFID标签的低功耗PIE解码与BLF生成电路

提出了一种全新的低功耗PIE(Pulse Interval Encoded)解码及反向散射链路频率BLF(Backscatter Link Frequency)生成电路,用于符合EPC Gen2协议的无源超高频射频识别(UHF RFID)芯片。该电路在读写器发送命令时,产生控制信号。所产生信号控制两个积分器生成三个比较电压,并通过两个比较器进行比较,完成对PIE信号的解码;同时控制另一积分器,产生参考电压,控制弛张振荡器生成符合协议要求的BLF。基于TSMC0.18μm CMOS工艺的仿真结果表明,本文所提出电路在1V工作电压下功耗为1.36μW,采用该结构的芯片可以提高工作距离以及读取速率。     

便携式UHF RFID阅读器中发射前端电路设计

采用0.18μm CMOS工艺设计并制作了一款应用于便携式UHFRFID阅读器的射频发射前端电路。所设计的有源I/Q上混频器通过开关控制Q支路的信号输入,实现了EPC Global Class-1Gen-2协议中所要求3种调制方式;驱动放大器通过实现增益7级数字可调有效地预放大混频器的输出信号。在1.8V的电源电压下,测得阅读器前端电路的主要性能参数如下:上混频器的输入端P1dB,达到-14.9dBVrms,转换增益和噪声系数分别为3.18dB和13.20dB;驱动放大器的输出端P1dB在50Ω阻抗上达到3.5dBm,转换增益可调范围和噪声系数变化范围,分别为7.90～16.30dB和3.10～5.00dB。     

UHF频段RFID设备的技术要求及测试

旨在介绍超高频段(UHF)射频识别(RFID)设备的技术要求及测试,涵盖了政府强制性测试、一致性测试和性能测试三个方面。同时也简要介绍了EPC第二代UHF空中接口标准EPCglobalGen2和新兴的手机RFID技术,以及国家通信计量站在RFID领域的检测能力,并对我国UHF频段RFID的发展做出了展望。     

一种改进的RFID系统多状态防碰撞算法

标签防碰撞技术是RFID系统中的关键技术和研究热点.详细分析了典型的二进制及其他改进防碰撞算法原理,并在多状态二进制搜索算法的基础上进行了改进和创新.新算法根据标签碰撞的特点,充分利用已得到的冲突信息,取消了激活命令,大大节省了算法时间,并且新算法能够动态选择分叉数量,使得标签的识别效率得到了提高.性能分析表明,该算法比已有的二进制及动态二进制反碰撞算法具有更明显的优势.     

RFID系统中停留标签的组策略防碰撞算法

在射频识别RFID系统中,防碰撞算法对于标签的快速识别,尤其在移动应用的场景中非常重要。该文针对移动场景中停留标签,提出了组策略停留标签算法GSRA(Group Strategy for Remaining tags Algorithm),分为停留标签识别和新到标签识别两个阶段,并将停留标签信息分组存放与更新,从而提高停留标签的识别效率。理论分析证明该算法系统效率仅与标签动态时移动时的迁移速率和静态时的系统效率有关,而与标签数量无关。仿真结果表明GSRA算法在标签迁移速率为20%时,结合冲突树算法CT,系统效率可以达到240%。     

一种基于码分复用机制的超高频RFID防碰撞方法

在超高频射频识别的防碰撞技术中,射频码分复用和扩频通讯因其具有抗干扰、保密性和抗多径等特性而具有优势。该文设计了一种基于码分复用的射频识别数据接收和发送、ID识别的工作机制。该文对这种机制的运行作了仿真分析和对比,得出了待识别的Tag数目和识别时间以及碰撞次数之间的关系,从而对实际应用提供依据。     

超高频RFID技术中防碰撞算法研究

本文介绍了超高频RFID系统的特点,总结了产生信号碰撞问题的原因,重点对基于ALOHA算法的防碰撞算法和二进制树搜索算法及其改进算法的优缺点进行了分析.最后,对下一步的研究方向提出了建议.     

单片UHF RFID阅读器中低噪声频率综合器的设计

结合EPC global C1 G2协议和ETSI规范要求,讨论了频率综合器噪声性能需求,并设计实现了用于单片CMOS UHF RFID阅读器中的低噪声三阶电荷泵锁相环频率综合器.在关键模块LC VCO的设计中,采用对称LC滤波器和LDO 调节器提高VCO相位噪声性能.电路采用IBM 0.18 μm CMOS RF工艺实现,测得频率综合器在中心频率频偏200 kHz和1 MHz处相位噪声分别为-109.13 dBc/Hz和-127.02 dBc/Hz.     

UHF RFID阅读器中可编程全差分低通滤波器的设计

基于TSMC 0.25 μm RF CMOS工艺,提出了一种应用于860～960 MHz UHF波段单片射频识别(RFID)阅读器的可编程全差分低通滤波器电路.该滤波器为6阶切比雪夫有源RC滤波器,其中的运放采用带共模反馈的全平衡差动放大器结构(FBDDA)实现了全差分的缓冲器.仿真结果表明:该电路可以通过3位信号控制位产生截止频率为400 kHz、600 kHz、800 kHz、1 MHz以及1.3 MHz的全差分低通滤波器,1 MHz处的点噪声为20 nV/Hz,1 dB输入压缩点为15 dBm,3.3 V电源电压下电路消耗总电流为4.86 mA.     

UHF RFID阅读器中优化小数频率综合器设计

给出了一个采用0.18μm CMOS工艺实现,基于三阶、三比特增量-总和调制技术,用于单片超高频射频识别阅读器的小数分频频率综合器。根据所采用的直接变频收发机结构特点及EPCglobal C1G2、ETSI协议的射频部分规范,确定阅读器本地振荡源相位噪声指标要求。测试结果表明:通过配置调制器的噪声传递函数零点,可使该频率综合器200 kHz频偏处的相位噪声得到有效抑制;当从1.8 V电源电压上抽取9.6 mA电流时,距离900 MHz测试中心频率200 kHz、1 MHz频偏处的相位噪声分别为-103与-132 dBc/Hz。     

超高频RFID系统中一种可行的时间最优防碰撞算法

动态帧时隙ALOHA(DFSA)算法是一种应用广泛的防碰撞技术,主要用于解决超高频(UHF)射频识别系统(RFID)中的标签碰撞问题.在DFSA算法中,读写器需要准确估计剩余标签数并设定一个新的帧长度来识别这些标签.因此,碰撞检测(CD)和标签剩余数估计在DFSA中起着关键性的作用.现有的碰撞检测方法并不能足够有效的用于检测碰撞并导致识别性能的下降.为了减少计算量和提高识别性能,本文提出了一种有效的防碰撞算法,该算法结合了碰撞检测和待识别标签数估计方法,使得性能更加高效.理论分析和仿真结果表明,该算法的性能要优于现有的同类算法,这非常有助于设计一种快速而高效的读写器.     

一种面向卷烟包装新型超高频rfid标签天线设计

本文设计了一种新型的抗金属无源UHF射频识别(RFID)印刷标签天线.该天线可以应用在卷烟包装上,仿真和实测数据证明,在915MHz处天线的阻抗为(20+j149)Ω,能和Alien Higgs -2芯片很好的实现共轭匹配.该标签天线的工作带宽为31MHz,通过RFID阅读器实测表明,所设计的标签天线读取距离可达到0.8m.     

一种无源UHF RFID电子标签验证开发平台

提出了一种符合ISO/IEC 18000-6B标准的无源UHF RFID电子标签验证开发平台,其工作在915MHz ISM频带下.该平台有效减少了设计开发时间及成本,并实现了电子标签的快速原型设计.该平台包括RFID模拟前端以及采用Altera ACEX FPGA实现的标签控制逻辑.RFID模拟前端采用Chartered 0.35μm 2P4M CMOS工艺进行流片,包括本地振荡器、时钟产生电路、复位电路、匹配网络和反向散射电路、整流器、稳压器以及AM解调器等,通过调整FPGA中的标签控制逻辑,该平台实现了快速、灵活而高效的RFID验证开发.     

一种用于无源UHF RFID应答器的阻抗匹配方法

提出了一种可以在915MHz ISM频带下工作的、符合ISO/IEC 18000-6B标准的无源UHF RFID应答器的阻抗匹配方法.该UHF RFID应答器具有复数阻抗并从射频电磁场接收能量.该阻抗匹配方法利用天线的寄生电感,通过调整反向散射电路的电容来改变匹配网络的容抗,从而实现ASK调制.而且,该阻抗匹配方法在阅读器、天线与应答器之间达到了最大的功率传输.采用该阻抗匹配方法的应答器芯片通过支持肖特基二极管和EEPROM的Chartered 0.35μm 2P4M CMOS工艺进行流片,经测试其工作距离约为4m.     

一种用于无源UHF RFID应答器的阻抗匹配方法

提出了一种可以在915MHz ISM频带下工作的、符合ISO/IEC 18000-6B标准的无源UHF RFID应答器的阻抗匹配方法.该UHF RFID应答器具有复数阻抗并从射频电磁场接收能量.该阻抗匹配方法利用天线的寄生电感,通过调整反向散射电路的电容来改变匹配网络的容抗,从而实现ASK调制.而且,该阻抗匹配方法在阅读器、天线与应答器之间达到了最大的功率传输.采用该阻抗匹配方法的应答器芯片通过支持肖特基二极管和EEPROM的Chartered 0.35μm 2P4M CMOS工艺进行流片,经测试其工作距离约为4m.     

一种新型UHF RFID阅读器圆极化天线

传统的圆极化阅读器天线采用单馈电微带天线方式设计,频带窄、极化特性较差。在单馈电微带天线的基础上,采用探针馈电曲线贴片的方式,在圆形铁片上开了4个对称的方形缝隙,最终设计出一种新型的UHF RFID圆极化阅读器天线。天线的结构尺寸为167.5 mm×167.5 mm×3 mm,阻抗带宽为870~936 MHz,3 dB轴比带宽为900~918 MHz,最大增益为3.5 dB。与传统的圆极化阅读器天线相比,设计的天线频带宽,且极化特性得到良好改善,能够满足工程上的应用需求。     

一种新型超高频射频识别射频前端电路设计

设计了一种低功耗高线性度的新型超高频射频识别射频前端电路.在LNA的设计中,通过在输入端采用二阶交调电流注入结构以提高线性度,在输出端采用开关电容结构以实现工作频率可调;在混频器的设计中,在输入端采用同LNA相同的方法以提高线性度,而在输出端采用动态电流注入结构以降低噪声.该电路采用0.18μmCMOS工艺,供电电压为1.2V,仿真结果如下:输入阻抗S11为-23.98dB,IIP3为5.05dBm,整个射频前端电路的增益为10dB.     

一种新型圆极化UHF通用型RFID读写器天线

面向超高频(UHF)通用型射频识别(RFID)读写器天线的应用需求,设计了一款完全覆盖全球UHF(840-960MHz)频段的RFID圆极化读写器天线。天线采用平面缝隙贴片结构,以共面波导(CPW)馈电方式实现宽频带圆极化特性。测试结果表明,天线的阻抗带宽为735-1014MHz(S11<-10dB),相对带宽31.9%,并且在840-960MHz频段内S11<-20dB,3dB轴比带宽为838-1134MHz,相对带宽30.0%,工作频带内有大于3.5dBi的平坦增益。仿真结果与测试结果基本吻合,天线结构精简,易于加工,满足全球UHF RFID读写器天线的应用需求。     

Reader Coverage Analysis for Multi-Carrier Passive UHF RFID Systems

Applications of passive radio frequency identification (RFID) systems have gained considerable attentions in recent years. Because a passive tag must obtain its operating power from a continuous wave transmitted from a reader in a conventional RFID system, reader coverage is limited. Thus, expanding reader coverage is a current goal in RFID research. In this work, passive tags are provided with additional operating power via continuous waves in multiple frequency bands. In an interrogation region, continuous wave emitters, which provide additional operating power to passive tags, are deployed according to the base station configuration in a cellular phone system. Because transmission power of continuous wave emitters must consider the reader command demodulation constraint and minimum operating power required by a tag, transmission power of continuous wave emitters must be chosen carefully. A method for analyzing reader coverage in multi-carrier passive UHF RFID systems is derived in this work. Assuming all tags are uniformly distributed in an interrogation region, the optimal continuous wave emitter transmission power that achieves the largest reader coverage can be analytically determined. Simulation results verify that continuous wave emitters with suitable transmission power expand reader coverage in a multi-carrier passive UHF RFID system. Additionally, adjusting reader power in the forward (reader-to-tag) link duration can loosen the reader command demodulation constraint and thereby further expand reader coverage.     

一种提高RFID系统中耦合器定向性的方法

微带的定向耦合器是一些RFID系统中的关键性部件,功能一般是分离存在于信道中reader输出的信号和从天线接收的tag信号。定向耦合器的性能直接影响了系统所能辨识tag信号的能力,系统一般要求性能比较良好的定向耦合器。但是由于微带型定向耦合器其本身的奇偶模不平衡性,定向性一般不高。这里介绍一种新型的改进方法,通过调节耦合端的高阻抗线长度和宽度,使得定向性得到很大的提高。