5.8GHz射频识别电子标签射频技术研究

论文摘要

RFID（RFID,R adio Frequency Identification）是一种非接触的自动识别技术,其原理是利用射频信号的空间耦合（电感或电磁耦合）或传输的特性,实现对被识别物体的自动识别。RFID因应用系统不同,其组成也会不同,但基本都由电子标签（Tag）、阅读器（Reader）以及中间件三大部分部分组成。而在ETC（电子不停车收费）系统中使用RFID技术,特别是高速公路自动收费的应用上,可以有效解决收费成本高、管理混乱、排队堵车以及汽车拥堵造成的尾气污染。中国ISO/TC204委员会考虑国际ETC的发展的主流趋势,决定将选用5.8GHz作为微波短程通信的中心频率,并将其确定为我过ETC收费的工作频率。本文首先介绍了RFID系统的基本组成与工作原理,分析了5.8GHzRFID的工作特点,并与其他频段的RFID进行比较,得出5.8GHzRFID的设计思路与方法,为电子标签电路设计提供了理论指导。其次研究了标签的接收部分与发射部分的电路结构与原理,按照国家标准GB/T 20851-2007的要求,接收天线与发射天线采用圆极化形式,选取参数合理的二极管完成下行链路ASK信号的包络检波,采用微带线结构对接受天线与接收电路进行匹配,并通过ADS仿真软件验证了设计的正确性和准确性,射频信号经检波滤波后经低频放大器放大。考虑电子标签的低成本的要求,选用介质谐振器来完成负阻型式的介质振荡器,并以振荡源信号为基础产生ASK信号,并将该ASK信号发射给阅读器。该标签系统接收部分与发射部分相互独立工作,涵盖了微波电路与模拟电路,设计流程简洁明确,缩短了设计周期,提供了简便实用的电路系统。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 本课题的研究背景和意义
• 1.2 国内外发展状况
• 1.3 本课题的主要研究内容
• 第2章 射频识别系统及标准
• 2.1 RFID系统原理及组成
• 2.1.1 RFID系统的工作原理
• 2.1.2 RFID系统各部分功能
• 2.2 RFID的分类及特点
• 2.2.1 RFID的分类标准
• 2.2.2 不同频段RFID的工作特点
• 2.3 RFID技术在ETC系统中的应用
• 2.3.1 5.8GHzRFID工作原理简介
• 2.3.2 国内外技术规范
• 2.4 本章小结
• 第3章 标签接收电路研究
• 3.1 圆极化微带天与及二极管匹配电路
• 3.1.1 微带天线设计与仿真
• 3.1.2 微带线匹配电路
• 3.2 ASK信号解调电路
• 3.2.1 DSRC协议中数据传输技术规范
• 3.2.2 ASK信号解调电路
• 3.2.3 低频小信号放大器设计与仿真
• 3.3 本章小结
• 第4章 标签发射电路研究
• 4.1 圆极化微带天线
• 4.2 振荡源设计与仿真
• 4.2.1 介质谐振器简介
• 4.2.2 介质谐振器工作原理
• 4.2.3 介质谐振器的等效电路模型
• 4.2.4 负阻振荡器简介
• 4.2.5 介质振荡器设计过程
• 4.3 ASK信号产生电路
• 4.4 系统版图绘制
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢