无线射频识别读取器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信技术，特别是涉及适用于无线射频识别系统的读取器。
现有技术
[0002]无线射频识别(Rad1 Frequency IDentificat1n,下称RFID)是一种无线通信技术，可以通过RFID读取器发射无线电信号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。
[0003]现有RFID读取器多采用定向稱合器(Direct1n Coupler)隔离信号传送端和输入端，会严重的衰减输入端的信号，导致接收端灵敏度严重不足。
[0004]因此需要一种读取器，其可增加接收端灵敏度，同时提供传送端和输入端的良好的隔离度。
【发明内容】
[0005]本发明一实施例揭示了一种读取器,包括一功率放大器(Power Amplifier)、一低噪声放大器(Low Noise Amplifier)、一环行器(circulator)、一自动调整匹配电路、以及一控制电路。该功率放大器发出一第一射频(RF)传送信号。该低噪声放大器传送对应上述第一 RF传送信号的一第一 RF感应信号。该环行器稱接于上述功率放大器和低噪声放大器之间，传送上述第一 RF传送信号至一 RF连接端进行传送或由上述RF连接端接收上述第一RF感应信号。该自动调整匹配电路耦接上述环行器，对上述RF连接端和上述环行器进行阻抗匹配。该控制电路耦接上述自动调整匹配电路，调整上述自动调整匹配电路以对上述RF连接端和上述环行器进行阻抗匹配。
[0006]本发明又一实施例还揭示了一种RFID读取器，包括一功率放大器、一低噪声放大器、一混频器、一可选滤波器、一环行器、一自动调整匹配电路、以及一控制电路。该功率放大器发出一第一 RF传送信号。该低噪声放大器传送对应上述第一 RF传送信号的一第一 RF感应信号，其中上述第一 RF感应信号带有一上标签信号以及一下标签信号，以及上述第一RF传送信号和上述第一 RF感应信号具有一相同的RF频率。该混频器耦接上述低噪声放大器，将上述第一 RF感应信号进行下转换。该可选滤波器，耦接上述混频器，对上述下转换后的上标签信号和上述下标签信号进行滤波，以及由上述滤波后的上标签信号和上述下标签信号中选择较为清晰的一个输出。该环行器耦接于上述功率放大器和低噪声放大器之间，传送上述第一 RF传送信号至一 RF连接端进行传送或由上述RF连接端接收上述第一 RF感应信号。该自动调整匹配电路耦接上述环行器，对上述RF连接端和上述环行器进行阻抗匹配。该控制电路耦接上述自动调整匹配电路，调整上述自动调整匹配电路以对上述RF连接端和上述环行器进行阻抗匹配。
【附图说明】
[0007]图1为本发明实施例中一种RFID系统I的方块图。
[0008]图2为本发明实施例中一种RFID读取器2的方块图。
[0009]图3A和3B为表示图2可选滤波器212运作方式的波形图。
[0010]附图标记说明
[0011]I ?RFID 系统；
[0012]10 ?RFID 读取器；
[0013]100?传收器；
[0014]102 ?PA;
[0015]104 ?LNA;
[0016]105?方向稱合器；
[0017]106 ?天线；
[0018]12 ?RFID ;
[0019]120?无源标签；
[0020]122 ?天线；
[0021]2?RFID读取器；
[0022]200 ?PA ；
[0023]202?环行器；
[0024]204?自动调整匹配电路；
[0025]206?控制电路；
[0026]208 ?LNA ；
[0027]210?混频器；
[0028]212?可选滤波器212 ;
[0029]214 ?ADC;
[0030]Sctrl?控制信号；
[0031]Sout、Sout’ ?输出信号；
[0032]Sin、Sin’?输入信号；
[0033]LO?下转换时钟；
[0034]Ssel?选择信号；
[0035]Din?数字输出；
[0036]C?载波信号；
[0037]BPFl、BPF2?带通滤波器范围；
[0038]Tu, Tl?较高及较低Tag回传信号；
[0039]Sup adj ch, Slo adj ch?较高及较低相邻通道信号；以及
[0040]fup_ad] ch, flo_ad] ch?较高及较低相邻通道频率。
【具体实施方式】
[0041]在此必须说明的是，于下揭示内容中所提出的不同实施例或范例，用以说明本发明所揭示的不同技术特征，其所描述的特定范例或排列用以简化本发明，但不用以限定本发明。此外，在不同实施例或范例中可能重复使用相同的参考数字与符号，这些重复使用的参考数字与符号用以说明本发明所揭示的内容，而不用以表示不同实施例或范例间的关系。
[0042]图1为本发明实施例中一种RFID系统I的方块图，包括RFID读取器10以及RFID标签12。RFID标签12为一种没有内部供电电源的无源式装置。其内部集成电路通过接收到的电磁波进行驱动。RFID读取器10首先发出电磁波，当RFID标签12收到足够的电磁波能量时，便会向RFID读取器10发出标签数据，上述标签数据包括独一无二的标签序列号，或是例如为储藏量、份额、批号、生产日期这样的与产品相关的具体信息，并可还包括预先存在于RFID标签12中电可擦除可编程只读存储器(Electrically-Erasable ProgrammableRead-Only Memory, EEPR0M)中的数据。无源式标签具有价格低廉，无需电源的优点。目前市场的RFID标签主要是无源式的。
[0043]RFID读取器10包括传收器100、功率放大器(Power Amplifier,PA) 102、低噪声放大器(Low Noise Amplifier，LNA) 104、方向耦合器105、以及天线106。RFID标签12包括天线122、以及无源标签120。
[0044]RFID读取器10通过PA102和天线106传送电磁波至空气中，RFID标签12的天线122接收带有能量的电磁波进而对应产生RF感应信号通过天线122回传至RFID读取器10。RFID标签12回传的RF感应信号和RFID读取器10所传送的电磁波频率相同，且带有无源标签120内存储的标签信息。方向耦合器105虽有在传送端和接收端之间具有良好的电性绝缘(isolat1n),可让传送端和接收端能同时动作,但方向稱合器105却会严重的衰减接收端收到的信号。另外，电性绝缘不良的方向I禹合器105会引起自我干扰(SeIf-jamming)和相邻通道干扰(Adjacent/Co-channel interference)的问题。
[0045]RFID读取器10可由图2中的RFID读取器2实现。图2为本发明实施例中一种RFID读取器2的方块图，包括功率放大器200、环行器(circulator) 202、自动调整匹配电路204、控制电路206、低噪声放大器208、混频器210、可选滤波器212、以及模拟数字转换器(Analog-to-Digital Converter, ADC)214。
[0046]功率放大器200加强输出信号Sout的功率，通过环行器202将放大输出信号Souf (第一 RF传送信号)送至RF连接端。上述RF连接端包括RF绕线、RF开关、RF电缆、线圈或天线等等。放大输出信号Sout’为一种RF传送信号，通过线圈或天线在空中传播，藉以感应和读取附近一个或多个RFID标签(未图示)。低噪声放大器208通过环行器202由上述RF连接端接收对应放大输出信号Sout’的RF感应信号Sin’ (第一 RF感应信号)并输出放大输入信号Sin。RF感应信号Sin’带有具有RFID标签信息的上标签信号和下标签信号。环行器202耦接于功率放大器200和低噪声放大器208之间。自动调整匹配电路204耦接环行器202，对上述RF连接端的一阻抗进行匹配。控制电路206耦接上述自动调整匹配电路204，调整自动调整匹配电路204以对上述RF连接端环行器202进行阻抗匹配。
[0047]RFID读取器2采用环行器202从功率放大器200传送输出信号Sout’至RF连接端以及由RF连接端接收输入信号Sin’至低噪声放大器208。由于环行器202具有传送端和接收端间的良好隔离度，且具有极小的介入损失(insert1n loss),所以能获得最少的接收路径损失，进而能有效的提升接收灵敏度(sensitivity)。由于介入损失变小，因此需要自动调整匹配电路204来让环行器202与前端RF连接端获得良好的匹配，以降低传送输出信号Sout’时由于部分信号反射所造成的自我干扰(SeIf-jamming)信号。
[0048]另外，由于特高频(Ultra High Frequency, UHF)频段的RFID通道采用跳频机制，且前端RF绕线阻抗并不固定,可能会因为印刷电路板(Printed Circuit board, PCB)和元件制造工艺变化、RF电缆更换、或天线更换，而使RF连接端的阻抗有所改变，故不能使用固定的匹配方式。使用具有调整功能的自动调整匹配电路204才能有效降低自我干扰。自动调整匹配电路204包括可调电容、电感和电阻元件。控制电路206可根据放大输入信号Sin调整自动调整匹配电路204直到达到最小的自我干扰为止。
[0049]在阻抗匹配调整时传送端的功率放大器200可发送一单音信号(single tone),并且低噪声放大器208的输出端会相应输出放大输入信号Sin。当阻抗匹配不佳时低噪声放大器208会收到较多单音信号的反射信号，并输出相应的放大输入信号Sin。控制电路206会根据放大输入信号Sin的值，使用自动阻抗匹配调整算法通过控制信号Sctrl来调整自动调整匹配电路204中的可调电容、电感和电阻元件，以降低放大输入信号Sin。控制电路206可藉由多个回合的调整来降低放大输入信号Sin及移除环行器202和RF连接端间的电阻失配(mismatch)，藉以大幅降低自我干扰。因此，自动调整匹配电路204和控制电路