適用于超高頻讀寫(xiě)器的通用型載波消除模塊及超高頻讀寫(xiě)器載波消除方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是一種超高頻（UHF)射頻識(shí)別（RFID)技術(shù)，具體涉及應(yīng)用于該領(lǐng)域的適用 于超高頻讀寫(xiě)器的通用型載波消除模塊。所述超高頻的頻段在860MHZ-960MHZ。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，RFID技術(shù)已經(jīng)在各行各業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，常規(guī)的無(wú)源反向散射式的RFID 系統(tǒng)由讀寫(xiě)器和無(wú)源標(biāo)簽組成，但讀寫(xiě)器由于載波泄露嚴(yán)重而靈敏度較低。造成載波泄露 主要有三個(gè)方面的原因：一方面，由于讀寫(xiě)器前端的定向耦合器隔離度不夠，導(dǎo)致發(fā)射通路 的載波信號(hào)泄露到接收通路；另一方面，讀寫(xiě)器在接收時(shí)還要不斷地發(fā)射載波以提供能量 給標(biāo)簽，若天線(xiàn)與讀寫(xiě)器射頻前端不匹配，這樣在接收標(biāo)簽信號(hào)的同時(shí)就會(huì)有嚴(yán)重的載波 泄露；最后，由于環(huán)境變化，特別是在天線(xiàn)周?chē)泻芏嗾系K物時(shí)，障礙物反射的載波被天線(xiàn) 直接接收。這些泄露的載波導(dǎo)致射頻前端的低噪放或混頻器前端飽和，從而嚴(yán)重惡化接收 信噪比，使得讀寫(xiě)器讀取標(biāo)簽距離下降和解調(diào)誤碼率增加。在讀寫(xiě)器中增加載波消除模塊 能夠很好地解決上述分析的載波泄露問(wèn)題。目前，傳統(tǒng)的載波消除主要通過(guò)在讀寫(xiě)器耦合 器端或者天線(xiàn)端增加分立元件調(diào)節(jié)阻抗實(shí)現(xiàn)。這類(lèi)方法不足之處在于：載波消除只能在某 一段窄帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)，并且當(dāng)外界環(huán)境發(fā)生改變時(shí)，載波消除效果惡化嚴(yán)重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種適用于超高頻讀寫(xiě)器的通用型載波消除模塊，有 效解決超高頻讀寫(xiě)器載波泄露造成靈敏度低的問(wèn)題。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0004] 適用于超高頻讀寫(xiě)器的通用型載波消除模塊，其特征在于：所述載波消除模塊主 要包括矢量調(diào)制器、衰減器、單片機(jī)、功率檢測(cè)器及功率合成器；所述功率合成器的第一輸 入端和定向耦合器的隔離端對(duì)應(yīng)連接；所述衰減器的輸入端和定向耦合器的耦合端對(duì)應(yīng)連 接，對(duì)該端信號(hào)進(jìn)行采樣；所述衰減器的輸出端和矢量調(diào)制器的輸入端連接，矢量調(diào)制器的 輸出端和功率合成器的第二輸入端連接；
[0005]功率合成器的輸出端與超高頻讀寫(xiě)器的接收通路對(duì)應(yīng)連接，所述功率檢測(cè)器接在 讀寫(xiě)器接收通路上，檢測(cè)泄露的載波信號(hào)幅度，功率檢測(cè)器與單片機(jī)的外圍電路連接，使單 片機(jī)能夠分析功率檢測(cè)器送來(lái)的采樣信號(hào)，單片機(jī)的外圍電路還與矢量調(diào)制器連接，根據(jù) 閾值控制矢量調(diào)制器輸出信號(hào)的相位和幅度使得功率檢測(cè)器所監(jiān)測(cè)到的載波信號(hào)幅度最 小。
[0006]本發(fā)明另一個(gè)所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種采用上述通用型載波消除模塊的 超高頻讀寫(xiě)器載波消除方法。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0007] 所述載波消除模塊從定向耦合器的耦合端上對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣；然后，將從耦合端 取出的所述信號(hào)經(jīng)過(guò)衰減器后送入矢量調(diào)制器；利用功率合成器合成矢量調(diào)制器的輸出信 號(hào)和定向耦合器的隔離端上泄漏的信號(hào)，得到載波消除后的讀寫(xiě)器接收通路信號(hào)；在與功 率合成器的輸出端對(duì)應(yīng)連接的讀寫(xiě)器接收通路上利用功率檢測(cè)器檢測(cè)泄露的載波信號(hào)幅 度，用單片機(jī)分析檢測(cè)到的信號(hào)，控制矢量調(diào)制器輸出信號(hào)的相位和幅度使得監(jiān)測(cè)的載波 信號(hào)幅度最小。
[0008] 載波消除模塊工作時(shí)，單片機(jī)在固定時(shí)間間隔內(nèi)掃描矢量調(diào)制器，使得在更換天 線(xiàn)或外部環(huán)境改變時(shí)，確保載波消除效果，實(shí)現(xiàn)載波消除模塊的自適應(yīng)性。
[0009] 由于采用本發(fā)明的技術(shù)方案，載波消除電路形成了閉環(huán)，通過(guò)單片機(jī)控制矢量調(diào) 制器的兩路正交輸入即能得到一個(gè)與讀寫(xiě)器接收通路上待消除的載波信號(hào)幅度相等、相位 相反的信號(hào)，并與標(biāo)簽返回的信號(hào)和待消除的載波信號(hào)進(jìn)行疊加，其結(jié)果是消除了載波信 號(hào)，而只留下信號(hào)幅度微小的標(biāo)簽信號(hào)。本發(fā)明能在寬頻帶內(nèi)消除讀寫(xiě)器接收通路中的載 波信號(hào)，提高讀寫(xiě)器的接收信噪比及讀取標(biāo)簽的距離，有效解決超高頻讀寫(xiě)器載波泄露造 成靈敏度低的問(wèn)題，適用于任意超高頻讀寫(xiě)器和天線(xiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1是本發(fā)明載波消除模塊的的實(shí)現(xiàn)框架圖。
[0011] 圖2是本發(fā)明載波消除模塊消除載波的原理圖。
[0012] 圖3是本發(fā)明載波消除模塊和讀寫(xiě)器的連接框架圖。
[0013] 圖4是本發(fā)明載波消除的效果示意圖。
[0014]圖5是本發(fā)明載波消除效果仿真與實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比圖，左側(cè)為仿真結(jié)果圖，右側(cè)為 實(shí)測(cè)結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 參照?qǐng)D1、3,本發(fā)明所提供的適用于超高頻讀寫(xiě)器的通用型載波消除模塊，主要包 括矢量調(diào)制器1-5、衰減器1-3、單片機(jī)1-9、功率檢測(cè)器1-8及功率合成器1-7 ;所述功率合 成器1-7的第一輸入端1-1和定向耦合器3-5的隔離端3-51對(duì)應(yīng)連接；所述衰減器的輸入 端1-2和定向耦合器3-5的耦合端3-52對(duì)應(yīng)連接，對(duì)該端進(jìn)行信號(hào)采樣即取出定向耦合器 耦合端1-2的信號(hào)；所述衰減器1-3的輸出端和矢量調(diào)制器1-5的輸入端連接，矢量調(diào)制器 1-5的輸出端和功率合成器1-7的第二輸入端連接。
[0016] 功率合成器1-7的輸出端與超高頻讀寫(xiě)器3-2的接收通路1-11對(duì)應(yīng)連接，所述功 率檢測(cè)器1-8接在讀寫(xiě)器接收通路上，檢測(cè)泄露的載波信號(hào)幅度，功率檢測(cè)器1-8與單片機(jī) 1-9的外圍電路1-10連接，使單片機(jī)1-9能夠分析功率檢測(cè)器1-8送來(lái)的采樣信號(hào)，單片機(jī) 1-9的外圍電路1-10還與矢量調(diào)制器1-5連接，根據(jù)閾值控制矢量調(diào)制器1-5輸出信號(hào)的 相位和幅度使得功率檢測(cè)器1-8所監(jiān)測(cè)到的載波信號(hào)幅度最小。這樣，載波消除電路形成 了閉環(huán)，通過(guò)單片機(jī)控制矢量調(diào)制器正交輸入即能得到一個(gè)與接收通路上待消除的載波信 號(hào)幅度相等、相位相反的信號(hào)，并與標(biāo)簽信號(hào)和待消除載波信號(hào)進(jìn)行疊加，其結(jié)果是消除了 載波信號(hào)，而只留下信號(hào)幅度微小的標(biāo)簽信號(hào)。
[0017] 包含泄露載波和標(biāo)簽信號(hào)與矢量調(diào)制器的輸出信號(hào)疊加，在功率合成器輸出端輸 出