CN101951241A - 实现射频泄漏对消的装置及方法和射频识别阅读器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种实现射频泄漏对消的装置及方法和射频识别阅读器，该装置包括：耦合器，用于从射频识别阅读器发射的前向射频信号中耦合获得第一参考信号；对消信号产生电路，用于根据所述第一参考信号产生一对消信号；合路器，用于利用所述对消信号对所述泄漏信号进行对消处理，经对消处理后的泄漏信号的幅度小于原泄漏信号的幅度。利用本发明能实现对RFID阅读器发射的前向射频信号中、泄漏到反向接收通道的泄漏信号进行对消。

Description

实现射频泄漏对消的装置及方法和射频识别阅读器

技术领域

本发明涉及射频识别阅读器射频电路技术领域，特别是涉及一种实现射频泄漏对消的装置及方法和射频识别阅读器。

背景技术

在超高频率(UHF，Ultrahigh Frequency)无源阅读器接收射频识别(RFID，radio frequency identification)标签信号时，因为RFID标签自身是无源的，所以协议规定需要阅读器发射一个大功率的单载波射频信号，给标签提供启动和正常工作所需的能量。这样就意味着阅读器在接收标签信号的同时，前向需要发射一个与接收信号频率相同的大功率射频信号。而由于电路实现上前反向隔离度、天线端口驻波、外部电磁环境等因素，这个大功率的前向信号会泄漏一部分能量到阅读器的反向接收通道。这个泄漏信号和标签的反向散射信号会同时进入阅读器的接收部分，并且泄漏信号的功率会比标签信号的功率高很多。

例如，以阅读器前向发射30dbm信号为例，此时泄漏信号的功率一般在5dbm～10dbm左右，而标签信号的功率一般是在-50dbm～-60dbm左右的数量级。这样一来，泄漏信号与标签信号频率相同，又同时存在，这样一个大功率的泄漏信号会严重影响反向接收电路的工作。一方面，泄漏信号的相噪和底噪会贡献反向链路绝大部分的噪声，降低阅读器的接收灵敏度；另一方面，泄漏信号的存在会使反向接收电路产生一些非线性分量，影响系统的正常工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现射频泄漏对消的装置及方法和射频识别阅读器，以解决现有技术的射频识别阅读器在接收标签信号时，产生的泄漏信号影响系统工作及降低了阅读器的接收灵敏度的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种实现射频泄漏对消的装置，用于对射频识别阅读器发射的前向射频信号中、泄漏到反向接收通道的泄漏信号进行对消，其特征在于，包括：

耦合器，用于从射频识别阅读器发射的前向射频信号中耦合获得第一参考信号；

对消信号产生电路，用于根据所述第一参考信号产生一对消信号；

合路器，用于利用所述对消信号对所述泄漏信号进行对消处理，经对消处理后的泄漏信号的幅度小于原泄漏信号的幅度。

优选地，所述的装置，其中，所述对消信号产生电路包括：

四路相位检波模块，包括：

第一移相单元，用于对根据所述第一参考信号获得的第二参考信号进行移相处理，获得四路移相参考信号，所述四路移相参考信号的移相分别为0°、90°、180°、和270°；

相位检波单元，用于以所述四路移相参考信号为参考信号，将输入的泄漏信号投影成四路基带信号，所述四路基带信号包括：两路差分的同相信号和两路差分的正交信号；

四个模拟积分模块，每一所述模拟积分模块用于对所述四路基带信号中的一路进行积分，并输出积分信号；

四路乘法器模块，包括：

第二移相单元，用于对根据所述第一参考信号获得的第三参考信号进行移相处理，获得四路移相参考信号，所述四路移相参考信号的移相分别为0°、90°、180°、和270°；

乘法器单元，用于以所述四路移相参考信号为参考信号，对所述四个模拟积分模块输出的四路积分信号进行调制，获得一路用于对消泄漏信号的射频对消信号。

优选地，所述的装置，其中，所述射频对消信号的相位与所述泄漏信号的相位相反。

优选地，所述的装置，其中，

所述合路器，进一步用于将所述合路后的信号作为新的泄漏信号输入所述四路相位检波模块。

优选地，所述的装置，其中，所述对消信号产生电路还包括：

第一移相网络，设置在所述耦合器与所述四位相位检波模块之间；

第二移相网络，设置在所述耦合器与所述四位乘法器模块之间。

优选地，所述的装置，其中，所述对消信号产生电路还包括：

功分器，与所述耦合器相连接，用于将耦合器输出的第一参考信号等分为第一路和第二路；

第一衰减器，用于对所述第一路第一参考信号进行衰减，并将衰减后的信号输入所述第一移相网络；

第二衰减器，用于对所述第二路第一参考信号进行衰减，并将衰减后的信号输入所述第二移相网络。

优选地，所述的装置，其中，所述对消信号产生电路还包括：

四个滤波模块，每一滤波模块与所述四个模拟积分模块中的一个相连接，用于对输入模拟积分模块的基带信号进行滤波处理；

放大模块，用于在所述四路乘法器模块输出的射频对消信号输入所述合路模块前，对所述射频对消信号进行放大。

优选地，所述的装置，其中，

所述乘法器单元，通过将所述四路移相参考信号与所述四个模拟积分模块输出的四路积分信号相乘之后再相加来实现对所述四个模拟积分模块输出的四路积分信号进行调制。

另一方面，提供一种射频识别阅读器，其中，包括：

射频泄漏对消的装置，用于对射频识别阅读器发射的前向射频信号中、泄漏到反向接收通道的泄漏信号进行对消，所述射频泄漏对消的装置又包括：

耦合器，用于从射频识别阅读器发射的前向射频信号中耦合获得第一参考信号；

对消信号产生电路，用于根据所述第一参考信号产生一对消信号；

合路器，用于利用所述对消信号对所述泄漏信号进行对消处理，经对消处理后的泄漏信号的幅度小于原泄漏信号的幅度。

优选地，所述的射频识别阅读器，其中，所述对消信号产生电路包括：

四路相位检波模块，包括：

第一移相单元，用于对根据所述第一参考信号获得的第二参考信号进行移相处理，获得四路移相参考信号，所述四路移相参考信号的移相分别为0°、90°、180°、和270°；

相位检波单元，用于以所述四路移相参考信号为参考信号，将输入的泄漏信号投影成四路基带信号，所述四路基带信号包括：两路差分的同相信号和两路差分的正交信号；

四个模拟积分模块，每一所述模拟积分模块用于对所述四路基带信号中的一路进行积分，并输出积分信号；

四路乘法器模块，包括：

第二移相单元，用于对根据所述第一参考信号获得的第三参考信号进行移相处理，获得四路移相参考信号，所述四路移相参考信号的移相分别为0°、90°、180°、和270°；

乘法器单元，用于以所述四路移相参考信号为参考信号，对所述四个模拟积分模块输出的四路积分信号进行调制，获得一路用于对消泄漏信号的射频对消信号。

又一方面，提供一种实现射频泄漏对消的方法，用于对射频识别阅读器发射的前向射频信号中、泄漏到反向接收通道的泄漏信号进行对消，其中，包括实现射频泄漏对消的装置执行的如下步骤：

步骤A，从射频识别阅读器发射的前向射频信号中耦合获得第一参考信号；

步骤B，根据所述第一参考信号产生一对消信号；

步骤C，利用所述对消信号对所述泄漏信号进行对消处理，经对消处理后的泄漏信号的幅度小于原泄漏信号的幅度。

优选地，所述的方法，其中，所述步骤B包括：

步骤B1，对所述第一参考信号进行移相处理，获得四路移相参考信号，所述四路移相参考信号的移相分别为0°、90°、180°、和270°，以所述四路移相参考信号为参考信号，将输入的泄漏信号投影成四路基带信号，所述四路基带信号包括：两路差分的同相信号和两路差分的正交信号；

步骤B2，对所述四路基带信号分别进行积分；

步骤B3，对所述第一参考信号进行移相处理，获得四路移相参考信号，所述四路移相参考信号的移相分别为0°、90°、180°、和270°，以所述四路移相参考信号为参考信号，对所述四个模拟积分模块输出的四路积分信号进行调制，获得一路用于对消泄漏信号的射频对消信号，所述射频对消信号的相位与所述泄漏信号的相位相反。

优选地，所述的方法，其中，所述步骤C之后，还包括：

以所述合路后的信号作为新的泄漏信号，转入步骤B，重复执行步骤B至步骤C，直至所述射频对消信号与所述泄漏信号完全对消。

本发明的技术效果在于：

本发明的技术方案提供了一种使用模拟电路实现的泄漏对消装置，结构紧凑，避免了在无源阅读器工作时，泄漏信号影响阅读器反向接收性能的缺陷，提高了无源RFID无源阅读器的灵敏度。

附图说明

图1为本发明实施例的实现射频泄漏对消的装置的原理示意图；

图2为本发明实施例中四路相位检波模块的内部结构示意图；

图3为本发明实施例中四路乘法器模块的内部结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种实现射频泄漏对消的装置，用于对射频识别阅读器发射的前向射频信号中、泄漏到反向接收通道的泄漏信号进行对消，其特征在于，包括：

耦合器，用于从射频识别阅读器发射的前向射频信号中耦合获得第一参考信号；

对消信号产生电路，用于根据所述第一参考信号产生一对消信号；

合路器，用于利用所述对消信号对所述泄漏信号进行对消处理，经合路器处理后的泄漏信号的幅度小于原泄漏信号的幅度。

优选地，本发明实施例的装置中，所述对消信号产生电路包括：

四路相位检波模块，包括：

第一移相单元，用于对根据所述第一参考信号获得的第二参考信号进行移相处理，获得四路移相参考信号，所述四路移相参考信号的移相分别为0°、90°、180°、和270°；

相位检波单元，用于以所述四路移相参考信号为参考信号，将输入的泄漏信号投影成四路基带信号，所述四路基带信号包括：两路差分的同相信号和两路差分的正交信号；

四个模拟积分模块，每一所述模拟积分模块用于对所述四路基带信号中的一路进行积分，并输出积分信号；

四路乘法器模块，包括：

第二移相单元，用于对根据所述第一参考信号获得的第三参考信号进行移相处理，获得四路移相参考信号，所述四路移相参考信号的移相分别为0°、90°、180°、和270°；

乘法器单元，用于以所述四路移相参考信号为参考信号，对所述四个模拟积分模块输出的四路积分信号进行调制，获得一路用于对消泄漏信号的射频对消信号。

本发明实施例的装置中，为实现对消效果，所述射频对消信号的相位与所述泄漏信号的相位差在90°～270°的范围内。优选地，所述射频对消信号的相位与所述泄漏信号的相位相反。在泄漏信号与对消信号相位不相反时，电路仍能对消掉部分泄漏信号，与相位相反的对消信号相比，电路锁定的时间会相应地增加，对消的效果也会受一些影响。

优选地，本发明实施例的装置中，所述合路器，进一步用于将所述合路后的信号作为新的泄漏信号输入所述四路相位检波模块。

优选地，本发明实施例的装置中，所述对消信号产生电路还包括：

第一移相网络，设置在所述耦合器与所述四位相位检波模块之间；

第二移相网络，设置在所述耦合器与所述四位乘法器模块之间。

优选地，本发明实施例的装置中，所述对消信号产生电路还包括：

功分器，与所述耦合器相连接，用于将耦合器输出的第一参考信号等分为第一路和第二路；

第一衰减器，用于对所述第一路第一参考信号进行衰减，并将衰减后的信号输入所述第一移相网络；

第二衰减器，用于对所述第二路第一参考信号进行衰减，并将衰减后的信号输入所述第二移相网络。

优选地，本发明实施例的装置中，所述对消信号产生电路还包括：

四个滤波模块，每一滤波模块与所述四个模拟积分模块中的一个相连接，用于对输入模拟积分模块的基带信号进行滤波处理；

放大模块，用于在所述四路乘法器模块输出的射频对消信号输入所述合路模块前，对所述射频对消信号进行放大。

优选地，本发明实施例的装置中，所述乘法器单元，通过将所述四路移相参考信号与所述四个模拟积分模块输出的四路积分信号相乘之后再相加来实现对所述四个模拟积分模块输出的四路积分信号进行调制。

图1为本发明实施例的实现射频泄漏对消的装置的原理示意图。如图1，本发明实施例的实现射频泄漏对消的装置包括：定向耦合器101，天线102，Wilkinson功分器103，第一衰减器104，第一移相网络105，第一有源滤波电路106，第一模拟积分器107，第二衰减器108，第二有源滤波电路109，第二模拟积分器110，第二移相网络111，四路相位检波模块112，Wilkinson合路器113，射频放大器114，四路乘法器模块115，第三有源滤波电路116，第三模拟积分器117，第四有源滤波电路118，第四模拟积分器119。

图2为本发明实施例的实现射频泄漏对消的装置中，四路相位检波模块的内部结构示意图。如图2，本发明实施例的四路相位检波模块包括：第二0°移相器201，第一相位检波器202，第一0°移相器203，第一180°移相器204，第二相位检波器205，第一90°移相器206，第三0°移相器207，第三相位检波器208，第二180°移相器209，第四相位检波器210。

图3为本发明实施例的实现射频泄漏对消的装置中，四路乘法器模块的内部结果示意图。四路乘法器模块通过将四路经过正交移相的参考信号与输入的四路基带信号相乘，得到一个射频的信号，实现了将输入的四路基带信号调制成射频信号。如图3，本发明实施例的四路乘法器模块包括：第一乘法器301，第二0°移相器302，第一0°移相器303，第二乘法器304，第一180°乘法器305，第三乘法器306，307第三0°移相器，第一90°移相器308，第四乘法器309，第二180°乘法器310。

下面结合图1、图2和图3对本发明实施例的装置实现射频泄漏对消的原理进行说明。

如图1，本发明实施例的实现射频泄漏对消的装置利用定向耦合器101从无源射频识别阅读器发射的前向射频信号中耦合到部分能量作为总参考信号(即第一参考信号)，示例性地，可利用耦合度为5db、型号为RCP890A05的定向耦合器来进行耦合。功分器103将耦合获得的第一参考信号等分成两路。一路(第一参考信号的第一路分支)经过第一衰减器104、第一移相网络105之后输入四路相位检波模块112，在四路相位检波模块内部经过第一0°移相器203、第一90°移相器206、第二0°移相器201、第一180°移相器204、第三0°移相器207、第二180°移相器209之后，分别相移了0°、90°、180、270°的信号，作为四路相位检波的参考信号。另一路(第一参考信号的第二路分支)经过第二衰减器108和第二移相网络111之后，输入四路乘法器模块115，作为四路乘法器的参考信号。

反向接收信号中的泄漏信号输入合路器，与对消信号合路后，输入四路相位检波模块。装置开始工作时，由于还未产生对消信号，输入四路相位检波模块进行检波处理为反向接收信号中的泄漏信号。

设泄漏信号为U_P＝A_Pcos(ωt+φ_n)，总参考信号为U_r＝A_rcos(ωt+φ_r)，φ_n为泄漏信号的相位；φ_r为总参考信号的相位。

总参考信号输入四路相位检波的分支为U_d＝A_d cos(ωt+φ_d，输入四路乘法器的分支为U_m＝A_mcos(ωt+φ_m)，φ_d为U_d的相位，φ_m为U_m的相位。

第一参考信号的第一路分支输入四路相位检波模块后，分别移相0°、90°、180°、270°，得到四路移相后的参考信号：

U_d1＝K₁A_d cos(ωt+φ_d)，

U_d2＝K₁A _dcos(ωt+φ_d-90°)，

U_d3＝K₁A_d cos(ωt+φ_d-180°)，

U_d4＝K₁A_d cos(ωt+φ_d-270°)

如图2，上述四路移相后的参考信号分别输入四个相位检波器作为相位检波器的参考信号。泄漏信号U_P在经过了四路相位检波器之后，输出了两路差分的同相信号和两路差分的正交信号，分别是：

U_X1＝0.5K₁A_dA_Pcos(φ_d-φ_n)，

U_X2＝0.5K₁A_dA_Pcos(φ_d-φ_n-90°)，

U_X3＝0.5K₁A_dA_Pcos(φ_d-φ_n-180°)，

U_X4＝0.5K₁A_dA_Pcos(φ_d-φ_n-270°)

其中U_X1即为图2中的I+，U_X2即为图2中的Q+，U_X3即为图2中的I-，U_X4即为图2中的Q-。

这四路信号经过了增益为A_b的有源差分滤波器之后，输出信号为：

U_A1＝VOCM-A_bU_X1，

U_A2＝VOCM-A_bU_X2，

U_A3＝VOCM-A_bU_X3，

U_A4＝VOCM-A_bU_X4；

其中，上述VOCM为有源差分滤波器的参考电压值。

四路有源差分滤波器的输出信号，经过四路模拟积分器即幅度误差自动累加器的参数为R、C的反向积分运算之后，输出信号变为：

$U_{O1}={\∫}_0^t[\mathrm{VOCM}-(U_{A1}-\mathrm{VOCM})t]/\mathrm{RCdt},$

$U_{O2}={\∫}_0^t[\mathrm{VOCM}-(U_{A2}-\mathrm{VOCM})t]/\mathrm{RCdt},$

$U_{O3}={\∫}_0^t[\mathrm{VOCM}-(U_{A3}-\mathrm{VOCM})t]/\mathrm{RCdt},$

$U_{O4}={\∫}_0^t[\mathrm{VOCM}-(U_{A4}-\mathrm{VOCM})t]/\mathrm{RCdt},$

累加器输出的四路信号会分别输入乘法器的同相差分输入端和正交差分输入端。经过乘法器与四路经过正交移相的参考信号相乘，得到一个射频的信号。

输入四路乘法器的参考信号分别移相0°、90°、180°、270°，得到四路参考信号：

U_m1＝K₂A_mcos(ωt+φ_m)，

U_m2＝K₂A_mcos(ωt+φ_m-90°)，

U_m3＝K₂A_mcos(ωt+φ_m-180°)，

U_m4＝K₂A_mcos(ωt+φ_m-270°)

这四路信号与累加器输出的两路同相信号和两路差分信号相乘之后再相加，最后输出的信号为：

U_O＝U_m1U_O1+U_m2U_O2+U_m3U_O3+U_m4U_O4＝K₂A_mcos(ωt+φ_m)(VOCM+A_bU_X1/RC)t+K₂A_mcos(ωt+φ_m-90°)(VOCM+A_bU_X 2/RC)t+K₂A_mcos(ωt+φ_m-180°)(VOCM+A_bU_X3/RC)t+K₂A_mcos(ωt+φ_m-270°)(VOCM+A_bU_X4/RC)t＝K₂A_mcos(ωt+φ_m)[A_b(U_X1-U_X3)t/RC]+K ₂A_mcos(ωt+φ_m-90°)[A_b(U_X2-U_X4)t/RC]＝(K₂A_mA_bK₁A_dA_Pt/RC)[cos(ωt+φ_m)cos(φ_d-φ_n)+cos(ωt+φ_m-90°)cos(φ_d-φ_n-90°)]＝(K₂A_mA_bK₁A_dA_Pt/RC)cos(ωt+φ_m+φ_n-φ_d)

如图3，上述乘法的实现通过乘法器和合路器来实现。

将这个输出信号U_O输入增益为G，相移为φ_A的射频信号放大器，再假设整个环路中因为走线等因素造成衰减为L，相移为φ_L则最后输出的对消信号为：

U_OA＝(K₂A_mA_bK₁A_dA_PGLt/RC)cos(ωt+φ_m+φ_n-φ_d-φ_L)

通过在相位检波器和乘法器的参考信号链路上增加π型相移网络，并调整相移网络的参数，使得

φ_m-φ_d-φ_L＝180°。

那么此时，

U_OA＝(K₂A_mA_bK₁A_dA_PGLt/RC)cos(ωt+φ_n-180°)

可见，此时生成的对消信号的相位正好与泄漏信号U_P相反，合路之后相位上正好有对消的效果。

而此时对消信号的幅度A＝K₂A_mA_bK₁A_dA_PGLt/RC与泄漏信号的幅度A_P相比则存在两种可能，一种是A＞A_P，另一种则是A＜A_P。

当A＜A_P时，合路之后生成的新的泄漏信号U_P1＝(A_P-A)cos(ωt+φ_n)与原来的泄漏信号U_P相比，幅度上会小一些，但是相位上仍然与原泄漏信号相同。此时，考虑这个新的泄漏信号U_P1在输入四路相位检波器后，检出的同相信号与正交信号的极性不会改变。那么由于幅度误差累加器的积分效应，此时的对消信号幅度A＝K₂A_mA_bK₁A_dA_PGLt/RC随着时间t的增加就会一直增加，直至A＞A_P；

当A＞A_P时，合路之后生成的泄漏信号U_P1＝(A_P-A)cos(ωt+φ_n)与原来的泄漏信号U_P相比，相位上会正好相差180°。那么此时幅度误差累加器就会呈现反向累加的效果。也就是说，此时合路之后生成的泄漏信号可以写成：

U_P1＝(A-A_P)cos(ωt+φ_n+180°)，

记U _P1＝(A_P-A)cos(ωt+φn)，φ_n1＝φ_n+180°，

那么，新的泄漏信号可以记为：

U _P1＝A_P1cos(ωt+φ_n1)，

假设此时的时间为t0，考虑这个新的泄漏信号在经过四路相位检波器、有源滤波放大器、四路模拟积分器、四路乘法器之后的输出，那么，此时会得到一个新的对消信号：

U_OA1＝(K₂A_mA_bK₁A_dA_P1GLt/RC)cos(ωt+φ_n1)

＝U_OA1＝(K₂A_mA_bK₁A_dA _P1GLt/RC)cos(ωt+φ_n1)

＝-(K₂A_mA_bK₁A_dA_P1GLt/RC)cos(ωt+φ_n)。

从上面的表达式可以清楚地看出，在这种情况下，新的对消信号的幅度是呈现反向积分的效果，也就是说信号的幅度随着时间t增加而减小，直至A＜A_P。

从上面的推算可以看出，当这个自适应泄漏对消装置工作时，可以自动调整对消信号的幅度A，使得对消信号幅度与泄漏信号幅度达到动态的平衡。并且当泄漏信号的幅度和频率发生变化时，对消信号也能随之变化，一直保持对消信号与泄漏信号的幅度相等、相位相差180°，从而达到自适应泄漏对消的效果。

本发明的技术方案通过构建一个模拟的负反馈环路来产生一个与泄漏信号幅度相同、相差为180°的对消信号，来对消掉泄漏信号的大部分能量。具体的对消过程中，通过对消装置的自适应调整，可以在较短的时间内的锁定即达到对消信号与泄漏信号幅度相同、相差为180的对消平衡状态，示例性地，如在不超过1.5ms的时间内锁定。

在实际调试时，在输入功率到定向耦合器101时，在合路器如Wilkinson合路器113的前后测得的泄漏信号分别为+18dbm和-23dbm，也就是说泄漏信号被对消了40db以上，效果非常好，而且对消后的功率值也优于之前期望的-10dbm。而使用频谱仪的时域模式测量对消环路锁定时间时，测得环路可以在大约1.1ms的时间内锁定，优于期望的1.5ms，这就意味着这套系统可以完全无缝地嵌入正常的RFID系统中，在协议规定的充电时间内完成环路的自锁定，完全不需要任何事先的校准、计算操作。

示例性地，在本发明的具体实现中，可使用RFID系统中自带的IQ解调器来实现四路相位检波的功能，不需要额外增加器件。有源滤波器可采用两片差分运放构成两组MFB形式的两阶有源滤波电路，滤波器通带带宽为10KHz左右。积分器即四路幅度误差自动累加器可采用一片四运放加上外接电阻、电容构成四通道积分电路。四路乘法器把四路幅度误差自动累加器的输出信号作为控制信号，用于将同相基带信号和正交基带信号两个坐标轴上的控制信号转化为射频的对消信号。射频放大器采用型号为AH1的射频放大模块，将调制器产生的对消信号幅度进行放大，以增加电路的动态范围，在泄漏信号功率较大时保证电路可以正常工作。Wilkinson合路器/功分器采用电感、电容和电阻分立元件搭建，在800M和900M都可以工作。

本发明提供了一种使用模拟电路实现的泄漏对消技术，通过构建一个模拟的负反馈环路来产生一个与泄漏信号幅度相同、相差180度的对消信号，对消掉泄漏信号的大部分能量。与目前国外RFID阅读器厂商采用的泄漏对消技术相比，这种技术的特点是全部采用模拟器件实现，结构紧凑，动态范围大，锁定时间快，并且在泄漏信号的频率或者幅度发生变化时，电路可以自动锁定，在不超过1.5ms的时间内自动跟随到新的工作频率和幅度上去。

本发明的紧凑型的模拟自适应射频泄漏对消技术，通过抑制射频载波的泄漏信号，提高了无源RFID阅读器的灵敏度。本发明的优点在于可全部利用模拟电路实现，结构紧凑，设计巧妙，动态范围大，锁定时间快，并且在频点、天线驻波等因素变化时，可以实现自适应调整。

本发明还提供一种包含上述各实施例的实现射频泄漏对消的装置的射频识别阅读器。

本发明还提供一种实现射频泄漏对消的方法，用于对射频识别阅读器发射的前向射频信号中、泄漏到反向接收通道的泄漏信号进行对消，其特征在于，包括实现射频泄漏对消的装置执行的如下步骤：

步骤401，从射频识别阅读器发射的前向射频信号中耦合获得第一参考信号；

步骤402，根据所述第一参考信号产生一对消信号；

步骤403，利用所述对消信号对所述泄漏信号进行对消处理，经合路器处理后的泄漏信号的幅度小于原泄漏信号的幅度。

优选地，本发明实施例的方法中，所述步骤402包括：

步骤4021，对所述第一参考信号进行移相处理，获得四路移相参考信号，所述四路移相参考信号的移相分别为0°、90°、180°、和270°，以所述四路移相参考信号为参考信号，将输入的泄漏信号投影成四路基带信号，所述四路基带信号包括：两路差分的同相信号和两路差分的正交信号；

步骤4022，对所述四路基带信号分别进行积分；

步骤4023，对所述第一参考信号进行移相处理，获得四路移相参考信号，所述四路移相参考信号的移相分别为0°、90°、180°、和270°，以所述四路移相参考信号为参考信号，对所述四个模拟积分模块输出的四路积分信号进行调制，获得一路用于对消泄漏信号的射频对消信号，所述射频对消信号的相位与所述泄漏信号的相位相反。

优选地，本发明实施例的方法，所述步骤403之后，还包括：

以所述合路后的信号作为新的泄漏信号，转入步骤402，重复执行步骤402至步骤403，直至所述射频对消信号与所述泄漏信号完全对消，此时，对消电路达到锁定状态。

本发明实施例的方法，将射频的泄漏信号向基带平面进行投影，得到基带信号，以提取出泄漏信号的相位和幅度信息；将投影得到的基带信号进行滤波、放大和积分，得到四路控制信号；再将得到的四路控制信号输入四路乘法器，得到对消信号，并将对消信号和泄漏信号进行合路。

本发明实施例的方法，可以自动调整对消信号的幅度，使得对消信号幅度与泄漏信号幅度达到动态的平衡。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种实现射频泄漏对消的装置，用于对射频识别阅读器发射的前向射频信号中、泄漏到反向接收通道的泄漏信号进行对消，其特征在于，包括：

耦合器，用于从射频识别阅读器发射的前向射频信号中耦合获得第一参考信号；

对消信号产生电路，用于根据所述第一参考信号产生一对消信号；

合路器，用于利用所述对消信号对所述泄漏信号进行对消处理，经对消处理后的泄漏信号的幅度小于原泄漏信号的幅度。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述对消信号产生电路包括：

四路相位检波模块，包括：

第一移相单元，用于对根据所述第一参考信号获得的第二参考信号进行移相处理，获得四路移相参考信号，所述四路移相参考信号的移相分别为0°、90°、180°、和270°；

相位检波单元，用于以所述四路移相参考信号为参考信号，将输入的泄漏信号投影成四路基带信号，所述四路基带信号包括：两路差分的同相信号和两路差分的正交信号；

四个模拟积分模块，每一所述模拟积分模块用于对所述四路基带信号中的一路进行积分，并输出积分信号；

四路乘法器模块，包括：

第二移相单元，用于对根据所述第一参考信号获得的第三参考信号进行移相处理，获得四路移相参考信号，所述四路移相参考信号的移相分别为0°、90°、180°、和270°；

乘法器单元，用于以所述四路移相参考信号为参考信号，对所述四个模拟积分模块输出的四路积分信号进行调制，获得一路用于对消泄漏信号的射频对消信号。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述射频对消信号的相位与所述泄漏信号的相位相反。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述合路器，进一步用于将所述合路后的信号作为新的泄漏信号输入所述四路相位检波模块。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的装置，其特征在于，所述对消信号产生电路还包括：

第一移相网络，设置在所述耦合器与所述四位相位检波模块之间；

第二移相网络，设置在所述耦合器与所述四位乘法器模块之间。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述对消信号产生电路还包括：

功分器，与所述耦合器相连接，用于将耦合器输出的第一参考信号等分为第一路和第二路；

第一衰减器，用于对所述第一路第一参考信号进行衰减，并将衰减后的信号输入所述第一移相网络；

第二衰减器，用于对所述第二路第一参考信号进行衰减，并将衰减后的信号输入所述第二移相网络。

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述对消信号产生电路还包括：

四个滤波模块，每一滤波模块与所述四个模拟积分模块中的一个相连接，用于对输入模拟积分模块的基带信号进行滤波处理；

放大模块，用于在所述四路乘法器模块输出的射频对消信号输入所述合路模块前，对所述射频对消信号进行放大。

8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述乘法器单元，通过将所述四路移相参考信号与所述四个模拟积分模块输出的四路积分信号相乘之后再相加来实现对所述四个模拟积分模块输出的四路积分信号进行调制。

9.一种射频识别阅读器，其特征在于，包括：

射频泄漏对消的装置，用于对射频识别阅读器发射的前向射频信号中、泄漏到反向接收通道的泄漏信号进行对消，所述射频泄漏对消的装置又包括：

耦合器，用于从射频识别阅读器发射的前向射频信号中耦合获得第一参考信号；

对消信号产生电路，用于根据所述第一参考信号产生一对消信号；

合路器，用于利用所述对消信号对所述泄漏信号进行对消处理，经对消处理后的泄漏信号的幅度小于原泄漏信号的幅度。

10.根据权利要求9所述的射频识别阅读器，其特征在于，所述对消信号产生电路包括：

四路相位检波模块，包括：

第一移相单元，用于对根据所述第一参考信号获得的第二参考信号进行移相处理，获得四路移相参考信号，所述四路移相参考信号的移相分别为0°、90°、180°、和270°；

相位检波单元，用于以所述四路移相参考信号为参考信号，将输入的泄漏信号投影成四路基带信号，所述四路基带信号包括：两路差分的同相信号和两路差分的正交信号；

四个模拟积分模块，每一所述模拟积分模块用于对所述四路基带信号中的一路进行积分，并输出积分信号；

四路乘法器模块，包括：

第二移相单元，用于对根据所述第一参考信号获得的第三参考信号进行移相处理，获得四路移相参考信号，所述四路移相参考信号的移相分别为0°、90°、180°、和270°；

乘法器单元，用于以所述四路移相参考信号为参考信号，对所述四个模拟积分模块输出的四路积分信号进行调制，获得一路用于对消泄漏信号的射频对消信号。

11.一种实现射频泄漏对消的方法，用于对射频识别阅读器发射的前向射频信号中、泄漏到反向接收通道的泄漏信号进行对消，其特征在于，包括实现射频泄漏对消的装置执行的如下步骤：

步骤A，从射频识别阅读器发射的前向射频信号中耦合获得第一参考信号；

步骤B，根据所述第一参考信号产生一对消信号；

步骤C，利用所述对消信号对所述泄漏信号进行对消处理，经对消处理后的泄漏信号的幅度小于原泄漏信号的幅度。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括：

步骤B1，对所述第一参考信号进行移相处理，获得四路移相参考信号，所述四路移相参考信号的移相分别为0°、90°、180°、和270°，以所述四路移相参考信号为参考信号，将输入的泄漏信号投影成四路基带信号，所述四路基带信号包括：两路差分的同相信号和两路差分的正交信号；

步骤B2，对所述四路基带信号分别进行积分；

步骤B3，对所述第一参考信号进行移相处理，获得四路移相参考信号，所述四路移相参考信号的移相分别为0°、90°、180°、和270°，以所述四路移相参考信号为参考信号，对所述四个模拟积分模块输出的四路积分信号进行调制，获得一路用于对消泄漏信号的射频对消信号，所述射频对消信号的相位与所述泄漏信号的相位相反。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述步骤C之后，还包括：

以所述合路后的信号作为新的泄漏信号，转入步骤B，重复执行步骤B至步骤C，直至所述射频对消信号与所述泄漏信号完全对消。

Images