超高頻RFID接收機研究概述

譚碧云

【摘要】為了解決超高頻RFID接收機低功耗和高集成度問題，本文基于超高頻RFID技術、CMOS技術和接收機無線通信技術國內外研究現狀，提供一種用于超高頻RFID無線通信應用包絡檢波架構接收機方案。

【關鍵詞】超高頻RFID 接收機 CMOS技術 包絡檢波

一、引言

伴隨著RFID技術和無線通信技術快速發展，人們對于RFID通信系統提出了更高要求，例如高集成度、低功耗和多標準多模式兼容等。而超高頻RFID通信本身具有低成本、遠距離和高速度等特點，并且能夠廣泛地用于生產物流運輸、醫療電子以及智能消費等領域。因此，低功耗和高集成超高頻RFID通信系統越來越成為目前研究熱點。

二、超高頻RFID技術

根據國外RFID技術ISO/IEC 18000標準和協議，超高頻RFID主要頻率范圍分別為430-434.97MHz、860-969MHz和2400～2483.5MHz，而我國主要集中在920-925MHz。與國外RFID技術研究相比，我國RFID技術研究大多數集中在低頻段，而超高頻RFID技術研究仍然很薄弱。為了盡快減少與國外技術差距，超高頻RFID通信技術研究具有重要的戰略價值和實際意義。

三、接收機研究

CMOS工藝技術具有低成本和小尺寸特點，現已經廣泛地應用于射頻無線通信系統。超高頻RFID通信系統采用CMOS技術研究低成本和高集成度問題能夠得到解決。然而，超高頻RFID通信設備具有工作環境復雜、使用數量多以及應用領域廣等特點，并且大多數使用電池供電。因此，設備長時間工作頻繁地更換電池將成為麻煩，低功耗問題越來越成為超高頻RFID通信設備大規模應用的瓶頸。尤其，無線通信射頻接收機低功耗研究非常關鍵。

隨著研究深入，各種各樣的低功耗接收機架構逐漸出現，比如低中頻式和零中頻式等。雖然這些架構在某種程度上降低功耗，但仍然存在高能耗模塊如本地振蕩器和射頻鎖相環。然而，一種新型低功耗包絡檢波架構接收機容易地實現射頻信號頻率變換。根據超高頻RFID通信低數據率、窄帶寬和簡單調制方式特點，射頻通信系統可采用簡單包絡檢波架構進行變頻。目前，包絡檢波架構接收機框圖如圖1所示，主要包括帶通濾波器、射頻前端放大器、包絡檢波器和基帶解調等模塊。與傳統架構接收機變頻原理不同，包絡檢波架構接收機利用幅度檢波代替信號混頻實現變頻。首先，該接收機利用帶通濾波器將天線接收到射頻信號進行濾波避免外界雜波干擾，接著使用射頻前端放大器進行信號放大，然后基于包絡檢波器實現信號頻率變換，最后通過基帶模塊完成信號解調處理。因此，超高頻RFID射頻接收機通信系統采用包絡檢波架構實現高集成度和低功耗要求。

四、結束語

本文針對超高頻RFID技術國內外相關標準和要求進行介紹，利用CMOS技術小尺寸和高集成度特點以及包絡檢波架構低功耗特性，提出一種低功耗和高集成度超高頻RFID無線通信研究途徑。