CN116865792A - 一种rfid读写器系统及其发射功率控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供的一种RFID读写器系统及其发射功率控制方法，该系统包括发射链路功率驱动电路和射频功率校准电路；发射链路功率驱动电路至少包括数字基带及其增益寄存器，射频功率校准电路包括主控制器和温度传感器；温度传感器的输入端与发射链路功率驱动电路连接，输出端与主控制器的输入端连接，用于检测发射链路功率驱动电路的实时板载温度，并将实时板载温度发送给主控制器；主控制器可以依据接收到的实时板载温度确定是否对发射链路功率驱动电路的增益进行调节，并在确定调节时，按照实时板载温度对数字基带及其增益寄存器的增益进行调整，以此来调节发射链路功率驱动电路的实际发射功率。

Description

一种RFID读写器系统及其发射功率控制方法

技术领域

本申请涉及射频技术领域，尤其涉及一种RFID读写器系统及其发射功率控制方法。

背景技术

超高频射频识别通信系统由RFID读写器和RFID标签两大部分组成。RFID读写器是有源系统，可以直接外接电源供电，标签是无源系统，无法直接外接电源供电。RFID读写器通过天线向空间发射电磁波，RFID标签通过其天线接收空间电磁波并转化成电能给自己供电。实际应用场景中，RFID标签和RFID读写器之间距离的远近会影响通信质量的好坏。例如，当两者之间距离较远时，由于电磁波空间长距离衰减大，要求RFID读写器能够发射大功率电磁波，以便能够激活标签，保证两者正常通信；而当两者之间距离较近时，由于电磁波空间短距离衰减小，要求RFID读写器能够发射小功率电磁波，只激活近距离标签，避免激活远距离标签，同时也能减少读写器系统功耗。这就要求RFID读写器输出功率可以调节，以满足不同距离的通信应用场景的要求。

目前，RFID发射通道主要由基频DAC、混频器(Mixer)、片内功率放大器、片外功率放大器、定向耦合器、功率检测器，模数转换器ADC和主控制器八大部分组成。通过由定向耦合器，功率检测器，模数转换器ADC和主控制器构成的射频功率校准和检测功能模块，实现对射频射出功率检测和闭环控制调节。但是，该部分电路单元增加了电路的复杂程度、电路布板面积以及硬件成本，从而不利于小型化要求。此外，由于功率检测器在工作环境温度因素、PCB制版的工艺因素和不同工作频点的因素影响下，功率检测器的射频功率与电压的拟合公式存在一定的偏差，使得其输出功率也存在一定的偏差，进而导致读写器的输出功率调节精度较低。

发明内容

本申请的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，特别是现有技术中RFID读写器系统中的射频功率校准和检测功能模块增加了电路的复杂程度、电路布板面积以及硬件成本，从而不利于小型化要求，并且影响读写器的输出功率调节精度的技术缺陷。

本申请提供了一种RFID读写器系统，所述系统包括发射链路功率驱动电路和射频功率校准电路；

其中，所述发射链路功率驱动电路至少包括数字基带及其增益寄存器，所述射频功率校准电路包括主控制器和温度传感器；

所述温度传感器的输入端与所述发射链路功率驱动电路连接，输出端与所述主控制器的输入端连接，用于检测所述发射链路功率驱动电路的实时板载温度，并将所述实时板载温度发送给所述主控制器；

所述主控制器的输出端与所述数字基带及其增益寄存器相连，用于依据接收到的实时板载温度确定是否对所述发射链路功率驱动电路的增益进行调节，并在确定调节时，按照所述实时板载温度对所述数字基带及其增益寄存器的增益进行调整。

可选地，所述主控制器依据接收到的实时板载温度确定是否对所述发射链路功率驱动电路的增益进行调节的过程，包括：

所述主控制器确定所述发射链路功率驱动电路的目标发射功率，以及所述目标发射功率的目标温度范围，并将接收到的实时板载温度与所述目标温度范围进行比较；

所述主控制器在判断所述实时板载温度在所述目标温度范围内时，确定不对所述发射链路功率驱动电路的增益进行调节，在判断所述实时板载温度不在所述目标温度范围内时，确定对所述发射链路功率驱动电路的增益进行调节。

可选地，所述主控制器按照所述实时板载温度对所述数字基带及其增益寄存器的增益进行调整的过程，包括：

所述主控制器依据所述实时板载温度确定所述发射链路功率驱动电路的实际发射功率的功率补偿值，并根据所述功率补偿值对所述数字基带及其增益寄存器的增益进行调整。

可选地，所述发射链路功率驱动电路还包括依次连接的基频DAC、混频器及其增益寄存器、驱动功率放大器及其增益寄存器、滤波器、末级可调增益功率放大器和定向耦合器；

所述基频DAC的输入端与所述数字基带及其增益寄存器的输出端连接。

本申请还提供了一种发射功率控制方法，应用于上述实施例中任一项所述的RFID读写器系统中的主控制器，所述方法包括：

当发射电磁波时，确定发射链路功率驱动电路的目标发射功率、按照所述目标发射功率对所述发射链路功率驱动电路的增益进行配置后的实际发射功率，以及按照所述实际发射功率发射电磁波时温度传感器检测到的所述发射链路功率驱动电路的实时板载温度；

确定所述实时板载温度是否在所述目标发射功率的目标温度范围内；

若所述实时板载温度在所述目标温度范围内，则退出功率控制环节；

若所述实时板载温度不在所述目标温度范围内，则依据所述实时板载温度确定所述实际发射功率的功率补偿值，并根据所述功率补偿值对所述发射链路功率驱动电路中的数字基带及其增益寄存器的增益进行调整后，返回执行确定按照所述目标发射功率对所述发射链路功率驱动电路的增益进行配置后的实际发射功率及其后续步骤，直到所述实际发射功率与所述目标发射功率之间的功率误差不超过预设误差阈值为止。

可选地，所述确定按照所述目标发射功率对所述发射链路功率驱动电路的增益进行配置后的实际发射功率，包括：

获取预先配置的与所述目标发射功率对应的目标发射链路增益配置表；

依据所述目标发射链路增益配置表对所述发射链路功率驱动电路的增益进行配置后，获取配置增益后的发射链路功率驱动电路的实际发射功率。

可选地，所述依据所述实时板载温度以及所述目标温度范围确定所述实际发射功率的功率补偿值，包括：

确定不同温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率之间的拟合公式，所述拟合公式中包含不同温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率之间的功率补偿值；

将所述实时板载温度下的实际发射功率与所述拟合公式进行比对后，确定所述实时板载温度下的实际发射功率的功率补偿值。

可选地，所述确定不同温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率之间的拟合公式，包括：

将所述发射链路功率驱动电路放置于恒温试验箱中，并通过PC软件控制射频输出和所述恒温试验箱的试验箱温度；

通过所述温度传感器获取所述发射链路功率驱动电路在不同的试验箱温度下射频输出时的实时温度以及该实时温度下通过频谱仪采集到的实际发射功率；

将不同试验箱温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率进行作差后，得到不同试验箱温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率之间的功率补偿值；

依据不同试验箱温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率之间的功率补偿值，确定不同温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率之间的拟合公式。

可选地，所述根据所述功率补偿值对所述发射链路功率驱动电路中的数字基带及其增益寄存器的增益进行调整，包括：

确定预先配置的与所述目标发射功率对应的目标发射链路增益配置表，其中，所述目标发射链路增益配置表中包含与所述目标发射功率对应的目标温度范围；

根据所述功率补偿值以及所述目标发射链路增益配置表，确定所述发射链路功率驱动电路中的数字基带及其增益寄存器与所述功率补偿值之间的增益步进关系；

根据所述增益步进关系对所述数字基带及其增益寄存器的增益进行调整。

可选地，所述确定预先配置的与所述目标发射功率对应的目标发射链路增益配置表，包括：

获取预先配置的所述发射链路功率驱动电路的各个增益驱动单元的初始发射链路增益配置表，以及按照所述初始发射链路增益配置表对所述发射链路功率驱动电路的各个增益驱动单元的增益进行配置后得到的多个目标发射功率；

通过PC软件依次获取各个目标发射功率对应的所述发射链路功率驱动电路的各个增益驱动单元的增益后，按照获取的增益对所述发射链路功率驱动电路的各个增益驱动单元进行配置，并通过频谱仪获取配置增益后的发射链路功率驱动电路输出的实际发射功率；

判断所述实际发射功率是否等于对应的目标发射功率；

若不等于，则根据所述实际发射功率与所述目标发射功率之间的偏差对所述初始发射链路增益配置表进行调整后，返回执行通过PC软件依次获取各个目标发射功率对应的所述发射链路功率驱动电路的各个增益驱动单元的增益及其后续步骤；

若等于，则获取所述温度传感器检测的与所述目标发射功率对应的目标温度范围，并将所述目标发射功率对应的目标温度范围发送至所述PC软件进行保存，直到所有的目标发射功率均校准完毕时，通过所述PC软件将所有的目标发射功率及对应的目标温度范围、所述发射链路功率驱动电路的各个增益驱动单元的增益进行整理后形成目标发射链路增益配置表。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请提供的一种RFID读写器系统及其发射功率控制方法，该系统包括发射链路功率驱动电路和射频功率校准电路；其中，发射链路功率驱动电路至少包括数字基带及其增益寄存器，射频功率校准电路包括主控制器和温度传感器；温度传感器的输入端与发射链路功率驱动电路连接，输出端与主控制器的输入端连接，用于检测发射链路功率驱动电路的实时板载温度，并将实时板载温度发送给主控制器；主控制器的输出端与数字基带及其增益寄存器相连，这样主控制器便可以依据接收到的实时板载温度确定是否对发射链路功率驱动电路的增益进行调节，并在确定调节时，按照实时板载温度对数字基带及其增益寄存器的增益进行调整，以此来调节发射链路功率驱动电路的实际发射功率。该过程仅通过温度传感器和主控制器组成的低成本硬件和软件系统，即可实现读写器射频射出功率精准调节和稳定输出，对比现有技术中采用功率检测器、模数转换器ADC和主控制器构成的射频功率校准和检测功能模块而言，本申请极大地降低了射频电路的复杂度和硬件成本，也能缩小电路布板面积，从而使得硬件模组更加小型化；并且，本申请通过温度传感器获取发射链路功率驱动电路的实时板载温度后，主控制器直接通过该实时板载温度对数字基带及其增益寄存器的增益进行调整，进而避免了使用功率检测器来检测输出功率导致读写器的输出功率调节精度较低的情况出现。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例提供的一种RFID读写器系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的发射链路功率驱动电路与主控制器以及温度传感器的电路连接图；

图3本申请实施例提供的一种发射功率控制方法的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的未启用发射链路功率增益驱动电路的温度补偿功能时的功率输出情况示意图；

图5为本申请实施例提供的启用发射链路功率增益驱动电路的温度补偿功能时的功率输出情况示意图；

图6为本申请实施例提供的确定拟合公式时的电路结构示意图；

图7为本申请实施例提供的不同温度下的拟合公式的示意图；

图8为本申请实施例提供的发射链路功率驱动电路中数字基带及其增益寄存器的增益步进关系示意图；

图9为本申请实施例提供的配置目标发射链路增益配置表时的电路结构示意图；

图10为本申请实施例提供的初始发射链路增益配置表及对应的目标发射功率之间的关系图；

图11为本申请实施例提供的目标发射链路增益配置表的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

目前，RFID发射通道主要由基频DAC、混频器(Mixer)、片内功率放大器、片外功率放大器、定向耦合器、功率检测器，模数转换器ADC和主控制器八大部分组成。通过由定向耦合器，功率检测器，模数转换器ADC和主控制器构成的射频功率校准和检测功能模块，实现对射频射出功率检测和闭环控制调节。但是，该部分电路单元增加了电路的复杂程度、电路布板面积以及硬件成本，从而不利于小型化要求。此外，由于功率检测器在工作环境温度因素、PCB制版的工艺因素和不同工作频点的因素影响下，功率检测器的射频功率与电压的拟合公式存在一定的偏差，使得其输出功率也存在一定的偏差，进而导致读写器的输出功率调节精度较低。基于此，本申请提出如下技术方案，具体参见下文：

在一个实施例中，如图1所示，图1为本申请实施例提供的一种RFID读写器系统的结构示意图；本申请提供了一种RFID读写器系统，所述系统包括发射链路功率驱动电路和射频功率校准电路。

其中，所述发射链路功率驱动电路至少包括数字基带及其增益寄存器，所述射频功率校准电路包括主控制器和温度传感器。

所述温度传感器的输入端与所述发射链路功率驱动电路连接，输出端与所述主控制器的输入端连接，用于检测所述发射链路功率驱动电路的实时板载温度，并将所述实时板载温度发送给所述主控制器。

所述主控制器的输出端与所述数字基带及其增益寄存器相连，用于依据接收到的实时板载温度确定是否对所述发射链路功率驱动电路的增益进行调节，并在确定调节时，按照所述实时板载温度对所述数字基带及其增益寄存器的增益进行调整。

本实施例中，RFID读写器系统可以包括发射链路功率驱动电路和射频功率校准电路；其中，发射链路功率驱动电路指的是RFID读写器系统中由至少一个增益驱动单元所组成的能够发射一定功率电磁波的链路，而本申请的射频功率校准电路指的是根据发射链路功率驱动电路的实时温度对其增益驱动单元中的增益进行调节，以使发射链路功率驱动电路的发射功率得到调节的电路。

具体地，如图1所示，本申请的RFID读写器系统在使用上述发射链路功率驱动电路和射频功率校准电路进行读写工作时，该发射链路功率驱动电路至少可以包括数字基带及其增益寄存器，射频功率校准电路可以包括主控制器和温度传感器。该温度传感器可以与发射链路功率驱动电路连接，这样温度传感器便可以检测发射链路功率驱动电路的实时板载温度。而本申请为了更好的对发射链路功率驱动电路的增益进行调节，可以将温度传感器的输出端与主控制器的输入端连接，主控制器的输出端与发射链路功率驱动电路中的数字基带及其增益寄存器连接，并将主控制器配置为接收温度传感器发送的实时板载温度，并根据该实时板载温度来确定是否对发射链路功率驱动电路的增益进行调节，当确定对发射链路功率驱动电路的增益进行调节时，可以按照该实时板载温度来对发射链路功率驱动电路中的数字基带及其增益寄存器的增益进行调整，此时发射链路功率驱动电路可以按照调整后的增益重新发射射频功率，进而实现对射频功率检测以及闭环控制调节。

例如，本申请可以预先通过实验确定发射链路功率驱动电路发射不同的射频功率时对应的温度，接着将实时板载温度与当前的射频功率对应的温度进行比较，这样便可以根据比较结果来确定是否对发射链路功率驱动电路的增益进行调节；或者，本申请还可以根据实时板载温度来计算对应的射频功率，并将计算得到的射频功率与发射链路功率驱动电路实际发射的射频功率进行比较，这样也可以根据比较结果来确定是否对发射链路功率驱动电路的增益进行调节；进一步地，本申请还可以根据实时板载温度来确定发射链路功率驱动电路当前的工作温度是否超出理想的工作温度，若超出，则表示需要对发射链路功率驱动电路的增益进行调节，若未超出，则表示不需要对发射链路功率驱动电路的增益进行调节；当然，本申请还可以通过其他方式来确定发射链路功率驱动电路的增益是否需要进行调节，在此不作赘述。

当确定对发射链路功率驱动电路的增益进行调节时，主控制器可以按照实时板载温度来对发射链路功率驱动电路中的数字基带及其增益寄存器的增益进行调节。例如，主控制器可以根据实时板载温度来确定数字基带及其增益寄存器的增益调节值，然后按照该增益调节值来对数字基带及其增益寄存器的增益进行调节；主控制器也可以根据实时板载温度来确定当前理想输出的射频功率，并按照该理想输出的射频功率来对数字基带及其增益寄存器的增益进行调节；或者，主控制器还可以根据实时板载温度来当前输出的射频功率的功率补偿值，并按照该功率补偿值来确定数字基带及其增益寄存器的增益调节值，这样也可以对数字基带及其增益寄存器的增益进行调节。

可以理解的是，本申请发射链路功率驱动电路中的数字基带及其增益寄存器主要负责对发射链路中的增益进行微调，以使发射链路发出的射频功率满足一定的功率要求。例如，本申请数字基带及其增益寄存器中的增益寄存器便负责对数字基带的增益进行调节，而数字基带则负责将未经调制到载波信号前的数字基带信号进行放大，数字基带及其增益寄存器与主控制器连接后，主控制器即可根据实时板载温度来对数字基带及其增益寄存器的增益进行调节，这样既可以快速调节发射链路功率驱动电路发射的射频功率的大小，又可以避免同时对多个增益驱动单元的增益进行调节导致调节时间过长。

另外需要说明的是，本申请中的主控制器指的是在有多个指令控制器的计算机中，在给定的时间间隔内起主要作用的指令控制器。本申请中的主控制器可以替换为MCU(微控制单元)，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机。一般地，MCU按其基本操作处理的数据位数可以分为1位、4位、8位、16位、32位甚至64位单片机，平时较多使用8位，16位和32位的单片机；按其存储器类型又可以分为无片内ROM型和带片内ROM型两种，本申请可以依据实际情况进行选择，在此不做限制。

上述实施例中，该系统包括发射链路功率驱动电路和射频功率校准电路；其中，发射链路功率驱动电路至少包括数字基带及其增益寄存器，射频功率校准电路包括主控制器和温度传感器；温度传感器的输入端与发射链路功率驱动电路连接，输出端与主控制器的输入端连接，用于检测发射链路功率驱动电路的实时板载温度，并将实时板载温度发送给主控制器；主控制器的输出端与数字基带及其增益寄存器相连，这样主控制器便可以依据接收到的实时板载温度确定是否对发射链路功率驱动电路的增益进行调节，并在确定调节时，按照实时板载温度对数字基带及其增益寄存器的增益进行调整，以此来调节发射链路功率驱动电路的实际发射功率。该过程仅通过温度传感器和主控制器组成的低成本硬件和软件系统，即可实现读写器射频射出功率精准调节和稳定输出，对比现有技术中采用功率检测器、模数转换器ADC和主控制器构成的射频功率校准和检测功能模块而言，本申请极大地降低了射频电路的复杂度和硬件成本，也能缩小电路布板面积，从而使得硬件模组更加小型化；并且，本申请通过温度传感器获取发射链路功率驱动电路的实时板载温度后，主控制器直接通过该实时板载温度对数字基带及其增益寄存器的增益进行调整，进而避免了使用功率检测器来检测输出功率导致读写器的输出功率调节精度较低的情况出现。

在一个实施例中，所述主控制器依据接收到的实时板载温度确定是否对所述发射链路功率驱动电路的增益进行调节的过程，可以包括：

所述主控制器确定所述发射链路功率驱动电路的目标发射功率，以及所述目标发射功率的目标温度范围，并将接收到的实时板载温度与所述目标温度范围进行比较。

所述主控制器在判断所述实时板载温度在所述目标温度范围内时，确定不对所述发射链路功率驱动电路的增益进行调节，在判断所述实时板载温度不在所述目标温度范围内时，确定对所述发射链路功率驱动电路的增益进行调节。

本实施例中，主控制器在依据接收到的实时板载温度确定是否对发射链路功率驱动电路的增益进行调节时，可以先确定发射链路功率驱动电路的目标发射功率以及目标发射功率对应的目标温度范围，接着，主控制器可以将实时板载温度与该目标温度范围进行比较，确定实时板载温度是否在目标温度范围内，若在，则表示发射链路功率驱动电路当前发射电磁波时的实际发射功率与目标发射功率的功率误差较小，或实际发射功率与目标发射功率相同，此时无需对发射链路功率驱动电路的增益进行调节；若不在，则表示发射链路功率驱动电路当前发射电磁波时的实时发射功率与目标发射功率的功率误差较大，此时则需要对发射链路功率驱动电路的增益进行调节，以使调节后的发射链路功率驱动电路发射电磁波时的实际发射功率与目标发射功率的功率误差较小或与目标发射功率相同。

可以理解的是，本申请的发射链路功率驱动电路在发射电磁波之前，主控制器可以按照相关配置来对发射链路功率驱动电路的增益进行配置，以使发射链路功率驱动电路便可以输出目标发射功率的电磁波。但由于发射链路功率驱动电路在发射电磁波的过程中，需要通过相关电路进行调制、解调、放大、滤波等相关操作，继而使得发射链路功率驱动电路输出的实际发射功率的功率值不一定与目标发射功率的功率值一致或接近。因此，本申请通过温度传感器来检测发射链路功率驱动电路的实时板载温度，这样主控制器便可以根据该实时板载温度来监测发射链路功率驱动电路的功率发射情况，并及时进行调节。

在一个实施例中，所述主控制器按照所述实时板载温度对所述数字基带及其增益寄存器的增益进行调整的过程，可以包括：

所述主控制器依据所述实时板载温度确定所述发射链路功率驱动电路的实际发射功率的功率补偿值，并根据所述功率补偿值对所述数字基带及其增益寄存器的增益进行调整。

本实施例中，主控制器在按照实时板载温度来对数字基带及其增益寄存器的增益进行调整时，可以先根据该实时板载温度来确定发射链路功率驱动电路的实际发射功率的功率补偿值，然后根据该功率补偿值来对数字基带及其增益寄存器的增益进行调整，这样便可以对发射链路功率驱动电路的的实际发射功率进行调节。

可以理解的是，这里的功率补偿值指的是实时板载温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率之间的差值。本申请为了提高宽温工作条件下RFID读写器系统的射频输出功率的准确性，可以预先针对常温下校准得到的发射功率配置相应温度下的功率补偿，这样当RFID读写器系统工作在宽温条件下，本申请也可以通过功率补偿的方式来对实际发射功率进行补偿，以此来消除实时板载温度超出常温后带来的计算误差。进一步地，这里的预设温度可以是常温下的温度，也可以根据读写器的实际工作情况设置的温度，如20℃等，在此不做限制。

在一个实施例中，如图2所示，图2为本申请实施例提供的发射链路功率驱动电路与主控制器以及温度传感器的电路连接图；所述发射链路功率驱动电路还包括依次连接的基频DAC、混频器及其增益寄存器、驱动功率放大器及其增益寄存器、滤波器、末级可调增益功率放大器和定向耦合器。

所述基频DAC的输入端与所述数字基带及其增益寄存器的输出端连接。

本实施例中，如图2所示，发射链路功率驱动电路的不仅可以包括数字基带及其增益寄存器，还可以包括依次连接的基频DAC、混频器及其增益寄存器、驱动功率放大器及其增益寄存器、滤波器、末级可调增益功率放大器和定向耦合器，这样每一增益驱动单元通过其增益寄存器或功率放大器本身来调节各自的增益，以使最终的发射链路功率驱动电路发射电磁波时的功率能够满足不同应用场景的需求。

可以理解的是，这里的基频DAC可以将放大后的数字基带信号转换为射频信号后，混频器及其增益寄存器可以将基频DAC发出的射频信号与本振信号相乘后进行放大的电子元器件；驱动功率放大器及其增益寄存器可以对混频器及其增益寄存器的输出功率进行驱动级增益的电子元器件；而末级可调增益功率放大器则可以对驱动功率放大器及其增益寄存器的输出功率再次进行放大的电子元器件；定向耦合器可以将末级可调增益功率放大器放大后的电磁波信号输出给天线，同时可以把从天线接收的电磁波信号耦合给到接收机端的电子元器件。

在一个实施例中，如图3所示，图3本申请实施例提供的一种发射功率控制方法的流程示意图；本申请还提供了一种发射功率控制方法，应用于上述实施例中任一项所述的RFID读写器系统中的主控制器，所述方法可以包括：

S110：当发射电磁波时，确定发射链路功率驱动电路的目标发射功率、按照目标发射功率对发射链路功率驱动电路的增益进行配置后的实际发射功率，以及按照实际发射功率发射电磁波时温度传感器检测到的发射链路功率驱动电路的实时板载温度。

S120：确定实时板载温度是否在目标发射功率的目标温度范围内；若实时板载温度在目标温度范围内，则执行S130；若实时板载温度不在目标温度范围内，则执行S140。

S130：退出功率控制环节。

S140：依据实时板载温度确定实际发射功率的功率补偿值，并根据功率补偿值对发射链路功率驱动电路中的数字基带及其增益寄存器的增益进行调整后，返回执行S110中确定按照目标发射功率对发射链路功率驱动电路的增益进行配置后的实际发射功率，以及按照实际发射功率发射电磁波时温度传感器检测到的发射链路功率驱动电路的实时板载温度的步骤，以及S120～S140。

本实施例中，如图3所示，当RFID读写器系统需要发射电磁波时，主控制器可以先确定发射链路功率驱动电路本次发射电磁波时的目标发射功率，这样便可以确定按照该目标发射功率对发射链路功率驱动电路的增益进行配置后的实际发射功率，以及按照该实际发射功率发射电磁波时温度传感器检测到的发射链路功率驱动电路的实时板载温度，接着，主控制器可以确定该实时板载温度是否在目标发射功率的目标温度范围内，若在，则无需对发射链路功率驱动电路的增益进行调节，此时可以退出功率控制环节；若不在，则需要对发射链路功率驱动电路的增益进行调节，此时可以先根据实时板载温度来确定实际发射功率的功率补偿值，然后按照该功率补偿值来对数字基带及其增益寄存器的增益进行调整，并在调整后，重新确定按照目标发射功率对发射链路功率驱动电路的增益进行配置后的实际发射功率，以及，按照该实际发射功率发射电磁波时的实时板载温度，这样主控制器便可以继续根据该实时板载温度来判断是否对当前的发射链路功率驱动电路的增益进行调节，以使发射链路功率驱动电路最终输出的实际发射功率趋近于目标发射功率。

可以理解的是，由于发射链路功率驱动电路中增益驱动单元的工作状态与温度相关，相同的功率在不同的温度下通过增益驱动单元进行处理后的差损也是变化的。因此，本申请可以预先按照一定的温度配置攻略来对发射链路功率驱动电路的每一目标发射功率所对应的目标温度范围进行配置，进而使得主控制器在获取到温度传感器发送的实时板载温度后，便可以将该实时板载温度与目标发射功率的目标温度范围进行比较，并确定当前的发射链路功率驱动电路的实时板载温度是否在该目标温度范围内，这样便可以判断当前的发射链路功率驱动电路的增益是否需要调节。需要说明的是，这里的目标温度范围可以是某一温度值，也可以是某一温度范围，在此不作限制。

下面将通过图4和图5来对本申请的发射功率控制方法的有益效果进行阐述。示意性地，如图4、图5所示，图4为本申请实施例提供的未启用发射链路功率增益驱动电路的温度补偿功能时的功率输出情况示意图，图5为本申请实施例提供的启用发射链路功率增益驱动电路的温度补偿功能时的功率输出情况示意图；将图4和图5进行对比可知，启用温度补偿功能时，发射链路功率增益驱动电路输出的功率偏差最大值是0.8，低于误差容限±1d，而不启用温度补偿功能时，发射链路功率增益驱动电路输出的功率偏差最大是1.5，大于误差容限±1d，因此，本申请相较于现有技术而言，可以实现RFID读写器输出功率调节精度±1dB，满足不同频率和不同工作环境温度(-20℃到80℃)条件下。

在一个实施例中，S110中确定按照所述目标发射功率对所述发射链路功率驱动电路的增益进行配置后的实际发射功率，可以包括：

S111：获取预先配置的与所述目标发射功率对应的目标发射链路增益配置表。

S112：依据所述目标发射链路增益配置表对所述发射链路功率驱动电路的增益进行配置后，获取配置增益后的发射链路功率驱动电路的实际发射功率。

本实施例中，在确定发射链路功率驱动电路的实际发射功率时，可以先获取预先配置的与目标发射功率对应的目标发射链路增益配置表，然后根据该目标发射链路增益配置表来对发射链路功率驱动电路的增益进行配置，并在配置后，获取该发射链路功率驱动电路的实际发射功率。

其中，本申请的目标发射链路增益配置表中包含有不同的目标发射功率下的发射链路功率驱动电路中各个增益驱动单元的增益配置信息，以及不同的目标发射功率下发射链路功率驱动电路的温度值。当主控制器需要获取发射链路功率驱动电路的实际发射功率时，可以先调用预先配置的目标发射链路增益配置表来获取与目标发射功率对应的发射链路功率驱动电路的增益，接着按照该增益来对发射链路功率驱动电路进行配置，继而可以得到该配置下发射链路功率驱动电路输出的实际发射功率。

进一步地，当主控制器需要确定当前温度传感器检测到的实时板载温度是否在目标发射功率的目标温度范围内时，也可以调用预先配置的目标发射链路增益配置表来获取该目标发射功率对应的目标温度范围，然后再根据实时板载温度与该目标温度范围之间的比较结果来确定是否对发射链路功率驱动电路的增益进行调节。

在一个实施例中，S140中依据所述实时板载温度以及所述目标温度范围确定所述实际发射功率的功率补偿值，可以包括：

S141：确定不同温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率之间的拟合公式，所述拟合公式中包含不同温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率之间的功率补偿值。

S142：将所述实时板载温度下的实际发射功率与所述拟合公式进行比对后，确定所述实时板载温度下的实际发射功率的功率补偿值。

本实施例中，再确定实际发射功率对应的功率补偿值时，本申请可以先确定不同温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率之间的拟合公式，由于该拟合公式中包含有不同温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率之间的功率补偿值。因此，本申请在获取到不同温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率之间的拟合公式后，可以将发射链路功率驱动电路在实时板载温度下的实际发射功率与获取到的多个拟合公式进行比对后，确定实时板载温度下的实际发射功率的功率补偿值。

需要说明的是，本申请中的主控制器可以预先配置不同温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率之间的拟合公式，并将其保存到特定路径下，这样在确定发射链路功率驱动电路在实时板载温度下的实际发射功率的功率补偿值时，便可以直接调用预先存储的不同温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率之间的拟合公式，这样便节省了拟合公式的确定时间，继而有效提高读写效率。

在一个实施例中，如图6所示，图6为本申请实施例提供的确定拟合公式时的电路结构示意图；S141中确定不同温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率之间的拟合公式，可以包括：

S1410：将所述发射链路功率驱动电路放置于恒温试验箱中，并通过PC软件控制射频输出和所述恒温试验箱的试验箱温度。

S1411：通过所述温度传感器获取所述发射链路功率驱动电路在不同的试验箱温度下射频输出时的实时温度以及该实时温度下通过频谱仪采集到的实际发射功率。

S1412：将不同试验箱温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率进行作差后，得到不同试验箱温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率之间的功率补偿值。

S1413：依据不同试验箱温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率之间的功率补偿值，确定不同温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率之间的拟合公式。

本实施例中，如图6所示，当需要确定不同温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率之间的拟合公式时，可以先将本申请的发射链路功率驱动电路放置于恒温试验箱中，并通过PC软件控制射频输出以及恒温试验箱的试验箱温度，这样便可以通过温度传感器获取发射链路功率驱动电路在不同的试验箱温度下射频输出时的实时温度以及该实时温度下通过频谱仪或功率仪采集到的实际发射功率，接着，本申请可以将不同试验箱温度下的实际发射功率与预设功率下的射频功率进行做差，这样即可得出不同试验箱温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率之间的功率补偿值，继而根据可以不同试验箱温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率之间的功率补偿值来确定相应的拟合公式。

举例来说，本申请可以利用主控制器和温度传感器来实时检测发射链路功率驱动电路的温度T，然后根据预设温度T0(20℃)下的射频功率PTX_0，对发射链路功率驱动电路中的数字基带及其增益寄存器(DBB_gain)进行补偿，得到温度T下输出的实际发射功率与温度T0(20℃)下的射频功率PTX_0的拟合公式如图7所示，图7为本申请实施例提供的不同温度下的拟合公式的示意图；由图7可见，当本申请获取到不同温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率之间的拟合公式后，便可以快速确定实时板载温度下的实际发射功率的功率补偿值。

在一个实施例中，S140中根据所述功率补偿值对所述发射链路功率驱动电路中的数字基带及其增益寄存器的增益进行调整，可以包括：

S410：确定预先配置的与所述目标发射功率对应的目标发射链路增益配置表，其中，所述目标发射链路增益配置表中包含与所述目标发射功率对应的目标温度范围。

S411：根据所述功率补偿值以及所述目标发射链路增益配置表，确定所述发射链路功率驱动电路中的数字基带及其增益寄存器与所述功率补偿值之间的增益步进关系。

S412：根据所述增益步进关系对所述数字基带及其增益寄存器的增益进行调整。

本实施例中，主控制器在对发射链路功率驱动电路中的数字基带及其增益寄存器的增益进行调整时，可以先确定预先配置的与目标发射功率对应的目标发射链路增益配置表，由于该目标发射链路增益配置表中包含有不同的目标发射功率下的发射链路功率驱动电路中各个增益驱动单元的增益配置信息，以及不同的目标发射功率下发射链路功率驱动电路的温度值。因此，当主控制器需要根据功率补偿值对发射链路功率驱动电路中的数字基带及其增益寄存器的增益进行调整时，便可以先根据功率补偿值以及该目标发射链路增益配置表，确定发射链路功率驱动电路中的数字基带及其增益寄存器与功率补偿值之间的增益步进关系，然后根据该增益步进关系对数字基带及其增益寄存器的增益进行调整。

示意性地，如图8所示，图8为本申请实施例提供的发射链路功率驱动电路中数字基带及其增益寄存器的增益步进关系示意图；图8中的DBB_gain为数字基带及其增益寄存器，Modulator_Gain为混频器及其增益寄存器、Driver PA_Gain为驱动功率放大器及其增益寄存器，当DBB_gain、Modulator_Gain、Driver PA_Gain取不同值时，其对应的增益补偿和发射功率调整范围均不同。例如，当DBB_gain为60，Modulator_Gain为4、Driver PA_Gain为0时，增益补偿为-0.1*29，其中，0.1是指调整的步进，29＝(89-60)指的调整的下限，增益补偿指的是实际发射功率的功率补偿值，在该功率补偿值下，调整后的实际发射功率为-3dbm；当DBB_gain为89，Modulator_Gain为4、Driver PA_Gain为0时，增益补偿为0，0在该功率补偿值下，调整后的实际发射功率为-0.1dbm；而当DBB_gain为130，Modulator_Gain为4、Driver PA_Gain为0时，增益补偿为+0.1*41，41＝(130-89)指的是调整的上限，在该功率补偿值下，调整后的实际发射功率为4dbm，也即是说，在实际发射功率为0db时，可调整的误差范围是-3到4dbm。以此类推，便可以得到发射链路功率驱动电路中的数字基带及其增益寄存器与功率补偿值之间的增益步进关系，这样便可以根据该增益步进关系反过来对数字基带及其增益寄存器的增益进行调整。

在一个实施例中，如图9所示，图9为本申请实施例提供的配置目标发射链路增益配置表时的电路结构示意图；S410中确定预先配置的与所述目标发射功率对应的目标发射链路增益配置表，可以包括：

S411：获取预先配置的所述发射链路功率驱动电路的各个增益驱动单元的初始发射链路增益配置表，以及按照所述初始发射链路增益配置表对所述发射链路功率驱动电路的各个增益驱动单元的增益进行配置后得到的多个目标发射功率。

S412：通过PC软件依次获取各个目标发射功率对应的所述发射链路功率驱动电路的各个增益驱动单元的增益后，按照获取的增益对所述发射链路功率驱动电路的各个增益驱动单元进行配置，并通过频谱仪获取配置增益后的发射链路功率驱动电路输出的实际发射功率。

S413：判断所述实际发射功率是否等于对应的目标发射功率。

S414：若不等于，则根据所述实际发射功率与所述目标发射功率之间的偏差对所述初始发射链路增益配置表进行调整后，返回执行通过PC软件依次获取各个目标发射功率对应的所述发射链路功率驱动电路的各个增益驱动单元的增益及其后续步骤。

S415：若等于，则获取所述温度传感器检测的与所述目标发射功率对应的目标温度范围，并将所述目标发射功率对应的目标温度范围发送至所述PC软件进行保存，直到所有的目标发射功率均校准完毕时，通过所述PC软件将所有的目标发射功率及对应的目标温度范围、所述发射链路功率驱动电路的各个增益驱动单元的增益进行整理后形成目标发射链路增益配置表。

本实施例中，在确定目标发射链路增益配置表时，可以先获取预先配置的发射链路功率驱动电路的各个增益驱动单元的初始发射链路增益配置表，以及按照该初始发射链路增益配置表对发射链路功率驱动电路的各个增益驱动单元的增益进行配置后得到的多个目标发射功率。示意性地，如图10所示，图10为本申请实施例提供的初始发射链路增益配置表及对应的目标发射功率之间的关系图；图10中给出了发射功率在0～27dbm之间对应的射链路功率驱动电路的各个增益驱动单元的增益的关系，通过图9可以快速确定各个目标发射功率对应的发射链路功率驱动电路的各个增益驱动单元的增益，这样本申请便可以通过图9所示的电路结构图来配置目标发射链路增益配置表。

具体地，本申请可以通过PC软件依次获取各个目标发射功率对应的发射链路功率驱动电路的各个增益驱动单元的增益后，针对每个目标发射功率，本申请可以按照获取的增益对发射链路功率驱动电路的各个增益驱动单元进行配置，并通过频谱仪获取配置增益后的发射链路功率驱动电路输出的实际发射功率，然后判断该实际发射功率是否等于对应的目标发射功率。若不等于，则根据实际发射功率与目标发射功率之间的偏差对初始发射链路增益配置表进行调整后，再次通过PC软件依次获取各个目标发射功率对应的发射链路功率驱动电路的各个增益驱动单元的增益，然后针对每个目标发射功率，本申请可以继续按照获取的增益对发射链路功率驱动电路的各个增益驱动单元进行配置，并通过频谱仪获取配置增益后的发射链路功率驱动电路输出的实际发射功率，接着再判断该实际发射功率是否等于对应的目标发射功率，以此来对每个目标发射功率下的实际发射功率进行检测。

当实际发射功率等于对应的目标发射功率时，则可以获取温度传感器检测的与目标发射功率对应的目标温度范围，并将该目标发射功率对应的目标温度范围发送至PC软件进行保存，直到所有的目标发射功率均校准完毕时，再通过PC软件将所有的目标发射功率及对应的目标温度范围、发射链路功率驱动电路的各个增益驱动单元的增益进行整理后形成目标发射链路增益配置表。如图11所示，图11为本申请实施例提供的目标发射链路增益配置表的结构示意图；图11中给出了发射功率在0～27dbm之间对应的射链路功率驱动电路的各个增益驱动单元的增益的关系以及每一发射功率下的温度值，主控制器可以根据该目标发射链路增益配置表来确定发射链路功率驱动电路中的数字基带及其增益寄存器与功率补偿值之间的增益步进关系。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间可以根据需要进行组合，且相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种RFID读写器系统，其特征在于，所述系统包括发射链路功率驱动电路和射频功率校准电路；

其中，所述发射链路功率驱动电路至少包括数字基带及其增益寄存器，所述射频功率校准电路包括主控制器和温度传感器；

所述温度传感器的输入端与所述发射链路功率驱动电路连接，输出端与所述主控制器的输入端连接，用于检测所述发射链路功率驱动电路的实时板载温度，并将所述实时板载温度发送给所述主控制器；

所述主控制器的输出端与所述数字基带及其增益寄存器相连，用于依据接收到的实时板载温度确定是否对所述发射链路功率驱动电路的增益进行调节，并在确定调节时，按照所述实时板载温度对所述数字基带及其增益寄存器的增益进行调整。

2.根据权利要求1所述的RFID读写器系统，其特征在于，所述主控制器依据接收到的实时板载温度确定是否对所述发射链路功率驱动电路的增益进行调节的过程，包括：

所述主控制器确定所述发射链路功率驱动电路的目标发射功率，以及所述目标发射功率的目标温度范围，并将接收到的实时板载温度与所述目标温度范围进行比较；

所述主控制器在判断所述实时板载温度在所述目标温度范围内时，确定不对所述发射链路功率驱动电路的增益进行调节，在判断所述实时板载温度不在所述目标温度范围内时，确定对所述发射链路功率驱动电路的增益进行调节。

3.根据权利要求1所述的RFID读写器系统，其特征在于，所述主控制器按照所述实时板载温度对所述数字基带及其增益寄存器的增益进行调整的过程，包括：

所述主控制器依据所述实时板载温度确定所述发射链路功率驱动电路的实际发射功率的功率补偿值，并根据所述功率补偿值对所述数字基带及其增益寄存器的增益进行调整。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的RFID读写器系统，其特征在于，所述发射链路功率驱动电路还包括依次连接的基频DAC、混频器及其增益寄存器、驱动功率放大器及其增益寄存器、滤波器、末级可调增益功率放大器和定向耦合器；

所述基频DAC的输入端与所述数字基带及其增益寄存器的输出端连接。

5.一种发射功率控制方法，应用于上述权利要求1-4中任一项所述的RFID读写器系统中的主控制器，其特征在于，所述方法包括：

当发射电磁波时，确定发射链路功率驱动电路的目标发射功率、按照所述目标发射功率对所述发射链路功率驱动电路的增益进行配置后的实际发射功率，以及按照所述实际发射功率发射电磁波时温度传感器检测到的所述发射链路功率驱动电路的实时板载温度；

确定所述实时板载温度是否在所述目标发射功率的目标温度范围内；

若所述实时板载温度在所述目标温度范围内，则退出功率控制环节；

若所述实时板载温度不在所述目标温度范围内，则依据所述实时板载温度确定所述实际发射功率的功率补偿值，并根据所述功率补偿值对所述发射链路功率驱动电路中的数字基带及其增益寄存器的增益进行调整后，返回执行确定按照所述目标发射功率对所述发射链路功率驱动电路的增益进行配置后的实际发射功率及其后续步骤，直到所述实际发射功率与所述目标发射功率之间的功率误差不超过预设误差阈值为止。

6.根据权利要求5所述的发射功率控制方法，其特征在于，所述确定按照所述目标发射功率对所述发射链路功率驱动电路的增益进行配置后的实际发射功率，包括：

获取预先配置的与所述目标发射功率对应的目标发射链路增益配置表；

依据所述目标发射链路增益配置表对所述发射链路功率驱动电路的增益进行配置后，获取配置增益后的发射链路功率驱动电路的实际发射功率。

7.根据权利要求5所述的发射功率控制方法，其特征在于，所述依据所述实时板载温度以及所述目标温度范围确定所述实际发射功率的功率补偿值，包括：

确定不同温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率之间的拟合公式，所述拟合公式中包含不同温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率之间的功率补偿值；

将所述实时板载温度下的实际发射功率与所述拟合公式进行比对后，确定所述实时板载温度下的实际发射功率的功率补偿值。

8.根据权利要求7所述的发射功率控制方法，其特征在于，所述确定不同温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率之间的拟合公式，包括：

将所述发射链路功率驱动电路放置于恒温试验箱中，并通过PC软件控制射频输出和所述恒温试验箱的试验箱温度；

通过所述温度传感器获取所述发射链路功率驱动电路在不同的试验箱温度下射频输出时的实时温度以及该实时温度下通过频谱仪采集到的实际发射功率；

将不同试验箱温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率进行作差后，得到不同试验箱温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率之间的功率补偿值；

依据不同试验箱温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率之间的功率补偿值，确定不同温度下的实际发射功率与预设温度下的射频功率之间的拟合公式。

9.根据权利要求5所述的发射功率控制方法，其特征在于，所述根据所述功率补偿值对所述发射链路功率驱动电路中的数字基带及其增益寄存器的增益进行调整，包括：

确定预先配置的与所述目标发射功率对应的目标发射链路增益配置表，其中，所述目标发射链路增益配置表中包含与所述目标发射功率对应的目标温度范围；

根据所述功率补偿值以及所述目标发射链路增益配置表，确定所述发射链路功率驱动电路中的数字基带及其增益寄存器与所述功率补偿值之间的增益步进关系；

根据所述增益步进关系对所述数字基带及其增益寄存器的增益进行调整。

10.根据权利要求9所述的发射功率控制方法，其特征在于，所述确定预先配置的与所述目标发射功率对应的目标发射链路增益配置表，包括：

获取预先配置的所述发射链路功率驱动电路的各个增益驱动单元的初始发射链路增益配置表，以及按照所述初始发射链路增益配置表对所述发射链路功率驱动电路的各个增益驱动单元的增益进行配置后得到的多个目标发射功率；

通过PC软件依次获取各个目标发射功率对应的所述发射链路功率驱动电路的各个增益驱动单元的增益后，按照获取的增益对所述发射链路功率驱动电路的各个增益驱动单元进行配置，并通过频谱仪获取配置增益后的发射链路功率驱动电路输出的实际发射功率；

判断所述实际发射功率是否等于对应的目标发射功率；

若不等于，则根据所述实际发射功率与所述目标发射功率之间的偏差对所述初始发射链路增益配置表进行调整后，返回执行通过PC软件依次获取各个目标发射功率对应的所述发射链路功率驱动电路的各个增益驱动单元的增益及其后续步骤；

若等于，则获取所述温度传感器检测的与所述目标发射功率对应的目标温度范围，并将所述目标发射功率对应的目标温度范围发送至所述PC软件进行保存，直到所有的目标发射功率均校准完毕时，通过所述PC软件将所有的目标发射功率及对应的目标温度范围、所述发射链路功率驱动电路的各个增益驱动单元的增益进行整理后形成目标发射链路增益配置表。