[发明专利]一种声表面波阅读器接收链路及其工作方法

说明书

本发明公开一种声表面波阅读器接收链路及其工作方法。传统的声表面波阅读器接收链路采用超外差或者零中频结构，通常基于过采样硬件模拟正交解调方案，不仅结构复杂、成本高，而且还存在着I、Q两路信号幅相不平衡等问题。与之相比，基于直接欠采样数字正交解调方案的声表面波阅读器接收链路不仅结构简单、成本低，而且针对脉冲时延结合相位编码的声表面波标签，相位解算更加稳定、准确。本发明的接收链路包括收发隔离模块、低噪声射频放大器模块、带通滤波器模块、射频信号直接欠采样模块、数字正交解调模块。本发明只需更换带通滤波器的通带范围，便可涵盖433MHz、920MHz、2.4GHz等ISM频段。

技术领域：

本发明涉及一种声表面波阅读器接收链路及其工作方法，属于射频识别领域。

背景技术：

声表面波射频识别系统如图1所示，主要包括声表面波标签和阅读器两部分，工作原理如下：阅读器1发射的射频查询脉冲2经标签天线3接收进入叉指换能器4，通过逆压电效应将电信号转换为声表面波信号，声表面波在沿基片5传播的过程中遇到反射栅6产生反射，反射信号由叉指换能器4经正压电效应转换为脉冲回波信号经标签天线3发射回阅读器1。由于反射栅6排列的不同，阅读器1接收到的回波脉冲串7也各不相同，由此可以通过对回波脉冲串的信号处理来获得声表面波标签的反射栅编码。

脉冲时延结合相位编码是一种大容量的声表面波标签编码方案。标签结构如图2所示，标签共八个反射栅，包括一个起始反射栅和一个截止反射栅，其他六个反射栅分属于六个数据区，每个数据区具有三个时隙，分别以“0”、“1”、“2”区分，每个时隙具有四个相隙，分别以“A”、“B”、“C”、“D”区分。如图2所示的声表面波标签，其数据区1的反射栅编码为“2C”。上述脉冲时延结合相位编码方案的编码容量为(3×4)⁶＝2985984，与脉冲幅度编码和脉冲时延编码方案相比，其编码容量要大得多，应用前景也更为广泛。但是，与对时隙的解码相比，该编码方案对相隙的解码更为关键，因此对反射栅相位测量的精度要求也更高。

传统的声表面波阅读器接收链路采用超外差或者零中频结构，通常基于过采样硬件模拟正交解调方案，存在以下不足：

1、具有硬件下变频模块，结构相对复杂、成本较高。

2、硬件模拟正交解调采用的是模拟本振，其幅度和相位易受静电、温度等环境因素影响，导致两路本振信号幅相不平衡。

3、基带信号的放大和滤波也会引入I、Q两路增益、延时不平衡，两个支路不可避免地存在幅相不平衡，从而对后续声表面波标签的反射栅相位解算带来一定误差。

发明内容：

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种声表面波阅读器接收链路及其工作方法，不仅结构简单、成本低，而且针对脉冲时延结合相位编码的大容量声表面波标签，相位解算更加稳定、准确。

本发明采用如下技术方案：一种声表面波阅读器接收链路，包括收发隔离模块、低噪声射频放大器模块、带通滤波器模块、射频信号直接欠采样模块以及数字正交解调模块；所述收发隔离模块将发射信号与声表面波标签回波信号隔离开，并在接收链路工作时，将声表面波标签回波信号接入接收链路的低噪声射频放大器模块的输入端，低噪声射频放大器模块的输出端连接带通滤波器模块的输入端，带通滤波器模块的输出端连接射频信号直接欠采样模块的输入端，射频信号直接欠采样模块的输出端接入数字正交解调模块；所述射频信号直接欠采样模块直接对放大和滤波后的声表面波标签回波信号进行欠采样，将声表面波标签回波信号的频谱搬移到第一奈奎斯特区域，获得声表面波标签回波数字信号。

进一步地，所述射频信号直接欠采样模块的采样频率小于声表面波标签回波信号最高频率的2倍，大于声表面波标签回波信号带宽的2倍，且满足欠采样定理。