RU2544753C1 - Приемно-передающее устройство rfid считывателя - Google Patents
Приемно-передающее устройство rfid считывателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2544753C1 RU2544753C1 RU2014107965/08A RU2014107965A RU2544753C1 RU 2544753 C1 RU2544753 C1 RU 2544753C1 RU 2014107965/08 A RU2014107965/08 A RU 2014107965/08A RU 2014107965 A RU2014107965 A RU 2014107965A RU 2544753 C1 RU2544753 C1 RU 2544753C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- channel
- output
- signal
- directional coupler
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transceivers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к радиотехническим средствам приема и передачи сигналов, в частности к RFID-считывателям систем распознавания объектов. Техническим результатом является повышение чувствительности приемного канала приемно-передающего тракта считывателя за счет введенного устройства компенсации, осуществляющего компенсацию паразитного отраженного излучения в приемном канале считывателя. Предложен считыватель системы идентификации объектов. Считыватель содержит приемно-передающую антенну, циркулятор, первый и второй направленные ответвители, усилитель мощности, генератор высокочастотного (ВЧ) сигнала, смеситель. А также в приемный канал считывателя введено устройство компенсации. Устройство компенсации содержит векторный модулятор, управляющий микроконтроллер, сумматор ВЧ сигналов, третий ответвитель и выпрямитель. 2 ил.
Description
Изобретение относится к приемно-передающим радиотехническим устройствам гомодинного типа, в частности к считывателям систем радиочастотной идентификации (Radio Frequency Identification-RFID) объектов средствами облучения радиоответчиков в виде меток с идентификационным кодом объекта и декодирования отраженного от метки излучения, модулированного этим кодом. Известны гомодинные приемопередатчики и считыватели систем опроса RFID меток и распознавания их кода идентификации объекта (патент США 4739328, кл. G01S 13/00, НКИ 342/44, 342/51, 1988, патент США 4636, кл. G01 S13/00, 342/16, 341/145, 191, Патент США 4999636, G01S 13/00, 342/90, 342/16, 341/145, 1991, патент РФ 2068183, кл. G01S 13/00, 1993, патент РФ 2276796, кл. G01S 13/75, 2006) Во всех перечисленных изобретениях, принятых за аналоги, и в патенте РФ 2222030, кл. G01S 13/82, 2004, принятом за прототип, приемно-передающий тракт считывающего устройства содержит ВЧ-генератор, линию передачи, направленные ответвители, усилитель мощности, циркулятор, приемно-передающую антенну, смесители, возможен модулятор. При этом приемно-передающий тракт формируется по схеме: генератор ВЧ-излучения через прямой канал направленного ответвителя напрямую или через модулятор и усилитель мощности ВЧ-сигнала подключается каналом передачи ВЧ-сигнала циркулятора к антенному входу, а выходом канала передачи сигнала антенны циркулятор подключен в канал приема ВЧ-сигнала антенны к сигнальному входу смесителя, вход опорного сигнала которого подключен через ответвленный канал направленного ответвителя к генератору ВЧ-сигнала.
Как правило, такие устройства характеризуются невысокими уровнями мощности излучения (единицы Ватт) и достаточно большим перепадом дистанции фиксации RFID-метки. Эти считыватели должны обладать высокой чувствительностью приемного канала, особенно при фиксации меток на подвижных объектах, поэтому в считывателе применяются антенны, индивидуально разработанные под характеристики его приемно-передающего тракта с малым результирующим КСВН (1,1-4,2). Однако в условиях дистанционной эксплуатации, например при работе считывателя в системе автоматической идентификации подвижных средств железнодорожного или автомобильного транспорта, замена антенны или переход на новую частоту излучения могут вызвать существенное ухудшение качества приема отраженного излучения из-за возникшего рассогласования параметров антенны с приемно-передающим трактом считывателя. Существующие методы согласования антенны аппаратными средствами перестраиваемых LC-элементов, шлейфами линии, четвертьволновыми трансформаторами (1, 2) мало пригодны в указанных ситуациях дистанционной работы считывателя. При этом все эти устройства не исключают влияния попадающего из канала передатчика излучения в канал приемника через элементы сочленения каналов, например через циркулятор, имеющий конечные значения внутренней развязки каналов передачи и приема сигналов. Например, при циркуляторе с развязкой каналов в 20 дБ и уровне излучения передатчика в 1 Вт излучение от передатчика в канале приемника составит 10 мВ.
Предлагаемое изобретение призвано решить задачу сохранения высокой чувствительности канала приемника считывателя в указанных условиях его работы.
Технический результат достигается тем, что считыватель системы идентификации объектов, содержащий приемно-передающую антенну, связанную через циркулятор с каналами приема и передачи сигналов, усилитель мощности, вход которого через прямой канал первого направленного ответвителя подключен к генератору высокочастотного (ВЧ) сигнала, а выход ответвленного канала первого направленного ответвителя соединен с опорным входом смесителя, сигнальный вход которого предназначен для восприятия сигнала, поступающего с антенны в канал приема сигналов, отличающийся тем, что в канал передачи сигналов введен второй направленный ответвитель, в приемный канал считывателя введено устройство компенсации, содержащее векторный модулятор, управляющий микроконтроллер, сумматор ВЧ-сигналов, третий направленный ответвитель и выпрямитель, при этом выход усилителя мощности подключен к циркулятору через прямой канал второго направленного ответвителя, выход ответвленного канала которого подключен к входу синфазного канала и входу канала сдвига фазы на 900 векторного модулятора, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход которого подключен к циркулятору, а выход сумматора подключен к входу прямого канала третьего направленного ответвителя, выход которого подключен к сигнальному входу смесителя, а выход ответвленного канала третьего направленного ответвителя подключен к входу выпрямителя, выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя управляющего микроконтроллера, цифро аналоговые выходы которого подключены к входам управления фазой и амплитудой выходного сигнала векторного модулятора.
На рис.1 показана схема считывателя системы идентификации объекта (RFID-считывателя). На рис.2 показана схема векторного модулятора.
Считыватель содержит следующие устройства.
1 - приемно-передающая антенна,
2 - циркулятор,
3 - второй направленный ответвитель,
4 - усилитель мощности,
5 - первый направленный ответвитель,
6 - генератор ВЧ-излучения,
7 - векторный модулятор,
8 - сумматор ВЧ-сигналов,
9 - третий направленный ответвитель,
10 - смеситель,
11 - управляющий микроконтроллер,
12 - выпрямитель.
При этом усилитель мощности 4 подключается к циркулятору 2 через прямой канал второго направленного ответвителя 3, ответвленный канал которого подключается на вход синфазного канала и канала сдвига сигнала на 90° векторного модулятора 7, выход которого подключен на первый вход сумматора 8, второй вход которого включен на обратный выход циркулятора 2, передающий сигнал с антенны, а выход сумматора подключен к входу прямого канала третьего направленного ответвителя, выход которого подключен к сигнальному входу смесителя, вход опорного сигнала которого подключен на ответвляющий выход первого направленного ответвителя канала передатчика, а выход ответвленного канала третьего направленного ответвителя подключен к выпрямителю сигналов, выход которого подключен на вход аналого-цифрового преобразователя контроллера, цифроаналоговые выходы которого подключены к входам векторного модулятора управления фазой и амплитудой выходного сигнала векторного модулятора,
При этом контроллер первоначально выставляет максимальные уставки на входы управления векторного модулятора, а получив сигнал с выхода выпрямителя контроллер принимает его за опорное значение и перебором значений уставок сводит сигнал выпрямителя к нулевому значению.
Эффект компенсации внутренних помех приемно-передающего тракта в устройстве компенсации осуществляется следующим образом.
Представим входной сигнал генератора в устройство компенсации в виде V(t)=Acos(ωt+φ).
Этот сигнал можно представить в виде действительной части комплексного сигнала Z(t), дополнив его квадратурной составляющей и воспользовавшись формулой Эйлера связи тригонометрических и комплексных чисел.
Z(t)=A(cos(ωt+φ)+isin(ωt+φ))=Aei(ωt+φ)=Aeiφeiωt=(I+iQ)(cos ωt+isin ωt)=(Icosωt-Qsin ωt)+i(Isin ωt+Qcos ωt), где I=Acosφ, Q=Asinφ
Таким образом, сигнал несущей частоты можно представить в виде
V(t)=Icos ωt-Qsin ωt=Icos ωt+Qcos(ωt+π/2), где I, Q - коэффициенты, влияющие на фазу и амплитуду сигнала несущей в структурной схеме векторного(квадратурного) модулятора Рис.2
Меняя значениями коэффициентов I и Q амплитуду и фазу выходного сигнала векторного модулятора можно обеспечить сигнал компенсирующий ложное излучение при последующем суммировании на сумматоре.
Эксперименты, проведенные с антеннами разных конструкций и с КСВН от 1,09 до 1,8, подтвердили эффективность подавления возникающих паразитных сигналов в приемно-передающем тракте считывателя.
Данная структура считывателя обеспечивает механизм компенсации паразитных сигналов в приемном тракта считывателя и в дистанционном режиме эксплуатации средствами удаленного программного управления работой устройства компенсации в моменты отсутствия RFID-метки.
В качестве векторного модулятора может применяться микросхема HMC630LP3, обеспечивающая 100-кратное изменение амплитуды и до 360° изменение фазы выходного сигнала.
Для реализации предлагаемого устройства может применяться в качестве циркулятора - циркулятор ФЦП 2-7 на 867МГц, в качестве второго направленного ответвителя - ADC-20-4, а в качестве первого и третьего направленных ответвителей - ХС0900А-05,
В качестве управляющего контроллера векторным модулятором может применяться Р1С-контроллер PIC24FJ128G-C010, имеющий два входных16-разрядных АЦП и два выходных 10-разрядных ЦАП, в качестве ВЧ-сумматора - JPS-2-4, а выпрямителя - однополупериодный выпрямитель на высокочастотном диоде HSMS2822.
Литература
1. Бенековский З., Липинский Э. Любительские антенны коротких и ультракоротких волн. - М., 1983.
2 Гончаренко И.В. Антенны KB и УКВ, часть 2. - М.,2005.
Claims (1)
- Считыватель системы идентификации объектов, содержащий приемно-передающую антенну, связанную через циркулятор с каналами приема и передачи сигналов, усилитель мощности, вход которого через прямой канал первого направленного ответвителя подключен к генератору высокочастотного (ВЧ) сигнала, а выход ответвленного канала первого направленного ответвителя соединен с опорным входом смесителя, сигнальный вход которого предназначен для восприятия сигнала, поступающего с антенны в канал приема сигналов, отличающийся тем, что в канал передачи сигналов введен второй направленный ответвитель, в приемный канал считывателя введено устройство компенсации, содержащее векторный модулятор, управляющий микроконтроллер, сумматор ВЧ-сигналов, третий направленный ответвитель и выпрямитель, при этом выход усилителя мощности подключен к циркулятору через прямой канал второго направленного ответвителя, выход ответвленного канала которого подключен к входу синфазного канала и входу канала сдвига фазы на 90° векторного модулятора, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход которого подключен к циркулятору, а выход сумматора подключен к входу прямого канала третьего направленного ответвителя, выход которого подключен к сигнальному входу смесителя, а выход ответвленного канала третьего направленного ответвителя подключен к входу выпрямителя, выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя управляющего микроконтроллера, цифроаналоговые выходы которого подключены к входам управления фазой и амплитудой выходного сигнала векторного модулятора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014107965/08A RU2544753C1 (ru) | 2014-03-03 | 2014-03-03 | Приемно-передающее устройство rfid считывателя |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014107965/08A RU2544753C1 (ru) | 2014-03-03 | 2014-03-03 | Приемно-передающее устройство rfid считывателя |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2544753C1 true RU2544753C1 (ru) | 2015-03-20 |
Family
ID=53290753
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014107965/08A RU2544753C1 (ru) | 2014-03-03 | 2014-03-03 | Приемно-передающее устройство rfid считывателя |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2544753C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU216843U1 (ru) * | 2022-11-25 | 2023-03-03 | Акционерное общество "Микрон" (АО "Микрон") | Выпрямитель напряжения питания для метки радиочастотной идентификации |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4546241A (en) * | 1982-12-10 | 1985-10-08 | Walton Charles A | Electronic proximity identification system |
US4739328A (en) * | 1986-07-14 | 1988-04-19 | Amtech Corporation | System for identifying particular objects |
RU2068183C1 (ru) * | 1993-12-29 | 1996-10-20 | Государственный центральный научно-исследовательский радиотехнический институт | Способ считывания информации на расстоянии с кодового датчика |
RU2222030C2 (ru) * | 2001-12-06 | 2004-01-20 | Закрытое акционерное общество "Отраслевой центр внедрения новой техники и технологий" | Система идентификации объектов |
CN101246540A (zh) * | 2008-03-18 | 2008-08-20 | 北京大学 | 超高频rfid标签阅读器的补偿方法、阅读器及其射频前端 |
RU2454717C1 (ru) * | 2011-06-09 | 2012-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "Альфа-1" | Система идентификации объектов |
-
2014
- 2014-03-03 RU RU2014107965/08A patent/RU2544753C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4546241A (en) * | 1982-12-10 | 1985-10-08 | Walton Charles A | Electronic proximity identification system |
US4739328A (en) * | 1986-07-14 | 1988-04-19 | Amtech Corporation | System for identifying particular objects |
RU2068183C1 (ru) * | 1993-12-29 | 1996-10-20 | Государственный центральный научно-исследовательский радиотехнический институт | Способ считывания информации на расстоянии с кодового датчика |
RU2222030C2 (ru) * | 2001-12-06 | 2004-01-20 | Закрытое акционерное общество "Отраслевой центр внедрения новой техники и технологий" | Система идентификации объектов |
CN101246540A (zh) * | 2008-03-18 | 2008-08-20 | 北京大学 | 超高频rfid标签阅读器的补偿方法、阅读器及其射频前端 |
RU2454717C1 (ru) * | 2011-06-09 | 2012-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "Альфа-1" | Система идентификации объектов |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU216843U1 (ru) * | 2022-11-25 | 2023-03-03 | Акционерное общество "Микрон" (АО "Микрон") | Выпрямитель напряжения питания для метки радиочастотной идентификации |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101004198B1 (ko) | 누설 신호 상쇄 장치 | |
Forouzandeh et al. | Self-interference cancelation in frequency-domain chipless RFID readers | |
US8169358B1 (en) | Coherent multi-band radar and communications transceiver | |
Jung et al. | A reconfigurable carrier leakage canceler for UHF RFID reader front-ends | |
US9413473B2 (en) | System, method and computer storage medium for calibrating RF transceiver | |
US20080041953A1 (en) | Adjusting parameters associated with leakage signals | |
JP7212217B2 (ja) | レーダーシステムにおけるノイズ測定 | |
KR20130079868A (ko) | 밸런스 구조의 fmcw 레이더 장치 | |
Ensworth et al. | Full-duplex bluetooth low energy (BLE) compatible backscatter communication system for mobile devices | |
Mayordomo et al. | Design and implementation of a long-range rfid reader for passive transponders | |
EP3245733B1 (en) | Amplitude-noise reduction system and method for ultra-low phase-noise oscillators | |
US20210364595A1 (en) | Radar systems and methods having isolator driven mixer | |
KR101908490B1 (ko) | 누설 신호를 감소시킬 수 있는 w 대역 레이더 장치 | |
RU142106U1 (ru) | Приемно-передающее устройство rfid считывателя | |
RU2544753C1 (ru) | Приемно-передающее устройство rfid считывателя | |
Langwieser et al. | A modular UHF reader frontend for a flexible RFID testbed | |
RU2631422C1 (ru) | Корреляционно-фазовый пеленгатор | |
JP2019039843A (ja) | 電力測定装置 | |
Brauner et al. | A novel carrier suppression method for RFID | |
Jung et al. | Baseband noise reduction method using captured TX signal for UHF RFID reader applications | |
KR20110124042A (ko) | 위상 노이즈가 제거되는 알에프아이디(rfid)의 리더 | |
JP2011209180A (ja) | 車載用パルスレーダ | |
GB2426407A (en) | Tranceiver Antennae Arrangement | |
RU176290U1 (ru) | Активная радиолокационная система с применением произвольной модуляции и системой компенсации | |
RU174770U1 (ru) | Активная радиолокационная система с применением ортогональной частотной модуляции и системой компенсации |