基于EPC Gen2协议的UHF RFID有源电子标签设计

吴小龙，张红雨

(电子科技大学 电子工程学院，四川 成都611731)

目前符合EPC Gen2[1]协议的电子标签基本都是无源标签，工作所需能量来自读写器发送的射频信号，即波束供电。因此工作距离、存储容量等受到能量来源的限制。为了弥补无源标签的不足，本次研究提出了有源RFID电子标签的设计方案。

1 UHF RFID电子标签工作原理

读写器在发送完控制命令后，会一直发送空载波CW，标签通过反向散射调制的方式将回传的信息调制到CW上。该方式通过改变标签天线的负载阻抗来实现[2]。通常，一种阻抗处于失配状态，另一种阻抗处于匹配状态，通过基带电路控制“阻抗开关”来完成信号“1”和“0”的传输[3]。

2 电子标签的硬件电路设计

电子标签包含射频反射电路、射频接收电路和基带控制电路，如图1所示。

2.1 射频反射电路设计

其中，G为读写器天线增益；Γ1为信号“1”对应的反射系数，Γ0为信号“0”对应的反射系数。由式(1)可知，当读写器天线增益 G一定时，将 Γ0取 0，Γ1取 1，此时 ΔRCS可取得最大值。为了达到上述目的，将射频开关的一端接匹配负载，另一端悬空。

2.2 射频接收电路设计

射频接收电路由低噪放微带线移相电路、包络检波电路、低通滤波电路、差分放大器和电压比较器构成。信号首先经过低噪放放大；然后进入50 Ω微带线产生两路正交信号；接着由包络检波并通过低通滤波器将高频成分滤除即可得到两路基带信号。经过差分放大器和电压比较器后可得到PIE编码波形。

3 UHF RFID电子标签基带程序设计

基带程序主要包括接收模块、主状态机和发送模块。……