相位变换器、载波抑制电路及射频识别读写器的制作方法

本发明涉及射频识别技术领域，特别是涉及一种相位变换器、载波抑制电路及射频识别读写器。

背景技术：

超高频射频识别系统主要包含读写器、天线和电子标签，当射频识别系统工作时，由读写器通过天线发射射频信号，对标签持续供能，以保证标签能正常工作。在此过程中，读写器接收通道中标签回波与发射泄露载波共存，这将使输入至接收机的信号过大，导致接收机进入非线性工作区甚至阻塞接收通道，为了降低或减小发射载波泄露功率对接收机的影响，在接收电路的输入端加入载波对消电路，载波对消电路主要由幅度调整和相位变换器组成，采用一个幅度相等，相位相差180°载波信号抵消定载波泄露功率，降低发射载波泄露信号对接收机性能的影响。

为了降低泄露载波信号对接收机的影响，同时满足RFID全频段840-960MHz带宽读写器应用。要求载波对消电路中相位变换器必须适应全频段频率调整的变化，即相位变换器能适应在不同频率下天线端口阻抗变化，同时相位变换器必须能快速调整到对应相位角度。

由于相位变换器要满足全频段频率的相位变化，如采用单路移相调幅控制，开始以360度为一个周期，10度为半径进行粗略扫描，找到接近最小功率的相位角度后，再以1度为步进进行细致扫描，这样一个流程可能就需耗费200毫秒左右的时间。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种可以快速调整到所需相位角的相位变换器。

一种相位变换器，包括：

分路器，用于将输入信号分为两路以上的与输入信号相同的输出信号；

相位通道单元，与所述分路器的输出端连接，用于将两路以上的所述输出信号进行多通道的移相处理；其中每个通道的移相处理获得一个不同相位的信号；

通道选择单元，用于控制所述相位通道单元中通道的开闭，以获得选定相位的信号。

在其中一个实施例中，所述相位通道单元包括与所述输出信号数量相同个数的第一射频开关和第二射频开关；所述第一射频开关和第二射频开关均包括第一射频端、第二射频端和第三射频端；所述第一射频开关和第二射频开关均可被控制使第一射频端与第二射频端连通，或使第一射频端与第三射频端连通；

每个所述第一射频开关的第一射频端输入一路射频信号、且第二射频端和第三射频端分别连接一个移相单元的输入端；

连接到同一第一射频开关的两个移相单元的输出端分别连接到同一第二射频开关的第二射频端和第三射频端；

每个第二射频开关的第一射频端作为相位通道单元的一个输出端。

在其中一个实施例中，每个所述第一射频开关的第一射频端与所述分路器的输出端连接。

在其中一个实施例中，每个所述第一射频开关的第一射频端与所述分路器的输出端之间连接一个移相单元。

在其中一个实施例中，所述分路器的输出信号为两路，其中一路输出信号输入到-45°移相单元、另一路输出信号输入到45°移相单元，每个第一射频开关的第二射频端和第三射频端分别连接一个-90°移相单元和一个90°移相单元。

在其中一个实施例中，所述-45°移相单元包括第一电容、第一电感和第二电容，所述第一电容一端接地、另一端与第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端与第二电容的一端连接，所述第二电容的另一端接地；所述第一电容和第一电感的公共端为-45°移相单元的输入端、所述第二电容和第一电感的公共端为-45°移相单元的输出端；

所述45°移相单元包括第二电感、第三电容和第三电感，所述第二电感的一端接地、另一端与第三电容的一端连接，所述第三电容的另一端与第三电感的一端连接，所述第三电感的另一端接地；所述第三电容和第二电感的公共端为45°移相单元的输入端、所述第三电容和第三电感的公共端为45°移相单元的输出端；

所述-90°移相单元包括第四电容、第四电感和第五电容，所述第四电容的一端和第五电容的一端连接并接地，所述第四电容的另一端和第五电容的另一端分别连接第四电感的两端；所述第四电容和第四电感的公共端为-90°移相单元的输入端，所述第五电容和第四电感的公共端为-90°移相单元的输出端；

所述90°移相单元包括第五电感、第六电容和第六电感，所述第五电感的一端和第六电感的一端连接并接地，所述第五电感的另一端和第六电感的另一端分别连接第六电容的两端；所述第六电容和第五电感的公共端为90°移相单元的输入端，所述第六电容和第六电感的公共端为90°移相单元的输出端。

在其中一个实施例中，每个所述第一射频开关和第二射频开关均设有第一逻辑控制端和第二逻辑控制端，且当所述第一逻辑控制端输入高电平时，第一射频端和第二射频端连通；当所述第二逻辑控制端输入高电平时，第一射频端和第三射频端连通。

在其中一个实施例中，还包括合路器，每个第二射频开关的第一射频端均与所述合路器的一个输入端连接。

一种载波抑制电路，包括上述的相位变换器。

一种射频识别读写器，包括信号接收电路和上述的载波抑制电路，所述信号接收电路与载波抑制电路连接。

上述相位变换器，将输入信号分出两路以上的输出信号，并分别在不同的通道中进行移相处理，可以通过通道选择单元快速选择移相通道，实现相位在通道间快速切换并准确定位。

上述载波抑制电路可以较快地定位和调整到需抑制载波的相位。

上述射频识别读写器能够以较快的速度处理载波抑制。

附图说明

图1为一实施例的相位变换器模块；

图2为图1中相位通道单元的一种模块结构；

图3为图1中相位通道单元的另一种模块结构；

图4为一具体实施例方式的相位变换器；

图5a为-45°移相单元；

图5b为45°移相单元；

图5c为-90°移相单元；

图5d为90°移相单元。

具体实施方式

以下结合附图和实施例进行进一步说明。

如图1所示，一实施例的相位变换器包括分路器100、相位通道单元200和通道选择单元300。分路器100用于将输入信号分为两路以上的与输入信号相同的输出信号。相位通道单元200与分路器100的输出端连接，用于将两路以上的所述输出信号进行多通道的移相处理；其中每个通道的移相处理获得一个不同相位的信号。通道选择单元300用于控制相位通道单元200中通道的开闭，以获得选定相位的信号。

如图2所示，相位通道单元200包括与所述输出信号数量相同个数的第一射频开关210和第二射频开关220。即输出信号的数量为n，为第一射频开关210的数量为n，第二射频开关220的数量也为n。

第一射频开关210和第二射频开关220均包括第一射频端RF1、第二射频端RF2和第三射频端RF3。所述第一射频开关210和第二射频开关220均可被控制使第一射频端RF1与第二射频端RF2连通，或使第一射频端RF1与第三射频端RF3连通。当第一射频端RF1与第二射频端RF2连通时，从第一射频端RF1输入的信号可以从第二射频端RF2输出；当第一射频端RF1与第三射频端RF3连通时，从第一射频端RF1输入的信号可以从第三射频端RF3输出。

每个所述第一射频开关210的第一射频端RF1输入一路射频信号、且第二射频端RF2和第三射频端RF3分别连接一个移相单元230的输入端。连接到同一第一射频开关210的两个移相单元230的输出端分别连接到同一第二射频开关220的第二射频端RF2和第三射频端RF3。每个第二射频开关220的第一射频端RF1作为相位通道单元200的一个输出端。

在一个实施例中，每个所述第一射频开关210的第一射频端RF1可以直接与分路器100的一个输出端连接。这样分路器100的输出信号被送入第一射频开关210，并在第一射频开关210被控制连接至不同的移相单元230。这就要求不同的移相单元230的移相的相位各不相同。

在一个实施例中，参考图3，每个所述第一射频开关210的第一射频端RF1与所述分路器100的输出端之间连接一个移相单元240。这样分路器100的输出信号在被送入第一射频开关210之前，先经过一次移相处理，然后再在第一射频开关210被控制连接至不同的移相单元230。移相单元230相互之间移相的相位可以相同，通过与移相单元240的配合，最终得到多个不同相位的信号。

可以理解，上述的移相单元和射频开关还可以横向或纵向扩展，以实现更多路移相通道。

以下以分路器分出两路输出信号，并经过两层移相获得四个不同相位的信号的具体电路为例，对相位变换器进行具体说明。

如图4所示，一实施例的相位变换器的分路器采用芯片U1，其分出两路输出信号，其中一路输出信号输入到-45°移相单元、另一路输出信号输入到45°移相单元。-45°移相单元的输出端连接一个第一射频开关(采用芯片U2)的第一射频端；45°移相单元的输出端连接一个第一射频开关(采用芯片U3)的第一射频端。芯片U2、U3的第二射频端和第三射频端都分别连接一个-90°移相单元和一个90°移相单元。

如图4所示，每个所述第一射频开关和第二射频开关均设有第一逻辑控制端(A)和第二逻辑控制端(B)，且当所述第一逻辑控制端输入高电平时，第一射频端和第二射频端连通；当所述第二逻辑控制端输入高电平时，第一射频端和第三射频端连通。在图4所示电路中，芯片U2、U4的第一逻辑控制端(A)均输入开关信号SW1，第二逻辑控制端(B)均输入开关信号SW2。芯片U3、U5的第一逻辑控制端(A)均输入开关信号SW3，第二逻辑控制端(B)均输入开关信号SW4。

当开关信号SW1为高电平时，-45°移相单元与90°移相单元组合的移相通道被打开，输出信号最终生成45°移相的信号。当开关信号SW2为高电平时，-45°移相单元与-90°移相单元组合的移相通道被打开，输出信号最终生成-135°移相的信号。当开关信号SW3为高电平时，45°移相单元与90°移相单元组合的移相通道被打开，输出信号最终生成135°移相的信号。当开关信号SW4为高电平时，45°移相单元与-90°移相单元组合的移相通道被打开，输出信号最终生成-45°移相的信号。

上述相位变换器，通过逻辑控制电平快速设置，实现相位在通道间快速切换并准确定位。特别的，该相位变换器特别适用于RFID全频段840MHz-960MHz频率的相位变化。

具体地，如图5a所示，所述-45°移相单元包括第一电容C1、第一电感L1和第二电容C2，所述第一电容C1一端接地、另一端与第一电感L1的一端连接，所述第一电感L1的另一端与第二电容C2的一端连接，所述第二电容C2的另一端接地；所述第一电容C1和第一电感L1的公共端为-45°移相单元的输入端、所述第二电容C2和第一电感L1的公共端为-45°移相单元的输出端；

如图5b所示，所述45°移相单元包括第二电感L2、第三电容C3和第三电感L3，所述第二电感L2的一端接地、另一端与第三电容C3的一端连接，所述第三电容C3的另一端与第三电感L3的一端连接，所述第三电感L3的另一端接地；所述第三电容C3和第二电感L2的公共端为45°移相单元的输入端、所述第三电容C3和第三电感L3的公共端为45°移相单元的输出端；

如图5c所示，所述-90°移相单元包括第四电容C4、第四电感L4和第五电容C5，所述第四电容C4的一端和第五电容C5的一端连接并接地，所述第四电容C4的另一端和第五电容C5的另一端分别连接第四电感L4的两端；所述第四电容C4和第四电感L4的公共端为-90°移相单元的输入端，所述第五电容C5和第四电感L4的公共端为-90°移相单元的输出端；

如图5d所示，所述90°移相单元包括第五电感L5、第六电容C6和第六电感L6，所述第五电感L5的一端和第六电感L6的一端连接并接地，所述第五电感L5的另一端和第六电感L6的另一端分别连接第六电容C6的两端；所述第六电容C6和第五电感L5的公共端为90°移相单元的输入端，所述第六电容C6和第六电感L6的公共端为90°移相单元的输出端。

进一步地，参考图1和图2，上述实施例的相位变换器还包括合路器400，每个第二射频开关220的第一射频端RF1均与合路器400的一个输入端连接。

基于上述相位变换器，可以构建一种载波抑制电路。该载波抑制电路可以较快地定位和调整到所需相位。当所述相位变换器用于载波定位和消除时，为达到快速定位的目的，所述通道的数量在8个以内，以减少切换通道和扫描的时间。

一种射频识别读写器，包括信号接收电路和上述的载波抑制电路，所述信号接收电路与载波抑制电路连接。该射频识别读写器能够以较快的速度处理载波抑制。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。