CN113221591A - 一种用于超高频射频识别的载波泄露消除装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于超高频射频识别的载波泄露消除装置，包括：第一定向耦合器、第二定向耦合器、数控移相器、第三定向耦合器、第一衰减电路、第二衰减电路、幅度相位比较器、微处理器和环形器。该载波泄露消除装置通过微处理器精确量化，并结合定向耦合以及衰减电路等参数，可以得到相加之前的参考信号和载波泄露信号的幅度差及相位差，从而通过调节数控移相器改变参考信号的幅度和相位，得到幅度相同、相位相反的参考信号和载波泄露信号。

Description

一种用于超高频射频识别的载波泄露消除装置

技术领域

本发明涉及一种载波泄露消除装置，尤其涉及一种用于超高频射频识别的载波泄露消除装置，属于射频识别技术领域。

背景技术

射频识别(Radio Frequency Identification，简称为RFID)是20世纪90年代兴起的一种自动识别技术，其利用射频信号通过空间耦合来实现无接触的信息传输，并通过所传输的信息来达到识别的目的，RFID的电子数据载体，即电子标签，其工作时所需的能量可以通过读卡器非接触式获取。目前，国际常用的RFID频率分布是：低频30～300KHz，典型代表频率是125KHz、133KHz，典型应用如动物识别、电子闭锁防盗等；高频3～30MHz，典型频率是13.56MHz，典型应用如二代身份证；超高频(简称为UHF)为860～960MHz(也包括433MHz频点)，典型频率是868MHz，典型应用如ETC等；微波频段是2.45GHz和5.8GHz。

RFID的低频和高频应用是采用电感耦合方式工作，电子标签和读卡器之间的距离几厘米或至多几十厘米，而RFID的超高频和微波应用采用电磁反向散射耦合，电子标签和读卡器之间的距离可以达到几米甚至几十米，但同时由于读卡器是收发一体的，即发射天线和接收天线共用一个，发射电路、接收电路和收发共用的天线封装在一个机壳里，所以在读卡器的接收电路里必然存在读卡器发射电路泄露的载波信号，这种载波泄露就形成了读卡器的自干扰信号，它会明显恶化读卡器的接收灵敏度，进而影响接收距离，严重时甚至阻塞读卡器，使其丧失通信能力，因此电路中必须要对自干扰信号进行抑制。举一个例子，0～5dBm的载波泄露级别，集成读卡器的接收灵敏度在－70dBm左右，而－10dBm级的载波泄露时，接收机的灵敏度可以达到－85dBm，两种情况下接收灵敏度有15dB的差异，这会导致通信距离至少相差两倍以上，所以必须采用载波泄露抑制电路加以消除。

超高频射频识别(简称为UHF RFID)的中国国家标准规定：读卡器的等效全向辐射功率(Equivalent Isotropically Radiated Power)≤2W。以高速公路的ETC(自动道路缴费系统)为例，其天线一般的增益都在6dBi以上，因此读卡器内的功放输出功率都会在0.5W以下。一般而言，增大发射功率是无线通信提高通信距离的最直接的办法。实际使用中，某些UHF RFID应用恰恰需要突破读卡器与电子标签之间的常规距离，以满足实际通信的需求，所以就需要大功率的读卡器发射信号，进而对能承受大功率、并有效抑制载波泄露的载波泄露消除技术产生了需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于超高频射频识别的载波泄露消除装置。

为实现上述发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种用于超高频射频识别的载波泄露消除装置，包括第一定向耦合器、第二定向耦合器、数控移相器、第三定向耦合器、第一衰减电路、第二衰减电路、幅度相位比较器、微处理器和环形器，其中，

所述第一定向耦合器，接收来自发射电路功率放大器的输出信号并将其送入所述环形器，并在所述第一定向耦合器的耦合端生成参考信号；

所述第二定向耦合器，用于耦合出部分所述参考信号；

所述第三定向耦合器，用于耦合出部分载波泄露信号；

所述第一衰减电路，用于调整所述第二定向耦合器耦合出的参考信号的幅度；

所述第二衰减电路，用于调整所述第三定向耦合器耦合出的载波泄露信号的幅度，其中，所述第二衰减电路输出的载波泄露信号的幅度与所述第一衰减电路输出的参考信号的幅度相当；

所述幅度相位比较器，用于比较所述第一衰减电路输出的参考信号和所述第二衰减电路输出的载波泄露信号的幅度和相位，并将确定出的幅度差和相位差送入微处理器；

所述微处理器，用于根据所述第二定向耦合器和所述第三定向耦合器的参数、所述第一衰减电路和所述第二衰减电路的参数确定相加之前的参考信号和载波泄露信号的幅度差和相位差，从而通过调节数控移相器改变参考信号的幅度和相位，得到幅度相同、相位相反的参考信号和载波泄露信号。

其中较优地，所述载波泄露消除装置还包括：合路器、第四定向耦合器、第三衰减电路和功率检测器；其中，

所述合路器，用于对所述数控移相器输出的参考信号和载波泄露信号进行相加，并将相加后的信号送入第四定向耦合器；

所述第四定向耦合器，用于耦合所述合路器输出的信号，通过所述第三衰减电路进行衰减后送入所述功率检测器；

所述功率检测器，用于确定从所述第三衰减电路输出的载波泄露信号是否达到预定值；若是，停止搜索，若否，对参考信号进行小范围幅度和相位校正。

其中较优地，所述数控移相器的移相范围为0到364.5度，每一级移相与否取决于单刀双掷开关的闭合状态。

其中较优地，所述数控移相器中的单刀双掷开关由数字逻辑电平控制。

其中较优地，所述数控移相器按照0.5°、1°、2°、4°、8°、16°、19°、45°、90°、180°的顺序，将10级移相网络顺序串联起来。

其中较优地，所述数控移相器还包括数控的射频信号衰减电路，衰减精度为0.25dB，由7位逻辑电平进行开关控制，分别是0.25dB、0.5dB、1dB、2dB、4dB、8dB和16dB。

其中较优地，所述第一衰减电路和所述第二衰减电路采用П型电阻连接方式。

与现有技术相比较，本发明所提供的用于超高频射频识别的载波泄露消除装置可以解决大功率发射信号时，UHF RFID读卡器或其它微波反射通信的载波泄露问题，从而提高读卡器和电子标签之间的通信距离，增强RFID系统的实用性。该装置还可以应用于微波反射通信，用于提高对目标物或前置器材的探测距离。

附图说明

图1为本发明实施例提供的载波泄露消除装置的系统示意图；

图2为本载波泄露消除装置中，数控移相器的结构示意图；

图3为本载波泄露消除装置所采用的载波泄露消除方法的流程图；

图4为本载波泄露消除装置所采用的测试架构的示意图；

图5为本载波泄露消除装置中，衰减电路的结构示意图；

图6为本载波泄露消除装置所实现的隔离度仿真示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容进行详细具体的说明。

在UHF RFID应用场景中，比如高速公路ETC收费，或者微波反射通信应用，或者连续波测速雷达中，无线电信号的收发都是共用一个天线的，而且发射信号和接收信号同时进行，所以必然导致会有部分发射信号泄露到接收信号的链路，从而影响接收信号的性能。

目前，我国UHF RFID读卡器的发射功率都在0.5W以下，读卡器与电子标签的通信距离一般都在10米以内。某些应用场景下，需要提高通信距离，最直接的方式就是加大发射信号的功率，但载波泄露信号也会随之增大，当载波泄露信号超过了读卡器之前设计的承载能力时，读卡器接收信号的能力就会下降，导致实际通信距离可能并没有随着发射功率的增大而明显提高。

目前，消除载波泄露的技术主要有两类。从器件类型上来说，可以分为有源器件和无源器件两种，从处理方式上来说，可以分为模拟信号处理方式和数字信号处理方式。

无源器件不需要供电，比如环形器、定向耦合器等，它们不会给电路引入额外的噪声，避免了在消除载波泄露信号的同时，恶化了有用信号的信噪比。有源器件的处理能力更强，可以放大信号，从而处理更强的载波泄露信号。

模拟电路和数字电路在消除载波泄露时的区别在于精确度，数字电路可以用更高的精度来调整信号的幅度和相位，而目前大多载波泄露消除技术都是基于生成一个和载波泄露信号幅度相同、但相位相反的对消信号(可称之为参考信号)，将二者相加从而相互抵消的原理，因此两个信号之间的误差，即对消信号和载波泄露信号的幅度误差、相位误差就是影响中和效果的重要因素，更高的精度意味着更小的误差，理想情况下误差为零，载波泄露的信号被完全抵消。虽然数字信号精度更高，模数转换可以控制的更细腻，但是数字信号会带来更多的量化噪声和数字杂散，这些最终会转化为影响有用信号信噪比的负面因素。

UHF RFID读卡器的发射功率较小，都在0.5W以下，一般通信距离在10米以内，如果为了增大通信距离而加大其发射功率，或者加大类似原理的微波反射通信的发射功率，都必然会导致载波泄露的功率也随之增大，而目前的UHF RFID读卡器一般能够承受的泄露功率在10dBm以下，否则读卡器的射频接收通道就会阻塞。

本发明实施例提供的载波泄露消除装置，是针对较大发射功率(例如0.5～8W之间)、复合的载波泄露消除技术，同时使用了无源器件和有源器件，并应用模拟电路和数字电路。当UHF RFID或其它微波反射通信在实际应用中为了提高通信距离而增大发射功率时，可以解决载波泄露信号随之增大的问题，而且还采用了前馈、反馈及数字控制技术，可以应对UHF RFID读卡器及天线应用环境的变化，产生不同的射频链路控制参数，因此具有很好的自适应能力。

UHF RFID或类似的微波反射通信系统，在提高和电子标签或前置设备的通信距离，以满足某些实际应用场景的需要，那么增大发射功率将是一种有效和简便的方式，但是发射功率增大的同时，载波泄露的功率也会相应增大，甚至非线性的恶化，而UHF RFID或类似的微波反射通信系统的射频接收链路中一般都有低噪声放大器(low noise amplifier，简称为LNA)的存在，当载波泄露给接收链路的信号，功率超过0dBm，即1mW时，LNA就很容易发生饱和失真，从而引起接收灵敏度的恶化，严重时甚至会堵塞接收机，使得系统不能正常工作。

针对这种应用需求，本发明实施例首先提供了一种能处理大功率发射信号的载波泄露消除装置，其系统框图如1所示。在本发明的一个实施例中，该载波泄露消除装置包括第一定向耦合器、第二定向耦合器、数控移相器、第三定向耦合器、第一衰减电路、第二衰减电路、幅度相位比较器、微处理器和环形器，其中，

第一定向耦合器，接收来自功率放大器的信号并将要发射的信号送入环形器，并在第一定向耦合器的耦合端生成参考信号；

第二定向耦合器，用于耦合出部分参考信号；

第三定向耦合器，用于耦合出部分载波泄露信号；

第一衰减电路，用于调整第二定向耦合器耦合出的参考信号的幅度；

第二衰减电路，用于调整第三定向耦合器耦合出的载波泄露信号的幅度，其中，第二衰减电路输出的载波泄露信号的幅度与第一衰减电路输出的参考信号的幅度相当；

幅度相位比较器，用于比较第一衰减电路输出的参考信号和第二衰减电路输出的载波泄露信号的幅度和相位，并将确定出的幅度差和相位差送入微处理器；

微处理器，用于根据第二定向耦合器和第三定向耦合器的参数、第一衰减电路和第二衰减电路的参数确定相加之前的参考信号与载波泄露信号的幅度差和相位差，从而通过调节数控移相器改变参考信号的幅度和相位，得到幅度相同、相位相反的参考信号和载波泄露信号。

其中优选地，该载波泄露消除装置进一步包括合路器、第四定向耦合器、第三衰减电路和功率检测器，其中，

合路器用于对所述数控移相器输出的参考信号和载波泄露信号进行相加，并将相加后的信号送入第四定向耦合器；

第四定向耦合器，用于耦合所述合路器输出的信号，通过所述第三衰减电路进行衰减后送入所述功率检测器；

功率检测器，用于确定从所述第三衰减电路输出的载波泄露信号是否达到预定值，若是，停止搜索，若否，对参考信号进行小范围幅度和相位校正。

本发明实施例所提供的载波泄露消除装置在大信号流经的路径上，使用定向耦合器、环形器，它们可以承受上百瓦的功率，流经路径上关键的自制数控移相器也可以承受近10W的射频功率，而且这些器件基本都是无源的，即它们几乎不需要供电，也不存在放大信号的作用，所以本载波泄露消除装置不存在饱和失真的风险，可以在收发共用天线时，对0.5～8W的大功率载波信号产生的泄露进行消除处理。

图1所示的系统框图中主要有3条路径，接下来分别进行说明。

(1)发射信号TX到天线(ANT)的路径

射频输入信号RF_IN信号经过功率放大器(Power Amplifier，简称为PA)得到+27～40dBm(0.5～8W)的载波发射信号TX，经过定向耦合器1后送入环形器，再通过环形器送入收发共用的天线。定向耦合器1的耦合度是10dB，定向输出的插入损耗非常小，在工作频段只有0.47dB，环形器的插入损耗为0.2dB，考虑线损等因素，功率放大后的载波信号到达天线端口的插入损耗小于等于1dB。

(2)载波泄露消除路径

在图1所示的系统配置下，泄露的载波主要来自于两个部分：一是由于环形器的隔离度的限制，发射的大功率载波信号在环形器直接从发射链路泄露到了接收链路，铁氧体的环形器的隔离度范围一般是20～30dB，可以取中值25dB；另一部分载波的泄露来自于天线，一般天线接口的阻抗都是按照50欧姆纯电阻设计的，但是实际上天线的端口阻抗并不能做到恰好是50Ω，而且都是存在着电抗成分的，并且天线周围的物体，尤其是金属材料的，都会导致天线端口阻抗的变化，一般而言，天线端口的回波损耗(Return Loss)能达到20dB，就已经匹配良好了，在这种情况下，送到天线端口的载波功率会有PA-20dB的功率反射回来，通过环形器进入了接收链路。这两部分叠加起来就形成了载波泄露的主要部分，在现有配置下估计为7～20dBm(即5～100mW)。

在本发明的实施例中，为了消除泄露的载波，首先生成一个参考信号(ReferenceSignal)，通过调整其幅度和相位，使之与泄露的载波信号幅度相同但相位相反，让二者在图1所示的合路器(简称为COMB)处相加，就能够相互抵消，从而达到消除系统中载波泄露的目的。

如图1所示，参考信号取自功率放大器输出的信号，由定向耦合器1的耦合端生成，大小是17～30dBm。图1中的GPD是幅度相位比较器的简写，它可以比较两路输入信号的幅度差和相位差。在本发明实施例中，用定向耦合器2耦合出一部分参考信号，用定向耦合器3耦合出一部分载波泄露信号，通过П衰1和П衰2适当调整它们的幅度，使得它们到达GPD时的幅度相当，这样幅度相位比较器能更准确的判断它们之间的相位差，将它们二者的幅度误差A°和相位误差β°送入微处理器(简称为MPU)，由微处理器精确量化，并结合定向耦合器2和3，以及П衰1和2等参数，就可以得到相加之前的参考信号和载波泄露信号的幅度差及相位差，从而通过调节数控移相器(Digital Controlled Phase Shifter，简称为DCPS)改变参考信号的幅度和相位，就可以得到幅度相同、相位相反的参考信号和载波泄露信号，它们在合路器处相加，就会相互抵消。相加后的信号用定向耦合器4耦合出一部分(例如百分之一)，送到功率检测(Power Detection)模块，用于检测对消之后残留的载波泄露信号，如果达到预期值就停止搜素相位差和幅度差，反之则可能由于器件及线路误差，就在小范围校正幅度差和相位差，直到达到满意的消除效果。定向耦合器4的直通端输出的就是RX，用于对接后续UHF RFID读卡器的射频接收链路。

(3)天线到输出信号RX的路径

电子标签返回的空间电磁波经由天线接收转化为微弱电信号，如图1所示，微弱电信号经过定向耦合器3、合路器、定向耦合器4送达接收输出端口，形成RX信号。定向耦合器3和4在超高频工作频段的插入损耗只有0.14dB，其对灵敏度的影响可以忽略，合路器会对灵敏度有3dB的恶化。如果环形器的隔离度能达到40dB，则可以将合路器换成定向耦合器，从而实现在消除载波泄露的同时，几乎不恶化接收灵敏度。

数控移相器在本发明所提供的载波泄露消除装置中扮演着关键角色。如图2所示，本发明实施例进一步提供一种基于传输线的10位数控移相器。该数控移相器的移相精度达到了0.5度，优于目前现有的大多精度为5.625度的数控移相器，其移相范围是0～364.5度，每一级移相与否都取决于单刀双掷(Single Pole Double Throw，简称为SPDT)开关的闭合状态，而这些开关都由数字逻辑电平控制。如图2所示，按照0.5°、1°、2°、4°、8°、16°、19°、45°、90°、180°的顺序，将10级移相网络顺序串联起来，总的插入损耗在工作频段是6dB，输入1dB压缩点达到了39dBm，输入0.1dB压缩点是36.5dBm，高于现有的大多输入1dB压缩点为20～30dBm的数控移相器，因此可以对UHF RFID读卡器的大功率发射信号进行处理。

在上述数控移相器中还包括一个数控的射频信号衰减电路，即图2中的ATT，其衰减精度为0.25dB，衰减范围达到31.75dB，由7位逻辑电平进行开关控制，分别是0.25dB、0.5dB、1dB、2dB、4dB、8dB和16dB。数控移相器能够达到相位精度0.5度和幅度精度0.25dB的参数，应用该数控移相器能够实现的对消比可以达到25dB。

图3所示为本发明实施例提供的载波泄露消除装置的工作流程。参见图3，该工作流程包括如下步骤：

S301，幅度相位比较器比较载波泄露信号和参考信号；

S302，微处理器计算幅度误差A和相位误差β；

S303，控制数控移相器的移相数值、衰减数值；

S304，功率检测模块检测泄露残留；

S305，判断泄露残留是否小于等于阈值，若是，功率检测模块检测记录新残留，若否，返回S301。

其中，S303可以具体包括如下步骤：

S3031，初始化移相精度；

S3032，寻找最优移相数值；

S3033，判断是否是最高精度，若否，执行S3034，提高移相精度，若是，执行S3035；

S3035，初始化衰减精度；

S3036，确定是否是最高精度，若否，执行S3037，提高衰减精度，若是返回。

概括地说，上述工作流程可以划分为如下环节：

第一步，初始化：

参数清零，包括幅度误差A、相位误差β、载波残留检测值等；预置参数，包括数控移相器的插入损耗、三个衰减电路П衰1、П衰2、П衰3，以及幅度相位比较器和功率检测器的置信区间。

第二步，获取载波泄露信号和参考信号的幅度误差A与相位误差β：

幅度相位比较器输出对应幅度误差的电压A°，以及对应相位误差的电压β°到微处理器，通过ADC后，再根据参数：数控移相器的插入损耗、П衰1和П衰2，计算出A与β，这种方法可以快速确定载波泄露信号和参考信号的相位差，比通过遍历参考信号的相位，从而来对齐载波泄露信号的方法，能先给出一个相对不大的相位误差范围，从而缩短参考信号最佳相位的搜索时间。

第三步，控制数控移相器的移相数值和衰减数值。图3中右半部分是对这一步骤的具体分解。首先根据载波泄露信号和参考信号的幅度差，大尺度的进行参考信号的幅度衰减，然后先搜索最优的移相数值，具体方法是初始化移相精度为较粗的步进，移相后比较残留信号的幅度是否减小了，如果减小则认为是有效的移相数值，然后提高移相的步进精度，以此类推，直到达到移相的最高精度。接下来确定数控移相器的衰减数值，因为本发明实施例的载波泄露消除装置中没有放大器，它不会引入额外的噪声，但也存在制约，即参考信号的幅度必须大于载波泄露信号。所以，要在这一步确定数控移相器除了自身插入损耗以外的信号衰减值。搜索最优衰减数值的方法与搜索最优的移相数值的方法相同，在此不再赘述。

第四步，对消后残留载波幅度的检测；

在完成最优移相和最优衰减后，定向耦合器4耦合出一小部分残留的载波泄露信号，通过功率检测模块转换成直流电压后，送入微处理器，进行ADC，然后根据定向耦合器4的耦合系数以及П衰3折算出实际接收端RX的输出功率。因为本发明实施例提供的载波泄露消除装置是设置在原有UHF RFID电路(具体为UHF RFID读卡器的射频接收链路)之前的，所以其载波泄露输出的幅度只要满足UHF RFID读卡器对RX信号的要求即可。这个要求就是本发明要实现的载波泄露消除阈值。当测算出的残留功率小于该载波泄露消除阈值，就表明对消过程结束。

第五步，残留信号监测：

因为天线对周围环境的变化比较敏感，或者UHF RFID读卡器的使用条件发生变化，都会影响射频电路的性能，所以在本发明实施例中会实时监测载波残留的幅度，一旦其超过阈值，就会触发进行新一轮的载波泄露对消。

图4是本载波泄露消除装置所采用的测试架构的示意图。其中，DUT(Device UnderTest)作为被测单元，是本发明实施例提供的载波泄露消除装置的对应电路模块。它包括3个接口：TX用于连接大功率发射信号，ANT用于连接收发共用天线，RX用于连接后续接收电路。在本发明的实施例中，用射频信号源产生载波信号，经过功率放大后送入被测单元，再由天线将其发射到空间，由于实施例的目的是测试载波泄露消除的效果，所以图4所示的测试架构图中没有出现电子标签，而是用频谱仪直接测试被测单元输出的RX信号中残留载波的大小，用隔离度Isolation＝TX-RX来表征本载波泄露消除装置的载波泄露消除效果。

表1列出了本发明实施例提供的载波泄露消除装置中，各个衰减电路的配置参数。如图5所示，3个衰减电路都采用П型电阻连接方式实现，电阻可以使用贴片0603的薄膜电阻。因为幅度相位比较器和功率检测模块都有一个置信区间，就是检测误差比较小的时候对应的射频信号的输入范围，所以采用П型电路来调节幅度相位比较器和功率检测模块的输入信号电平。

表1衰减电路的电阻配置

按照图4所示的测试架构的示意图，表2列出了对于DUT而言，不同的载波输入信号TX时，对应的载波残留信号RX的值。定义DUT隔离度如下：隔离度(dB)＝TX功率(dBm)－RX功率(dBm)

表2同时列出了对应不同的DUT隔离度的最优移相数值和衰减数值。图6是DUT隔离度(Isolation)随载波输入信号TX功率的变化曲线。这里，考虑到实际电路中每一级的载波泄露情况不方便用仪器实时测试，但DUT隔离度表征了：当接入的载波发射信号通过天线将其辐射到空间的同时，在接收链路上泄露的载波信号，所以用DUT隔离度代表在大功率的发射情况下，载波泄露消除的程度,即：载波泄露消除(Leakage cancellation)＝10log(初始发射功率/残留泄露功率)

表2不同DUT隔离度的测试数据

通过表2和图6所示的实验数据说明，本发明实施例提供的载波泄露消除装置，当UHF RFID读卡器的发射功率TX等于0.5～8W时，其在RX接收端对载波信号的隔离度都在45dB以上，实际泄露到RX接收端的载波信号都小于0dBm，这个量级的载波泄露对于接收链路的低噪声放大器是安全的，可以保证在收发共用天线的情况下接收链路能够正常工作。而且，此时读卡器仍然维持原有的接收水平，从而可以增加通信距离，即当读卡器的发射功率增大时，载波泄露信号并没有增大。

与现有技术相比较，本发明提供的载波泄露消除装置通过生成参考信号，并控制其幅度和相位，再用它来抵消接收链路的载波泄露信号，具有下述有益效果：

一是采用传输线移相技术和多路开关组合，能够适应大功率信号的相位和幅度控制要求；

二是采用先比较参考信号和载波泄露信号的相位差和幅度差，再寻找最佳移相参数和幅度控制参数的方式。这种方式缩小了最佳幅度、相位控制字的搜索范围，提高了载波泄露消除的处理速度；

三是没有在参考信号的射频链路使用放大器，或者其他有源矢量控制器件。这样就不会引入额外的噪声，进而不会对接收链路的灵敏度产生明显的不利影响。

利用本发明所提供的载波泄露消除装置，可以解决大功率发射信号时UHF RFID读卡器或其它微波反射通信的载波泄露问题，从而提高读卡器和电子标签之间的通信距离。该装置还可以应用于微波反射通信，从而提高对目标物或前置器材的探测距离。

需要指出的是，上面所描述的实施例仅是本发明实施例的一部分，而不是全部。上面所述的各种实施例，可以根据需要进行各种组合。本发明说明书中使用的术语和措辞仅仅为了举例说明，并不意味对本发明的权利要求构成限定。

本领域技术人员应当理解，在不脱离所公开的实施例的基本原理的前提下，对上述实施例中的各细节可进行各种变化。因此，本发明的范围只由权利要求确定，在权利要求中，除非另有说明，所有的术语应按最宽泛合理的意思进行理解。

对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质内容的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (10)

1.一种用于超高频射频识别的载波泄露消除装置，其特征在于包括第一定向耦合器、第二定向耦合器、数控移相器、第三定向耦合器、第一衰减电路、第二衰减电路、幅度相位比较器、微处理器和环形器，其中，

所述第一定向耦合器，接收来自功率放大器的信号并将要发射的信号送入所述环形器，并在所述第一定向耦合器的耦合端生成参考信号；

所述第二定向耦合器，用于耦合出部分所述参考信号；

所述第三定向耦合器，用于耦合出部分载波泄露信号；

所述第一衰减电路，用于调整所述第二定向耦合器耦合出的参考信号的幅度；

所述第二衰减电路，用于调整所述第三定向耦合器耦合出的载波泄露信号的幅度；

所述幅度相位比较器，用于比较所述第一衰减电路输出的参考信号和所述第二衰减电路输出的载波泄露信号的幅度和相位，并将确定出的幅度差和相位差送入微处理器；

所述微处理器，用于根据所述第二定向耦合器和所述第三定向耦合器的参数、所述第一衰减电路和所述第二衰减电路的参数确定相加之前的参考信号与载波泄露信号的幅度差和相位差，从而通过调节数控移相器改变参考信号的幅度和相位，得到幅度相同、相位相反的参考信号和载波泄露信号。

2.如权利要求1所述的载波泄露消除装置，其特征在于：

所述第二衰减电路输出的载波泄露信号的幅度与所述第一衰减电路输出的参考信号的幅度相当。

3.如权利要求1所述的载波泄露消除装置，其特征在于还包括合路器、第四定向耦合器、第三衰减电路和功率检测器，其中，

所述合路器用于对所述数控移相器输出的参考信号和载波泄露信号进行相加，并将相加后的信号送入第四定向耦合器；

所述第四定向耦合器，用于耦合所述合路器输出的信号，通过所述第三衰减电路进行衰减后送入所述功率检测器；

所述功率检测器，用于确定从所述第三衰减电路输出的载波泄露信号是否达到预定值，若是，停止搜索，若否，对参考信号进行小范围幅度和相位校正。

4.如权利要求1所述的载波泄露消除装置，其特征在于：

所述数控移相器的移相范围为0到364.5度，每一级移相与否取决于单刀双掷开关的闭合状态。

5.如权利要求4所述的载波泄露消除装置，其特征在于：

所述数控移相器中的单刀双掷开关由数字逻辑电平控制。

6.如权利要求4所述的载波泄露消除装置，其特征在于：

所述数控移相器按照0.5°、1°、2°、4°、8°、16°、19°、45°、90°、180°的顺序，将10级移相网络顺序串联起来。

7.如权利要求4～6中任意一项所述的载波泄露消除装置，其特征在于：

所述数控移相器还包括射频信号衰减电路，衰减精度为0.25dB，由7位逻辑电平进行开关控制，分别是0.25dB、0.5dB、1dB、2dB、4dB、8dB和16dB。

8.如权利要求3所述的载波泄露消除装置，其特征在于：

所述第一衰减电路、所述第二衰减电路和所述第三衰减电路采用П型电阻连接方式实现。

9.如权利要求1所述的载波泄露消除装置，其特征在于：

所述参考信号的幅度大于所述载波泄露信号。

10.如权利要求1所述的载波泄露消除装置，其特征在于设置在UHF RFID读卡器的射频接收链路之前。

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