CN206948317U - 射频识别手持机射频处理电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种射频识别手持机射频处理电路，包括振荡电路，用于提供本振信号；第一选择开关、第二选择开关，该第一选择开关与该第二选择开关之间设置第一通路及第二通路，该第一通路和/或第二通路设置有相位延迟电路，以使第一通路与第二通路之间具有相差90度的相位延迟，该第一选择开关接收该振荡电路产生的本振信号；该第一选择开关、第二选择开关根据识别处理切换到第一通路或第二通路，以使该本振信号提供给连接该第二选择开关的混频器，该混频器还通过天线单元接收射频信号，该混频器将处理后的射频信号发送给接收电路进行识别处理。本实用新型减少了射频识别手持机射频处理电路的占用空间，减少了漏识别的情况，提高了识别效率。

Description

射频识别手持机射频处理电路

技术领域

本实用新型涉及射频识别技术领域，尤其涉及一种射频识别手持机射频处理电路。

背景技术

在射频识别技术领域中，射频识别读写器通过射频信号对射频识别电子标签进行读写，从而获得射频识别电子标签中存储的相关身份及标识信息。而对于采用无源射频识别技术的射频识别读写器与射频识别电子标签之间的通信，具体是通过射频识别读写器持续向射频识别电子标签发送载波信号以提供能量，射频识别电子标签根据接收到的载波信号进行反向散射。因此，射频识别电子标签反馈的射频信号，其频率与射频识别读写器内部的本振信号频率一致，但是由于外界环境的影响，射频识别电子标签反馈的射频信号在传播的过程中必然造成相位的延迟，如果直接用射频识别读写器内部的本振信号进行解调，有可能会出现解调出的中频信号由于相位延迟的作用使信号幅度变的很小以致不能被正常地识别到。

以对车辆进行识别管理的场景为例，用于识别车辆上安装的射频识别电子标签的射频识别读写器包括射频识别基站式读写器及射频识别手持机，射频识别基站式读写器通常是安装在特定地点的龙门架或立杆上，对设备的大小要求一般不高，因此可以采用特定的射频处理电路对相位延迟分量进行抵消以避免其造成的影响。而射频识别手持机的应用场景通常是辅助执勤人员现场对车辆进行识别管理，由于需要便于携带，因此会对射频识别手持机的尺寸及功耗有一定的要求，同时在上述的限制下还要通过电路设计解决上述原因造成的漏识别问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种射频识别手持机射频处理电路，解决了现有技术中射频识别手持机射频处理电路复杂，尺寸占用大，识别效率不高的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的一种射频识别手持机射频处理电路，包括：

振荡电路，用于提供本振信号；

第一选择开关、第二选择开关，所述第一选择开关与所述第二选择开关之间设置第一通路及第二通路，所述第一通路和/或第二通路设置有相位延迟电路，以使第一通路与第二通路之间具有相差90度的相位延迟，所述第一选择开关接收所述振荡电路产生的本振信号；

所述第一选择开关、第二选择开关根据识别处理切换到第一通路或第二通路，以使所述本振信号提供给连接所述第二选择开关的混频器，所述混频器还通过天线单元接收射频信号，所述混频器将处理后的射频信号发送给接收电路进行识别处理。

作为本实用新型上述射频识别手持机射频处理电路的进一步改进，所述第一通路为直连通路，所述第二通路上设置有90度相位延迟电路。

作为本实用新型上述射频识别手持机射频处理电路的进一步改进，所述振荡电路与所述第一选择开关之间设置有功分器，所述功分器将所述振荡电路产生的本振信号分为两路，一路连接所述第一选择开关，另一路连接发射电路以提供频率源。

作为本实用新型上述射频识别手持机射频处理电路的进一步改进，所述第一选择开关、第二选择开关为单刀双掷开关，所述振荡电路为锁相环。

作为本实用新型上述射频识别手持机射频处理电路的进一步改进，所述相位延迟电路包括串联在所述第一通路或第二通路上的电感及与所述第一通路或第二通路并联接地的电容。

作为本实用新型上述射频识别手持机射频处理电路的进一步改进，所述发射电路、天线单元及混频器之间通过耦合单元实现发射链路与接收链路的相互隔离。

作为本实用新型上述射频识别手持机射频处理电路的进一步改进，所述耦合单元为定向耦合器，所述定向耦合器的输入端连接所述发射电路，所述定向耦合器的直通端连接所述天线单元，所述定向耦合器的隔离端连接所述混频器。

作为本实用新型上述射频识别手持机射频处理电路的进一步改进，所述耦合单元为环形器，所述环形器顺次包括第一端、第二端、第三端，所述环形器的第一端连接发射电路，所述环形器的第二端连接所述天线单元，所述环形器的第三端连接所述混频器。

作为本实用新型上述射频识别手持机射频处理电路的进一步改进，所述第一选择开关、第二选择开关默认连通第一通路或第二通路，在所述接收电路识别处理失败时切换到另一通路。

作为本实用新型上述射频识别手持机射频处理电路的进一步改进，所述第一选择开关、第二选择开关根据历史识别处理的选择情况切换到第一通路或第二通路。

与现有技术相比，本实用新型通过两种不同的相位延迟通路对振荡电路提供的本振信号进行可选择地切换处理，并提供给混频器对天线单元接收的射频信号进行解调，以保证会造成漏识别的极端相位延迟情况不会出现。本实用新型减少了射频识别手持机射频处理电路的占用空间，减少了漏识别的情况，提高了识别效率。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术的技术方案，下面将对实施方式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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施方式中射频识别手持机射频处理电路模块图。

图2为本实用新型一实施方式中射频识别手持机射频处理电路示意图。

图3为本实用新型一实施方式中射频识别手持机射频处理电路示意图。

图4为本实用新型一实施方式中第一通路及第二通路相位延迟仿真图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

需要说明的是，在不同的实施方式中，可能使用相同的标号或标记，但这些并不代表结构或功能上的绝对联系关系。并且，各实施方式中所提到的“第一”、“第二”等也并不代表结构或功能上的绝对区分关系，这些仅仅是为了描述的方便。

如图1所示，本实用新型一实施方式中射频识别手持机射频处理电路模块图。射频识别手持机射频处理电路包括用于调整本振信号相位的振荡电路10、第一选择开关51、第二选择开关52及相位延迟电路，振荡电路10用于提供本振信号，振荡电路10具体地可以为锁相环。锁相环的工作原理是检测输入信号和输出信号的相位差，并将检测出的相位差信号通过鉴相器转换成电压信号输出，经低通滤波器滤波后形成压控振荡器的控制电压，对振荡器输出信号的频率实施控制，再通过反馈通路把振荡器输出信号的频率、相位反馈到鉴相器，用于提供稳定的频率源作为本振信号。

在第一选择开关51与第二选择开关52之间设置有第一通路61及第二通路62，在第一通路61和/或第二通路62设置有相位延迟电路，以使第一通路61与第二通路62之间具有相差90度的相位延迟，即本振信号通过第一通路61后的信号相位与本振信号通过第二通路62后的信号相位相差90度，这样做的目的以下将详述。因此，可以在第一通路和第二通路都设置有相位延迟电路，例如在第一通路上设置45度相位延迟电路，在第二通路上设置有135度相位延迟电路，这样两个通路的相位延迟相差90度。在优选的实施方式中，第一通路61为直连通路，即不在第一通路上设置相位延迟电路，第一通路的相位延迟为0度，在第二通路62上设置有90度相位延迟电路，这样第一通路61和第二通路62之间的相位延迟也相差90度。

第一选择开关51和/或第二选择开关52具体地可以为单刀双掷开关，如图2、图3所示，第一单刀双掷开关51的动端511接收振荡电路10提供的本振信号，第二单刀双掷开关52的动端521连接混频器71，向混频器71提供本振信号。第一单刀双掷开关51的不动端512与第二单刀双掷开关52的不动端522之间连接有第一通路61，第一通路61在本实施方式中为直连通路。第一单刀双掷开关51的不动端513与第二单刀双掷开关52的不动端523之间连接有第二通路62，在第二通路62设置有90度相位延迟电路。具体地，90度相位延迟电路，包括串联在第二通路62上的电感L及与第二通路62并联接地GND的电容C，即可以在第一单刀双掷开关51的不动端513与第二单刀双掷开关52的不动端523之间设置有电感L，在电感L的一端与第二单刀双掷开关52的不动端523之间连接电容C的一端，电容C的另一端与地GND连接。相较于用微带线作为相位延迟的器件，首先不需要占用太多的空间，因为微带线如果达到90度相位延迟，需要四分之一波长的长度，即时存在一定的衰减，但是已经满足混频器71的要求。另外，上述相位延迟电路的设计，可以根据同批次电路特性的确定进行特定的调整，相位延迟更加稳定。如图4所示，对特定第一通路及第二通路进行仿真，其中，在920-925MHz范围内，上面一根线表示第一通路的延迟特性，因为是直连通路，相位延迟基本上在0度上下，而下面一根线表示第二通路的延迟特性，通过调整电感L和电容C的数值，可以使相位延迟处于90度上下。

如图1所示，混频器71的作用是通过天线单元80对接收到的射频信号进行解调，从而发送给接收电路72便于提取射频信号中的信息，混频器71可以为包括各种乘法器的解调单元。混频器71包括两个输入端，一个输入端接收电子标签反馈的射频信号，另一个输入端接收第一选择开关51及第二选择开关52配合切换的通路传输给混频器71的本振信号。

假设射频识别电子标签反馈的射频信号Sr=Asin(wt+φ)，而本振信号Si=Bsin(wt)，其中φ为反馈的射频信号Sr与本振信号Si的相位差，这种相位差的产生可能是路径传输过程中造成的，也可能是特殊的环境影响造成的，具体的相位差值可以近似的认为是随机的。两路信号进入混频器71进行解调处理，输出处理后的射频信号Sf，

Sf=Sr×Sr=Asin(wt+φ) ×Bsin(wt)

=×(cos(wt+φ-wt)-cos(wt+φ+wt))

经过隔直流及滤除高频部分的分量以后，

Sf=0.5ABcosφ,

其中因为φ为反馈的射频信号Sr与本振信号Si的相位差，当没有相位差时，cos0^o=1，即Sf=0.5AB，此时不受影响。即使在相位差相差到60度时，那么cos60^o=0.5，即Sf=0.25AB，也不会受到多大的影响。但是如果相位差为90度时，此时cos90^o=0，Sf=0，此时即使通过放大也仍然无法将接收的射频信号识别出来，此时就会表现出识别处理失败，无法做到正确的解码等动作。因此，可以将本振信号Si做90度的相位延迟，此时相位差φ=0^o ，那么cos0^o=1，即Sf=0.5AB，这样处理后的射频信号Sf的幅度又会被还原到一定大小，这样就可以正常地进行识别处理。

上述的90度相位延迟就是通过切换第一通路及第二通路来完成的，因为第一通路与第二通路之间的相位差恰好为90度，因此第一选择开关51、第二选择开关52根据识别处理切换到第一通路61或第二通路62。具体地，第一选择开关51、第二选择开关52可以默认切换到第一通路61，在本实施方式通过直连通路的第一通路61将本振信号传输给混频器，当接收的射频信号已经与本振信号的相位延迟相差90度时，接收电路72就会出现识别处理失败的情况，此时通过切换本振信号通过第二通路62传输给混频器，因为第二通路62上的90度相位延迟电路将本振信号也延迟了90度，所以两者之间的相位差缩小为零，所以接收电路72必然可以正常地进行识别处理。在优选的实施方式中，第一选择开关、第二选择开关根据历史识别处理的选择情况切换到第一通路或第二通路，例如，通过历史记录数据的分析，在夜间的时候，切换到第一通路进行识别处理的成功率不高，因此默认切换到第二通路直接开始识别处理，可参考的数据基础不仅仅限于此，还可以根据外界的温度或者使用射频识别手持机的位置等进行数据统计分析，设定默认的切换状态。

在具体的实施方式中，振荡电路10提供的本振信号是与发射电路30共享的，如图2、图3所示，因此在第一单刀双掷开关51的动端511与振荡电路10之间设置有功分器20，功分器20的输入端连接振荡电路10，功分器20的第一输出端与第一单刀双掷开关51的动端511连接，而功分器20的第二输出端与发射电路30连接以提供频率源。发射电路30用于产生载波信号及调制信号，再通过天线单元80发射给外部的射频识别电子标签。发射电路30具体地包括调制器31、放大器32等。调制器31根据振荡电路10提供的频率源产生相应的射频信号，通过放大器32实现放大的作用，在更具体的实施方式中，还可以包括驱动级放大器、温补衰减器等实现对发射信号的调整，另外还可以包括可调衰减器，可以根据实际情况对射频信号进行功率调整。

接收电路72如上所述用于对接收到的射频信号进行识别处理，主要包括解码、解密等操作，具体可以包括隔离开关、中频速率选择开关、中频放大器、模数转换器及相应的处理器单元等。

天线单元80包括天线辐射振子及电磁防护等电路，在此不在详述，其目的就是将射频信号辐射到外部或者接收外部的射频信号。因为射频识别手持机需要包括发射功能和接收功能，因此发射电路30与天线单元80配合具有发射链路，接收电路72、混频器71与天线单元80配合具有接收链路，最直观的方式就分别给发射电路30及接收电路72分别设置有一个单独的天线单元，一个天线单元负责发射，一个天线单元负责接收。但是多一个天线单元必然增加了射频识别手持机的空间。在本实施方式中，采用一个天线单元80同时完成发射和接收功能。发射电路30、天线单元80及混频器71之间通过耦合单元40实现发射链路与接收链路的相互隔离。

如图2所示，耦合单元40优选地为定向耦合器41，定向耦合器41包括输入端411、直通端412、耦合端413及隔离端414。定向耦合器41的输入端411连接发射电路30，定向耦合器41的直通端412连接天线单元80，定向耦合器41的隔离端414通过混频器71连接接收电路72。定向耦合器具有特定的信号传输特性，从输入端411输入的射频信号只能从直通端412、耦合端413输出。从直通端412输入的射频信号只能从隔离端414、输入端411输出，因此接收电路72就不会接收到发射电路30发射的射频信号，达到了发射链路与接收链路的相互隔离。在本实施方式中，耦合端413可以为悬置并未被使用，也可以根据需要连接相应的对消信号发生电路，产生相应对消信号对直通端412输入的载波泄漏信号进行对消。

如图3所示，耦合单元40优选地为环形器42，环形器42顺次包括第一端421、第二端422、第三端4223，环形器42的第一端421连接发射电路30，环形器42的第二端422连接天线单元80，环形器42的第三端423通过混频器71连接接收电路72。环形器42也具有特定的信号传输特性，从第一端421输入的射频信号只能从第二端422输出，从第二端422输入的射频信号只能从第三端423输出，因此也可以实现发射链路与接收链路的相互隔离。

综上所述，本实用新型通过两种不同的相位延迟通路对振荡电路提供的本振信号进行可选择地切换处理，并提供给混频器对天线单元接收的射频信号进行解调，以保证会造成漏识别的极端相位延迟情况不会出现。本实用新型减少了射频识别手持机射频处理电路的占用空间，减少了漏识别的情况，提高了识别效率。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种射频识别手持机射频处理电路，其特征在于，包括：

振荡电路，用于提供本振信号；

第一选择开关、第二选择开关，所述第一选择开关与所述第二选择开关之间设置第一通路及第二通路，所述第一通路和/或第二通路设置有相位延迟电路，以使第一通路与第二通路之间具有相差90度的相位延迟，所述第一选择开关接收所述振荡电路产生的本振信号；

所述第一选择开关、第二选择开关根据识别处理切换到第一通路或第二通路，以使所述本振信号提供给连接所述第二选择开关的混频器，所述混频器还通过天线单元接收射频信号，所述混频器将处理后的射频信号发送给接收电路进行识别处理。

2.根据权利要求1所述的射频识别手持机射频处理电路，其特征在于，所述第一通路为直连通路，所述第二通路上设置有90度相位延迟电路。

3.根据权利要求1所述的射频识别手持机射频处理电路，其特征在于，所述振荡电路与所述第一选择开关之间设置有功分器，所述功分器将所述振荡电路产生的本振信号分为两路，一路连接所述第一选择开关，另一路连接发射电路以提供频率源。

4.根据权利要求1所述的射频识别手持机射频处理电路，其特征在于，所述第一选择开关、第二选择开关为单刀双掷开关，所述振荡电路为锁相环。

5.根据权利要求1所述的射频识别手持机射频处理电路，其特征在于，所述相位延迟电路包括串联在所述第一通路或第二通路上的电感及与所述第一通路或第二通路并联接地的电容。

6.根据权利要求3所述的射频识别手持机射频处理电路，其特征在于，所述发射电路、天线单元及混频器之间通过耦合单元实现发射链路与接收链路的相互隔离。

7.根据权利要求6所述的射频识别手持机射频处理电路，其特征在于，所述耦合单元为定向耦合器，所述定向耦合器的输入端连接所述发射电路，所述定向耦合器的直通端连接所述天线单元，所述定向耦合器的隔离端连接所述混频器。

8.根据权利要求6所述的射频识别手持机射频处理电路，其特征在于，所述耦合单元为环形器，所述环形器顺次包括第一端、第二端、第三端，所述环形器的第一端连接发射电路，所述环形器的第二端连接所述天线单元，所述环形器的第三端连接所述混频器。

9.根据权利要求1所述的射频识别手持机射频处理电路，其特征在于，所述第一选择开关、第二选择开关默认连通第一通路或第二通路，在所述接收电路识别处理失败时切换到另一通路。

10.根据权利要求1所述的射频识别手持机射频处理电路，其特征在于，所述第一选择开关、第二选择开关根据历史识别处理的选择情况切换到第一通路或第二通路。