超高频RFID天线设计技术研究

在RFID系统中,一个很重要的指标就是读写距离,影响读写距离的重要参数则是读写器天线和标签天线的设计。天线设计是RFID无线射频识别系统设计的关键部分,设计出合适的天线是确保系统正常通信的前提。从近场耦合天线的理论分析着手,通过实际RFID项目中的总结,结合实际RFID系统天线设计所需主要考虑的物理参量,并根据这些参量确定设计步骤。     

RFID分形阅读器天线设计

研究了不同阶数的Minkowski分形微带贴片天线的性能,给出了一种双层2阶Minkowski分形阅读器天线,仿真结果表明,天线在谐振频率点处具有良好的性能,且尺寸大小为30mm×30mm,与普通的方形贴片天线相比,其面积大约减少了43．75％,宽度减少了25％,具有较好的尺寸缩减特性,天线的性能和尺寸能满足手持RFID阅读器的要求。该天线设计具有结构简单、易于制作等特点,适合用于RFID阅读器天线的小型化设计。     

基于STM32的LF RFID阅读器研究

基于STM32的LF RFID识别系统,可以对电子标签卡进行检测、识别,并对识别的信息进行相应的处理。阅读器硬件由控制模块、功率模块、天线、检波电路和信号转换电路组成。控制模块以STM32为核心,利用STM32具有死区设置的互补PWM模块对MOSFET对管进行控制来实现天线的功率输出,同时利用STM32对检波后的信号进行捕获并解码。实际应用表明,该系统具有实现简单、可靠性高等特点。     

一种新型UHF RFID阅读器圆极化天线

传统的圆极化阅读器天线采用单馈电微带天线方式设计,频带窄、极化特性较差。在单馈电微带天线的基础上,采用探针馈电曲线贴片的方式,在圆形铁片上开了4个对称的方形缝隙,最终设计出一种新型的UHF RFID圆极化阅读器天线。天线的结构尺寸为167.5 mm×167.5 mm×3 mm,阻抗带宽为870~936 MHz,3 dB轴比带宽为900~918 MHz,最大增益为3.5 dB。与传统的圆极化阅读器天线相比,设计的天线频带宽,且极化特性得到良好改善,能够满足工程上的应用需求。     

单圆锥天线与GPS天线的组合设计

本文介绍一种GPS天线与单圆锥天线组合一体构成的组合天线及其馈电通道的分离办法，并讨论了它们之间的相互影响。     

一种用于射频识别阅读器的双频宽带圆极化天线

该文设计了一种紧凑的用作射频识别(RFID)阅读器的双频宽带圆极化天线。天线由弯折处理的矩形贴片、L形贴片和三角形地板构成,通过微带线进行馈电。两个辐射贴片分别独立控制高低两个频段,其轴比带宽也可独立调整,三角形地板可以使横向电流和纵向电流发生变化,从而改变横向电流和纵向电流的比值大小,实现圆极化性能。天线尺寸为0.92$ {\lambda _0} $×0.92$ {\lambda _0} $×0.0064$ {\lambda _0} $ ($ {\lambda _0} $为2.40 GHz时的自由空间波长)。测试结果表明在超高频(UHF)频段该天线实现了49%(0.77～1.27 GHz)的阻抗带宽和46%(0.84～1.34 GHz)的轴比带宽,在无线局域网(WLAN)频段实现了47.5%(1.54～2.50 GHz)的阻抗带宽和24.2%(1.96～2.50 GHz)的轴比带宽,可以完整覆盖UHF和WLAN两个频段,具有良好的辐射特性。与其他双频圆极化天线相比,该天线整体结构紧凑、设计简单、避免了使用复杂的馈电网络,且具有较宽的3 dB轴比带宽。     

RFID系统天线设计

RFID读写系统多采用无源近场耦合天线。天线设计是RFID系统设计的关键部分,设计出合适的天线,是确保系统正常通信的前提。从近场耦合天线的理论分析着手,通过实际RFID项目中的总结,给出实际RFID系统天线设计所需主要考虑的物理参量,并根据这些参量确定设计步骤。最后结合一个用于轨道交通的RFID天线设计例子,给出一种方便可行的RFID天线设计参考方法。     

基于Smith圆图的13．56MHz天线匹配网络快速设计

根据NXP公司给出的13．56MHz读写器天线匹配网络的拓扑,借助史密斯圆图,给出此网络参数的详细设计过程。较之与NXP公司提出的理论公式计算方法,史密斯圆图法更加快速、简练、直观、易懂,实现了13．56M高频阅读器天线负载阻抗与源阻抗的共轭匹配。     

基于CC1100的UHF RFID阅读器设计

采用ARM9系列的S3C2440作为CPU,CC1100作为射频收发器,设计特高频（UHF)RFID手持式阅读器。射频电路采用两片CC1100以解决单片不能同时收发信号的缺点,采用两级放大持续对阅读器连续供电,并对阅读器软件部分的防碰撞算法进行优化。结果表明,与传统时隙ALOHA防碰撞算法相比,改进的防碰撞算法的吞吐率维持在0.357左右,吞吐率平均提高了8.44%,碰撞概率平均降低了6.3%。所以,阅读器系统有效提高了单位时间内标签读取的准确性、读取速度、识别率,降低了标签相互碰撞的概率。     

基于软件无线电的RFID阅读器设计

针对目前RFID系统工作频率多样,各类标准众多且差距较大,不适合多种标签同时应用的情况,提出了基于软件无线电及LabVIEW设计RFID阅读器的思想.通过加载不同的软件代码,仿真阅读器可以实现对不同频段,符合不同标准的RFID标签进行读写.通过与标准阅读器的读取结果进行比对,仿真阅读器实现了对RFID标签携带信息的读取,节约了需要配置各种不同类型阅读器的成本.     

13.56MHz RFID读写器天线的设计与仿真

为提高13.56 MHz RFID读写器天线的发射效率,并使其天线在实验室易于研发和试制,对13.56 MHz RFID天线系统的工作原理进行了简要介绍,在此基础上,把13.56 MHz RFID读写器天线线圈等效为PCB平面螺旋电感,利用HFSS软件建立模型并仿真得出电感值L、品质因子Q值等参数。其仿真结果得到的电感值与理论计算值相差0.03μH,在可接受的范围内。考虑到实际天线产生的寄生电容,提出了在天线末端加开路补偿线圈的方法,避免因寄生电容产生地电流而使天线线圈的磁场强度降低,仿真结果证实了该方法的可行性。     

高频RFID读写器射频模拟前端的实现

射频识别(RFID)系统主要由RFID读写器和RFID电子标签两部分组成.给出了高频(13.56MHz)RFID系统中读写器射频模拟前端的电路设计,符合ISO/IEC14443 type A/type B,ISO/IEC15693和ISO/IEC18000-3中任一个标准的读写器芯片设计均可采用,设计工艺采用了中芯国际0.35μm 2P3M混合CMOS技术,并给出了Cadence环境下的仿真结果.     

支持多协议的13.56MHz RFID读卡器芯片解调电路设计与实现

针对支持多协议的13.56 MHz RFID读卡器芯片解调电路的设计,给出一些关键电路的设计考虑.从读卡器结构入手,先介绍了支持多种协议的读卡器芯片解调电路的设计难点,然后对解调电路设计中的关键部分,提出了设计方法.最后,对流片结果进行了验证.     

超高频RFID小型化读写器天线设计

提出了一款应用于超高频段(Ultra High Frequency,UHF)(912 ~935 MHz)的射频识别(RFID)读写器圆极化单层结构微带天线,基板采用FR4 板材达到价格低廉、辐射贴片采用开槽的结构实现小型化、接地板采用开槽结构提高天线的增益,该天线实现了小型化设计,满足了天线的设计要求。利用三维电磁仿真软件对天线模型进行了分析,仿真与测试结果吻合良好。天线测试结果表明:回波损耗小于-10 dB 的阻抗带宽为25 Hz(910 ~ 935 MHz),轴比(AR)小于3 dB的带宽为21 MHz(914 ~935 MHz);在UHF 频段内,读写器天线的最大增益为-1.2 dB,所以本天线能满足我国射频识别读写器的应用要求,具有良好的应用前景。     

13.56 MHz CMOS transceiver for RFID applications

An Amplitude Shift Keying (ASK) transceiver for RFID applications is presented in this paper. The proposed transceiver is suitable for communications with electronic devices that are powered through an inductive link. The circuit has been designed to be compatible with the communication standards ISO 14443. It operates at 13.56 MHz with a communication speed from 200 kHz up to 847 kHz. In modulation mode of operation, a solution based on programmable CMOS inverters is proposed to control the modulation depth in the range [0–100%]. The demodulator has been designed using versatile current rectifier and a simple operational transconductance amplifier stage. The proposed transceiver was implemented in a standard 0.5 μm CMOS process. The circuit covers an area of 2 mm² and the total DC power consumption is lower than 5.3 mW under 4V DC supply voltage. Stéphane Meillére has received the Engineer degree in Microelectronics from the ISEN-Toulon, Institut Supérieur d’Electronique et du Numérique, School at Toulon in 2000 and the M.Sc. and Ph.D. degrees from the University of Provence Aix-Marseille I, France, in 2000 and 2004, respectively, all in Microelectonics. From 2003 to 2005, he worked as a Research Engineer at the ISEN-Toulon. Since 2005 he joined the University of Provence as an Assistant Professor. His research interests are mainly in the design of full custom ASICs. He integrated in the same time the Integrated Circuits Design Team at the L2MP laboratory. He worked on different research project with industry. Hervé Barthélemy has received the MSc degree in Electrical Engineering in 1992 and the PhD degree in Electronics from the University of Paris XI Orsay, France in 1996. In 2002 he received the HDR degree from the University of Provence, Aix-Marseille I, France. From 1996 to 2000 he was an Assistant Professor at the Institut Supérieur d’Electronique de la Méditerranée (ISEN) in Toulon, France. Since 2000 he joined the University of Provence where is has been a full Professor in 2005. Since 2005 he has headed the Integrated Circuits Design Team at the L2MP laboratory. The team counts 12 Researchers and 20 PhD students and is involved in several research projects with industry. His research interests are mainly in the design of radiofrequency analog integrated circuits. He authored and co-authored multiple publications in international journals and conference proceeding. Michel Martin received an engineering degree in applied physics, option Micro-electronics from Ecole Nationale Supérieure de Physics in Marseille in 1991. He worked previously in ST Microelectronics, and he was involved in the design of the Smart Card Group’s product. He joined Gemplus in ’91 where he designed chips for secured smart cards memories. In 1995, he was the Co-founder of INSIDE Contactless. He was involved in the analog and EEPROM memories designs for contact and contactless chips. Michel was promoted I.C. Design Director with a team of 15 people divided on 2 Design Centers. He still maintains an active part in the chip Design. He is also the responsible for technical interface with the foundries to develop EEPROM memory bit cell, and improve the new processes dedicated the smart cards application.     

13．56MHz RFID标签防冲突算法研究

射频识别技术应用前景广泛,技术标准以ISO／IEC为主。与传统通信系统一样,RFID系统也存在信道争用问题——标签冲突问题,标签防冲突性能是决定RFID系统性能的关键参数之一。论文比较研究了ISO／IEC标准体系里关于高频13．56MHz频段的几个协议的标签防冲突算法,分析了各自特点,并对技术改进方向提出了一些看法。     

基于Smith圆图的13.56MHz天线匹配网络快速设计

根据NXP公司给出的13.56MHz读写器天线匹配网络的拓扑,借助史密斯圆图,给出此网络参数的详细设计过程。较之与NXP公司提出的理论公式计算方法,史密斯圆图法更加快速、简练、直观、易懂,实现了13.56M高频阅读器天线负载阻抗与源阻抗的共轭匹配。