超高频RFID接收机研究概述

谭碧云

【摘要】为了解决超高频RFID接收机低功耗和高集成度问题，本文基于超高频RFID技术、CMOS技术和接收机无线通信技术国内外研究现状，提供一种用于超高频RFID无线通信应用包络检波架构接收机方案。

【关键词】超高频RFID 接收机 CMOS技术 包络检波

一、引言

伴随着RFID技术和无线通信技术快速发展，人们对于RFID通信系统提出了更高要求，例如高集成度、低功耗和多标准多模式兼容等。而超高频RFID通信本身具有低成本、远距离和高速度等特点，并且能够广泛地用于生产物流运输、医疗电子以及智能消费等领域。因此，低功耗和高集成超高频RFID通信系统越来越成为目前研究热点。

二、超高频RFID技术

根据国外RFID技术ISO/IEC 18000标准和协议，超高频RFID主要频率范围分别为430-434.97MHz、860-969MHz和2400～2483.5MHz，而我国主要集中在920-925MHz。与国外RFID技术研究相比，我国RFID技术研究大多数集中在低频段，而超高频RFID技术研究仍然很薄弱。为了尽快减少与国外技术差距，超高频RFID通信技术研究具有重要的战略价值和实际意义。

三、接收机研究

CMOS工艺技术具有低成本和小尺寸特点，现已经广泛地应用于射频无线通信系统。超高频RFID通信系统采用CMOS技术研究低成本和高集成度问题能够得到解决。然而，超高频RFID通信设备具有工作环境复杂、使用数量多以及应用领域广等特点，并且大多数使用电池供电。因此，设备长时间工作频繁地更换电池将成为麻烦，低功耗问题越来越成为超高频RFID通信设备大规模应用的瓶颈。尤其，无线通信射频接收机低功耗研究非常关键。

随着研究深入，各种各样的低功耗接收机架构逐渐出现，比如低中频式和零中频式等。虽然这些架构在某种程度上降低功耗，但仍然存在高能耗模块如本地振荡器和射频锁相环。然而，一种新型低功耗包络检波架构接收机容易地实现射频信号频率变换。根据超高频RFID通信低数据率、窄带宽和简单调制方式特点，射频通信系统可采用简单包络检波架构进行变频。目前，包络检波架构接收机框图如图1所示，主要包括带通滤波器、射频前端放大器、包络检波器和基带解调等模块。与传统架构接收机变频原理不同，包络检波架构接收机利用幅度检波代替信号混频实现变频。首先，该接收机利用带通滤波器将天线接收到射频信号进行滤波避免外界杂波干扰，接着使用射频前端放大器进行信号放大，然后基于包络检波器实现信号频率变换，最后通过基带模块完成信号解调处理。因此，超高频RFID射频接收机通信系统采用包络检波架构实现高集成度和低功耗要求。

四、结束语

本文针对超高频RFID技术国内外相关标准和要求进行介绍，利用CMOS技术小尺寸和高集成度特点以及包络检波架构低功耗特性，提出一种低功耗和高集成度超高频RFID无线通信研究途径。