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无源射频识别读写器射频前端的设计与实现

作　者: 平珊珊
导　师: 宋鹏
学　校: 北方工业大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 无源射频识别 读写器 反向散射 正交解调 零中频接收机
分类号: TP391.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


射频识别(RFID)技术是一种利用无线射频方式在读写器和电子标签之间进行非接触双向数据传输,以达到目标识别和数据交换目的的自动识别技术。因为具有非接触、工作距离长、适于恶劣环境、可识别运动目标等优点,RFID技术已被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。RFID技术一个崭新的技术应用领域,它不仅涵盖了射频技术,还包含了密码学、通信原理和半导体集成电路技术,是一个多学科综合的新兴学科,具有广阔的应用前景。RFID技术在国外发展迅速并获得了广泛的应用,而国内射频识别技术的开发和研究刚刚起步。为了适应当今信息社会对各种信息的获取和处理快速、准确、安全的要求,课题从应用的角度出发,进行了2.45GHz无源射频识别读写器射频前端电路的设计与实现。本课题首先在深入分析了射频识别技术的相关理论和关键技术的基础上,设计了无源射频识别读写器射频前端部分,给出了无源射频识别读写器射频前端电路的结构图,并且对读写距离的计算进行了详细分析。利用Si4136和C8051实现了频率为2.45GHz的本振信号的产生。采用ADG918实现ASK振幅调制方式对发送数据的调制,发射功率为1W(30dB);接收电路采用零中频接收机,解调方式为正交解调方式,此种解调方式抗干扰能力强;发射电路和接收电路之间利用环行器实现同频收发信号的隔离;标签和读写器通过反向散射调制方式实现读写通信。本课题所设计的2.45GHz无源射频识别读写器射频前端能够实现和标签的通信距离为15cm。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
1 引言  9-19
  1.1 课题研究的背景及意义  9-10
  1.2 射频识别技术的国内外发展状况  10-12
  1.3 射频识别系统的组成  12-14
    1.3.1 读写器  13
    1.3.2 应答器  13-14
    1.3.3 天线  14
  1.4 射频识别系统的工作原理  14-16
  1.5 射频识别技术的相关国际标准  16-17
    1.5.1 ISO标准  16-17
    1.5.2 EPC Global  17
    1.5.3 日本UID(Ubiquitous ID Center)  17
  1.6 本论文的主要工作和结构安排  17-19
    1.6.1 本论文的主要工作  17
    1.6.2 本论文的章节安排  17-19
2 无源射频识别读写器射频前端系统分析  19-27
  2.1 无源射频识别系统结构  19-20
  2.2 无源射频识别系统信号描述  20-22
  2.3 无源射频识别读写器射频前端系统设计  22-23
  2.4 读写距离计算  23-26
  2.5 本章小结  26-27
3 无源射频识别系统的关键技术  27-35
  3.1 射频波束供电技术  27
  3.2 反向散射调制  27-29
    3.2.1 反向散射调制原理  27-28
    3.2.2 反向散射调制的能量传递  28-29
  3.3 多目标识别中防碰撞算法  29-34
    3.3.1 ALOHA法  29-31
    3.3.2 二进制搜索算法  31-34
  3.4 正交解调和零中频接收机  34
  3.5 本章小结  34-35
4 无源射频识别读写器射频前端电路的设计与实现  35-54
  4.1 本振的设计与实现  35-39
    4.1.1 锁相环基本原理  35-36
    4.1.2 频率合成器PLL  36-37
    4.1.3 本振的实现  37-39
  4.2 发射电路设计与实现  39-46
    4.2.1 调制—振幅键控  39-40
    4.2.2 放大电路  40-42
    4.2.3 发射电路实现  42-46
  4.3 接收电路设计与实现  46-50
    4.3.1 正交幅度解调原理  46-47
    4.3.2 零中频接收机  47-48
    4.3.3 接收电路实现  48-50
  4.4 其它关键电路设计  50-53
    4.4.1 功率分配器的基本原理  50-52
    4.4.2 环行器  52-53
  4.5 本章小结  53-54
5 无源射频识别读写器射频前端电路测试  54-59
  5.1 电源模块测试  54
  5.2 发射电路的测试  54-55
  5.3 接收电路的仿真  55-58
  5.4 本章小结  58-59
6 结论  59-60
参考文献  60-62
附录A 电路图原理图(1)  62-63
附录B 电路图原理图(2)  63-64
附录C 电路印制板图(1)  64-65
附录D 电路印制板图(2)  65-66
在学研究成果  66-67
致谢  67

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 光模式识别及其装置
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