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射频识别技术是从二十世纪九十年代兴起的一项新的自动识别技术,它利用无线射频方式进行非接触双向通信,以达到识别的目的并交换数据。近年来,随着大规模集成电路、网络通信、信息安全等技术的发展,射频识别技术进入商业化应用阶段。在数字化信息时代的今天,射频识别(RFID)技术作为一项崭新的高科技技术,已在国外得到了广泛地应用。在国内,RFID技术特别是UHF频段的RFID技术的研究与应用尚处于起步阶段。为顺应信息化时代的要求,本文紧密结合实际应用,致力于UHF波段RFID技术的研究与设计,本文的主要任务为如下几点:
一、研究并设计了一种UHF频段射频识别读写器的接收电路。传统的接收电路直接下变频方案要在天线输入端接入环行器把接收通路和发送通路隔离开,本设计则直接将发送载波与标识卡返回来的信号在微带线上叠加,产生驻波,进而利用多通道检波技术直接进行I/Q解调。此方法解决了用环行器进行I/Q解调动态范围小并对隔离度要求高的问题。
二、研究设计了一种新的读写器功率控制系统。通过分析反馈控制数学模型、反馈控制电路的基本原理、反馈控制电路的基本控制特性,设计出一种基于对数检测和检波器测量的读写器自动增益控制系统。
三、研究设计了一种基于DSP技术的读写器数据采集系统,通过优化硬件接收调理电路,利用DSP实现时域信号取样及快速识别算法。通过微弱信号的检测,该系统能有效地恢复淹没于强背景噪声中的微弱信号,实现了远距离UHF射频读写器信号解调数据处理。
四、研究并设计了一种新的针对:RFID基带曼彻斯特编码的最佳接收器。通过分析最佳检测器的原理、最大似然比准则、最佳基带传输系统的结构和性能与自适应滤波器,根据RFID系统的基带信号编码,首次在读写器接收系统应用最佳检测器的原理与最大似然比准则,设计出RFID基带曼彻斯特编码的最佳接收器。
五、通过研究无线定位的基本方法和分析各种适合于RFID的定位估计算法,提出了用相位检测法进行距离计算的方法。在读写器的接收通道根据相位随着频率变化的情况得到精确的标签距离,从而达到标签定位的目的。利用此相位检测法进行距离测量能达到载波波长内的精度,比场强测距法更精确。