由光鏈路連接的高接收靈敏度的無(wú)源rfid系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種由光鏈路連接的高接收靈敏度的無(wú)源RFID系統(tǒng)，由于采用光鏈路結(jié)構(gòu)，容易適用于不同的環(huán)境布線，且長(zhǎng)距離傳輸?shù)那闆r下光鏈路損耗很小，適用于大容量數(shù)據(jù)的傳輸?shù)忍攸c(diǎn)，可以提高天線的分布范圍，提高系統(tǒng)的接收靈敏度，適應(yīng)于識(shí)別大數(shù)量電子標(biāo)簽的應(yīng)用場(chǎng)景。解決了現(xiàn)有無(wú)源RFID系統(tǒng)中存在的識(shí)別標(biāo)簽的范圍較小，識(shí)別準(zhǔn)確度不高的問(wèn)題?？梢詮V泛適用于物流倉(cāng)儲(chǔ)中的倉(cāng)庫(kù)管理、身份識(shí)別、交通運(yùn)輸、食品醫(yī)療、動(dòng)物管理、門(mén)禁防盜以及工業(yè)軍事等多種領(lǐng)域。
【專利說(shuō)明】由光鏈路連接的高接收靈敏度的無(wú)源RFID系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)源射頻識(shí)別【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種由光鏈路連接的高接收靈敏度的無(wú)源RFID系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻識(shí)別技術(shù)(Radio Frequency Identification, RFID)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號(hào)和空間耦合傳輸特性自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別。RFID技術(shù)有著十分廣泛的應(yīng)用前景，越來(lái)越受到人們的重視其可以應(yīng)用于物流倉(cāng)儲(chǔ)中的倉(cāng)庫(kù)管理、身份識(shí)別、交通運(yùn)輸、食品醫(yī)療、動(dòng)物管理、門(mén)禁防盜以及工業(yè)軍事等多種領(lǐng)域，給人們生活帶來(lái)了極大的便利。
[0003]無(wú)源射頻識(shí)別系統(tǒng)是目前RFID技術(shù)應(yīng)用的主流，在超高頻及微波波段，無(wú)源RFID技術(shù)主要基于電磁波反向散射原理。相對(duì)于有源RFID系統(tǒng)，無(wú)源RFID系統(tǒng)所能達(dá)到的識(shí)別標(biāo)簽的范圍較小，目前市場(chǎng)上能夠達(dá)到的最高水平是12m左右；而且在應(yīng)對(duì)密集數(shù)量的無(wú)源電子標(biāo)簽，無(wú)源RFID系統(tǒng)的讀寫(xiě)器的識(shí)別準(zhǔn)確度也有很大的局限。造成以上兩個(gè)難題的原因如下:第一，無(wú)源電子標(biāo)簽本身不提供能量，標(biāo)簽工作的能量來(lái)自于讀寫(xiě)器反射過(guò)來(lái)的電磁波；對(duì)于讀寫(xiě)器來(lái)講，無(wú)源RFID系統(tǒng)中使用的讀寫(xiě)器則采用了手法同時(shí)、同頻的通信方式。所以對(duì)于無(wú)源RFID系統(tǒng)來(lái)講，讀寫(xiě)器發(fā)射通路和接收通路的隔離度會(huì)影響整體系統(tǒng)的接收靈敏度。在現(xiàn)有技術(shù)中，無(wú)源RFID系統(tǒng)收發(fā)隔離的實(shí)現(xiàn)主要采用環(huán)形器或定向耦合器(也稱“收發(fā)隔離模塊”)，在所有端口匹配的情況下，“收發(fā)隔離模塊”的隔離度在20?30dB，以至于發(fā)射通路泄漏到接收通路的功率(即最主要的“自干擾”信號(hào)功率)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電子標(biāo)簽反射回來(lái)的信號(hào)功率，這使得整個(gè)無(wú)源RFID系統(tǒng)的接收靈敏度就相當(dāng)?shù)停瑥亩闺娮訕?biāo)簽的讀寫(xiě)距離較短、識(shí)別的標(biāo)簽數(shù)量有限。第二，上述所說(shuō)的自干擾信號(hào)還有另外兩部分來(lái)源，一部分是來(lái)源于天線端的阻抗不匹配，當(dāng)發(fā)射通路發(fā)射已調(diào)信號(hào)時(shí)，會(huì)有反射駐波形成的干擾信號(hào)進(jìn)入接收通道中；另一部分是發(fā)射出去的已調(diào)信號(hào)，經(jīng)過(guò)標(biāo)簽周?chē)沫h(huán)境反射后，隨標(biāo)簽反射信號(hào)進(jìn)入接收通道中，這兩種自干擾信號(hào)也都會(huì)影響系統(tǒng)的接收靈敏度。第三，目前市場(chǎng)上的讀寫(xiě)器和天線的組合方式有兩種，一種是將天線和讀寫(xiě)器集成化、一體化，另一種是將天線和讀寫(xiě)器通過(guò)同軸電纜連接，這兩種組合方式都限制了無(wú)源RFID系統(tǒng)的讀寫(xiě)距離和標(biāo)簽識(shí)別數(shù)量。這是因?yàn)樽x寫(xiě)器和天線一體化后天線的分布范圍和分布的天線數(shù)量受到了限制，沒(méi)有辦法在大規(guī)模的范圍內(nèi)布置天線；天線和讀寫(xiě)器通過(guò)同軸電纜相連會(huì)導(dǎo)致從天線端接收到的微弱信號(hào)在經(jīng)過(guò)插入損耗較大的同軸電纜后大幅度衰弱，影響了后端閱讀器的接收靈敏度。
[0004]綜上述，現(xiàn)有無(wú)源RFID系統(tǒng)中存在的問(wèn)題是無(wú)源RFID系統(tǒng)所能達(dá)到的識(shí)別標(biāo)簽的范圍較??；而且在應(yīng)對(duì)密集數(shù)量的無(wú)源電子標(biāo)簽時(shí)，無(wú)源RFID系統(tǒng)的讀寫(xiě)器的識(shí)別準(zhǔn)確度也有很大的局限。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0005](一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題就是如何解決現(xiàn)有無(wú)源RFID系統(tǒng)中存在的識(shí)別標(biāo)簽的范圍較小，識(shí)別準(zhǔn)確度不高的問(wèn)題。
[0007]( 二)技術(shù)方案
[0008]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種由光鏈路連接的高接收靈敏度的無(wú)源RFID系統(tǒng)，其特征在于，包括讀寫(xiě)器芯片，用于發(fā)射下行信號(hào)，接收上行信號(hào)；第一調(diào)整電路，用于接收讀寫(xiě)器芯片發(fā)射的下行信號(hào)，并將下行信號(hào)整合成符合第一電信號(hào)轉(zhuǎn)光信號(hào)模塊輸入范圍的信號(hào)；第一電信號(hào)轉(zhuǎn)光信號(hào)模塊，用于將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，經(jīng)過(guò)光纖傳輸后輸入第一光信號(hào)轉(zhuǎn)電信號(hào)模塊；第一光信號(hào)轉(zhuǎn)電信號(hào)模塊，用于將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并輸入多級(jí)低噪聲放大器；依次連接的多級(jí)低噪聲放大器和功率放大器，用于放大光信號(hào)轉(zhuǎn)電信號(hào)模塊輸出的射頻信號(hào)，并將放大后的射頻信號(hào)輸入到第一定向耦合器的輸入端；第一定向耦合器，用于配合后端天線分離上行和下行兩條鏈路，第一定向耦合器的下行信號(hào)輸出端也是上行信號(hào)的輸入端，此端和天線相接，上行鏈路中第二調(diào)整電路的輸入端和第一定向I禹合器的上行信號(hào)的輸出端相接；由于第一定向型I禹合器的隔離度有限，下行信號(hào)在通過(guò)定向耦合器的時(shí)候會(huì)有一部分能量泄漏到上行鏈路中，產(chǎn)生自干擾信號(hào)；天線將下行信號(hào)以電磁波的形式送達(dá)無(wú)源電子標(biāo)簽；無(wú)源電子標(biāo)簽對(duì)下行的電磁波信號(hào)進(jìn)行反射調(diào)制，得到上行信號(hào)；天線接收上行信號(hào)，經(jīng)過(guò)第一定向耦合器，將上行信號(hào)和自干擾信號(hào)一起輸出到第二調(diào)整電路的輸入端；第二調(diào)整電路，用于將接收到的上行信號(hào)和自干擾信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)大或者縮減，輸入到第一低噪聲放大器；第一低噪聲放大器，用于將接收到的第二調(diào)整電路輸出的信號(hào)放大，然后輸入到第二電信號(hào)轉(zhuǎn)光信號(hào)模塊；第二電信號(hào)轉(zhuǎn)光信號(hào)模塊，用于將接收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)光纖傳輸，輸入到第二光信號(hào)轉(zhuǎn)電信號(hào)模塊；第二光信號(hào)轉(zhuǎn)電信號(hào)模塊，用于將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后，輸出到第二低噪聲放大器；第二低噪聲放大器，用于將接收到的信號(hào)放大，然后輸入到讀寫(xiě)器芯片的接收端口中；
[0009]其中讀寫(xiě)器芯片、第一調(diào)整電路、第一電信號(hào)轉(zhuǎn)光信號(hào)模塊、第二光信號(hào)轉(zhuǎn)電信號(hào)模塊、第二低噪聲放大器組成光鏈路的近端部分；
[0010]第一光信號(hào)轉(zhuǎn)電信號(hào)模塊、多級(jí)低噪聲放大器、功率放大器、天線端、第一定向耦合器、第二調(diào)整電路、第一低噪聲放大器、第二電信號(hào)轉(zhuǎn)光信號(hào)模塊組成光鏈路的遠(yuǎn)端部分；
[0011]所述第一調(diào)整電路包括第二定向耦合器、第二功分器和第二自干擾消除電路；
[0012]其中，第二自干擾消除電路包括第二檢測(cè)模塊、第二調(diào)整模塊、反饋模塊和第二合路器；
[0013]第二定向耦合器，用于將讀寫(xiě)器輸出的下行信號(hào)耦合出部分下行信號(hào)作為自干擾消除的參考信號(hào)；
[0014]第二檢測(cè)模塊包括第二幅度檢測(cè)模塊和第二相位檢測(cè)模塊，第二調(diào)整模塊包括第二幅度調(diào)整模塊和第二相位調(diào)整模塊；
[0015]第二調(diào)整模塊，用于按照上行信號(hào)的特性，調(diào)整參考信號(hào)的幅度和相位；
[0016]第二功分器，用于接收第二低噪聲放大器輸出的上行信號(hào)，并將上行信號(hào)分為三路，一路大幅度信號(hào)輸入到合路器的其中一個(gè)輸入端，另外兩路小幅度信號(hào)分別輸入到第二檢測(cè)模塊中的第二幅度檢測(cè)模塊和第二相位檢測(cè)模塊中；
[0017]第二幅度檢測(cè)模塊和第二相位檢測(cè)模塊，接收功分器輸出的兩路小幅度信號(hào)，經(jīng)過(guò)檢測(cè)后輸出幅度控制信號(hào)和相位控制信號(hào)；
[0018]第二幅度調(diào)整模塊和第二相位調(diào)整模塊，用于接收第二檢測(cè)模塊輸出的幅度控制信號(hào)和相位控制信號(hào)，根據(jù)接收到的幅度控制信號(hào)和相位控制信號(hào)，對(duì)參考信號(hào)進(jìn)行幅度調(diào)整和相位調(diào)整，輸出消除信號(hào)，并使得消除信號(hào)和上行信號(hào)中的自干擾信號(hào)是等幅反相的關(guān)系;
[0019]第二合路器，其中一個(gè)輸入端用于接收第二功分器輸出的一路大幅度信號(hào)，另一個(gè)輸入端用于接收第二調(diào)整模塊輸出的消除信號(hào)，輸出端用于輸出已消信號(hào)；
[0020]反饋模塊，用于提取一部分已消信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)消除的效果，并將效果反饋到第二檢測(cè)模塊中的第二相位檢測(cè)模塊；
[0021]所述第二調(diào)整電路包括第一功分器和第一自干擾消除電路；
[0022]其中，第一自干擾消除電路包括第一檢測(cè)模塊、第一調(diào)整模塊和第一合路器；
[0023]第一定向耦合器，用于配合天線分離上行鏈路和下行鏈路，將下行信號(hào)的一部分信號(hào)輸入到天線的輸入端，一部分耦合到耦合端輸出作為遠(yuǎn)端自干擾消除的參考信號(hào)，還有一部分信號(hào)泄漏到上行鏈路中作為自干擾信號(hào)，并且接收天線輸出的上行信號(hào)，并將自干擾信號(hào)和上行信號(hào)作為新的上行信號(hào)輸出到第一功分器中；
[0024]第一檢測(cè)模塊包括第一幅度檢測(cè)模塊和第一相位檢測(cè)模塊，第一調(diào)整模塊包括第一幅度調(diào)整模塊和第一相位調(diào)整模塊；
[0025]第一調(diào)整模塊，用于按照上行信號(hào)的特性，調(diào)整參考信號(hào)的幅度和相位；
[0026]第一功分器，用于接收第一定向耦合器輸出的上行信號(hào)，并將上行信號(hào)分為三路，一路大幅度信號(hào)輸入到第一合路器的其中一個(gè)輸入端，另外兩路小幅度信號(hào)分別輸入到第一檢測(cè)模塊中的第一幅度檢測(cè)模塊和第一相位檢測(cè)模塊中；
[0027]第一幅度檢測(cè)模塊和第一相位檢測(cè)模塊，接收功分器輸出的兩路小幅度信號(hào)，經(jīng)過(guò)檢測(cè)后輸出幅度控制信號(hào)和相位控制信號(hào)
[0028]第一幅度調(diào)整模塊和第一相位調(diào)整模塊，用于接收第一檢測(cè)模塊輸出的幅度控制信號(hào)和相位控制信號(hào)，根據(jù)接收到的幅度控制信號(hào)和相位控制信號(hào)，對(duì)參考信號(hào)進(jìn)行幅度調(diào)整和相位調(diào)整，輸出消除信號(hào)，并使得消除信號(hào)和上行信號(hào)中的自干擾信號(hào)是等幅反相的關(guān)系;
[0029]第一合路器，其中一個(gè)輸入端用于接收第一功分器輸出的一路大幅度信號(hào)，另一個(gè)輸入端用于接收第一調(diào)整模塊輸出的消除信號(hào)，輸出端用于輸出已消信號(hào)；
[0030]其中，已消信號(hào)是上行信號(hào)經(jīng)過(guò)自干擾消除電路后，將自干擾信號(hào)進(jìn)行大幅度消除后的信號(hào)；
[0031]消除信號(hào)是下行信號(hào)耦合輸出的參考信號(hào)根據(jù)上行信號(hào)中的自干擾信號(hào)的特征調(diào)整而成的信號(hào)。
[0032]優(yōu)選地，所述第二檢測(cè)模塊還包括控制中心，所述控制中心與第二檢測(cè)模塊的輸出端相連接，控制中心與第二幅度檢測(cè)模塊之間連接有自干擾消除使能信號(hào)，且所述控制中心設(shè)置于第二相位檢測(cè)模塊與反饋模塊的連接之間；
[0033]所述第二自干擾消除電路還包括緩沖器，所述緩沖器一個(gè)輸入端通過(guò)使能信號(hào)與控制中心連接，另一輸入端與第二調(diào)整模塊的輸出端相連接，其所述緩沖器設(shè)置于第二調(diào)整模塊和第二合路器的連接之間；
[0034]所述自干擾消除使信號(hào)，是控制中心根據(jù)第二幅度檢測(cè)模塊檢測(cè)到的自干擾信號(hào)的幅度，判斷是否需要對(duì)自干擾信號(hào)進(jìn)行消除的依據(jù)；
[0035]所述使能信號(hào)，是控制中心根據(jù)是否需要對(duì)自干擾信號(hào)進(jìn)行消除的情況發(fā)出的使能信號(hào)，其控制緩沖器的輸出。
[0036]優(yōu)選地，所述第一相位檢測(cè)模塊由第一帶通濾波器、第一鑒相器、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器、第一微控制單元、第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器組成；
[0037]所述第一幅度檢測(cè)模塊由第一檢波器、第一整形電路和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器、第一微控制單元、第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器組成；
[0038]其中所述第一幅度檢測(cè)模塊與第一相位檢測(cè)模塊的第一微控制單元為同一個(gè)；
[0039]所述第一幅度調(diào)整模塊為第一可控增益放大器，所述第一相位調(diào)整模塊為第一可控移相器；
[0040]其中，第一帶通濾波器用于將其他頻率分量濾除，之后輸入到第一鑒相器中；第一鑒相器，用于檢測(cè)出待檢測(cè)信號(hào)和參考信號(hào)的相位差，以電壓信號(hào)的方式輸出到第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器中；第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器將信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)后輸入第一微控制單元；第一微控制單元用于根據(jù)輸入的相位檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，對(duì)相位調(diào)整信號(hào)進(jìn)行微調(diào)，進(jìn)而輸出最佳的相位調(diào)整信號(hào)；第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于將第一微控制單元輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)來(lái)控制可控移相器；
[0041]第一檢波器，包括第一包絡(luò)檢波器和比較器，當(dāng)檢測(cè)信號(hào)輸入到第一包絡(luò)檢波器中時(shí)，輸出包絡(luò)信號(hào)，該包絡(luò)信號(hào)代表著上行信號(hào)的幅度大小；第一整形電路，用于接收包絡(luò)信號(hào)，并將其調(diào)整為適應(yīng)第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入范圍的信號(hào)；第一微控制單元，用于根據(jù)輸入幅度信息進(jìn)行運(yùn)算，對(duì)幅度調(diào)整信號(hào)進(jìn)行微調(diào)，輸出最佳的幅度調(diào)整信號(hào)，經(jīng)過(guò)第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)來(lái)控制第一可控增益放大器進(jìn)行工作；
[0042]第一可控移相器，根據(jù)所知的相位差，在相位調(diào)整信號(hào)的控制下，將參考信號(hào)移相，得到與自干擾信號(hào)反相的消除信號(hào)；
[0043]第一可控增益放大器，根據(jù)所知的幅度信息，在幅度調(diào)整信號(hào)的控制下，調(diào)整電路中的增益，對(duì)參考信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯蠡蛩p，使其滿足和自干擾信號(hào)等幅的關(guān)系；
[0044]所述第二相位檢測(cè)模塊由第二帶通濾波器、第二鑒相器、第三模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微控制單元、第三數(shù)模轉(zhuǎn)換器組成；
[0045]所述第二幅度檢測(cè)模塊由包括比較器的第二檢波器、第二整形電路和第四模數(shù)轉(zhuǎn)換器、第二微控制單元、第四數(shù)模轉(zhuǎn)換器組成；
[0046]所述第二幅度調(diào)整模塊為第二可控增益放大器，所述第二相位調(diào)整模塊為第二可控移相器；
[0047]其中，第二帶通濾波器用于將其他頻率分量濾除，之后輸入到第二鑒相器中；第二鑒相器，用于檢測(cè)出待檢測(cè)信號(hào)和參考信號(hào)的相位差，以電壓信號(hào)的方式輸出到第三模數(shù)轉(zhuǎn)換器中；第三模數(shù)轉(zhuǎn)換器將信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)后輸入第二微控制單元；第二微控制單元用于根據(jù)輸入的相位檢測(cè)信號(hào)和反饋信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，對(duì)相位調(diào)整信號(hào)進(jìn)行微調(diào)，進(jìn)而輸出最佳的相位調(diào)整信號(hào)；第三數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于將第二微控制單元輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)來(lái)控制第二可控移相器；
[0048]第二檢波器，包括第二包絡(luò)檢波器和比較器，當(dāng)檢測(cè)信號(hào)輸入到第二包絡(luò)檢波器中時(shí)，輸出包絡(luò)信號(hào)，該包絡(luò)信號(hào)代表著上行信號(hào)的幅度大小，如果該幅度值大于比較器中預(yù)設(shè)的閾值，比較器就會(huì)輸出自干擾消除使能信號(hào)至微控制單元，同時(shí)第二微控制單元輸出使能信號(hào)，否則第二微控制單元輸出信號(hào)為零；第二整形電路，用于接收包絡(luò)信號(hào)，并將其調(diào)整為適應(yīng)第四模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入范圍的信號(hào)；第二微控制單元，用于根據(jù)輸入幅度信息和反饋信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，對(duì)幅度調(diào)整信號(hào)進(jìn)行微調(diào)，輸出最佳的幅度調(diào)整信號(hào)，經(jīng)過(guò)第四數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)來(lái)控制第二可控增益放大器進(jìn)行工作；
[0049]第二可控移相器，根據(jù)所知的相位差將參考信號(hào)移相，在相位調(diào)整信號(hào)的控制下，得到與自干擾信號(hào)反相的消除信號(hào)；
[0050]第二可控增益放大器，根據(jù)所知的幅度信息，在幅度調(diào)整信號(hào)的控制下，調(diào)整電路中的增益，對(duì)參考信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯蠡蛩p，使其滿足和自干擾信號(hào)等幅的關(guān)系；
[0051]所述反饋模塊包括第三功分器，第三檢波器，第五模數(shù)轉(zhuǎn)換器；
[0052]所述第三功分器用于將已消信號(hào)分為兩路，一路大功率信號(hào)輸出到RFID讀寫(xiě)器芯片中，另一路小功率信號(hào)輸出到第三檢波器中；
[0053]第三檢波器，用于檢測(cè)信號(hào)檢測(cè)幅度大小，并發(fā)送信號(hào)到第五模數(shù)轉(zhuǎn)換器中；
[0054]第五模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，輸出信號(hào)作為反饋信號(hào)，反饋到第二微控制單元，作為微調(diào)的依據(jù)。
[0055](三)有益效果
[0056]本發(fā)明的由光鏈路連接的高接收靈敏度的無(wú)源RFID系統(tǒng)，由于采用光鏈路結(jié)構(gòu)，容易適用于不同的環(huán)境布線，且長(zhǎng)距離傳輸?shù)那闆r下光鏈路損耗很小，適用于大容量數(shù)據(jù)的傳輸?shù)忍攸c(diǎn)，可以提高天線的分布范圍，提高系統(tǒng)的接收靈敏度，適應(yīng)于識(shí)別大數(shù)量電子標(biāo)簽的應(yīng)用場(chǎng)景。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0057]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0058]圖1:一種由光鏈路連接的高接收靈敏度的無(wú)源RFID系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0059]圖2:—種自干擾消除電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0060]圖3:兩端均帶有自干擾消除電路的由光鏈路連接的高接收靈敏度的無(wú)源RFID系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0061]圖4:一種數(shù)字控制的自干擾消除電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0062]圖5:兩端均帶有數(shù)字控制的自干擾消除電路的由光鏈路連接的高接收靈敏度的無(wú)源RFID系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0063]圖6:本發(fā)明提供的數(shù)字控制的帶有具體結(jié)構(gòu)的自干擾消除電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0064]圖7:兩端均帶有數(shù)字控制的帶有具體結(jié)構(gòu)的自干擾消除電路的由光鏈路連接的高接收靈敏度的無(wú)源RFID系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；【具體實(shí)施方式】
[0065]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不能用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0066]如圖1所示，一種由光鏈路連接的高接收靈敏度的無(wú)源RFID系統(tǒng)。通過(guò)光鏈路連接天線和讀寫(xiě)器的系統(tǒng)，整體鏈路由近端部分和遠(yuǎn)端部分組成，讀寫(xiě)器芯片下行信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)整電路整合成符合E/0模塊輸入范圍的信號(hào)，然后轉(zhuǎn)換出來(lái)的光信號(hào)通過(guò)光纖傳輸?shù)竭h(yuǎn)端部分，首先經(jīng)過(guò)0/E模塊轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后上行信號(hào)經(jīng)過(guò)多級(jí)低噪聲放大器(LNA)和功率放大器(PA)的放大后，最后到達(dá)天線端進(jìn)行電磁波發(fā)射。無(wú)源電子標(biāo)簽收到電磁波信號(hào)后進(jìn)行反射調(diào)制，反射的上行信號(hào)和自干擾信號(hào)疊加進(jìn)入接收通道中，經(jīng)過(guò)調(diào)整電路做適當(dāng)?shù)姆糯蠡蛩p后輸入到LNA中，LNA適當(dāng)放大后進(jìn)入E/0模塊中，待轉(zhuǎn)換成光信號(hào)在光纖上傳輸，然后再通過(guò)0/E模塊將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，最后經(jīng)過(guò)LNA適當(dāng)放大后輸入到讀寫(xiě)器的接收端口中。由于光纖鏈路和同軸電纜相比:容易適用于不同的環(huán)境布線，長(zhǎng)距離傳輸?shù)那闆r下鏈路損耗很小，適用于大容量數(shù)據(jù)的傳輸?shù)忍攸c(diǎn)，可以提高天線的分布范圍，提高系統(tǒng)的接收靈敏度，適應(yīng)于識(shí)別大數(shù)量電子標(biāo)簽的應(yīng)用場(chǎng)景。
[0067]實(shí)施例1，由于在系統(tǒng)中增加了光鏈路，光鏈路的輸入范圍有一定的要求，而且光鏈路在傳輸?shù)倪^(guò)程中對(duì)信號(hào)也會(huì)有相應(yīng)的衰減，所以我們?cè)谑褂霉怄溌返倪^(guò)程中，增加了自干擾消除電路來(lái)保證系統(tǒng)的接收靈敏度，如圖2所示。
[0068]根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同，可以將圖2所示的自干擾消除電路放在光鏈路的不同位置，形成不同的光鏈路結(jié)構(gòu)。
[0069]兩端帶有自干擾消除電路的由光鏈路連接的高接收靈敏度的無(wú)源RFID系統(tǒng)，如圖3所示，應(yīng)用于遠(yuǎn)端天線分布廣泛，標(biāo)簽數(shù)量多，且周?chē)h(huán)境比較復(fù)雜的場(chǎng)景下。
[0070]遠(yuǎn)端的自干擾消除電路的作用是粗消除自干擾，用最簡(jiǎn)單的電路減少自干擾信號(hào)與標(biāo)簽反射信號(hào)間幅度的差距，讓上行信號(hào)在經(jīng)過(guò)后端光鏈路的時(shí)候收到最小的影響，提高系統(tǒng)的接收靈敏度。而近端的自干擾消除電路的作用是對(duì)于上行鏈路的自干擾信號(hào)進(jìn)行更徹底更細(xì)微的消除，由于應(yīng)用在干擾和反射較強(qiáng)的場(chǎng)景中，所以僅僅依靠遠(yuǎn)端簡(jiǎn)單的自干擾消除電路沒(méi)有辦法使上行信號(hào)滿足讀寫(xiě)器的要求，所以在近端的自干擾消除模塊中加入了反饋電路，每次消除之后都會(huì)將消除效果反饋到檢測(cè)模塊中，讓檢測(cè)模塊基于上次消除的結(jié)果進(jìn)行判定，進(jìn)而對(duì)下次的相位調(diào)整程度進(jìn)行微調(diào)，從而盡最大可能使消除信號(hào)和參考信號(hào)之間的相位差達(dá)到180°。
[0071]實(shí)施例2，本實(shí)施例提供了一種數(shù)字控制的自干擾消除電路，如圖4所示。
[0072]自干擾消除電路分為四個(gè)部分:檢測(cè)模塊、調(diào)整模塊、反饋模塊和緩沖器。檢測(cè)模塊中包括:幅度檢測(cè)模塊、相位檢測(cè)模塊、控制中心。調(diào)整模塊包括:幅度調(diào)整模塊、相位調(diào)整模塊。其本原理是:上行信號(hào)輸入到功分器處，功分器將上行信號(hào)分為三路，一路大幅度信號(hào)輸入到合路器的其中一個(gè)輸入，另外兩路小幅度信號(hào)分別輸入到檢測(cè)模塊中的幅度檢測(cè)模塊和相位檢測(cè)模塊中。由于在上行信號(hào)中，自干擾信號(hào)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于反射回來(lái)的標(biāo)簽信號(hào)，所以檢測(cè)模塊就是在檢測(cè)自干擾信號(hào)的幅度和相位。經(jīng)過(guò)檢測(cè)后幅度檢測(cè)模塊輸出幅度控制信號(hào)和自干擾消除使能信號(hào)(SJCEN)，相位檢測(cè)模塊輸出相位控制信號(hào)。幅度控制信號(hào)和相位控制信號(hào)分別輸入到幅度調(diào)整電路和相位調(diào)整電路中，對(duì)參考信號(hào)進(jìn)行幅度調(diào)整和相位調(diào)整，使得調(diào)整模塊輸出的消除信號(hào)和上行信號(hào)中的自干擾信號(hào)是等幅反相的關(guān)系。調(diào)整模塊輸出的消除信號(hào)輸入到合路器的另一路輸入端中，合路器輸出的信號(hào)應(yīng)該是進(jìn)行自干擾消除后的標(biāo)簽反射信號(hào)(稱之為“已消信號(hào)”)。另外一路控制信號(hào)SJCEN輸入至控制中心，它的作用是檢測(cè)自干擾信號(hào)的干擾影響是否達(dá)到需要消除的情況，如果自干擾信號(hào)沒(méi)有必要消除，那么SJCEN會(huì)通知控制中心，然后控制中心會(huì)產(chǎn)生輸出使能信號(hào)(EN)控制緩沖器，使其輸出為零，這樣合路器里輸出的信號(hào)就是未進(jìn)行自干擾消除的上行信號(hào)；如果自干擾信號(hào)達(dá)到需要消除的標(biāo)準(zhǔn)，那么SJCEN會(huì)通知控制中心，這時(shí)控制中心會(huì)通知緩沖器，將消除信號(hào)輸入至合路器中，進(jìn)行自干擾消除工作。這樣的結(jié)構(gòu)可以幫助自干擾消除模塊根據(jù)不同的外界環(huán)境選擇不同的工作方式，提高系統(tǒng)效率，節(jié)約能量。由于相位調(diào)整模塊的調(diào)整精度有限，一般只能將參考信號(hào)和消除信號(hào)之間的相位差做到170°?190°，所以自干擾消除電路中的反饋模塊會(huì)提取一部分已消信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)消除的效果，并將效果反饋到檢測(cè)模塊中的控制中心，控制中心根據(jù)得到的反饋信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，得到相應(yīng)的相位補(bǔ)償信號(hào)輸入到相位檢測(cè)模塊，相位檢測(cè)模塊會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，以便提高下一次自干擾信號(hào)消除的精度。
[0073]根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，數(shù)字控制的自干擾消除電路可以使用在光鏈路中不同的位置中。
[0074]兩端均帶有數(shù)字控制的自干擾消除電路的由光鏈路連接的高接收靈敏度的無(wú)源RFID系統(tǒng)，如圖5所示，應(yīng)用于遠(yuǎn)端天線分布廣泛，標(biāo)簽數(shù)量多，且周?chē)h(huán)境比較復(fù)雜的場(chǎng)景下O
[0075]遠(yuǎn)端的數(shù)字控制的自干擾消除電路的作用是粗消除自干擾，用最簡(jiǎn)單的電路減少自干擾信號(hào)與標(biāo)簽反射信號(hào)間幅度的差距，讓上行信號(hào)在經(jīng)過(guò)后端光鏈路的時(shí)候收到最小的影響，提高系統(tǒng)的接收靈敏度。而近端的數(shù)字控制的自干擾消除電路的作用是對(duì)于上行鏈路的自干擾信號(hào)進(jìn)行更徹底更細(xì)微的消除，由于應(yīng)用在干擾和反射較強(qiáng)的場(chǎng)景中，所以僅僅依靠遠(yuǎn)端簡(jiǎn)單的自干擾消除電路沒(méi)有辦法使上行信號(hào)滿足讀寫(xiě)器的要求，所以在近端的自干擾消除模塊中加入了反饋電路，每次消除之后都會(huì)將消除效果反饋到檢測(cè)模塊中，讓檢測(cè)模塊基于上次消除的結(jié)果進(jìn)行判定，進(jìn)而對(duì)下次的相位調(diào)整程度進(jìn)行微調(diào)，從而盡最大可能使消除信號(hào)和參考信號(hào)之間的相位差達(dá)到180°。
[0076]實(shí)施例3，本發(fā)明提供的數(shù)字控制的帶有具體結(jié)構(gòu)的自干擾消除電路，如圖6所
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[0077]兩端均帶有數(shù)字控制的帶有具體結(jié)構(gòu)的自干擾消除電路的由光鏈路連接的高接收靈敏度的無(wú)源RFID系統(tǒng)，如圖7所示，這兩端在應(yīng)用時(shí)的差別有三點(diǎn):
[0078]1、近端的消除效果比遠(yuǎn)端的效果好。由于遠(yuǎn)端模塊的空間有限，而且遠(yuǎn)端模塊數(shù)量較多，本著節(jié)約成本的目的，遠(yuǎn)端的自干擾消除模塊用最簡(jiǎn)單的電路形式對(duì)自干擾信號(hào)進(jìn)行大程度的消除，目的是使上行信號(hào)在經(jīng)歷光鏈路中的衰減后，后端讀寫(xiě)器芯片還能夠識(shí)別出來(lái)。而近端自干擾消除電路相當(dāng)于是對(duì)自干擾消除效果的微調(diào)，一是消除光鏈路帶來(lái)的非線性干擾；二是一旦自干擾信號(hào)與標(biāo)簽信號(hào)相比太大，遠(yuǎn)端自干擾消除電路無(wú)法把自干擾信號(hào)降低到滿足讀寫(xiě)器芯片接收端的輸入范圍。
[0079]2、近端的自干擾消除電路比遠(yuǎn)端的自干擾消除電路多了 一個(gè)自干擾消除使能信號(hào)ENSJC，因?yàn)槿绻愿蓴_信號(hào)的幅度沒(méi)有達(dá)到需要微調(diào)的閾值，我們就沒(méi)有必要費(fèi)時(shí)間和資源去對(duì)該信號(hào)進(jìn)行處理。這個(gè)ENSJC信號(hào)是由檢波器內(nèi)的比較器提供的，并輸入到控制單元(MCU)，經(jīng)過(guò)識(shí)別后，產(chǎn)生EN信號(hào)，來(lái)使能緩沖器。如果不需要近端的自干擾信號(hào)消除處理，緩沖器的輸出也就是加法器的其中一路輸入就會(huì)為零，自干擾消除電路不工作。
[0080]3、近端比遠(yuǎn)端多了一個(gè)反饋模塊，因?yàn)榻说淖饔檬菍?duì)自干擾消除效果進(jìn)行微調(diào)，所以需要收集微調(diào)的效果，反饋到MCU中，MCU經(jīng)過(guò)算法處理，調(diào)整MCU輸出的幅度調(diào)整信號(hào)(DA2)和相位調(diào)整信號(hào)(DAl);算法采用查表法。
[0081]RFID讀寫(xiě)器芯片從發(fā)射通道輸出已調(diào)的下行信號(hào)通過(guò)第二定向耦合器，一路信號(hào)輸出到下行鏈路的E/0模塊中，另一路信號(hào)輸出到調(diào)整模塊中的AGC的輸入端，作為自干擾信號(hào)的參考信號(hào)。下行信號(hào)沿著光鏈路傳輸?shù)?/E中轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過(guò)多級(jí)LNA和PA放大到適當(dāng)功率后輸入到天線端，進(jìn)行定向輻射。無(wú)源電子標(biāo)簽接收到下行信號(hào)之后進(jìn)行反射調(diào)制，反射信號(hào)沿著上行鏈路，先進(jìn)行遠(yuǎn)端的自干擾消除。遠(yuǎn)端的數(shù)字控制的自適應(yīng)性自干擾消除模塊的工作過(guò)程是:上行信號(hào)先進(jìn)入第一功分器，第一功分器將上行信號(hào)分成三路，一路大功率信號(hào)輸入到第一合路器其中一個(gè)輸入端，另外兩路小功率信號(hào)輸入到第一檢測(cè)模塊的中。
[0082]第一檢測(cè)模塊包括第一相位檢測(cè)模塊和第一幅度檢測(cè)模塊；
[0083]第一調(diào)整模塊由第一可控移相器和第一可控增益放大器(AGCl)組成；
[0084]所述第一相位檢測(cè)模塊由第一帶通濾波器(BPFl)、第一鑒相器、AD1、第一微控制單元(MCU1)、DA1組成；為了更好地進(jìn)行相位檢測(cè)，待第一相位檢測(cè)信號(hào)進(jìn)入BPFl將其他頻率分量濾除，之后輸入到第一鑒相器中。第一鑒相器檢測(cè)出待檢測(cè)信號(hào)和參考信號(hào)的相位差，以電壓信號(hào)的方式輸出，經(jīng)過(guò)ADl轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)進(jìn)入MCUl待處理，MCUl根據(jù)輸入信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算(查表算法)，輸出最佳的相位調(diào)整信號(hào)，通過(guò)DAl轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)來(lái)控制第一可控移相器，第一可控移相器根據(jù)所知的相位差將參考信號(hào)移相，得到與自干擾信號(hào)反相的消除信號(hào)。
[0085]所述第一幅度檢測(cè)模塊由包括第一檢波器、第一整形電路和AD2、MCU1、DA2組成。首先待檢測(cè)信號(hào)輸入到第一檢波器中輸出包絡(luò)信號(hào)，該包絡(luò)信號(hào)代表著上行信號(hào)的幅度大小，這時(shí)包絡(luò)信號(hào)需要進(jìn)入第一整形電路，進(jìn)行信號(hào)整形，為了適應(yīng)AD2的輸入范圍，AD2將幅度檢測(cè)信號(hào)輸入到MCUl中，MCUl根據(jù)輸入信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算(查表算法)，輸出最佳的幅度調(diào)整信號(hào)，經(jīng)過(guò)DA2轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)來(lái)控制AGCl工作，AGCl根據(jù)所知的幅度信息，調(diào)整電路中的增益，對(duì)參考信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯蠡蛩p，滿足和自干擾信號(hào)等幅的關(guān)系。下行信號(hào)作為參考信號(hào)經(jīng)第一定向耦合器耦合端輸入到AGCl中，經(jīng)過(guò)了幅度調(diào)整和相位調(diào)整的參考信號(hào)作為消除信號(hào)輸入到合路器的另一端，由于消除信號(hào)和上行信號(hào)里的自干擾信號(hào)反相，二者相互抵消，降低了自干擾信號(hào)對(duì)標(biāo)簽反射信號(hào)的影響。
[0086]之后上行信號(hào)通過(guò)光鏈路和LNA進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯筝敵龅浇说臄?shù)字控制的自適應(yīng)性自干擾消除電路中:上行信號(hào)首先進(jìn)入第二功分器，第二功分器將上行信號(hào)分成三路，一路大功率信號(hào)輸入到第二合路器其中一個(gè)輸入端，另外兩路小功率信號(hào)輸入到第二檢測(cè)模塊中。
[0087]第二調(diào)整模塊由第二可控移相器和第二可控增益放大器(AGC2)組成；
[0088]第二檢測(cè)模塊由第二幅度檢測(cè)模塊、第二相位檢測(cè)模塊、數(shù)字控制中心組成。
[0089]第二相位檢測(cè)模塊由第二帶通濾波器(BPF2)、第二鑒相器、第三模數(shù)轉(zhuǎn)換器(AD3)、第二微控制單元(MCU2)、第三數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DA3)組成。為了更好地進(jìn)行相位檢測(cè)，待相位檢測(cè)信號(hào)進(jìn)入BPF2將其他頻率分量濾除，之后輸入到第二鑒相器中。第二鑒相器檢測(cè)出待檢測(cè)信號(hào)和參考信號(hào)的相位差，以電壓信號(hào)的方式輸出，經(jīng)過(guò)AD3轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)進(jìn)入MCU2待處理，MCU2根據(jù)輸入的相位檢測(cè)信號(hào)和反饋信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算(查表算法)，對(duì)相位調(diào)整信號(hào)進(jìn)行微調(diào)，進(jìn)而輸出最佳的相位調(diào)整信號(hào)，通過(guò)DA3轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)來(lái)控制第二可控移相器，第二可控移相器根據(jù)所知的相位差將參考信號(hào)移相，得到與自干擾信號(hào)反相的消除信號(hào)。
[0090]第二幅度檢測(cè)模塊由第二檢波器、第二整形電路和第四模數(shù)轉(zhuǎn)換器(AD4)、MCU2、第四數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DA4)組成。首先待檢測(cè)信號(hào)輸入到第二檢波器中輸出包絡(luò)信號(hào)，該包絡(luò)信號(hào)代表著上行信號(hào)的幅度大小，如果該幅度值大于比較器中預(yù)設(shè)的閾值，比較器就會(huì)輸出自干擾消除使能信號(hào)(ENSJC)至MCU2中，這時(shí)近端自干擾消除電路才開(kāi)始工作，同時(shí)MCU2也會(huì)輸出緩沖器使能(EN)信號(hào)，此時(shí)合路器的另一個(gè)輸入端的輸入信號(hào)不為零；如果幅度值小于比較器中預(yù)設(shè)的閾值，那么比較器會(huì)至MCU2中，這時(shí)近端的自干擾消除電路停止工作，同時(shí)MCU2也會(huì)輸出緩沖器使能(EN)信號(hào)，此時(shí)合路器的另一個(gè)輸入端的輸入信號(hào)為零。然后包絡(luò)信號(hào)進(jìn)入第二整形電路，為了適應(yīng)AD4的輸入范圍，進(jìn)行信號(hào)整形，AD4將幅度檢測(cè)信號(hào)輸入到MCU2中，MCU2根據(jù)輸入幅度信息和反饋信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算(查表算法)，輸出最佳的幅度調(diào)整信號(hào)，經(jīng)過(guò)DA4轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)來(lái)控制AGC2工作，AGC2根據(jù)所知的幅度信息，調(diào)整電路中的增益，對(duì)參考信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯蠡蛩p，滿足和自干擾信號(hào)等幅的關(guān)系。
[0091]下行信號(hào)作為參考信號(hào)經(jīng)第二定向耦合器耦合端輸入到AGC2中，經(jīng)過(guò)了幅度調(diào)整和相位調(diào)整的參考信號(hào)作為消除信號(hào)輸入到合路器的另一端，由于消除信號(hào)和上行信號(hào)里的自干擾信號(hào)反相，二者相互抵消，降低了自干擾信號(hào)對(duì)標(biāo)簽反射信號(hào)的影響。
[0092]反饋模塊包括第三功分器、第三檢波器、第五模數(shù)轉(zhuǎn)換器(AD5)，第三功分器將已消除信號(hào)分為兩路，一路大功率信號(hào)輸出到RFID讀寫(xiě)器芯片中，另一路小功率信號(hào)輸出第三檢波器中，檢測(cè)幅度大小(也就是消除的效果)，經(jīng)過(guò)AD5轉(zhuǎn)換為反饋信號(hào)，反饋到MCU，作為微調(diào)的依據(jù)。
[0093]以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限制。盡管實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行各種組合、修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種由光鏈路連接的高接收靈敏度的無(wú)源RFID系統(tǒng)，其特征在于，包括讀寫(xiě)器芯片，用于發(fā)射下行信號(hào)，接收上行信號(hào)；第一調(diào)整電路，用于接收讀寫(xiě)器芯片發(fā)射的下行信號(hào)，并將下行信號(hào)整合成符合第一電信號(hào)轉(zhuǎn)光信號(hào)模塊輸入范圍的信號(hào)；第一電信號(hào)轉(zhuǎn)光信號(hào)模塊，用于將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，經(jīng)過(guò)光纖傳輸后輸入第一光信號(hào)轉(zhuǎn)電信號(hào)模塊；第一光信號(hào)轉(zhuǎn)電信號(hào)模塊，用于將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并輸入多級(jí)低噪聲放大器；依次連接的多級(jí)低噪聲放大器和功率放大器，用于放大光信號(hào)轉(zhuǎn)電信號(hào)模塊輸出的射頻信號(hào)，并將放大后的射頻信號(hào)輸入到第一定向耦合器的輸入端；第一定向耦合器，用于配合后端天線分離上行和下行兩條鏈路，第一定向耦合器的下行信號(hào)輸出端也是上行信號(hào)的輸入端，此端和天線相接，上行鏈路中第二調(diào)整電路的輸入端和第一定向耦合器的上行信號(hào)的輸出端相接；由于第一定向型耦合器的隔離度有限，下行信號(hào)在通過(guò)定向耦合器的時(shí)候會(huì)有一部分能量泄漏到上行鏈路中，產(chǎn)生自干擾信號(hào)；天線將下行信號(hào)以電磁波的形式送達(dá)無(wú)源電子標(biāo)簽；無(wú)源電子標(biāo)簽對(duì)下行的電磁波信號(hào)進(jìn)行反射調(diào)制，得到上行信號(hào)；天線接收上行信號(hào)，經(jīng)過(guò)第一定向耦合器，將上行信號(hào)和自干擾信號(hào)一起輸出到第二調(diào)整電路的輸入端；第二調(diào)整電路，用于將接收到的上行信號(hào)和自干擾信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)大或者縮減，輸入到第一低噪聲放大器；第一低噪聲放大器，用于將接收到的第二調(diào)整電路輸出的信號(hào)放大，然后輸入到第二電信號(hào)轉(zhuǎn)光信號(hào)模塊；第二電信號(hào)轉(zhuǎn)光信號(hào)模塊，用于將接收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)光纖傳輸，輸入到第二光信號(hào)轉(zhuǎn)電信號(hào)模塊；第二光信號(hào)轉(zhuǎn)電信號(hào)模塊，用于將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后，輸出到第二低噪聲放大器；第二低噪聲放大器，用于將接收到的信號(hào)放大，然后輸入到讀寫(xiě)器芯片的接收端口中； 其中讀寫(xiě)器芯片、第一調(diào)整電路、第一電信號(hào)轉(zhuǎn)光信號(hào)模塊、第二光信號(hào)轉(zhuǎn)電信號(hào)模塊、第二低噪聲放大器組成光鏈路的近端部分； 第一光信號(hào)轉(zhuǎn)電信號(hào)模塊、多級(jí)低噪聲放大器、功率放大器、天線端、第一定向耦合器、第二調(diào)整電路、第一低噪 聲放大器、第二電信號(hào)轉(zhuǎn)光信號(hào)模塊組成光鏈路的遠(yuǎn)端部分； 所述第一調(diào)整電路包括第二定向耦合器、第二功分器和第二自干擾消除電路； 其中，第二自干擾消除電路包括第二檢測(cè)模塊、第二調(diào)整模塊、反饋模塊和第二合路器； 第二定向耦合器，用于將讀寫(xiě)器輸出的下行信號(hào)耦合出部分下行信號(hào)作為自干擾消除的參考信號(hào)； 第二檢測(cè)模塊包括第二幅度檢測(cè)模塊和第二相位檢測(cè)模塊，第二調(diào)整模塊包括第二幅度調(diào)整模塊和第二相位調(diào)整模塊； 第二調(diào)整模塊，用于按照上行信號(hào)的特性，調(diào)整參考信號(hào)的幅度和相位； 第二功分器，用于接收第二低噪聲放大器輸出的上行信號(hào)，并將上行信號(hào)分為三路，一路大幅度信號(hào)輸入到合路器的其中一個(gè)輸入端，另外兩路小幅度信號(hào)分別輸入到第二檢測(cè)模塊中的第二幅度檢測(cè)模塊和第二相位檢測(cè)模塊中； 第二幅度檢測(cè)模塊和第二相位檢測(cè)模塊，接收功分器輸出的兩路小幅度信號(hào)，經(jīng)過(guò)檢測(cè)后輸出幅度控制信號(hào)和相位控制信號(hào)； 第二幅度調(diào)整模塊和第二相位調(diào)整模塊，用于接收第二檢測(cè)模塊輸出的幅度控制信號(hào)和相位控制信號(hào)，根據(jù)接收到的幅度控制信號(hào)和相位控制信號(hào)，對(duì)參考信號(hào)進(jìn)行幅度調(diào)整和相位調(diào)整，輸出消除信號(hào)，并使得消除信號(hào)和上行信號(hào)中的自干擾信號(hào)是等幅反相的關(guān)系; 第二合路器，其中一個(gè)輸入端用于接收第二功分器輸出的一路大幅度信號(hào)，另一個(gè)輸入端用于接收第二調(diào)整模塊輸出的消除信號(hào)，輸出端用于輸出已消信號(hào)； 反饋模塊，用于提取一部分已消信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)消除的效果，并將效果反饋到第二檢測(cè)模塊中的第二相位檢測(cè)模塊； 所述第二調(diào)整電路包括第一功分器和第一自干擾消除電路； 其中，第一自干擾消除電路包括第一檢測(cè)模塊、第一調(diào)整模塊和第一合路器； 第一定向耦合器，用于配合天線分離上行鏈路和下行鏈路，將下行信號(hào)的一部分信號(hào)輸入到天線的輸入端，一部分耦合到耦合端輸出作為遠(yuǎn)端自干擾消除的參考信號(hào)，還有一部分信號(hào)泄漏到上行鏈路中作為自干擾信號(hào)，并且接收天線輸出的上行信號(hào)，并將自干擾信號(hào)和上行信號(hào)作為新的上行信號(hào)輸出到第一功分器中； 第一檢測(cè)模塊包括第一幅度檢測(cè)模塊和第一相位檢測(cè)模塊，第一調(diào)整模塊包括第一幅度調(diào)整模塊和第一相位調(diào)整模塊； 第一調(diào)整模塊，用于按照上行信號(hào)的特性，調(diào)整參考信號(hào)的幅度和相位； 第一功分器，用于接收第一定向耦合器輸出的上行信號(hào)，并將上行信號(hào)分為三路，一路大幅度信號(hào)輸入到第一合路器的其中一個(gè)輸入端，另外兩路小幅度信號(hào)分別輸入到第一檢測(cè)模塊中的第一幅度 檢測(cè)模塊和第一相位檢測(cè)模塊中； 第一幅度檢測(cè)模塊和第一相位檢測(cè)模塊，接收功分器輸出的兩路小幅度信號(hào)，經(jīng)過(guò)檢測(cè)后輸出幅度控制信號(hào)和相位控制信號(hào) 第一幅度調(diào)整模塊和第一相位調(diào)整模塊，用于接收第一檢測(cè)模塊輸出的幅度控制信號(hào)和相位控制信號(hào)，根據(jù)接收到的幅度控制信號(hào)和相位控制信號(hào)，對(duì)參考信號(hào)進(jìn)行幅度調(diào)整和相位調(diào)整，輸出消除信號(hào)，并使得消除信號(hào)和上行信號(hào)中的自干擾信號(hào)是等幅反相的關(guān)系; 第一合路器，其中一個(gè)輸入端用于接收第一功分器輸出的一路大幅度信號(hào)，另一個(gè)輸入端用于接收第一調(diào)整模塊輸出的消除信號(hào)，輸出端用于輸出已消信號(hào)； 其中，已消信號(hào)是上行信號(hào)經(jīng)過(guò)自干擾消除電路后，將自干擾信號(hào)進(jìn)行大幅度消除后的信號(hào)； 消除信號(hào)是下行信號(hào)耦合輸出的參考信號(hào)根據(jù)上行信號(hào)中的自干擾信號(hào)的特征調(diào)整而成的信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由光鏈路連接的高接收靈敏度的無(wú)源RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述第二檢測(cè)模塊還包括控制中心，所述控制中心與第二檢測(cè)模塊的輸出端相連接，控制中心與第二幅度檢測(cè)模塊之間連接有自干擾消除使能信號(hào)，且所述控制中心設(shè)置于第二相位檢測(cè)模塊與反饋模塊的連接之間； 所述第二自干擾消除電路還包括緩沖器，所述緩沖器一個(gè)輸入端通過(guò)使能信號(hào)與控制中心連接，另一輸入端與第二調(diào)整模塊的輸出端相連接，其所述緩沖器設(shè)置于第二調(diào)整模塊和第二合路器的連接之間； 所述自干擾消除使信號(hào)，是控制中心根據(jù)第二幅度檢測(cè)模塊檢測(cè)到的自干擾信號(hào)的幅度，判斷是否需要對(duì)自干擾信號(hào)進(jìn)行消除的依據(jù)； 所述使能信號(hào)，是控制中心根據(jù)是否需要對(duì)自干擾信號(hào)進(jìn)行消除的情況發(fā)出的使能信號(hào)，其控制緩沖器的輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的由光鏈路連接的高接收靈敏度的無(wú)源RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述第一相位檢測(cè)模塊由第一帶通濾波器、第一鑒相器、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器、第一微控制單元、第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器組成； 所述第一幅度檢測(cè)模塊由第一檢波器、第一整形電路和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器、第一微控制單元、第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器組成； 其中所述第一幅度檢測(cè)模塊與第一相位檢測(cè)模塊的第一微控制單元為同一個(gè)； 所述第一幅度調(diào)整模塊為第一可控增益放大器，所述第一相位調(diào)整模塊為第一可控移相器； 其中，第一帶通濾波器用于將其他頻率分量濾除，之后輸入到第一鑒相器中；第一鑒相器，用于檢測(cè)出待檢測(cè)信號(hào)和參考信號(hào)的相位差，以電壓信號(hào)的方式輸出到第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器中；第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器將信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)后輸入第一微控制單元；第一微控制單元用于根據(jù)輸入的相位檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，對(duì)相位調(diào)整信號(hào)進(jìn)行微調(diào)，進(jìn)而輸出最佳的相位調(diào)整信號(hào)；第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于將第一微控制單元輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)來(lái)控制可控移相器； 第一檢波器，包括第一包絡(luò)檢波器和比較器，當(dāng)檢測(cè)信號(hào)輸入到第一包絡(luò)檢波器中時(shí)，輸出包絡(luò)信號(hào)，該包絡(luò)信號(hào)代表著上行信號(hào)的幅度大??；第一整形電路，用于接收包絡(luò)信號(hào)，并將其調(diào)整為適應(yīng)第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入范圍的信號(hào)；第一微控制單元，用于根據(jù)輸入幅度信息進(jìn)行運(yùn)算，對(duì)幅度調(diào)整信號(hào)進(jìn)行微調(diào)，輸出最佳的幅度調(diào)整信號(hào)，經(jīng)過(guò)第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)來(lái)控 制第一可控增益放大器進(jìn)行工作； 第一可控移相器，根據(jù)所知的相位差，在相位調(diào)整信號(hào)的控制下，將參考信號(hào)移相，得到與自干擾信號(hào)反相的消除信號(hào)； 第一可控增益放大器，根據(jù)所知的幅度信息，在幅度調(diào)整信號(hào)的控制下，調(diào)整電路中的增益，對(duì)參考信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯蠡蛩p，使其滿足和自干擾信號(hào)等幅的關(guān)系； 所述第二相位檢測(cè)模塊由第二帶通濾波器、第二鑒相器、第三模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微控制單元、第三數(shù)模轉(zhuǎn)換器組成； 所述第二幅度檢測(cè)模塊由包括比較器的第二檢波器、第二整形電路和第四模數(shù)轉(zhuǎn)換器、第二微控制單元、第四數(shù)模轉(zhuǎn)換器組成； 所述第二幅度調(diào)整模塊為第二可控增益放大器，所述第二相位調(diào)整模塊為第二可控移相器； 其中，第二帶通濾波器用于將其他頻率分量濾除，之后輸入到第二鑒相器中；第二鑒相器，用于檢測(cè)出待檢測(cè)信號(hào)和參考信號(hào)的相位差，以電壓信號(hào)的方式輸出到第三模數(shù)轉(zhuǎn)換器中；第三模數(shù)轉(zhuǎn)換器將信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)后輸入第二微控制單元；第二微控制單元用于根據(jù)輸入的相位檢測(cè)信號(hào)和反饋信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，對(duì)相位調(diào)整信號(hào)進(jìn)行微調(diào)，進(jìn)而輸出最佳的相位調(diào)整信號(hào)；第三數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于將第二微控制單元輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)來(lái)控制第二可控移相器； 第二檢波器，包括第二包絡(luò)檢波器和比較器，當(dāng)檢測(cè)信號(hào)輸入到第二包絡(luò)檢波器中時(shí)，輸出包絡(luò)信號(hào)，該包絡(luò)信號(hào)代表著上行信號(hào)的幅度大小，如果該幅度值大于比較器中預(yù)設(shè)的閾值，比較器就會(huì)輸出自干擾消除使能信號(hào)至微控制單元，同時(shí)第二微控制單元輸出使能信號(hào)，否則第二微控制單元輸出信號(hào)為零；第二整形電路，用于接收包絡(luò)信號(hào)，并將其調(diào)整為適應(yīng)第四模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入范圍的信號(hào)；第二微控制單元，用于根據(jù)輸入幅度信息和反饋信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，對(duì)幅度調(diào)整信號(hào)進(jìn)行微調(diào)，輸出最佳的幅度調(diào)整信號(hào)，經(jīng)過(guò)第四數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)來(lái)控制第二可控增益放大器進(jìn)行工作； 第二可控移相器，根據(jù)所知的相位差將參考信號(hào)移相，在相位調(diào)整信號(hào)的控制下，得到與自干擾信號(hào)反相的消除信號(hào)； 第二可控增益放大器，根據(jù)所知的幅度信息，在幅度調(diào)整信號(hào)的控制下，調(diào)整電路中的增益，對(duì)參考信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯蠡蛩p，使其滿足和自干擾信號(hào)等幅的關(guān)系； 所述反饋模塊包括第三功分器，第三檢波器，第五模數(shù)轉(zhuǎn)換器； 所述第三功分器用于將已消信號(hào)分為兩路，一路大功率信號(hào)輸出到RFID讀寫(xiě)器芯片中，另一路小功率信號(hào)輸出到第三檢波器中； 第三檢波器，用于檢測(cè)信號(hào)檢測(cè)幅度大小，并發(fā)送信號(hào)到第五模數(shù)轉(zhuǎn)換器中； 第五模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，輸出信號(hào)作為反饋信號(hào)，反饋到第二微控制單元，作為微調(diào)的依據(jù)。
【文檔編號(hào)】G06K19/077GK104008414SQ201410182306
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】李建強(qiáng), 肖陽(yáng), 徐坤, 戴一堂, 尹飛飛 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)