基于相控阵天线的RFID系统设计*

吴 龙 ，毛陆虹 ，胡焙剑，李建雄,雷 波

(1.天津大学 电子信息工程学院，天津 300072；2.天津工业大学 电子与信息工程学院，天津 300160)

随着大规模集成电路技术的进步以及生产规模的不断扩大，无线射频识别(RFID)产品的成本将不断地降低，其应用将越来越广泛。由于天线的小型化，天线的孔径变小，RFID阅读系统覆盖的范围也随之变小。为了增大阅读器系统信号的辐射范围，可以在阅读区域部署更多的阅读器和标签，增大信号的覆盖密度，或者使用高功率的阅读器，使得标签天线收到的信号更强。但这两种方法增加了整个系统的成本和功耗，而且发射功率过高对人体造成辐射伤害。

为了克服无源RFID系统的工作辐射范围比较小的问题，参考文献[1]提到，通过提高阅读器的灵敏度，使阅读器的收发模块能接收到更加微弱的标签信号，或者通过减少标签的功耗、减低标签电路的触发电压等措施扩大RFID系统的阅读范围，或者增大阅读器天线的增益来增加阅读距离[2]。但是增益增大时会引起波束立体角的变小，提高阅读器的灵敏度需要对芯片进行重新设计。参考文献[3]中采用高精度的直接数字式频率综合器(DDS)和可变增益RF功率放大器实现了电子波束扫描。但是，DDS的引入增加了阅读器系统的功耗。参考文献[4]提出了用相控阵天线技术来扩大RFID阅读器的阅读范围，但只是采用了与阅读器分离的控制信号来进行相控阵天线的波束形成控制，波束形成并未与阅读器有机地配合。……