【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于射频识别，涉及一种考虑负阻放大特性的低功耗反向散射通信标签。
技术介绍
1、随着物联网(iot)技术的不断发展，无线通信技术在各种应用场景中发挥着越来越重要的作用，特别是在低功耗、远距离通信场景中，反向散射通信技术因其低功耗和低成本的优势而备受关注。反向散射通信标签通过反射接收到的射频信号来传输数据，而不需要主动发送信号，从而大大降低了功耗。这项技术可以应用在未来数以亿计的低功耗物联网平台上，其中，在物流与供应链管理、制造业、零售业、医疗健康、交通运输、农业与畜牧业、环境监测、智能家居等领域都有很大的发展潜力，可以实现真正的万物互联。
2、rfid射频识别技术基于反向散射技术，但是现有反向散射标签都存在着功耗、通信距离的问题，即降低功耗会导致通信距离缩短，从而无法满足长距离低功耗传输的要求，同时反向散射会经历约两倍的路径损耗，导致通信距离进一步缩短，并且功耗问题也会导致后续维护成本增加，缺乏商业化利益驱动，这使得物联网发展遇到瓶颈。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种考虑负阻放大特性的低功耗反向散射通信标签，利用反向散射通信使标签不依赖大功率的调制解调电路，同时负阻放大的引入使得标签通信距离得到巨大提升，既满足了低功耗的要求也使得传输距离得以提高。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种考虑负阻放大特性的低功耗反向散射通信标签，该通信标签包括：
4、信号接收匹配模块，用于接收来自
5、包络检波模块，用于解调下行链路信号，将基带信号从载波信号中提取出来；
6、低通滤波模块，用于对包络检波后的基带信号进行处理，滤除信号中的高频分量；
7、比较器模块，用于比较低通滤波模块输出的两个信号，以比较出数字基带信号；
8、负阻放大模块，用于反射并放大所述的下行链路信号；
9、主控模块，用于处理数字基带信号，并控制所述信号接收匹配模块分别与包络检波模块和负阻放大模块之间的通断。
10、进一步的，所述的信号接收匹配模块包括天线、sma接口、多路复用器和匹配电路。其中，天线的输入端接收下行链路信号，输出端与sma接口的输入端连接，sma接口的输出端与多路复用器的第一端口连接；多路复用器的第二端口与匹配电路的输入端连接，第三端口与负阻放大模块连接；匹配电路的输出端与包络检波模块连接。通过该多路复用器，主控模块可控制天线分别与匹配电路和负阻放大模块之间的连通，从而实现对下行链路信号的反射。
11、进一步的，所述的包络检波模块包括检波二极管d1、滤波电容c2和负载电阻r1。其中，检波二极管的正极与匹配电路的输出端连接；滤波电容c2和负载电阻r1并联后，串联在检波二极管d1的负极和地之间，其中，负载电阻r1的一端与低通滤波模块连接。
12、进一步的，所述的低通滤波模块包括一级低通滤波电路和二级低通滤波电路。其中，一级低通滤波电路输入端与负载电阻r1连接，一级低通滤波电路的输出端分别与二级低通滤波电路的输入端和比较器模块的输入端连接；二级低通滤波电路的输出端与比较器模块的输入端连接。所述一级低通滤波电路的截止频率高于二级低通滤波电路的截止频率。
13、进一步的，所述的比较器模块采用比较器实现，该比较器的正输入端与一级低通滤波电路的输出端连接，负输入端与二级低通滤波电路的输出端连接，比较器的输出端与主控模块的输入端连接。
14、进一步的，所述的负阻放大模块包括隔直电容c5，由谐振电感l3和谐振电容c7构成的谐振电路，三极管q1，电感l4，由偏置电阻r4和直流电源构成的直流偏置电路，以及由反馈电感l5、反馈电容c6和反馈电容c8构成的正反馈电路。
15、其中，隔直电容c5的第一端与多路复用器的第三端口连接，第二端与谐振电感l3的第一端连接；谐振电感l3的第二端分别与谐振电容c7的第一端和三极管q1的集电极连接；谐振电容c7的第二端接地；三极管q1的发射极接地，基极与偏置电阻r4的第二端连接；偏置电阻r4的第一端分别与直流电源的正极和电感l4的第一端连接；直流电源的负极接地，电感l4的第二端与三极管q1的集电极连接；反馈电感l5的第一端与偏置电阻r4的第二端连接，反馈电感l5的第二端与反馈电容c8的第一端连接；反馈电容c6的第一端与谐振电感l3的第一端连接，第二端与反馈电容c8的第一端连接；反馈电容c8的第二端接地。
16、负阻放大模块中，通过所述直流偏置电路使三极管q1工作在静态工作点，从而使负阻放大模块处于负阻放大状态。
17、本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过信号接收匹配模块确定匹配频率并接收工作区间的射频信号，通过匹配、滤波、比较等操作解调出原始数字基带信号；本专利技术采用e类振荡器设计原理来设计负阻放大模块，e类振荡器效率可以达到70％以上，并且结构简单，同时可以提供较高的输出功率，用于在调制载波生成上行链路信号方面有很大优势；本专利技术所提出的通信标签整体功耗低，能够满足射频标签的需求，并且体积较小，可方便地应用于物联网互联的产业中。
18、本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
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1.一种考虑负阻放大特性的低功耗反向散射通信标签，其特征在于，其包括：
2.根据权利要求1所述的低功耗反向散射通信标签，其特征在于，所述信号接收匹配模块包括天线、SMA接口、多路复用器和匹配电路；所述天线的输入端接收下行链路信号，输出端与所述SMA接口的输入端连接，所述SMA接口的输出端与所述多路复用器的第一端口连接；所述多路复用器的第二端口与所述匹配电路的输入端连接，第三端口与所述负阻放大模块连接；所述匹配电路的输出端与所述包络检波模块连接。
3.根据权利要求1所述的低功耗反向散射通信标签，其特征在于，所述包络检波模块包括检波二极管D1、滤波电容C2和负载电阻R1；所述检波二极管的正极与所述信号接收匹配模块的输出端连接；滤波电容C2和负载电阻R1并联后，串联在检波二极管D1的负极和地之间。
4.根据权利要求1所述的低功耗反向散射通信标签，其特征在于，所述低通滤波模块包括一级低通滤波电路和二级低通滤波电路；所述一级低通滤波电路输入端与所述包络检波模块的输出端连接，一级低通滤波电路的输出端分别与所述二级低通滤波电路的输入端和比较器模块的输入端连接
5.根据权利要求1或4所述的低功耗反向散射通信标签，其特征在于，比较器模块中，比较器的正输入端与一级低通滤波电路的输出端连接，负输入端与二级低通滤波电路的输出端连接，比较器的输出端与主控模块的输入端连接。
6.根据权利要求1或2所述的低功耗反向散射通信标签，其特征在于，所述负阻放大模块包括隔直电容C5，由谐振电感L3和谐振电容C7构成的谐振电路，三极管Q1，电感L4，由偏置电阻R4和直流电源构成的直流偏置电路，以及由反馈电感L5、反馈电容C6和反馈电容C8构成的正反馈电路；
7.根据权利要求6所述的低功耗反向散射通信标签，其特征在于，通过所述直流偏置电路使所述三极管Q1工作在静态工作点，从而使所述负阻放大电路处于负阻放大状态。
...【技术特征摘要】
1.一种考虑负阻放大特性的低功耗反向散射通信标签，其特征在于，其包括：
2.根据权利要求1所述的低功耗反向散射通信标签，其特征在于，所述信号接收匹配模块包括天线、sma接口、多路复用器和匹配电路；所述天线的输入端接收下行链路信号，输出端与所述sma接口的输入端连接，所述sma接口的输出端与所述多路复用器的第一端口连接；所述多路复用器的第二端口与所述匹配电路的输入端连接，第三端口与所述负阻放大模块连接；所述匹配电路的输出端与所述包络检波模块连接。
3.根据权利要求1所述的低功耗反向散射通信标签，其特征在于，所述包络检波模块包括检波二极管d1、滤波电容c2和负载电阻r1；所述检波二极管的正极与所述信号接收匹配模块的输出端连接；滤波电容c2和负载电阻r1并联后，串联在检波二极管d1的负极和地之间。
4.根据权利要求1所述的低功耗反向散射通信标签，其特征在于，所述低通滤波模块包括一级低通滤波电路和二级低通滤波电路；所述一级低...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐勇军，孙帅，来容，龚伟，王公仆，朱政宇，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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