如何實(shí)現(xiàn)無(wú)源UHF RFID標(biāo)簽的低成本阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

　　RFID（Radiofrequencyidentification）是近年來(lái)興起的一種發(fā)展迅速的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它利用射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信，以達(dá)到識(shí)別的目的并交換數(shù)據(jù)。RFID作為快速、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確采集與處理信息的高新技術(shù)和信息標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)，在生產(chǎn)、零售、物流、交通等各個(gè)行業(yè)有著廣闊的應(yīng)用前景。RFID技術(shù)已經(jīng)被世界公認(rèn)為本世紀(jì)十大重要技術(shù)之一。

　　RFID標(biāo)簽包含天線和芯片，二者均具有復(fù)數(shù)阻抗。對(duì)于無(wú)源標(biāo)簽來(lái)說(shuō)，因?yàn)闃?biāo)簽工作所需功耗全部來(lái)源于讀寫器發(fā)射的射頻能量，所以天線和芯片之間能否實(shí)現(xiàn)良好的匹配和功率傳輸，直接影響到系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)，也很大程度上決定了標(biāo)簽的關(guān)鍵性能。目前已有的阻抗匹配方法大都較為復(fù)雜，用于RFID芯片時(shí)標(biāo)簽識(shí)別準(zhǔn)確率較低，效果并不理想。文中提出了一種用于無(wú)源 RFID標(biāo)簽芯片的低成本阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)方法，該匹配網(wǎng)絡(luò)集成于標(biāo)簽芯片內(nèi)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在標(biāo)簽天線和芯片之間以及標(biāo)簽和讀寫器之間實(shí)現(xiàn)了最大的功率傳輸，改善了芯片性能并提高了讀寫器對(duì)標(biāo)簽反射信號(hào)的識(shí)別率。

　　1 RFID標(biāo)簽阻抗匹配分析

　　1.1.1 RFID原理與標(biāo)簽組成

　　常見的RFID系統(tǒng)主要由讀寫器和標(biāo)簽組成。讀寫器向標(biāo)簽發(fā)送射頻連續(xù)波（Continuous2wave，簡(jiǎn)稱CW），激活標(biāo)簽芯片并將命令和數(shù)據(jù)調(diào)制到射頻電磁波中。處在讀寫器電磁場(chǎng)范圍內(nèi)的標(biāo)簽通過(guò)倍壓整流電路將較小的輸入電壓提升到可供標(biāo)簽芯片正常工作所需的電壓值，并將交流轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷?；由于芯片輸入電壓變化范圍較大，導(dǎo)致輸出電壓不穩(wěn)定，需要加入穩(wěn)壓電路；標(biāo)簽解調(diào)模塊從接收到的射頻連續(xù)波中解調(diào)出命令和數(shù)據(jù)，送到數(shù)字基帶模塊；數(shù)字基帶模塊按照協(xié)議，根據(jù)接收到的指令完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、發(fā)送或其他操作［4］；返回?cái)?shù)據(jù)時(shí)，標(biāo)簽通過(guò)改變自身的阻抗改變天線的反射系數(shù)，將調(diào)制反射信號(hào)發(fā)回給讀寫器。時(shí)鐘產(chǎn)生電路提供芯片工作所需時(shí)鐘頻率，并通過(guò)讀寫器發(fā)送的時(shí)鐘校準(zhǔn)信息校準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步；上電復(fù)位電路一方面對(duì)基帶處理器進(jìn)行復(fù)位，另一方面為調(diào)制反射電路提供使能信號(hào)。圖1所示為RFID標(biāo)簽系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，芯片包含射頻模擬前端、數(shù)字基帶和非易失性存儲(chǔ)器（NVM）三部分，其中射頻？模擬前端基本功能模塊包括：阻抗匹配、倍壓整流、調(diào)制、解調(diào)、穩(wěn)壓、上電復(fù)位、時(shí)鐘產(chǎn)生等。