CN103580648A - 具有三轴闭环自调谐的无源收发同频rfid系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种具有三轴闭环自调谐的无源收发同频RFID系统，该系统在读写器的方向性器件和高频开关间内插三轴调谐网络，三轴调谐网络包括：基本固定电容，中间数字调谐电容，输入数字调谐电容，输出数字调谐电容；对于读写器工作频段中的各个工作频点，针对当前选定天线端口，自动建立调谐参数表项，构成与天线端口和工作频段绑定的调谐参数表；在读写器天线端口相连的天线的持续辐射过程中，由读写器实时反射功率检测，动态修正调谐参数表，实时补偿天线辐射范围内环境变化。为了提高标签识读距离，提高读写器发射功率，同时抑制读写器前向泄漏和前向反射，使用三轴调谐网络降低读写器前向反射，该方法涉及的电路简单，调试简单。
Description
技术领域
本发明涉及无源收发同频RFID系统，具体涉及一种无源收发同频RFID读写器天线连接环境三轴闭环自调谐系统。
背景技术
常规无源反射式RFID系统主要有标签和读写器构成，标签仅靠接收或感应到的电磁能量提供电力，同时利用调变天线或线圈负载特性的方法向阅读器传输数据。因此，读写器属于收发同频RFID读写器。同时，由于标签需要持续读写器供给电磁能量，导致读写器在接收标签返回数据的同时，需要持续向标签发送单载波，且标签返回信号的中心频点与单载波频率一致。
为了补偿前向自由空间衰减，提高标签识读距离，需要提高读写器发射功率。一方面，读写器收发隔离所用的方向性器件的隔离度有限，读写器由前向发射支路泄漏到后向接收支路的单载波高达5dBm～10dBm，称为读写器前向泄漏，进入接收机的混频器后，在模拟基带被解调为直流信号，这些直流信号将叠加在基带信号上，被称为直流偏差。如此高的直流偏差使得混频器后的各级放大器饱和，无法放大有用信号。另一方面，读写器进行天线端口选择的高频开关和天线端口所连接天线的驻波比有限，读写器由前向发射支路经由天线反射到后向接收支路的单载波高达10dBm～15dBm，称为读写器前向反射，在进入接收机的混频器之前，已经导致混频器饱和，无法解调出基带信号。
为了提高标签识读距离，提高读写器发射功率，同时抑制读写器前向泄漏和前向反射，多采用载波抵消方法，在读写器接收机前端插入载波抵消网络，该方法涉及的电路复杂，调试困难。
由于高频开关的器件特性，馈线与天线的阻抗匹配，天线的器件特性和天线辐射范围内的环境变化，将导致方向性器件的后级输入阻抗发生变化，并且这种变化是时变的。
经检索，中国专利申请号：200680055541.8，名称：带有动态阻抗匹配的谐振电路调谐系统，该专利“提供了调谐电路调谐系统和方法。谐振电路调谐系统包括谐振电路，所述谐振电路具有串联在发射器和天线线圈之间的第一电容元件，和与发射器和天线线圈并联的第二电容元件。第一电容元件和第二电容元件至少一个被配置成是可变的。调谐电路调谐系统还包括控制器，用于控制第一和第二电容元件的至少一个可变值。”
技术要点比较：
一、该专利涉及的谐振电路调谐系统包括谐振电路，所述谐振电路具有串联在发射器和天线线圈之间的第一电容元件，和与发射器和天线线圈并联的第二电容元件；本发明的三轴调谐网络包括基本固定电容C，中间数字调谐电容Clen，输入数字调谐电容Cin，输出数字调谐电容Cout。
二、该专利涉及的调谐电路调谐系统还包括控制器，用于控制第一和第二电容元件的至少一个可变值；本发明根据在接收机模拟前端检测到的反射功率，以中间数字调谐电容Clen，输入数字调谐电容Cin，输出数字调谐电容Cout的顺序对三轴调谐网络的输入阻抗和输出阻抗进行调谐，以反射功率作为调谐结束判断依据，适用于无源收发同频RFID系统减少前向泄露和前向反射对后向标签返回解调干扰的需求。
三、该专利涉及的谐振电路调谐系统是开环的，本发明根据天线连接环境变化，进行闭环自调谐。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的上述不足，提供一种具有三轴闭环自调谐的无源收发同频RFID系统，使用三轴调谐网络降低RFID读写器前向反射，提高标签识读距离和读写器发射功率，同时抑制读写器前向泄漏和前向反射。
为实现上述的目的，本发明采用以下技术方案：
本发明所述的具有三轴闭环自调谐的无源收发同频RFID系统，所述系统在RFID读写器的方向性器件和高频开关间内插三轴调谐网络实现抑制发射机前向反射。
所述三轴调谐网络包括：基本固定电容，中间数字调谐电容，输入数字调谐电容，输出数字调谐电容，这四个电容组成一个PI型网络，基本固定电容和中间数字调谐电容并联组成PI型网络的上横臂，输入数字调谐电容组成PI型网络的左竖臂，输出数字调谐电容组成PI型网络的右竖臂。基本固定电容决定三轴调谐网络的基本输入阻抗和基本输出阻抗。由于高频开关的器件特性，馈线与天线的阻抗匹配，天线的器件特性和天线辐射范围内的环境变化，将导致三轴调谐网络的后级输入阻抗发生变化，并且这种变化是时变的。中间数字调谐电容用于调谐三轴调谐网络的基本输入阻抗和基本输出阻抗，输入数字调谐电容用于调谐三轴调谐网络的输入阻抗接近于前级的输出阻抗，输出数字调谐电容用于调谐三轴调谐网络的输出阻抗接近于后级的输入阻抗。
进一步的，所述三轴调谐网络，其调谐空间：中间数字调谐电容的调谐范围为[min(Clen)(201),max(Clen)(202)]，其中，min(Clen)(201)为中间数字调谐电容Clen(102)的最小可调谐值，max(Clen)(202)为中间数字调谐电容Clen(102)的最大可调谐值；输入数字调谐电容的调谐范围为[min(Cin)(203),max(Cin)(204)]，其中，min(Cin)(203)为输入数字调谐电容Cin(103)的最小可调谐值，max(Cin)(204)为输入数字调谐电容Cin(103)的最小可调谐值；输出数字调谐电容的调谐范围为[min(Cout)(205),max(Cout)(206)]，其中，min(Cout)(205)为输出数字调谐电容Cout(104)的最小可调谐值，max(Cout)(206)为输出数字调谐电容Cout(104)的最大可调谐值。
基于上述的具有三轴闭环自调谐的无源收发同频RFID系统，本发明还进一步提供该系统的调谐参数表项建立方法。基于三轴调谐网络，在读写器天线端口相连的天线的持续辐射过程中，动态修正调谐参数表，实时补偿天线辐射范围内环境变化，稳定了无源收发同频RFID系统性能。
由无源收发同频RFID系统所支持的ISO/IEC标准和地区标准，规定读写器工作于跳频模式；由地区标准规定的工作频段，决定了读写器的跳频点集合。对于当前选定的工作天线端口，在进入任意标签清点周期前，应对跳频点集合内的任一单频点，建立调谐参数表项。选定跳频点集合的中间频点作为工作频段的中心频点，以该中心频点作为起始单频点，建立调谐参数表项。
单频点建立调谐参数表项的步骤包括：
S301.开始：剩余调谐轮次steps初始化等于最大可调谐轮次maxSteps；调谐网络初始化，中间数字调谐电容值初始化为Clen=(min(Clen)(201)+max(Clen)(202))/2；输入数字调谐电容Cin(103)值初始化为Cin=(min(Cin)(203)+max(Cin)(204))/2；输出数字调谐电容Cout(104)值初始化为Cout=(min(Cout)(205)+max(Cout)(206))/2。
S302.获取初始反射功率reflectedPower。
S303.调谐单个数字调谐电容Clen(102)，更新反射功率reflectedPower，更新剩余调谐轮次steps，记录Clen(102)调谐方向步长dir(Clen)。
S304.调谐单个数字调谐电容Cin(103)，更新反射功率reflectedPower，更新剩余调谐轮次steps，记录Cin(103)调谐方向步长dir(Cin)。
S305.调谐单个数字调谐电容Cout(104)，更新反射功率reflectedPower，更新剩余调谐轮次steps，记录Cout(105)调谐方向步长dir(Cout)。
S306.判断剩余调谐轮次steps是否等于0，若等于0，则转到S308执行；若不等于0，则转到S307执行。
S307.判断在S303/S304/S305执行中是否获得更小反射功率，若获得更小反射功率，则转到S302执行；若没有获得更小反射功率，则转到S308执行。
S308.结束单频点建立调谐参数表项。
进一步的，所述单频点调谐参数表项包括：频点(401)，反射功率(402)，中间数字调谐电容Clen(102)值(403)，中间数字调谐电容Clen(102)调谐方向步长(404)，输入数字调谐电容Cin(103)值(405)，输入数字调谐电容Cin(103)调谐方向步长(406)，输出数字调谐电容Cout(104)值(407)，输出数字调谐电容Cout(104)调谐方向步长(408)。
进一步的，所述步骤S303/S304/S305中调谐单个数字调谐电容的步骤包括：
S501.获取当前剩余调谐轮次steps。
S502.搜索调谐方向步长dir。
S503.判断调谐方向步长是否等于0，若等于0，则转到S511执行；若不等于0，则转到S504执行。
S504.判断当前剩余调谐轮次steps是否为0，若等于0，则转到S511执行；若不等于0，则转到S505执行。
S505.更新数字调谐电容C=C+dir。
S506.判断C是否小于min(C),若小于min(C),则转到S511执行，若不小于min(C),则转到S507执行。
S507.判断C是否大于max(C),若大于max(C),则转到S511执行，若不大于max(C),则转到S508执行。
S508.电路设置数字调谐电容C。
S509.判断是否获得更小反射功率，若是，则更新剩余调谐轮次，转到S504执行；若不是，则转到S510执行。
S510.更新数字调谐电容C=C+dir，电路设置数字调谐电容C。
S511.返回当前反射功率reflectedPower，剩余调谐轮次steps，当前数字调谐电容值C和当前调谐方向步长dir(C),结束。
进一步的，所述S502中搜索调谐方向步长的步骤包括：
S601.获取当前调谐电容值C。
S602.判断当前调谐电容值是否大于min(C),若是，则转到S603执行；若不是，则转到S607执行。
S603.更新调谐电容值C=C-1,电路设置调谐电容C。
S604.判断是否获得更小反射功率，若是，则转到S605执行；若不是，则转到S607执行。
S605.更新当前反射功率reflectedPower。
S606.确定电容调谐方向步长dir=-1。
S607.判断当前调谐电容值是否小于max(C),若是，则转到S608执行；若不是，则转到S612执行。
S608.更新调谐电容值C=C+1,电路设置调谐电容C。
S609.判断是否获得更小反射功率，若是，则转到S610执行；若不是，则转到S612执行。
S610.更新当前反射功率reflectedPower。
S611.确定电容调谐方向步长dir=+1。
S612.判断当前调谐电容值是否大于min(C)+1,若是，则转到S613执行；若不是，则转到S617执行。
S613.更新调谐电容值C=C-2,电路设置调谐电容C。
S614.判断是否获得更小反射功率，若是，则转到S615执行；若不是，则转到S617执行。
S615.更新当前反射功率reflectedPower。
S616.确定电容调谐方向步长dir=-2。
S617.判断当前调谐电容值是否小于max(C)-1,若是，则转到S618执行；若不是，则转到S622执行。
S618.更新调谐电容值C=C+2,电路设置调谐电容C。
S619.判断是否获得更小反射功率，若是，则转到S620执行；若不是，则转到S622执行。
S620.更新当前反射功率reflectedPower。
S621.确定电容调谐方向步长dir=+2。
S622.返回电容调谐方向步长dir(C)，搜索调谐方向步长结束。
对于跳频点集合，由该中心频点，分为上频段跳频点子集合和下频段跳频点子集合。对于上频段跳频点子集合，由第一接近中心频点的单频点，根据中心频点的调谐步长，尝试增数字调谐电容值和减数字调谐电容值两个方向，由较小反射功率确定调谐方向。同时，将此调谐方向作为上频段跳频点集合的各单频点的调谐方向，将此调谐方向的反方向作为下频段跳频点集合的各单频点的调谐方向。对于上频段跳频点子集合和下频段跳频点子集合中的各单频点，按照单频点建立调谐参数表项的步骤，建立调谐参数表项。由工作频段中的所有工作频点的调谐参数表项，由工作频点由低到高，建立调谐参数表。
当前选定读写器天线端口的调谐参数表存储于读写器的非易失存储器中，当与该天线端口相连的天线的部署环境发生重大变化，需要触发一次重新建立调谐参数表，同时更新存储于非易失存储器中的调谐参数表。在非易失存储器的调谐参数表前一个存储单元，附加一个调谐参数表就绪状态指示。由该调谐参数表就绪状态指示，可以选择外化为读写器人机界面的指示灯，读写器机器界面的GPIO指示信号和联机查询状态。
上述建立调谐参数表的过程针对当前选定读写器天线端口而言，对于不同的天线端口，对应不同的调谐参数表和调谐参数表就绪状态指示，且按天线端口递增顺序，存储于读写器的非易失存储器中。
在读写器天线端口相连的天线的持续辐射过程中，天线辐射范围内的环境在实时地发生着变化，对于工作频段的任一工作频点，需要动态修正调谐参数表，动态修正调谐参数表的步骤包括：
S701.获取单频点单天线端口调谐参数表项，剩余尝试次数赋初值Trys=3。
S702.获取当前反射功率。
S703.判断是否获得更小反射功率，若是，则转到S710执行；若不是，转到S704执行。
S704.判断剩余尝试次数Trys是否等于3，若是，则转到S705执行；若不是，则转到S706执行。
S705.调谐数字调谐电容Clen，Trys=2，转到S702执行。
S706.判断剩余尝试次数Trys是否等于2，若是，则转到S707执行；若不是，则转到S708执行。
S707.调谐数字调谐电容Cin，Trys=1，转到S702执行。
S708.判断剩余尝试次数Trys是否等于1，若是，则转到S709执行；若不是，则转到S710执行。
S709.调谐数字调谐电容Cout，Trys=0，转到S702执行。
S710.更新当前反射功率，结束。
以上所述的判断是否获得更小反射功率，应是前后两次的反射功率的差值绝对值与前次反射功率的百分比值在阈值内，且该阈值可设置。
本发明在读写器的方向性器件和高频开关间内插三轴调谐网络；对于读写器工作频段中的各个工作频点，针对当前选定天线端口，自动建立调谐参数表项，构成与天线端口和工作频段绑定的调谐参数表；在读写器天线端口相连的天线的持续辐射过程中，由读写器实时反射功率检测，动态修正调谐参数表，实时补偿天线辐射范围内环境变化。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：为了提高标签识读距离，提高读写器发射功率，同时抑制读写器前向泄漏和前向反射，使用三轴调谐网络降低读写器前向反射，该方法涉及的电路简单，调试简单。本发明适应了由于高频开关的器件特性，馈线与天线的阻抗匹配，天线的器件特性和天线辐射范围内的环境变化，导致的方向性器件的后级输入阻抗发生变化，并且这种变化是时变的。在读写器天线端口相连的天线的持续辐射过程中，由读写器实时反射功率检测，动态修正调谐参数表，实时补偿天线辐射范围内环境变化，稳定了无源收发同频RFID系统性能。
附图说明
图1三轴调谐网络结构示意图；
图2三轴调谐网络的调谐空间示意图；
图3单频点建立调谐参数表项步骤示意图；
图4单频点调谐参数表项示意图；
图5调谐单个数字调谐电容步骤示意图；
图6搜索调谐方向步长步骤示意图；
图7动态修正调谐参数表项步骤示意图；
图8具有三轴闭环自调谐的无源收发同频RFID系统示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的解释，但是以下的内容不用于限定本发明的保护范围。
实施例1：
基于本发明的实施例之一，如图8所示，具有三轴闭环自调谐的无源收发同频RFID系统包括如下部分：发射机801，本振802，接收机803，接收功率检测804，方向性器件805，三轴调谐网络806，高频开关SPTn807，天线端口1808~天线端口n809。对于无源收发同频RFID系统，读写器的本振802同时应用于发射机801上变频和接收机803下变频，通过在读写器的方向性器件805和高频开关SPTn807间内插的三轴调谐网络806实现抑制发射机前向反射。由于高频开关SPTn807的器件特性，馈线与天线的阻抗匹配，天线的器件特性和天线辐射范围内的环境变化，导致的方向性器件805的后级输入阻抗发生变化，并且这种变化是时变的。基于三轴调谐网络806，在读写器天线端口相连的天线的持续辐射过程中，动态修正调谐参数表，实时补偿天线辐射范围内环境变化，稳定了无源收发同频RFID系统性能。
如图1所示，在方向性器件805和高频开关807之间内插的三轴调谐网络包括：基本固定电容C101，中间数字调谐电容Clen102，输入数字调谐电容Cin103，输出数字调谐电容Cout104。由四个电容组成一个PI型网络，基本固定电容C101和中间数字调谐电容Clen102并联组成PI型网络的上横臂，输入数字调谐电容Cin103组成PI型网络的左竖臂，输出数字调谐电容Cout104组成PI型网络的右竖臂。基本固定电容C101决定三轴调谐网络的基本输入阻抗和基本输出阻抗。中间数字调谐电容Clen102用于调谐三轴调谐网络的基本输入阻抗和基本输出阻抗，输入数字调谐电容Cin103用于调谐三轴调谐网络的输入阻抗接近于前级的输出阻抗，输出数字调谐电容Cout104用于调谐三轴调谐网络的输出阻抗接近于后级的输入阻抗。
对中间数字调谐Clen102，输入数字调谐电容Cin103和输出数字调谐电容Cout104的调谐是独立进行的，在数学上表现为独立变化的三个变量，在三维空间上表现为三轴，如图2所示，三轴调谐网络的调谐空间，中间数字调谐电容Clen102的数字调谐空间为[0,31]，输入数字调谐电容Cin103的数字调谐空间为[0,31],输出数字调谐电容Cout104的数字调谐空间为[0,31]。数字调谐空间到物理调谐空间的映射公式为：C=1.3pF+val*0.131pF(+-10%)，因此，三轴上电容的物理调谐空间均为[1.05pF,5.1pF]。
本发明的实施例之一的无源收发同频RFID系统支持IEC/ISO 18000-6C标准和美国标准频段902MHz~928MHz，该频段的中心频点为915MHz，信道宽度为500KHz，含52个信道，由各信道的中心频点组成该频段的跳频点集合。
如图8所示，对于当前选定的工作天线端口1(808)，在进入任意标签清点周期前，选定工作频段902MHz~928MHz的中心频点915MHz，以该中心频点915MHz作为起始单频点，如图3所示，建立调谐参数表项。
为了控制中心频点建立调谐参数表项的时间，控制总轮次maxSteps=32，中心频点建立调谐参数表项的实施步骤包括：
S301.开始：剩余调谐轮次初始化steps=32；调谐网络初始化Cin=(0+31)/2=15，Clen=(0+31)/2=15，Cout=(0+31)/2=15。
S302.获取初始反射功率reflectedPower=7dBm。
S303.调谐单个数字调谐电容Clen102，更新反射功率reflectedPower=5dBm，更新剩余调谐轮次steps=31，记录Clen102调谐方向步长dir(Clen)=-1。
S304.调谐单个数字调谐电容Cin103，更新反射功率reflectedPower=0dBm，更新剩余调谐轮次steps=30，记录Cin103调谐方向步长dir(Cin)=-2。
S305.调谐单个数字调谐电容Cout104，更新反射功率reflectedPower=-5dbm，更新剩余调谐轮次steps=29，记录Cout104调谐方向步长dir(Cout)=-2。
S306.判断剩余调谐轮次steps是否等于0，不等于0，则转到S307执行。
S307.判断在S303/S304/S305执行中是否获得更小反射功率，获得更小反射功率，转到S302执行。S302.获取初始反射功率reflectedPower=-7dBm。S303.调谐单个数字调谐电容Clen102，更新反射功率reflectedPower=-6dBm，更新剩余调谐轮次steps=28，记录Clen102调谐方向步长dir(Clen)=-1。S304.调谐单个数字调谐电容Cin103，更新反射功率reflectedPower=-6dBm，更新剩余调谐轮次steps=27，记录Cin103调谐方向步长dir(Cin)=-2。S305.调谐单个数字调谐电容Cout104，更新反射功率reflectedPower=-6dbm，更新剩余调谐轮次steps=26，记录Cout104调谐方向步长dir(Cout)=-2。S306.判断剩余调谐轮次steps是否等于0，不等于0，则转到S307执行。S307.判断在S303/S304/S305执行中是否获得更小反射功率，没有获得更小反射功率，转到S308执行。
S308.结束中心频点建立调谐参数表项。
如图5所示，S303中调谐单个数字调谐电容Clen102的实施步骤包括：
S501.获取当前剩余调谐轮次steps。
S502.搜索调谐方向步长dir(Clen)=-2。
S503.判断调谐方向步长是否等于0，不等于0，则转到S504执行。
S504.判断当前剩余调谐轮次steps是否为0，不等于0，则转到S505执行。
S505.更新数字调谐电容Clen=Clen+(-1)。
S506.判断C是否小于0,不小于0,则转到S507执行。
S507.判断C是否大于31,不大于31,则转到S508执行。
S508.电路设置数字调谐电容Clen。
S509.判断是否获得更小反射功率，若是，则更新剩余调谐轮次steps，转到S504执行；若不是，则转到S510执行。
S510.更新数字调谐电容Clen=Clen+(-1)，电路设置数字调谐电容Clen。
S511.返回当前反射功率reflectedPower，剩余调谐轮次steps，当前数字调谐电容值Clen和当前调谐方向步长dir(Clen)=-1,结束。
S304中调谐单个数字调谐电容Cin102,S305中调谐单个数字调谐电容Cout103的实施步骤与S303中调谐单个数字调谐电容Clen102的实施步骤类似。
如图6所示，S502中搜索Clen102调谐方向步长dir(Clen)的实施步骤包括：
S601.获取当前调谐电容Clen102值。
S602.判断当前调谐电容值是否大于0,若是，则转到S603执行。
S603.更新调谐电容值Clen=Clen-1,电路设置调谐电容Clen。
S604.判断是否获得更小反射功率，是，则转到S605执行。
S605.更新当前反射功率reflectedPower。
S606.确定电容调谐方向步长dir=-1。
S607.判断当前调谐电容值是否小于31,是，则转到S608执行。
S608.更新调谐电容值Clen=Clen+1,电路设置调谐电容Clen。
S609.判断是否获得更小反射功率，若是，不是，则转到S612执行。
S612.判断当前调谐电容值是否大于0+1,是，转到S613执行。
S613.更新调谐电容值Clen=Clen-2,电路设置调谐电容Clen。
S614.判断是否获得更小反射功率，不是，转到S617执行。
S617.判断当前调谐电容值是否小于31-1,是，转到S618执行。
S618.更新调谐电容值Clen=Clen+2,电路设置调谐电容Clen。
S619.判断是否获得更小反射功率，不是，转到S622执行。
S622.返回电容调谐方向步长dir(Clen)=-1，搜索Clen102调谐方向步长结束。
S502中搜索Cin103调谐方向步长dir(Cin)=-2,搜索Cout104调谐方向步长dir(Cout)=-2的实施步骤与搜索Clen102调谐方向步长dir(Clen)=-1类似。
对于工作频段902MHz~928MHz的跳频点集合，由中心频点915MHz，分为上频段跳频点子集合和下频段跳频点子集合。对于上频段跳频点子集合，由第一接近中心频点的单频点916MHz，根据中心频点915MHz的调谐步长，尝试增数字调谐电容值和减数字调谐电容值两个方向，由较小反射功率确定调谐方向为增数字调谐电容值。同时，将增数字调谐电容值作为上频段跳频点集合的各单频点的调谐方向，将减数字调谐电容值作为下频段跳频点集合的各单频点的调谐方向。对于上频段跳频点子集合和下频段跳频点子集合中的各单频点，按照图3所示单频点建立调谐参数表项的步骤，建立调谐参数表项。由工作频段中的所有工作频点的调谐参数表项，由工作频点由低到高，建立调谐参数表。
如图8所示，对于当前选定的工作天线端口1 808，其调谐参数表存储于读写器的非易失存储器中，当与该天线端口相连的天线的部署环境发生重大变化，需要触发一次重新建立调谐参数表，同时更新存储于非易失存储器中的调谐参数表。在非易失存储器的调谐参数表前一个存储单元，附加一个调谐参数表就绪状态指示。由该调谐参数表就绪状态指示，可以选择外化为读写器人机界面的指示灯，读写器机器界面的GPIO指示信号和联机查询状态。
上述建立调谐参数表的过程针对当前选定读写器天线端口1 808而言，对于不同的天线端口2~n，对应不同的调谐参数表和调谐参数表就绪状态指示，且按天线端口递增顺序，存储于读写器的非易失存储器中。
如图8所示，对于当前选定的工作天线端口1 808，在与其相连的天线的持续辐射过程中，天线辐射范围内的环境在实时地发生着变化，对于工作频段的任一工作频点，需要动态修正调谐参数表。
如图7所示，在某一时刻，对于中心频点915MHz，动态修正调谐参数表的实施步骤包括：
S701.获取单频点915Mhz，单天线端口1 808调谐参数表项，剩余尝试次数赋初值Trys=3。
S702.获取当前反射功率。
S703.判断是否获得更小反射功率，不是，转到S704执行。
S704.判断剩余尝试次数Trys是否等于3，是，转到S705执行。
S705.调谐数字调谐电容Clen102，Trys=2，转到S702执行。S702.获取当前反射功率。S703.判断是否获得更小反射功率，不是，转到S704执行。S704.判断剩余尝试次数Trys是否等于3，不是，则转到S706执行。
S706.判断剩余尝试次数Trys是否等于2，是，转到S707执行。
S707.调谐数字调谐电容Cin103，Trys=1，转到S702执行。S702.获取当前反射功率。S703.判断是否获得更小反射功率，不是，转到S704执行。S704.判断剩余尝试次数Trys是否等于3，不是，则转到S706执行。S706.判断剩余尝试次数Trys是否等于2，不是，转到S708执行。
S708.判断剩余尝试次数Trys是否等于1，是，转到S709执行。
S709.调谐数字调谐电容Cout104，Trys=0，转到S702执行。S702.获取当前反射功率。S703.判断是否获得更小反射功率，是，转到S710执行。
S710.更新当前反射功率，结束。
上述如图3/图5/图6/图7的实施步骤中判断是否获得更小反射功率，应是前后两次的反射功率的差值绝对值与前次反射功率的百分比值在阈值内，该阈值设置为1dBm。
本发明为了提高标签识读距离，提高读写器发射功率，同时抑制读写器前向泄漏和前向反射，使用三轴调谐网络降低读写器前向反射，该方法涉及的电路简单，调试简单。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种具有三轴闭环自调谐的无源收发同频RFID系统，其特征在于该系统在RFID读写器的方向性器件和高频开关间内插三轴调谐网络，实现抑制发射机前向反射；所述三轴调谐网络包括：基本固定电容C(101)，中间数字调谐电容Clen(102)，输入数字调谐电容Cin(103)，输出数字调谐电容Cout(104)；这四个电容组成一个PI型网络，基本固定电容C(101)和中间数字调谐电容Clen(102)并联组成PI型网络的上横臂，输入数字调谐电容Cin(103)组成PI型网络的左竖臂，输出数字调谐电容Cout(104)组成PI型网络的右竖臂；基本固定电容C(101)决定三轴调谐网络的基本输入阻抗和基本输出阻抗；中间数字调谐电容Clen(102)用于调谐三轴调谐网络的基本输入阻抗和基本输出阻抗，输入数字调谐电容Cin(103)用于调谐三轴调谐网络的输入阻抗接近于前级的输出阻抗，输出数字调谐电容Cout(104)用于调谐三轴调谐网络的输出阻抗接近于后级的输入阻抗。
2.根据权利要求1所述的具有三轴闭环自调谐的无源收发同频RFID系统，其特征在于：所述三轴调谐网络，其调谐空间：
中间数字调谐电容Clen(102)的调谐范围为[min(Clen)(201),max(Clen)(202)]，其中，min(Clen)(201)为中间数字调谐电容Clen(102)的最小可调谐值，max(Clen)(202)为中间数字调谐电容Clen(102)的最大可调谐值；
输入数字调谐电容Cin(103)的调谐范围为[min(Cin)(203),max(Cin)(204)]，其中，min(Cin)(203)为输入数字调谐电容Cin(103)的最小可调谐值，max(Cin)(204)为输入数字调谐电容Cin(103)的最小可调谐值；
输出数字调谐电容的调谐范围为[min(Cout)(205),max(Cout)(206)]，其中，min(Cout)(205)为输出数字调谐电容Cout(104)的最小可调谐值，max(Cout)(206)为输出数字调谐电容Cout(104)的最大可调谐值。
3.一种权利要求1-2所述系统的调谐参数表项建立方法，其特征在于：对于当前选定的工作天线端口，在进入任意标签清点周期前，应对跳频点集合内的任一单频点，建立调谐参数表项；选定跳频点集合的中间频点作为工作频段的中心频点，以该中心频点作为起始单频点，建立调谐参数表项；
所述单频点建立调谐参数表项的步骤包括：
S301.开始：剩余调谐轮次steps初始化等于最大可调谐轮次maxSteps；调谐网络初始化，中间数字调谐电容Clen(102)值初始化为Clen=(min(Clen)(201)+max(Clen)(202))/2，其中，min(Clen)(201)为中间数字调谐电容Clen(102)的最小可调谐值，max(Clen)(202)为中间数字调谐电容Clen(102)的最大可调谐值；输入数字调谐电容Cin(103)值初始化为Cin=(min(Cin)(203)+max(Cin)(204))/2，其中，min(Cin)(203)为输入数字调谐电容Cin(103)的最小可调谐值，max(Cin)(204)为输入数字调谐电容Cin(103)的最小可调谐值；输出数字调谐电容Cout(104)值初始化为Cout=(min(Cout)(205)+max(Cout)(206))/2，其中，min(Cout)(205)为输出数字调谐电容Cout(104)的最小可调谐值，max(Cout)(206)为输出数字调谐电容Cout(104)的最大可调谐值；
S302.获取初始反射功率reflectedPower；
S303.调谐单个数字调谐电容Clen(102)，更新反射功率reflectedPower，更新剩余调谐轮次steps，记录Clen(102)调谐方向步长dir(Clen)；
S304.调谐单个数字调谐电容Cin(103)，更新反射功率reflectedPower，更新剩余调谐轮次steps，记录Cin(103)调谐方向步长dir(Cin)；
S305.调谐单个数字调谐电容Cout(104)，更新反射功率reflectedPower，更新剩余调谐轮次steps，记录Cout(105)调谐方向步长dir(Cout)；
S306.判断剩余调谐轮次steps是否等于0，若等于0，则转到S308执行；若不等于0，则转到S307执行；
S307.判断在S303/S304/S305执行中是否获得更小反射功率，若获得更小反射功率，则转到S302执行；若没有获得更小反射功率，则转到S308执行；
S308.结束单频点建立调谐参数表项。
4.根据权利要求3所述的调谐参数表项建立方法，其特征在于：所述单频点调谐参数表项包括：频点(401)，反射功率(402)，中间数字调谐电容Clen(102)值(403)，中间数字调谐电容Clen(102)调谐方向步长(404)，输入数字调谐电容Cin(103)值(405)，输入数字调谐电容Cin(103)调谐方向步长(406)，输出数字调谐电容Cout(104)值(407)，输出数字调谐电容Cout(104)调谐方向步长(408)。
5.根据权利要求3所述的调谐参数表项建立方法，其特征在于：所述步骤S303/S304/S305中调谐单个数字调谐电容的步骤包括：
S501.获取当前剩余调谐轮次steps；
S502.搜索调谐方向步长dir；
S503.判断调谐方向步长是否等于0，若等于0，则转到S511执行；若不等于0，则转到S504执行；
S504.判断当前剩余调谐轮次steps是否为0，若等于0，则转到S511执行；若不等于0，则转到S505执行；
S505.更新数字调谐电容C=C+dir；
S506.判断C是否小于min(C),若小于min(C),则转到S511执行，若不小于min(C),则转到S507执行；
S507.判断C是否大于max(C),若大于max(C),则转到S511执行，若不大于max(C),则转到S508执行；
S508.电路设置数字调谐电容C；
S509.判断是否获得更小反射功率，若是，则更新剩余调谐轮次，转到S504执行；若不是，则转到S510执行；
S510.更新数字调谐电容C=C+dir，电路设置数字调谐电容C；
S511.返回当前反射功率reflectedPower，剩余调谐轮次steps，当前数字调谐电容值C和当前调谐方向步长dir(C),结束。
6.根据权利要求5所述的调谐参数表项建立方法，其特征在于：所述S502中搜索调谐方向步长的步骤包括：
S601.获取当前调谐电容值C；
S602.判断当前调谐电容值是否大于min(C),若是，则转到S603执行；若不是，则转到S607执行；
S603.更新调谐电容值C=C-1,电路设置调谐电容C；
S604.判断是否获得更小反射功率，若是，则转到S605执行；若不是，则转到S607执行；
S605.更新当前反射功率reflectedPower；
S606.确定电容调谐方向步长dir=-1；
S607.判断当前调谐电容值是否小于max(C),若是，则转到S608执行；若不是，则转到S612执行；
S608.更新调谐电容值C=C+1,电路设置调谐电容C；
S609.判断是否获得更小反射功率，若是，则转到S610执行；若不是，则转到S612执行；
S610.更新当前反射功率reflectedPower；
S611.确定电容调谐方向步长dir=+1；
S612.判断当前调谐电容值是否大于min(C)+1,若是，则转到S613执行；若不是，则转到S617执行；
S613.更新调谐电容值C=C-2,电路设置调谐电容C；
S614.判断是否获得更小反射功率，若是，则转到S615执行；若不是，则转到S617执行；
S615.更新当前反射功率reflectedPower；
S616.确定电容调谐方向步长dir=-2；
S617.判断当前调谐电容值是否小于max(C)-1,若是，则转到S618执行；若不是，则转到S622执行；
S618.更新调谐电容值C=C+2,电路设置调谐电容C；
S619.判断是否获得更小反射功率，若是，则转到S620执行；若不是，则转到S622执行；
S620.更新当前反射功率reflectedPower；
S621.确定电容调谐方向步长dir=+2；
S622.返回电容调谐方向步长dir(C)，搜索调谐方向步长结束。
7.根据权利要求3-6任一项所述的调谐参数表项建立方法，其特征在于：对于跳频点集合，由该中心频点，分为上频段跳频点子集合和下频段跳频点子集合；对于上频段跳频点子集合，由第一接近中心频点的单频点，根据中心频点的调谐步长，尝试增数字调谐电容值和减数字调谐电容值两个方向，由较小反射功率确定调谐方向；同时，将此调谐方向作为上频段跳频点集合的各单频点的调谐 方向，将此调谐方向的反方向作为下频段跳频点集合的各单频点的调谐方向；对于上频段跳频点子集合和下频段跳频点子集合中的各单频点，按照单频点建立调谐参数表项的步骤，建立调谐参数表项；由工作频段中的所有工作频点的调谐参数表项，由工作频点由低到高，建立调谐参数表。
8.根据权利要求3-6任一项所述的调谐参数表项建立方法，其特征在于：当前选定读写器天线端口的调谐参数表存储于读写器的非易失存储器中，当与该天线端口相连的天线的部署环境发生重大变化，需要触发一次重新建立调谐参数表，同时更新存储于非易失存储器中的调谐参数表；在非易失存储器的调谐参数表前一个存储单元，附加一个调谐参数表就绪状态指示，由该调谐参数表就绪状态指示，可以选择外化为读写器人机界面的指示灯，读写器机器界面的GPIO指示信号和联机查询状态。
9.根据权利要求3所述的调谐参数表项建立方法，其特征在于：在读写器天线端口相连的天线的持续辐射过程中，天线辐射范围内的环境在实时地发生着变化，对于工作频段的任一工作频点，需要动态修正调谐参数表，动态修正调谐参数表的步骤包括：
S701.获取单频点单天线端口调谐参数表项，剩余尝试次数赋初值Trys=3；
S702.获取当前反射功率；
S703.判断是否获得更小反射功率，若是，则转到S710执行；若不是，转到S704执行；
S704.判断剩余尝试次数Trys是否等于3，若是，则转到S705执行；若不是，则转到S706执行；
S705.调谐数字调谐电容Clen，Trys=2，转到S702执行；
S706.判断剩余尝试次数Trys是否等于2，若是，则转到S707执行；若不是，则转到S708执行；
S707.调谐数字调谐电容Cin，Trys=1，转到S702执行；
S708.判断剩余尝试次数Trys是否等于1，若是，则转到S709执行；若不是，则转到S710执行；
S709.调谐数字调谐电容Cout，Trys=0，转到S702执行；
S710.更新当前反射功率，结束。
10.根据权利要求3或5或6或9任一项所述的调谐参数表项建立方法，其特征在于：所述判断是否获得更小反射功率，是指：前后两次的反射功率的差值绝对值与前次反射功率的百分比值在阈值内，且该阈值可设置。
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