用于在使用带通Delta-Sigma调制器的反向散射RFID系统中产生专用数据信道的装置制造方法及图纸

一种包括天线的通信装置，所述天线根据其反射系数特性来反向散射传入的RF信号。该通信装置包括至少一个带通Delta-Sigma(Δ∑)调制器，所述调制器调制其输入端上的信号并以数字方式控制可变阻抗电路的输出，其中天线的反射系数基于可变阻抗电路的输出而变化。该通信装置可用在如RFID标签的应用中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在使用带通De I ta-S i gma调制器的反向散射RFID系统 中产生专用数据信道的装置
本专利技术一般地涉及一种用于在使用带通信号调制的反向散射射频通信网络中产 生专用数据传输信道的方法和装置。
技术介绍
射频识别（RFID)系统通常用于对近场通信网络中的物品进行定位和跟踪，其中 该近场通信网络包括读取装置和至少一个无线终端或标签。在给定的RFID网络或系统中， 将含有载波信号的激励时变电磁射频（RF)波从读取器传输到标签。标签使用反向散射技 术来将读取器的RF信号反射回到读取器，在此期间对信号进行调制以进行编码并传输数 据。 图1示出了现有技术的RFID系统，在该系统中，在相同的频率信道或频谱104上 进行从标签lOla-c到读取装置103的数据传输。通过使用所建立的反向散射技术，RFID系 统或网络中多个标签中的每个标签通常发送位于相同的经反向散射的载波信号上的RF信 号。因此，来自每个标签的经反向散射的RF信号在与给定读取装置/RFID网络相关联的相 同RF频谱内与其他标签的RF信号重叠。 因此，当多个标签被相同的RFID读取器激励，并且多个标签会同时将它们各自的 重叠信号反射回到使用给定频率信道的读取器中时，RFID系统中就会发生标签冲突。因此， 每当在同一 RF场中必须同时读取大量标签时，标签冲突问题就会加剧。当同时产生的信号 相冲突时，读取器无法区分这些信号。标签冲突使读取器发生混淆，产生了数据传输错误， 并通常会减少RFID系统或网络内的数据吞吐量。 已提出了各种系统来对个体标签进行隔离。例如，在一种专门降低冲突误差的技 术中，当读取器认识到已经发生标签冲突时，该读取器会发送特定的间隙脉冲信号。在 接收到该信号时，每个标签询问随机数计数器以确定在发送其数据之前要等待的间隔。由 于每个标签都得到唯一数目的间隔，因此标签能在不同时间发送它们的数据。然而，就数据 吞吐率而言，仍然存在对整个RFID系统性能的不利影响。 目前已知的是，通过使用诸如相移键控（PSK)和幅移键控（ASK)这样的信号调制 方案来对标签所接收的信号进行调制并将调制的信号以反向散射方式再次辐射到读取器， 其中标签通过改变各状态之间的阻抗匹配来改变其反射系数。然而，仍然存在由给定频率 信道上的经反向散射信号的重叠所导致的标签冲突的不利影响。 此外，在高频RF信号环境下，读取装置中的DC偏移量的影响以及读取器的相位噪 声的影响也特别相关。 RFID网络中的反向散射标签终端的设计还涉及一些更为特殊的挑战。经反向散 射的标签信号不是现存的唯一反射信号；在单天线系统中，通常还有由于从读取装置的发 射天线到各种周围物体的非意图反射而产生的甚至更大的信号。不想要的反射信号在读取 装置中与本地的振荡器信号进行混频；由于它们（通常）未经调制，因此它们会产生DC偏 移量，即：从混频器输出的较大直流电压。幸运的是，如果想要的信号不包含太多接近于DC 的信息（甚至在数据具有长的1或0的字符串时只要选择标签符号来确保标签状态的频繁 转换，就将处于该情形），则可以直接滤除这个偏移量。然而，这通常并不是优选的。在混频 器输出中所产生的较大波动更难滤除，并使得难以从标签中观察到任何反射，直到接收器 已有几微秒的时间来恢复为止。 上述问题可通过使用分离式的发送与接收天线（双基配置）来改善：这种情况下， 接收器必须只处理入射到接收天线上的、通常比反射的信号小得多的一部分发射的信号， 而不是处理来自（单个）天线的反射信号。通过通常由商用的读取器所采用的大型双基天 线，可以获得大约40dB的隔离，这表示比来自单个天线的回波损耗要好20-25dB。然而，使 用一对天线会增加成本、复杂性，并增加了对读取器的空间需求。备选地，可以使用自适应 天线调谐器或对消器（miller)以减少来自单个（单基）天线的反射，但这种方案再次牵涉 到附加的花费和复杂性。 振荡器（例如，读取装置中所使用的那种振荡器）不会产生完美的单纯载波信号， 因为该信号的相位及幅度都会变化。当较大的固定反射与本地振荡器进行混频时，接收信 号中的相位噪声可转换成幅度噪声。相位噪声通常在很接近载波信号频率的频率处呈现最 高，该相位噪声在混频后转化为近似的DC。为了降低相位噪声的影响，期望使用一种相对较 窄的滤波器，其只让来自标签的含有所需信号的频率通过，以及期望使用如实际中所需的 最高标签调制频率或带通标签调制频率；然而，这限制了可使用的调制类型和数据流类型。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于反向散射传入的射频（RF)信号的天线装置。所述天线装置 包括能根据天线的反射系数特性来反向散射传入的RF信号的天线、具有电连接到所述天 线的输出端的可变阻抗电路以及带通Delta-Sigma(A Σ)调制器，所述调制器耦接于所述 可变阻抗电路并以数字方式控制所述可变阻抗电路的输出，其中基于可变阻抗电路的经数 字式控制的输出来调节所述天线的反射系数（Γ)。 在一个实施例中，所述天线装置可包括与射频识别（RFID)系统中的读取装置电 磁輔接的标签终端的一部分，其中带通Delta-Sigma调制器的时钟由所述标签终端内的时 钟电路产生。 在备选配置中，所述天线装置可包括与射频识别（RFID)系统中的读取装置电磁 耦接的标签终端的一部分，其中所述带通Delta-Sigma调制器的时钟基于所述读取装置的 经L分频的载波信号频率frf来产生，其中L为正数值。 在天线装置的另一实施例中，所述带通Delta-Sigma调制器的输出在两种状态之 间切换所述可变阻抗电路的输出，以调节反射系数。 在另一实施例中，所述天线装置可包括与射频识别（RFID)系统中的读取装置电 磁耦接的标签终端的一部分，其中施加于所述带通Delta-Sigma调制器的输入信号由相对 于从所述读取装置传入的RF信号偏移了 +/-ω。的复合调制信号构成，其中ω。表示相对于 传入的RF信号的频率偏移量。所述复合调制信号可由GMSK、QPSK、nPSK、nQAM和0FDM信 号中的任一种构成。 在天线装置的又一实施例中，经数字式控制的输出是从输入到带通Delta-Sigma 调制器的同相正交（IQ)上变频信号产生的。 在另一个实施例中，所述天线装置可包括与射频识别（RFID)系统中的读取装置 电磁耦接的标签终端的一部分，其中源自IQ上变频调制器的数据的产生基于所述标签终 端内部的时钟电路。 在备选配置中，所述天线装置可包括与射频识别（RFID)系统中的读取装置电磁 耦接的标签终端的一部分，其中源自IQ上变频调制器的数据的产生基于使用了所述读取 装置的经Μ分频的载波信号频率frf的时钟电路，其中Μ为正数值。 在又一实施例中，上变频调制器将数据上变频转换至经4分频的fs左右，其中fs 是所述带通Delta-Sigma调制器的采样频率。 在另一配置中，提供给上变频模块的输入数据可由GMSK、QPSK、nPSK、nQAM和0FDM 信号格式中的一项构成。 【附图说明】 现在，仅参考以下附图，通过示例的方式对本专利技术进行描述，其中： 图1示出了现有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于反向散射传入的射频RF信号的天线装置，包括：天线，其根据天线的反射系数特性来反向散射传入的RF信号；可变阻抗电路，其具有电连接到所述天线的输出端；和带通Delta‑Sigma(Δ∑)调制器，其耦接于所述可变阻抗电路并以数字方式控制所述可变阻抗电路的输出；其中，基于所述可变阻抗电路的经数字式控制的输出来调节所述天线的反射系数Γ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.14 US 13/470,4721. 一种用于反向散射传入的射频RF信号的天线装置，包括： 天线，其根据天线的反射系数特性来反向散射传入的RF信号； 可变阻抗电路，其具有电连接到所述天线的输出端；和 带通Delta-Sigma(A Σ )调制器，其耦接于所述可变阻抗电路并以数字方式控制所述 可变阻抗电路的输出； 其中，基于所述可变阻抗电路的经数字式控制的输出来调节所述天线的反射系数Γ。2. 根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述天线装置包括与射频识别RFID系统中 的读取装置电磁耦接的标签终端的一部分，其中所述带通Delta-Sigma调制器的时钟由所 述标签终端内的时钟电路产生。3. 根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述天线装置包括与射频识别RFID系统中 的读取装置电磁耦接的标签终端的一部分，其中所述带通Delta-Sigma调制器的时钟基于 所述读取装置的经L分频的载波信号频率frf来产生，其中L为正数值。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的天线装置，其中，所述带通Delta-Sigma调制器 的输出在两种状态之间切换所述可变阻抗电路的输出，以调节所述反射系数。5. 根据权利要求1至4中任一项所述的天线装置，其中，所述天线装置包括与射频识别 RFID系统中的读取装置电磁稱接的标签终端的一部分，其中施加于所述带通Delta-Sigma 调制器的输入信号由相对于从所述读取装置传入的RF信号偏移了 +/_ ω。的复合调制信号 构成，其中ω。表不相对于传入的RF信号的频率偏移量。6. 根据权利要求5所述的天线装置，其中，所述复合调制信号由GMSK、QPSK、nPSK、nQAM 和OFDM信号中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：塔吉德尔·曼库，
申请(专利权)人：泰格信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA