UHF频段智能型RFID读写器的应用研究

UHF频段智能型RFID读写器的应用研究

在采用内部PA(Power Amplifier，功率放大器)时，RFID读写器的作用距离十分有限(2 m)，这在很大程度上限制了RFID超高频读写器的应用。本设计中在输出功率需求下，R1000的片上PA作为外部功率放大的一个驱动，通过外部PA子板来完成信号功率放大，然后连接至主板。其中，Balun为平衡转换器。

　　Intel R1000的内部PA输出经过一个偏置匹配网络连接到一个SMA(Sub-Miniature-A)连接器上，然后通过SMA输出到PA子板作为其外部PA驱动，其连接如图2所示。

　　在设计中主板和PA子板之间通过同轴线缆来连接。如果要对R1000的输出进行测试，可以将同轴线缆断开，通过SMA接口用仪器进行测试。其电路设计框图如图3所示。

　　R1000内部PA的输出信号在经过PA驱动后，再经过一个3 dB的正交混频耦合芯片XC0900E-03S将信号转换为2个正交90°的信号，然后输出到2个平行的集成功率放大芯片MAAP-007649-000100。此放大信号经过一个谐波抑制的低通滤波器(LPF)后，通过同轴线缆输出到主板上的定向耦合器，然后经过输出通道输出。经过PA子板的放大后，可以在900～930 MHz(美国)和865～868 MHz(欧洲)频段输出+34 dB的输出功率。其全部增益通过多级放大电路来实现。

　　PA子板采用了独立电源供电的方式，可以保证功率放大电路对稳定电源的需求，输入电压为7.5 V，采用外部线性DC适配器输入。其工业工作温度范围为-20～+75℃。输入PA子板的信号为R1000射频芯片输出的最大+10 dB调制信号。在PA子板中PA具有固定增益，因为R1000支持变换增益范围，其可输入PA子板的信号范围为-6～+10 dB，PA的变化增益范围大概是15～30 dB，可以支持在TX通道上16 dB的变化增益，变换间隔为0.5 dB。

　　2.2 外部PA中衰减带通滤波器设计

　　衰减带通滤波器功能电路的原理图如图4所示。其中，NR为留的测试点。具体的参数设置如图5所示。我们设计的超高频使用频率范围是860～960 MHz，在外部PA设计中，通过Multisim软件对PA中带通滤波器进行仿真，来测试读写器的使用频率范围。图6是仿真结果。