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射频识别技术是一种非接触式的自动识别技术,它利用无线通信技术进行非接触双向通信,通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别过程无须人工干预,尤其可工作于各种恶劣环境。随着技术的发展,射频识别的应用领域日益扩大,并将成为未来信息社会建设的一项基础技术。
考虑到超高频射频识别系统的广泛应用,本文设计了基于ISO18000-6C协议标准的超高频射频识别电子标签芯片射频前端电路。本次设计采用Charted0.35um Embedded E2PROM工艺,工作频率带宽为860MHz-960MHz,中心频率为910MHz。输入射频功耗为90uW-30mW,芯片工作电压为1.5V,负载电流为30uA。
首先,文章系统地论述了超高频射频识别系统的物理基础。对超高频射频识别系统中应用的电磁场理论,天线辐射理论和能量的传递与反射以及协议标准进行了详细的分析介绍。
其次,文章研究了超高频射频电子标签芯片的整体架构。对标签芯片的各模块进行了功能分析,分析了各模块关键电路的设计指标。
然后,文章对本文设计的标签芯片的射频前端电路进行了详细分析。对N级倍压整流电路进行了研究、分析并建立了理论模型,为设计初期的芯片系统重要参量如输入功耗,射频整流效率,输入阻抗及芯片工作频宽等的优化及确定提供理论依据与参考。对射频前端电路中调制电路的调制类型进行了理论分析,并比较了射频识别中常用的调制类型的优缺点。
最后,根据对射频前端电路各模块的理论分析,针对标签芯片射频前端要求的低输入能量,高转换效率的特点,文章设计了适用于IS018000-6 type C标准的超高频射频电子标签射频前端电路的整流电路,调制电路以及匹配和天线,给出了仿真结果。仿真测试表明,电路达到了预期的设计目标。