RFID前端自适应单元及其控制方法技术

本发明专利技术涉及RFID技术领域，具体为一种针对现有技术的RFID通信系统对天线收发缺少有效切换措施使得RFID通信息系统灵敏性较低这一问题研发的RFID前端自适应单元及其控制方法，所述RFID前端自适应单元包括中控单元、发射单元、接收单元、收发切换单元和天线单元，所述中控单元、发射单元、收发切换单元和天线单元依次电连接，所述接收单元与中控单元电连接并与发射单元并联，其特征在于：还包括GPIO控制修正单元和匹配修正单元，所述GPIO控制修正单元的一端与中控单元连接，另一端与匹配修正单元连接，所述匹配修正单元串接在收发切换单元与天线单元之间，还包括反射功率检测单元，所述反射功率检测单元的一端与中控单元连接，另一端与收发切换单元连接。

【技术实现步骤摘要】
RFID前端自适应单元及其控制方法
本专利技术涉及RFID
，具体为一种RFID前端自适应单元及其控制方法。
技术介绍
目前现有技术的RFID通信系统如附图1所示：包括中控单元(亦称基带处理单元)、发射单元(亦称射频处理单元)、接收单元(亦称射频处理单元)、收发切换单元和天线单元。所述中控单元、发射单元、收发切换单元和天线单元依次串联，所述接收单元与中控单元相连，并与发射单元并联。所述中控单元负责信号的调制解调以及协议解析，所述发射单元和接收单元负责数字信号向高频信号的搬移以及模拟调制，所述收发切换单元负责接收和发射通路的隔离及切换，所述天线单元负责将信号从电路板到空间辐射及接收。RFID天线作为整个RFID通信系统中的关键环节，其实有着举足轻重作用，首先天线承担着把功率更有效率的输送到自然空间中的功能，其次天线应减少发射功率在天线端由于失配造成的反射，由此可以看出从性能和功耗角度出发，匹配性良好的天线对于整个RFID通信系统非常重要。目前大部分RFID集成商仅机械式的将天线和读卡器连在一起，并没有考虑其中由于失配所造成的性能损失，使得整个系统的效率降低。综上所述，目前现有技术的RFID通信系统对天线收发缺少有效切换措施使得RFID通信息系统灵敏性较低。
技术实现思路
本专利技术针对以上技术问题提供一种通过为RFID天线提供有效切换措施从而提高RFID灵敏性的RFID前端自适应单元及其控制方法。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种RFID前端自适应单元，包括中控单元、发射单元、接收单元、收发切换单元和天线单元，所述中控单元、发射单元、收发切换单元和天线单元依次电连接，所述接收单元与中控单元电连接并与发射单元并联，还包括GPIO控制修正单元和匹配修正单元，所述GPIO控制修正单元的一端与中控单元连接，另一端与匹配修正单元连接，所述匹配修正单元串接在收发切换单元与天线单元之间，还包括反射功率检测单元，所述反射功率检测单元的一端与中控单元连接，另一端与收发切换单元连接。根据上述方案可以看出本专利技术具有如下优点：这种设计首先在收发切换单元后端，增加了一路功率检测单元，检测反射回来的功率大小，通过和发射功率的对比，计算端口的失配情况，从而防止在使用过程中，环境的变化所造成天线相关参数的变化，通过调节前端的匹配，可以有效地克服这种问题，通过使用这种RFID前段自适应单元，可以从多方面对整个RFID读写系统的读写性能进行较大的提升。1、通过前端的这种自适应技术，可以更有效的将系统的输出功耗传输到天线端，从而增加了整个辐射场的能量分布，对于无源RFID标签来说，其读写距离也有一定提升。2、对于整个RFID系统来说，通过这种自适应技术，可以使整个RFID模块始终工作在其最优化的状态上。3、对于RFID模块接收性能来说，这种前段自适应技术可以有效的优化射频前段的VSWR，进而减少发射链路的功率反射干扰，从而有效地提升设备的接收灵敏度。4.对于RFID模块的功耗特性来说，其自适应技术可以从后端优化PA的loadpull，是PA的工作状态得以优化，使其工作在最佳效率点和最大功率点之间，从而减少整个模块的输出功耗。5.对于RFID模块的天线引入来说，自适应技术可以有效地适应各种外置天线连接时所造成的失配影响，通过自适应的调节技术，使得模块对于外置天线的适应性得以增强。6.通过这种RFID前段自适应单元，可以增强系统的鲁棒性，使得整个RFID系统更稳定，从某种程度上解决了RFID系统对于环境的依赖性。作为优选，所述自适应匹配单元采用场效应结构IC构成；作为改进，所述自适应匹配单元采用二极管与电容电感组合构成；作为优选，所述反射功率检测单元为功率检测器件；作为优选，所述反射功率检测单元为检波管；作为优选，所述反射功率检测单元为检压管；针对该结构的RFID前端自适应单元研发出最优的控制方案如下：一种RFID前端自适应单元的控制方法，包括如下步骤：步骤一：初始状态，即功率检测单元，检测反射回来的功率大小，通过和发射功率的对比，计算端口的失配情况；步骤二：优选状态，通过GPIO输出控制不同的参数，分别调整匹配修正单元，测得每种情况下反射功率与接收功率的比率；步骤三：参数调整，中控单元分别记录各种数据，并选取反射与发射功率比的最小值为最优结果；步骤四：最优状态，当反射与发射功率比；的最小值为最优结果时的各种数据进行记录并通过GPIO输出控制将发射单元、接收单元、收发切换单元和天线单元的参数进行调整至最优状态。根据上述方案可以看出本专利技术具有如下优点：这个过程都是由中控单元进行操作，通过GPIO输出控制不同的参数，分别调整匹配修正单元，测得每种情况下反射功率与接收功率的比率，中控单元分别记录各种数据，并选取反射与发射功率比的最小值为最优结果。附图说明附图1为现有技术的RFID通信系统的连接框图。附图2为本专利技术的RFID前端自适应单元的连接框图。附图3为本专利技术的RFID前端自适应单元的控制方法的流程图。附图4为本专利技术的通过自适应匹配得到的不同参数下的S11参数图。附图5为本专利技术的通过自适应匹配得到的不同参数下的VSWR参数图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行进一步说明。一种RFID前端自适应单元，包括中控单元、发射单元、接收单元、收发切换单元和天线单元，所述中控单元、发射单元、收发切换单元和天线单元依次电连接，所述接收单元与中控单元电连接并与发射单元并联，其特征在于：还包括GPIO控制修正单元和匹配修正单元，所述GPIO控制修正单元的一端与中控单元连接，另一端与匹配修正单元连接，所述匹配修正单元串接在收发切换单元与天线单元之间，还包括反射功率检测单元，所述反射功率检测单元的一端与中控单元连接，另一端与收发切换单元连接；所述自适应匹配单元采用场效应结构IC构成或二极管与电容电感组合构成；所述反射功率检测单元为功率检测器件或检波管或检压管。通过前端的自适应技术提高RFID系统的工作性能，使得RFID系统的鲁棒性得以增强，提高了RFID系统的推广适应性，促进其推广普及。通过前段的自适应技术，使RFID模块的功耗得以降低，同时其读写性能得以优化。针对该结构的RFID前端自适应单元研发出最优的控制方案如下：一种RFID前端自适应单元的控制方法，包括如下步骤：步骤一：初始状态，即功率检测单元，检测反射回来的功率大小，通过和发射功率的对比，计算端口的失配情况；步骤二：优选状态，通过GPIO输出控制不同的参数，分别调整匹配修正单元，测得每种情况下反射功率与接收功率的比率；步骤三：参数调整，中控单元分别记录各种数据，并选取反射与发射功率比的最小值为最优结果；步骤四：最优状态，当反射与发射功率比；的最小值为最优结果时的各种数据进行记录并通过GPIO输出控制将发射单元、接收单元、收发切换单元和天线单元的参数进行调整至最优状态。首先、RFID系统的强壮性，适合不同场景应用；其次、RFID设备的适应性，适合不同设备中的移植，其次、从发射端可以，提高发射效率，降低失配造成的额外功耗；其次、从发射端可以，提高发射效率，降低失配造成的额外功耗；再次、通过前端匹配，可以减少插入损耗，提高发射距离；最后、通过前端匹配，可以有效减少反射，提高接收距离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种RFID前端自适应单元，包括中控单元、发射单元、接收单元、收发切换单元和天线单元，所述中控单元、发射单元、收发切换单元和天线单元依次电连接，所述接收单元与中控单元电连接并与发射单元并联，其特征在于：还包括GPIO控制修正单元和匹配修正单元，所述GPIO控制修正单元的一端与中控单元连接，另一端与匹配修正单元连接，所述匹配修正单元串接在收发切换单元与天线单元之间，还包括反射功率检测单元，所述反射功率检测单元的一端与中控单元连接，另一端与收发切换单元连接。

【技术特征摘要】
1.一种RFID前端自适应单元，包括中控单元、发射单元、接收单元、收发切换单元和天线单元，所述中控单元、发射单元、收发切换单元和天线单元依次电连接，所述接收单元与中控单元电连接并与发射单元并联，其特征在于：还包括GPIO控制修正单元和匹配修正单元，所述GPIO控制修正单元的一端与中控单元连接，另一端与匹配修正单元连接，所述匹配修正单元串接在收发切换单元与天线单元之间，还包括反射功率检测单元，所述反射功率检测单元的一端与中控单元连接，另一端与收发切换单元连接。2.根据权利要求1所述的RFID前端自适应单元，其特征在于：所述RFID前端自适应单元采用场效应结构IC构成。3.根据权利要求1所述的RFID前端自适应单元，其特征在于：所述RFID前端自适应单元采用二极管与电容电感组合构成。4.根据权利要求1所述的RFID前端自适应单元，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴立君，李华，孙平，刘军，
申请(专利权)人：无锡识凌科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32