專利名稱：射頻識別讀寫器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及非接觸式的自動識別技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及射頻識別讀寫器。
背景技術(shù)：
高集成度、低成本、低功耗的射頻識別(RFID，Radio Frequency Identification) 讀寫器對建設(shè)智能化社會有重要的作用。如果將其集成到手機(jī)和其他各類移動終端，不僅可進(jìn)一步拓展目前已逐步實施的眾多射頻識別應(yīng)用領(lǐng)域，而且會產(chǎn)生許多全新應(yīng)用領(lǐng)域。 例如，使用者可通過手機(jī)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接方便地掌握感興趣的產(chǎn)品信息，集成有RFID讀寫器和 GPS接收功能的手機(jī)可無縫隙地監(jiān)督、定位和跟蹤產(chǎn)品，從而提高消費者選擇產(chǎn)品的靈活性以及產(chǎn)品供應(yīng)鏈的管理效率。目前，一些主要的手機(jī)廠商(如諾基亞)已帶頭在其主要產(chǎn)品中采納RFID功能，其他廠商也必將跟進(jìn)。如圖1所示，ABI Research預(yù)測2015年單在亞太地區(qū)市場就將有5千5百多萬的RFID手機(jī)消費量。目前實用的RFID技術(shù)存在五個標(biāo)準(zhǔn)體系1. ISOdnternational Standard Organization)標(biāo)準(zhǔn)體系，包括 IS0/IEC 18000、 IS0/IEC 14443、IS0/IEC 15693 系列標(biāo)準(zhǔn)；2. EPC Global (Electronic Product Code)標(biāo)準(zhǔn)體系；3.源于日本的Ubiquitous ID標(biāo)準(zhǔn)體系；4.中國信息產(chǎn)業(yè)部的800/900MHZ頻段射頻識別RFID技術(shù)應(yīng)用規(guī)定[5]；5.中國聯(lián)通手機(jī)2. 4G頻率NFC應(yīng)用業(yè)務(wù)規(guī)范和中國移動通信企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)手機(jī)支付 RFID-SIM卡片基礎(chǔ)技術(shù)方案。按應(yīng)用頻率的不同，RFID技術(shù)可分為低頻(LF)、高頻(HF)、超高頻(UHF)、微波 (MW)四類；相對應(yīng)的代表性頻率分別為低頻135KHz以下、高頻13. 56MHz、超高頻860M 960MHz、微波 2. 4GHz 及 5. 8GHz。RFID的應(yīng)用前景廣闊，是全球競爭激烈的高技術(shù)行業(yè)之一。但由于RFID全球標(biāo)準(zhǔn)、頻段不統(tǒng)一，產(chǎn)品不兼容，地阻礙了各類應(yīng)用的推廣，因此，多頻段、多標(biāo)準(zhǔn)、便攜式的 RFID讀寫器市場即將應(yīng)運而生。目前，基于分立元件的RFID讀寫器已經(jīng)全面開發(fā)，但是設(shè)備一般比較龐大、昂貴而且功耗高。最近兩年，RFID讀寫器射頻前端系統(tǒng)集成芯片和標(biāo)簽的研究，吸引了眾多國內(nèi)外研究人員的注意，但基本上全部是局限于單一頻段和單一標(biāo)準(zhǔn)的， 主要可分為HF和UHF兩大陣營。一方面，世界經(jīng)濟(jì)、技術(shù)正朝著全球化迅速發(fā)展，另一方面，不同國家和地方存在著日益嚴(yán)重的保護(hù)主義和技術(shù)/貿(mào)易壁壘；這兩種因素的存在，使得開發(fā)以不變應(yīng)萬變的兼容產(chǎn)品勢在必行。因此，需要提供多標(biāo)準(zhǔn)、多頻段RFID讀寫器的關(guān)鍵技術(shù)，使用利于大規(guī)模推廣的廉價CMOS工藝制程，開發(fā)低功耗的射頻收發(fā)器前端，為促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展、建設(shè)智能社會體系作出一份貢獻(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是，提供一種多頻段選擇射頻識別讀寫器，以簡化設(shè)計、縮短開發(fā)時間、節(jié)約開發(fā)和設(shè)計成本。為解決上述問題，本發(fā)明提供一種射頻識別讀寫器，包括射頻收發(fā)器前端模塊，用于接收和發(fā)射射頻信號；數(shù)字信號處理器，用于處理數(shù)字化的所述射頻收發(fā)器前端模塊接收的射頻信號， 輸出待對外發(fā)射的數(shù)字信號；其特征在于，還包括接收機(jī)，用于處理所述射頻收發(fā)器前端模塊接收到的各種頻段的射頻信號，將處理后的信號輸出到所述數(shù)字信號處理器；發(fā)射機(jī)，用于處理所述數(shù)字信號處理器輸出的與各種頻率相對應(yīng)的數(shù)字信號，將處理后的信號輸出到所述射頻收發(fā)器前端模塊；頻率合成器，用于在至少一個工作頻段向所述接收機(jī)或發(fā)射機(jī)提供本振混頻信號；所述本振混頻信號是根據(jù)所述射頻收發(fā)器前端模塊的接收信號的頻率或所述數(shù)字信號處理器的輸出信號對應(yīng)的頻率鎖定的?？蛇x的，所述接收機(jī)、發(fā)射機(jī)和數(shù)字信號處理器集成于射頻識別讀寫器芯片組。可選的，所述頻率合成器包括用于配合以產(chǎn)生本振信號的壓控振蕩器和小數(shù)分頻頻率合成器；本振除法器，用于分頻或緩沖所述本振信號；本振混頻器，用于混頻或緩沖所述本振信號和所述本振除法器分頻或緩沖后的信號；除法器，用于分頻或緩沖所述本振混頻器混頻或緩沖后的信號，產(chǎn)生并輸出所述頻率合成器輸出的混頻信號。可選的，所述壓控振蕩器和小數(shù)分頻頻率合成器聯(lián)合生成本振信號的頻率范圍是 3200MHz-3900MHzo可選的，所述本振除法器、本振混頻器和除法器能編程，適于處理與各接收、發(fā)射頻率信號對應(yīng)的信號。可選的，所述接收機(jī)包括低噪聲放大器，用于放大所述射頻收發(fā)器前端模塊接收到各頻段的射頻信號；接收機(jī)混頻器，用于將放大后的射頻信號與所述頻率合成器生成的本振信號進(jìn)行混頻后產(chǎn)生低頻基帶信號；接收機(jī)濾波器，用于對混頻后的信號去除干擾； 數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于將去除干擾后的信號數(shù)字化，并將數(shù)字化后的信號輸出到所述數(shù)字信號處理器。可選的，所述低噪聲放大器包括，0. 135-13. 56MHz低噪聲放大器、433MHz低噪聲放大器、900MHz低噪聲放大器、2450MHz低噪聲放大器或5800MHz低噪聲放大器。可選的，接收機(jī)混頻器、接收機(jī)濾波器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器能編程，適于處理與各頻率相對應(yīng)的信號。可選的，所述發(fā)射機(jī)包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于將所述數(shù)字信號處理器輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)化成模擬信號；發(fā)射機(jī)濾波器，用于對數(shù)模轉(zhuǎn)換后的模擬信號消除干擾；功率驅(qū)動放大器，用于將待發(fā)射的信號放大到與所述數(shù)字信號處理器輸出的數(shù)字信號內(nèi)容相應(yīng)的功率值，并將放大后的信號輸出到所述射頻收發(fā)器前端模塊?？蛇x的，所述發(fā)射機(jī)還包括發(fā)射機(jī)混頻器，用于將濾波消除干擾后的信號與所述頻率合成器生成的混頻信號混頻，并將混頻后的信號輸出到所述功率驅(qū)動放大器?？蛇x的，所述功率驅(qū)動放大器包括，5800MHz功率驅(qū)動放大器、2450MHz功率驅(qū)動放大器、900MHz功率驅(qū)動放大器、433MHz功率驅(qū)動放大器或0. 135-13. 56MHz功率驅(qū)動發(fā)放大器。 可選的，所述射頻收發(fā)器前端模塊包括天線和/或耦合電感。 可選的，還包括能源管理器，用于向所述接收機(jī)、發(fā)射機(jī)和頻率合成器提供能源。與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案的射頻讀寫器在接收、發(fā)射和頻率合成技術(shù)中提供了多頻段兼容的技術(shù)方案，在集成芯片中縮小芯片面積，并減少外圍器件數(shù)，從而簡化設(shè)計、縮短開發(fā)時間、節(jié)約開發(fā)和設(shè)計成本。


圖1是本發(fā)明實施例的射頻識別讀寫器的系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實施例的射頻識別讀寫器的頻率合成器硬件結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實施例的射頻識別讀寫器的接收機(jī)硬件結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實施例的射頻識別讀寫器的發(fā)射機(jī)硬件結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明實施例的射頻識別讀寫器的系統(tǒng)框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的射頻識別讀寫器的具體實施方式
做詳細(xì)的說明。請參考圖1，其顯示了本發(fā)明一個實施例的射頻識別RFID讀寫器的系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)。所述射頻識別RFID讀寫器用于處理接收到的射頻信號，并輸出射頻信號。其包括射頻收發(fā)器前端模塊10、接收機(jī)11、發(fā)射機(jī)12、頻率合成器13、數(shù)字信號處理器14?？蛇x的，還包括能源管理器15。射頻收發(fā)器前端模塊10分別與接收機(jī)11、發(fā)射機(jī)12耦接。接收機(jī)11的第一端與射頻收發(fā)器前端模塊10耦接，第二端與數(shù)字信號處理器14耦接，第三端與頻率合成器13 耦接。發(fā)射機(jī)12的第一端與射頻收發(fā)器前端模塊10耦接，第二端與數(shù)字信號處理器14耦接，第三端與頻率合成器13耦接。頻率合成器13的一端與數(shù)字信號處理器14耦接，另一端分別與接收機(jī)11、發(fā)射機(jī)12耦接。數(shù)字信號處理器14的一端與接收機(jī)11耦接，另一端與發(fā)射機(jī)12耦接。能源管理器15分別與接收機(jī)11、發(fā)射機(jī)12、頻率合成器13、數(shù)字信號處理器14耦接。所述射頻收發(fā)器前端模塊10，用于接收和發(fā)射射頻信號。其是耦合電感或是天線。 在接收、發(fā)射0. 135-13. 56MHz頻率信號時，使用耦合電感；在接收、發(fā)射非0. 135-13. 56MHz 頻段信號時使用天線。所述數(shù)字信號處理器14，用于處理數(shù)字化的所述射頻收發(fā)器前端模塊10接收的射頻信號，輸出待對外發(fā)射的數(shù)字信號。所述頻率合成器13，用于在至少一個工作頻段向所述接收機(jī)11或發(fā)射機(jī)12提供混頻信號；所述混頻信號是根據(jù)所述射頻收發(fā)器前端模塊10的接收信號的頻率或所述數(shù)字信號處理器14的輸出信號對應(yīng)的頻率生成的。當(dāng)射頻信號輸入到所述接收機(jī)11時，所述頻率合成器13對所有頻段進(jìn)行搜索后鎖定最強(qiáng)信號頻率，確定為當(dāng)前工作頻段，并輸出與當(dāng)前工作頻段相應(yīng)的混頻信號。
比如，頻率合成器13首先輸出工作頻段為13. 56MHz時對應(yīng)的本振混頻信號，后， 由數(shù)字信號處理器14判斷是否能通過接收機(jī)11接收到13. 56MHz的射頻信號，如果能接收到所述對應(yīng)頻段的接收信號，則由發(fā)射機(jī)12輸出同一信號進(jìn)行接收和發(fā)射通訊；如果數(shù)字信號處理器14判斷沒有13. 56MHz的射頻信號，則通過頻率合成器13輸出下一頻段對應(yīng)的本振混頻信號，比如433MHz，并由數(shù)字信號處理器14判斷是否能通過接收機(jī)11接收到對應(yīng)頻段的射頻信號，直到能收到所述對應(yīng)頻段的射頻信號為止。所述接收機(jī)11，用于處理所述射頻收發(fā)器前端模塊10接收到的各種頻段的射頻信號，將處理后的信號輸出到所述數(shù)字信號處理器14。特定頻率的射頻信號，通過對應(yīng)的低噪聲放大后與所述頻率合成器13輸出的對應(yīng)的混頻信號下變頻混頻，濾波去除干擾并數(shù)字化后，輸出至數(shù)字信號處理器14。所述發(fā)射機(jī)12，用于處理所述數(shù)字信號處理器14輸出的與各種頻率相對應(yīng)的數(shù)字信號，將處理后的信號輸出到所述射頻收發(fā)器前端模塊10。特定頻率的數(shù)字信號從數(shù)字信號處理器14輸出后，轉(zhuǎn)換成模擬信號再濾波去除干擾，當(dāng)發(fā)射信號對應(yīng)為433MHz及以上頻率時，與頻率合成器13輸出的對應(yīng)混頻信號一起上變頻混頻，然后功率驅(qū)動放大并輸出到對應(yīng)的射頻收發(fā)器前端模塊10 ；當(dāng)發(fā)射信號對應(yīng)為0. 135-13. 56MHz頻率時，轉(zhuǎn)化成模擬信號并濾波后，直接功率驅(qū)動放大后輸入射頻收發(fā)器前端模塊10?？蛇x的，所述能源管理器15，負(fù)責(zé)給接收機(jī)11、發(fā)射機(jī)12、頻率合成器13、數(shù)字信號處理器14提供能源。所述射頻識別RFID讀寫器工作原理是接收并處理各頻段信號時，其通過射頻收發(fā)器前端模塊10接收的各種頻段的信號，按頻率低噪聲放大后，與頻率合成器13輸出的相應(yīng)的混頻信號下變頻混頻，隨后濾波消除干擾，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，輸入數(shù)字信號處理器14。處理并發(fā)射各頻段信號時，其通過數(shù)字信號處理器14輸出待發(fā)射特定頻率數(shù)字信號，轉(zhuǎn)換成模擬信號后，濾波去除干擾，當(dāng)發(fā)射頻段是433MHz及以上頻段時，按頻率與頻率合成器13輸出的相應(yīng)混頻信號上變頻混頻后，按頻率功率驅(qū)動放大，最后輸出到射頻收發(fā)器前端模塊10 ；當(dāng)發(fā)射頻段是0. 135-13. 56MHz時，因為調(diào)制信號的載波波形由數(shù)字信號處理器14直接合成，所以模擬信號濾波后直接進(jìn)行功率驅(qū)動放大，最后輸出到射頻收發(fā)器前端模塊10?？蛇x的，不同頻率信號不同時接收、發(fā)射及處理，在確保性能的前提下最大限度的參考圖2，本發(fā)明實施例的射頻識別讀寫器的頻率合成器硬件結(jié)構(gòu)。所述頻率合成器13用于根據(jù)所述射頻收發(fā)器前端模塊的接收信號的頻率或所述數(shù)字信號處理器的輸出信號對應(yīng)的頻率，生成相應(yīng)的混頻信號，并至少在一種頻率信號的接收、發(fā)射模式下向接收機(jī)11、發(fā)射機(jī)12提供混頻信號，其包括壓控振蕩器132、小數(shù)分頻頻率合成器131、本振除法器134、本振混頻器133和除法器135。小數(shù)分頻頻率合成器131的輸入端與數(shù)字信號處理器14的輸出端耦接，小數(shù)分頻頻率合成器131的輸出端與壓控振蕩器132的輸入端耦接，壓控振蕩器132的輸出端分別與本振混頻器133、本振除法器134的輸入端耦接，本振除法器134的輸出端與本振混頻器 133耦接，本振混頻器133的輸出端與除法器135的輸入端耦接，除法器135的輸出端分別與接收機(jī)混頻器112，發(fā)射機(jī)混頻器123的耦接。所述的壓控振蕩器132和小數(shù)分頻頻率合成器131用于配合以產(chǎn)生本振信號。所述本振除法器134，用于分頻或緩沖所述本振信號。所述本振混頻器133，用于混頻或緩沖所述本振信號和所述本振除法器134分頻或緩沖后的信號。所述除法器135，用于分頻或緩沖所述本振混頻器133混頻或緩沖后的信號，產(chǎn)生所述頻率合成器13輸出的混頻信號。以下參考圖5詳細(xì)說明各接收/發(fā)射波段情況下頻率合成器13的工作原理當(dāng)接收/發(fā)射波段為5800MHz，壓控振蕩器132的頻率設(shè)置為3867MHz。相應(yīng)，本振除法器134設(shè)置為2分頻，除法器135設(shè)置為緩沖，本振混頻器133設(shè)置為混頻。其本振信號產(chǎn)生方法為壓控振蕩器132的輸出與自己的2分頻上變頻混頻。當(dāng)接收/發(fā)射波段為M50MHZ，壓控振蕩器132的頻率設(shè)置為3267MHz。相應(yīng)，本振除法器134設(shè)置為2分頻，除法器135設(shè)置為2分頻，本振混頻器133設(shè)置為混頻。其本振信號產(chǎn)生方法為壓控振蕩器132的輸出與自己的2分頻上變頻混頻，然后2分頻。當(dāng)接收/發(fā)射波段為900MHz，壓控振蕩器132的頻率設(shè)置為3600MHz。相應(yīng)，本振除法器134設(shè)置為2分頻，除法器135設(shè)置為6分頻，本振混頻器133設(shè)置為混頻。其本振信號產(chǎn)生方法為壓控振蕩器132的輸出與自己的2分頻上變頻混頻，然后6分頻。當(dāng)接收/發(fā)射波段為433MHz，壓控振蕩器132的頻率設(shè)置為3464MHz。相應(yīng)，本振除法器134設(shè)置為2分頻，除法器135設(shè)置為12分頻，混頻器133設(shè)置為混頻。其本振信號產(chǎn)生方法為壓控振蕩器132的輸出與自己的2分頻上變頻混頻，然后12分頻。當(dāng)接收/發(fā)射波段為13. 56MHz，壓控振蕩器132的頻率設(shè)置為3471MHz。相應(yīng)，本振除法器134設(shè)置為2分頻，混頻器設(shè)置為緩沖，除法器設(shè)置為1 分頻。其本振信號產(chǎn)生方法為壓控振蕩器132的輸出2分頻，然后1 分頻。當(dāng)接收/發(fā)射波段為0. 135MHz，壓控振蕩器132不工作。請參考圖3，其顯示了本發(fā)明實施例的射頻識別讀寫器的接收機(jī)硬件結(jié)構(gòu)。所述接收機(jī)11，用于處理所述射頻收發(fā)器前端模塊接10收到的各種頻段的射頻信號，將處理后的信號輸出到所述數(shù)字信號處理器14。其包括低噪聲放大器111、接收機(jī)混頻器112、接收機(jī)濾波器113、模數(shù)轉(zhuǎn)換器114。低噪聲放大器111的輸入端與射頻收發(fā)器前端模塊10的輸出端耦接，低噪聲放大器111的輸出端與接收機(jī)混頻器112輸入端耦接，接收機(jī)混頻器112另一輸入端與頻率合成器13的輸出端耦接，接收機(jī)混頻器112輸出端與接收機(jī)濾波器113的輸入端耦接，接收機(jī)濾波器113的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器114的輸入端耦接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器114的輸出端與數(shù)字信號處理器14的輸入端耦接。所述低噪聲放大器111，用于放大所述射頻收發(fā)器前端模塊10接收到的各頻段的射頻信號。低噪聲放大器一般位于放大鏈路的輸入端，針對給定的增益要求，引入盡可能小的內(nèi)部噪聲，并在輸出端獲得最大可能的信噪比。不同頻段的射頻信號，通過各自的低噪聲放大器放大后輸出到接收器混頻器112。參考附圖5，在本實施例中，所述低噪聲放大器111包括，第一低噪聲放大器1115、 第二低噪聲放大器1114，第三低噪聲放大器1113、第四低噪聲放大器1112、第五低噪聲放大器1111。第一低噪聲放大器1115的輸入端與耦合電感耦接，第二低噪聲放大器1114，第三低噪聲放大器1113、第四低噪聲放大器1112、第五低噪聲放大器1111的輸入端與天線接口耦接，以上各低噪聲放大器的輸出端均與接收機(jī)濾波器的輸入端耦接。所述第一低噪聲放大器1115，用于放大0. 135-13. 56MHz頻段的接收信號。所述第二低噪聲放大器1114，用于放大433MHz頻段的接收信號。所述第三低噪聲放大器1113，用于放大900MHz頻段的接收信號。所述第四低噪聲放大器1112，用于放大M50MHZ頻段的接收信號。所述第五低噪聲放大器1111，用于放大5800MHz頻段的接收信號。在本實施例中選用了 5個低噪聲放大器，在其它實施方式中，可以根據(jù)實際的頻段數(shù)需求調(diào)整低噪聲放大器的個數(shù)。所述接收機(jī)混頻器112，用于將放大后的射頻信號與所述頻率合成器13生成的混頻信號混頻或緩沖放大后的射頻信號。所述接收機(jī)濾波器113，用于對混頻后的信號去除干擾。接收頻段的不同，用于獲得與特定接收頻段相同的特定頻率而濾除其它頻率，接收信號被進(jìn)一步放大和濾除干擾， 而且由于自阻塞、自混頻以及不對稱引起的直流偏置也可被抑制，輸出正交信號I和Q。所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器114，用于將去除干擾后的信號數(shù)字化，并將數(shù)字化后的信號輸出到所述數(shù)字信號處理器。所述接收機(jī)的工作原理是，低噪聲放大器111將放大后的信號的輸出到接收機(jī)混頻器112。接收機(jī)混頻器112根據(jù)頻率合成器鎖定的頻率設(shè)置模式，當(dāng)接收到的信號為 0. 135MHz時，接收機(jī)混頻器112設(shè)置為緩沖模式，不混頻直接輸出信號；當(dāng)接收到的信號為非0. 135MHz時，接收機(jī)混頻器112根據(jù)頻段與相應(yīng)的頻率合成器13輸出混頻信號混頻后， 將輸入信號轉(zhuǎn)換成低頻信號輸出。接收機(jī)混頻器112將處理后的信號輸出到接收機(jī)濾波器 113。接收機(jī)濾波器的參數(shù)根據(jù)頻率合成器13鎖定的頻率設(shè)置。經(jīng)過低通濾波器后，信號同時被進(jìn)一步放大和濾除干擾，而且由于自阻塞、自混頻以及不對稱引起的直流偏置也可被抑制。接收機(jī)濾波器113輸出正交信號I和Q，經(jīng)由模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)114換成數(shù)字信號后發(fā)送到數(shù)字信號處理器14。模數(shù)轉(zhuǎn)換器114的參數(shù)根據(jù)頻率合成器13鎖定的頻率設(shè)置。請參考圖4，是本發(fā)明實施例的射頻識別讀寫器的發(fā)射機(jī)硬件結(jié)構(gòu)。所述發(fā)射機(jī)用于處理來自數(shù)字信號處理器14的信號，并向射頻收發(fā)器前端模塊10提供輸入信號。其包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器121、發(fā)射機(jī)濾波器122、發(fā)射機(jī)混頻器123與驅(qū)動功率放大器124。數(shù)模轉(zhuǎn)換器121的輸入端與數(shù)字信號處理器14的輸出端耦接，數(shù)模轉(zhuǎn)換器121的輸出端與發(fā)射機(jī)濾波器122輸入端耦接，發(fā)射機(jī)濾波器122另一輸入端與頻率合成器13耦接，發(fā)射機(jī)濾波器122輸出端與發(fā)射機(jī)混頻器123輸入端耦接，發(fā)射機(jī)混頻器123輸出端與發(fā)射功率驅(qū)動放大器124的輸入端耦接。發(fā)射功率驅(qū)動放大器125的輸出端與射頻收發(fā)器前端模塊10耦接。所述發(fā)射機(jī)功率驅(qū)動器124，用于將待發(fā)射的信號放大到與所述數(shù)字信號處理器輸出的數(shù)字信號內(nèi)容相應(yīng)的功率值，并將放大后的信號輸出到所述射頻收發(fā)器前端模塊。 當(dāng)要求發(fā)射信號頻段為0. 135-13. 56MHz時，接收從發(fā)射機(jī)濾波器122直接輸出的信號；當(dāng)要求發(fā)射信號頻段為433MHz頻段時，接收從第四發(fā)射機(jī)混頻器1234輸出的信號；當(dāng)要求發(fā)射信號頻段為900MHz頻段時，接收從第三發(fā)射機(jī)混頻器1233輸出的信號；當(dāng)要求發(fā)射信號頻段為M50MHz頻段時，接收從第二發(fā)射機(jī)混頻器1232輸出的信號；當(dāng)要求發(fā)射信號頻段為5800MHz頻段時，接收從第一發(fā)射機(jī)混頻器1231輸出的信號。所述發(fā)射機(jī)混頻器123，用于將濾波消除干擾后的信號與所述頻率合成器13生成的混頻信號混頻，并將混頻后的信號輸出到所述功率驅(qū)動放大器。用于根據(jù)發(fā)射頻率的頻段指令要求，將發(fā)射機(jī)濾波器122的輸出頻率與頻率合成器13輸出的相應(yīng)的頻率混頻后， 向發(fā)射功率驅(qū)動放大器1 輸出該信號。所述發(fā)射機(jī)濾波器122，用于對數(shù)模轉(zhuǎn)換后的模擬信號消除干擾，并向發(fā)射極混頻器123輸出該信號，或直接向發(fā)射功率驅(qū)動放大器IM輸出該信號。當(dāng)發(fā)射頻率的頻段為0. 135-13. 56MHz時，直接向發(fā)射功率驅(qū)動放大器IM輸出該信號；當(dāng)發(fā)射頻率的頻段為 433MHz及以上時，向發(fā)射極混頻器123輸出該信號。所述模數(shù)轉(zhuǎn)化器121，用于將所述數(shù)字信號處理器14輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)化成模擬信號，并輸出到所述發(fā)射機(jī)濾波器122。參考圖5，在本實施例中，所述發(fā)射機(jī)混頻器123，包括第一發(fā)射機(jī)混頻器1231，第二發(fā)射機(jī)混頻器1232，第三發(fā)射機(jī)混頻器1233，第四發(fā)射機(jī)混頻器1234。上述發(fā)射機(jī)混頻器的輸入端均與發(fā)射機(jī)濾波器122耦接，輸出端與發(fā)射機(jī)功率驅(qū)動器1 耦接。所述第一發(fā)射機(jī)混頻器1231，用于5800MHz發(fā)射信號頻段的混頻。所述第二發(fā)射機(jī)混頻器1232，用于M50MHZ發(fā)射信號頻段的混頻。所述第三發(fā)射機(jī)混頻器1233，用于900MHz發(fā)射信號頻段的混頻。所述第四發(fā)射機(jī)混頻器1234，用于433MHz發(fā)射信號頻段的混頻。在本實施例中，選用了 4個發(fā)射機(jī)混頻器，在其它實施例中，可以根據(jù)頻段數(shù)的要求調(diào)整發(fā)射機(jī)混頻器的個數(shù)。所述發(fā)射機(jī)的工作原理是，待對外發(fā)射的數(shù)字信號，從由數(shù)字信號處理器14輸出到所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器121，將該數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成的相應(yīng)的模擬信號輸出到發(fā)射機(jī)濾波器122， 針對該頻段濾波，消除干擾。當(dāng)發(fā)射頻段為433MHz及以上時，發(fā)射機(jī)混頻器123將發(fā)射機(jī)濾波器122的輸出信號與頻率合成器輸出的相應(yīng)頻段的混頻信號上變頻混頻后，由功率驅(qū)動放大器1 將該頻段的信號功率放大，并向射頻收發(fā)器前端模塊10的輸出該頻段的發(fā)射信號；當(dāng)發(fā)射頻段要求為0. 135-13. 56MHz時，因為調(diào)制信號的載波波形由數(shù)字信號處理器 14直接合成，所以發(fā)射機(jī)濾波器122將處理后的信號直接輸出到功率驅(qū)動放大器124。功率驅(qū)動放大后的信號輸出到射頻收發(fā)器前端模塊10。本實施例技術(shù)方案的射頻讀寫器在接收、發(fā)射和頻率合成技術(shù)中提供了多頻段兼容的技術(shù)方案，在集成芯片內(nèi)縮小芯片使用面積，并減少片外器件數(shù)，從而簡化設(shè)計、縮短開發(fā)時間、節(jié)約開發(fā)和設(shè)計成本。以上公開了本發(fā)明的多個方面和實施方式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會明白本發(fā)明的其它方面和實施方式。本發(fā)明中公開的多個方面和實施方式只是用于舉例說明，并非是對本發(fā)明的限定，本發(fā)明的真正保護(hù)范圍和精神應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種射頻識別讀寫器，包括射頻收發(fā)器前端模塊，用于接收和發(fā)射射頻信號；數(shù)字信號處理器，用于處理數(shù)字化的所述射頻收發(fā)器前端模塊接收的射頻信號，輸出待對外發(fā)射的數(shù)字信號；其特征在于，還包括接收機(jī)，用于處理所述射頻收發(fā)器前端模塊接收到的各種頻段的射頻信號，將處理后的信號輸出到所述數(shù)字信號處理器；發(fā)射機(jī)，用于處理所述數(shù)字信號處理器輸出的與各種頻率相對應(yīng)的數(shù)字信號，將處理后的信號輸出到所述射頻收發(fā)器前端模塊；頻率合成器，用于在至少一個工作頻段向所述接收機(jī)或發(fā)射機(jī)提供本振混頻信號；所述本振混頻信號是根據(jù)所述射頻收發(fā)器前端模塊的接收信號的頻率或所述數(shù)字信號處理器的輸出信號對應(yīng)的頻率鎖定的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻識別讀寫器，其特征在于，所述接收機(jī)、發(fā)射機(jī)和數(shù)字信號處理器集成于射頻識別讀寫器單一芯片內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻識別讀寫器，其特征在于，所述頻率合成器包括 用于配合以產(chǎn)生本振信號的壓控振蕩器和小數(shù)分頻頻率合成器；本振除法器，用于分頻或緩沖所述本振信號；本振混頻器，用于混頻或緩沖所述本振信號和所述本振除法器分頻或緩沖后的信號； 除法器，用于分頻或緩沖所述本振混頻器混頻或緩沖后的信號，產(chǎn)生并輸出所述頻率合成器輸出的混頻信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的射頻識別讀寫器，其特征在于，所述壓控振蕩器和小數(shù)分頻頻率合成器聯(lián)合生成本振信號的頻率范圍是3200MHz-3900MHz。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的射頻識別讀寫器，其特征在于，所述本振除法器、本振混頻器和除法器能編程，適于處理與各接收、發(fā)射頻率信號對應(yīng)的信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻識別讀寫器，其特征在于，所述接收機(jī)包括 低噪聲放大器，用于放大所述射頻收發(fā)器前端模塊接收到各頻段的射頻信號；接收機(jī)混頻器，用于將放大后的射頻信號與所述頻率合成器生成的本振信號進(jìn)行混頻后產(chǎn)生低頻基帶信號；接收機(jī)濾波器，用于對混頻后的信號去除干擾；數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于將去除干擾后的信號數(shù)字化，并將數(shù)字化后的信號輸出到所述數(shù)字信號處理器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的射頻識別讀寫器，其特征在于，所述低噪聲放大器包括， 0. 135-13. 56MHz低噪聲放大器、433MHz低噪聲放大器、900MHz低噪聲放大器、2450MHz低噪聲放大器或5800MHz低噪聲放大器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的射頻識別讀寫器，其特征在于，所述接收機(jī)混頻器、接收機(jī)濾波器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器能編程，適于處理與各頻率相對應(yīng)的信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻識別讀寫器，其特征在于，所述發(fā)射機(jī)包括 數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于將所述數(shù)字信號處理器輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)化成模擬信號； 發(fā)射機(jī)濾波器，用于對數(shù)模轉(zhuǎn)換后的模擬信號消除干擾；功率驅(qū)動放大器，用于將待發(fā)射的信號放大到與所述數(shù)字信號處理器輸出的數(shù)字信號內(nèi)容相應(yīng)的功率值，并將放大后的信號輸出到所述射頻收發(fā)器前端模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的射頻識別讀寫器，其特征在于，所述發(fā)射機(jī)還包括發(fā)射機(jī)混頻器，用于將濾波消除干擾后的信號與所述頻率合成器生成的本振混頻信號混頻，并將混頻后的信號輸出到所述功率驅(qū)動放大器。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的射頻識別讀寫器，其特征在于，所述功率驅(qū)動放大器包括，5800MHz功率驅(qū)動放大器、2450MHz功率驅(qū)動放大器、900MHz功率驅(qū)動放大器、433MHz 功率驅(qū)動放大器或0. 135-13. 56MHz功率驅(qū)動發(fā)放大器。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻識別讀寫器，其特征在于，所述射頻收發(fā)器前端模塊包括天線和/或耦合電感。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻識別讀寫器，其特征在于，還包括能源管理器，用于向所述接收機(jī)、發(fā)射機(jī)和頻率合成器提供能源。
全文摘要
一種射頻識別讀寫器，包括射頻收發(fā)器前端模塊，用于接收和發(fā)射射頻信號；數(shù)字信號處理器，用于處理數(shù)字化的所述射頻收發(fā)器前端模塊接收的射頻信號，輸出待對外發(fā)射的數(shù)字信號；接收機(jī)，用于處理所述射頻收發(fā)器前端模塊接收到的各種頻段的射頻信號，將處理后的信號輸出到所述數(shù)字信號處理器；發(fā)射機(jī)，用于處理所述數(shù)字信號處理器輸出的與各種頻率相對應(yīng)的數(shù)字信號，將處理后的信號輸出到所述射頻收發(fā)器前端模塊；頻率合成器，用于在至少一個工作頻段向所述接收機(jī)或發(fā)射機(jī)提供本振混頻信號。應(yīng)用所述射頻識別讀寫器，可以簡化設(shè)計、縮短開發(fā)時間、節(jié)約開發(fā)和設(shè)計成本。
文檔編號G06K17/00GK102222249SQ20111020881
公開日2011年10月19日 申請日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月25日
發(fā)明者栗星星, 栗晶晶, 葛莉華, 趙巖 申請人:無錫里外半導(dǎo)體科技有限公司