超高頻RFID讀寫器接收前端電路的研究與設(shè)計.pdf

1、射頻識別(RFID)技術(shù)是一種廣泛應(yīng)用的非接觸式自動識別技術(shù)。隨著RFID標簽的尺寸越來越小，成本越來越低，RFID將取代條形碼被應(yīng)用于各種領(lǐng)域中，例如：供應(yīng)鏈管理、采購、身份識別等。與近場通信的RFID系統(tǒng)相比，超高頻RFID(UHF RFID)系統(tǒng)具有更遠的通信距離和更快的數(shù)據(jù)傳輸速率。因此，UHFRFID已成為RFID技術(shù)發(fā)展的新趨勢。
　　讀寫器是UHF RFID系統(tǒng)中重要的組成部分。當前，各種讀寫器接收機射頻前端電路的靈

2、敏度、線性度和集成度都存在不足，需要進一步優(yōu)化。針對這種情況，本文以讀寫器接收機前端電路為研究對象，對前端電路的拓撲結(jié)構(gòu)、低噪聲放大器(LNA)和下混頻器作了詳細的分析和研究，主要研究內(nèi)容有：
　　(1)提出了一種增益可控制的寬帶LNA。該LNA結(jié)合了共源共柵結(jié)構(gòu)和電壓并聯(lián)負反饋結(jié)構(gòu)。這兩種結(jié)構(gòu)使LNA獲得了很好的寬帶性能。此外，該LNA采用了開關(guān)增益控制技術(shù)。在監(jiān)聽模式下，LNA具有高增益；在談話模式下，LNA具有低增益，從而避

3、免了干擾信號造成接收機飽和。仿真結(jié)果顯示：在860MHz～960MHz的頻率范圍內(nèi)，LNA的輸入匹配為-16.97dB，噪聲系數(shù)(NF)為3.2dB，三階交調(diào)截點ⅡP3為9.26dBm。
　　(2)提出了一種高線性度、低噪聲的有源下混頻器。該混頻器基于傳統(tǒng)的吉爾伯特雙平衡有源混頻器結(jié)構(gòu)，采用了改進型的多柵晶體管(MGTR)技術(shù)和電流復(fù)用注入技術(shù)。其中，改進型的MGTR技術(shù)可以使混頻器獲得穩(wěn)定的高線性度；電流復(fù)用注入技術(shù)則可以降低混

4、頻器的閃爍噪聲，還能提高增益和隔離度。仿真結(jié)果顯示：該混頻器的轉(zhuǎn)換增益為19.3dB，NF為8.02dB，ⅡP3為8.86dBm。
　　(3)提出了一種全集成、各性能指標均衡的UHF RFID讀寫器接收機前端電路。該前端電路由設(shè)計的LNA和下混頻器構(gòu)成。它能消除大功率載波干擾信號，并能滿足ISO/IEC18000-6 Type B/C兩種協(xié)議的要求。在Chartered0.18μmCMOS工藝下，采用Cadence軟件對前端電路進