UHF频段智能型RFID读写器的研究与应用

R1000内部PA的输出信号在经过PA驱动后，再经过一个3 dB的正交混频耦合芯片XC0900E-03S将信号转换为2个正交90°的信号，然后输出到2个平行的集成功率放大芯片MAAP- 007649-000100。此放大信号经过一个谐波抑制的低通滤波器(LPF)后，通过同轴线缆输出到主板上的定向耦合器，然后经过输出通道输出。经过 PA子板的放大后，可以在900～930 MHz(美国)和865～868 MHz(欧洲)频段输出+34 dB的输出功率。其全部增益通过多级放大电路来实现。

PA子板采用了独立电源供电的方式，可以保证功率放大电路对稳定电源的需求，输入电 压为7.5 V，采用外部线性DC适配器输入。其工业工作温度范围为-20～+75℃。输入PA子板的信号为R1000射频芯片输出的最大+10 dB调制信号。在PA子板中PA具有固定增益，因为R1000支持变换增益范围，其可输入PA子板的信号范围为-6～+10 dB，PA的变化增益范围大概是15～30 dB，可以支持在TX通道上16 dB的变化增益，变换间隔为0.5 dB。

2.2 外部 PA中衰减带通滤波器设计

衰减带通滤波器功能电路的原理图如图4所示。其中，NR为留的测试点。具体的参数设置如图5所示。我们设计的超 高频使用频率范围是860～960 MHz，在外部PA设计中，通过Multisim软件对PA中带通滤波器进行仿真，来测试读写器的使用频率范围。图6是仿真结果。



PA最大的线性功率输出大丁或等于34 dB，考虑到大约3 dB的多路损耗和滤波损耗以及1 dB的线缆和开关损耗，天线端口的输出功率大约有+30 dB。PA板卡的噪声干扰可以控制在6 dB以内，整个PA系统的输入输出阻抗为50 Ω。在设计中要特别注意PA的散热设计，可以通过温度感应调整PA的方式来补充直接的散热设计，从而更为有效地控制功率和优化散热设计。通过电源控制电路 可以在需要时关闭PA，降低整个板卡的功耗。

结 语

本文以设计一种UHF超高频射频读写器为目的，设计 了基于射频芯片Intel R1000和AT91SAM9263微控制器的读写器系统，增加了外部PA设计，从而大大增加了读写器的读写距离。本文所研究的读写器基带系统和射频系 统，对RFID读写系列产品的设计具有一定的借鉴意义。