[实用新型]一种低成本的UHF频段读写器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种读写器，尤其涉及一种成本低廉的UHF频段的读写器。

背景技术

UHF频段的系列读写器是RFID产业的关键部件之一，它的性能及成本对于RFID的推广影响很大。目前市场上的各种类型的读写器基本的工作原理都是一样的，不同的地方主要体现在标签返回信号的接收方式，因为标签需要读写器提供能量才能工作，这样标签微弱的信号在返回读写器期间微波功率发射不能关闭，因此读写器信号接收电路必须要在很强的微波信号和微弱的标签返回信号混合进入时，能够解调出所需的标签信号，可以说这是读写器设计的难点、关键点所在，所以读写器设计的各种不同的方案的不同点也主要集中在这里。目前市面上常见的读写器信号接收电路主要有：一、零中频接收方式(见图1)，二、六端口接收方式(见图2)，三、定向耦合接收方式(见图3)等三种接收方式。

零中频接收方式其电路基本工作原理如下：请参考(图1)，首先由控制单元CPU锁定发射频率，再给出可调的电平控制信号APC及幅度键控调制信号ASK，该电平控制信号APC及幅度键控调制信号ASK经微波功率放大单元PA1发射已调制波功率经环形器中的1、2端口由收发天线ANT1馈出，标签利用由天线ANT1馈出的微波能量根据指令进行工作。该读写器数据返回的方式是由标签上的回波经环形器端口3再经MIX与本振信号混频，再经两路低频脉冲放大器(AMP1、AMP2)差分放大整形，输出I、Q两路信号，该I、Q两路数据信号最后送入CPU控制单元经解调后上传到上位机PLL。此方案的优点是概念清楚，调整简单，缺点是电路成本太高。以工作距离达5米的读写器为例，仅材料成本就接近人民币上千元。

六端口接收方式其电路基本工作原理如下：请参考(图2)，该(图2)中的电路图是替换(图1)中的虚线部分的电路图其余电路不变，本电路的基本工作原理与零中频接收方式电路相同，其不同点在于在本电路中利用微波混频检波管(D1、D2、D3、D4)代替零中频接收方式电路中的MIX混频电路及环型器。此电路的优点是成本很低(读写距离达5米的读写器电路材料成本仅人民币300元左右)，缺点是电路结构不易理解，调试困难。

定向耦合接收方式其电路基本工作原理如下：请参考(图3)，该(图3)中的电路图是替换(图1)中的虚线部分的电路图其余电路不变，本电路的基本工作原理与零中频接收方式电路相同，其不同点在于在本电路中利用用定向耦合器代替零中频接收方式电路中的环形器，其他工作原理与零中频基本相同。此方案的优点是电路概念清楚，但成本较高(读写器成本接近千元)，而且调试困难。

以上三种电路是目前国产的UHF频段读写器信号接收电路的主流方案及价格，还有一些变种的方案产品在市场销售，但目前无论是哪一种方案，该种读写器中的信号接收电路的价格都远远超过高频读写器中的信号接收电路，这是因为UHF频段的读写器的信号接收电路功能块价格远远高过HF频段及低频读写器的价格。从主流的方案看，由于UHF的读写距离远，需要解决多台相互干扰的问题，设备要求跳频、分时工作，对信号接收电路功能块的要求就非常高，通常一套信号接收电路功能块的组件成本达人民币40多元，还有功放单元，调制单元、控制单元及接收单元，每一个组件的价格的差异最后导致读写器的价格相差悬殊，也直接影响了UHF频段的读写器的市场推广与运用。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种低成本的UHF频段的读写器，本UHF频段的读写器信号接收电路功能块材料成本只有人民币30元左右，且在该模块上可配接适当的天线，其读写最远可达6米的无源电子标签。

一种低成本的UHF频段的读写器，其主要由一UHF频段的压控振荡器VCO、二微波混频检波管(D1、D2)、一PIN管D3、五电阻(R1、R2、R3、R4、R5)、一收发天线ANT、一控制单元CPU、一微波功率放大单元PA、一低频脉冲放大器AMP、一PC机组成。

该UHF频段的压控振荡器VCO通过电阻(R1、R2、R3)和控制单元CPU的跳频端口与控制单元CPU连接；同时该UHF频段的压控振荡器VCO还与微波功率放大单元PA相连；该控制单元CPU连接于由电阻(R4、R5)、PIN管D3组成的调制电路；同时该控制单元CPU还分别并联微波功率放大单元PA、PC机；该微波功率放大单元PA与收发天线ANT相连；该收发天线ANT连接于二微波混频检波管(D1、D2)；该二微波混频检波管(D1、D2)连接于低频脉冲放大器AMP；该低频脉冲放大器AMP连接于PC机。