本發(fā)明涉及rfid射頻識別設備,更具體地說,涉及一種消除rfid讀寫器中動態(tài)自干擾的方法及裝置。
背景技術:
無源rfid系統(tǒng)是目前rfid技術應用的主流,相對于有源rfid系統(tǒng),無源rfid系統(tǒng)所能達到的識別標簽的范圍較小,在應對密集數(shù)量的無源標簽,其識別準確度也有很大的局限性。造成無源rfid系統(tǒng)讀寫器在使用環(huán)境以及天線適應性方面局限性的主要原因如下:無源電子標簽本身不提供能量,標簽工作的能量來自于讀寫器發(fā)射過來的電磁波,標簽反射信號只有接收到電磁波能量的20%,十分微弱。對于讀寫器來講,無源rfid系統(tǒng)中使用的讀寫器則采用了收發(fā)同頻的通信方式,所以對于無源rfid系統(tǒng)來講,讀寫器發(fā)射通道和接收通道的隔離度是一個比較難以處理的問題。在現(xiàn)有技術方案中,無源rfid系統(tǒng)收發(fā)隔離的實現(xiàn)主要采用環(huán)形器或定向耦合器(也稱收發(fā)隔離電路單元),在所有端口匹配的情況下,“收發(fā)隔離電路單元”的隔離度是20~30db,因此發(fā)射通道泄漏到接收通道的功率(即最主要的“自干擾”信號功率)遠遠大于電子標簽反射回來的回波信號功率。這使得整個無源rfid系統(tǒng)的接收靈敏度變得很低,最終導致電子標簽的讀寫距離較短、識別的標簽數(shù)量有限。上述自干擾信號還有另外兩部分來源,一部分是來源于天線端的阻抗失配,當發(fā)射通道發(fā)射已調信號時,會有反射駐波形成的干擾信號進入接收通道。另一部分是發(fā)射出去的已調信號,經(jīng)過讀寫器周圍的應用環(huán)境反射后,隨標簽反射信號進入接收通道中。這兩種信號也會影響到整個系統(tǒng)的接收靈敏度。此外,大多數(shù)讀寫器在實際應用中采用分布式天線結構,在采用這種結構時,經(jīng)常用到同軸電纜等傳輸介質連接讀寫器和天線。這些傳輸介質在傳輸信號的過程中都會對雙向信號都有衰減,標簽反射的回波信號本身就比較弱,再加上傳輸介質的衰減后會更弱,從而影響讀寫器的接收靈敏度。綜上所述,在現(xiàn)有技術中,較強的實時動態(tài)自干擾信號和較弱的標簽回波信號是整個無源rfid系統(tǒng)的接收靈敏度較低和系統(tǒng)穩(wěn)定性較差的主要原因。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術問題在于,針對現(xiàn)有技術的上述接收靈敏度較低、系統(tǒng)穩(wěn)定性較差的缺陷,提供一種接收靈敏度較高、系統(tǒng)穩(wěn)定性較好的一種消除rfid讀寫器中動態(tài)自干擾的方法及裝置。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:構造一種消除rfid讀寫器中動態(tài)自干擾的方法,包括如下步驟:
a)取得參考自干擾射頻信號,對其進行處理后得到對所述參考自干擾射頻信號的最大衰減值;
b)將所述參考自干擾信號分解為相差為90度的i/q兩路射頻信號,并依據(jù)所述最大衰減值,產(chǎn)生多組調節(jié)控制信號;每組調節(jié)控制信號中包括多個分別對所述i/q兩路射頻信號的幅度和相位進行調節(jié)的調節(jié)控制信號;
c)分別依使用所述多套調節(jié)信號對所述參考自干擾射頻信號進行調節(jié),并分別將調節(jié)后的參考自干擾射頻信號與接收信號合路,進行自干擾信號抵消,得到多個第一接收信號;分別將所述第一接收信號進行射頻功率檢測得到功率電平并進行模數(shù)轉換,得到表示該第一接收信號強度的強度數(shù)值;
d)比較所述多個第一接收信號的強度數(shù)值,選擇其中最小一個對應的一組調節(jié)控制信號作為當前自干擾信號的消除配置,開始與rfid標簽的數(shù)據(jù)交換。
更進一步地,一組調節(jié)控制信號包括調整所述參考自干擾信號幅度的衰減控制信號和調整所述經(jīng)過衰減后的參考自干擾信號相位的相位控制信號;所述衰減控制信號包括分別控制所述i路信號衰減和q路信號衰減量的i路衰減控制信號和q路衰減控制信號;所述相位控制信號包括調節(jié)所述i路信號相位和q路信號相位的i路相位控制信號和q路相位控制信號。
更進一步地,所述步驟d)中還包括如下步驟:
d1)判斷最小一個第一接收信號的強度數(shù)值是否小于設定閾值,如是,選擇器控制信號作為當前自干擾信號的消除配置,否則,執(zhí)行下一步驟;
d2)縮小衰減控制信號和相位控制信號的步進值或改變值,圍繞產(chǎn)生上述最小第一接收信號對應的一組調節(jié)控制信號,產(chǎn)生多組細調調節(jié)控制信號,分別使用每組細調調節(jié)控制信號,得到其對應的第一接收信號,分別得到其強度數(shù)值并選擇最小一個,并返回步驟d1);
d3)如上述步驟循環(huán)設定次數(shù),而得到的強度數(shù)值仍不小于設定閾值,則返回步驟b),產(chǎn)生新的調節(jié)控制信號并重復執(zhí)行。
更進一步地,所述步驟a)中,包括如下步驟:
a1)對參考自干擾信號進行射頻功率檢測,得到表示其功率的功率電平,將得到的功率電平進行模數(shù)轉換得到其功率值;
a2)將所述得到的功率值減去固有衰減值,得到所述參考自干擾信號的最大衰減值。
更進一步地,所述步驟c)中,對所述i路信號進行幅度調節(jié),然后對其進行相位調節(jié);對所述q路信號進行幅度調節(jié),然后對其進行相位調節(jié);將調節(jié)后的i/q路信號合路后,得到調節(jié)后的參考自干擾射頻信號。
本發(fā)明還涉及一種消除rfid讀寫器中動態(tài)自干擾的裝置,包括調整單元、控制單元和合路單元;所述合路單元包括兩個輸入端和一個輸出端,其一個輸入端與rfid讀寫器中的收發(fā)耦合單元的接收輸出端連接,另一個輸入端與所述調整單元的輸出端連接,其輸出端與所述rfid讀寫器的接收電路連接;所述調整單元的輸入端與所述收發(fā)耦合單元的隔離端連接,其還接收所述控制單元輸出的調節(jié)控制信號,以控制對所述隔離端輸出的參考自干擾信號的調節(jié)量;所述控制單元分別接收所述隔離端和接收輸出端輸出的射頻信號,分別對其進行處理,并依據(jù)處理結果輸出控制信號到所述調整單元。
更進一步地,所述控制信號包括多個,所述調整單元包括幅度調整模塊和相位調整模塊,所述幅度調整模塊和所述相位調整模塊分別具有不同的調節(jié)控制信號。
更進一步地,所述調整單元包括依次串接的功率分配單元、幅度調整模塊、相位調整模塊和第一合路模塊;所述功率分配單元將輸入的參考自干擾信號分為相差為90度的兩路信號,所述幅度調整模塊在不同的調節(jié)控制信號作用下分別對所述兩路信號進行幅度調節(jié)后分別輸出到所述相位調節(jié)模塊,所述相位調節(jié)模塊分別在不同的調節(jié)控制信號作用下調節(jié)所述兩路經(jīng)過幅度調節(jié)的信號的相位,并將其輸出到第一合路模塊進行合路輸出。
更進一步地,所述幅度調整模塊包括兩個受控于不同的衰減控制信號的可調衰減器,所述可調衰減器分別對所述功率分配單元輸出的兩路信號進行衰減,每個可調衰減器的衰減量由連接到該衰減器的衰減控制信號決定;所述相位調整模塊包括兩個分別對所述可調衰減器的輸出進行移相的移相支路,每個移相支路由不同的移相控制信號控制;每個移相支路包括第一射頻開關、+90度移相網(wǎng)絡、-90度移相網(wǎng)絡和第二射頻開關,所述第一射頻開關在連接到其控制端的移相控制信號的作用下,將輸入射頻信號輸送到所述+90度移相網(wǎng)絡和-90度移相網(wǎng)絡中的一個進行移相;所述第二射頻開關在同一個移相控制信號的作用下,選擇所述所述+90度移相網(wǎng)絡和-90度移相網(wǎng)絡的輸出中的一個連接到所述第一合路器。
更進一步地,所述控制單元還包括多個模數(shù)轉換和數(shù)模轉換模塊;所述控制單元輸出的多個控制信號分別經(jīng)過不同的數(shù)模轉換模塊后輸出到所述調整單元;所述隔離端和接收輸出端輸出的射頻信號分別經(jīng)過不同的射頻信號轉換模塊和模數(shù)轉換模塊轉換為數(shù)字信號后,再進行處理。
實施本發(fā)明的一種消除rfid讀寫器中動態(tài)自干擾的方法及裝置,具有以下有益效果:由于使用參考自干擾信號依據(jù)最大衰減量對該參考自干擾信號進行多次調節(jié),并將得到的信號與接收信號進行抵消,得到多個第一接收信號,然后在上述得到的接收信號中選擇最小的第一接收信號對應的調節(jié)配置(包括幅度調節(jié)量和相位調節(jié)量)作為當前接收標簽返回信號時的調節(jié)量,因此,在接收到標簽返回信號時,整個系統(tǒng)中存在的自干擾信號全部或大部分被抵消掉,于是,其接收靈敏度較高、系統(tǒng)穩(wěn)定性較好。
附圖說明
圖1是本發(fā)明一種消除rfid讀寫器中動態(tài)自干擾的方法及裝置實施例中消除自干擾的方法流程圖;
圖2是所述實施例中選擇消除配置的具體流程圖;
圖3是所述實施例中裝置的結構示意圖;;
圖4是所述實施例調節(jié)單元的具體結構示意圖;
圖5是所述實施例中一種情況下具體的裝置結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合附圖對本發(fā)明實施例作進一步說明。
如圖1所示,在本發(fā)明的一種消除rfid讀寫器中動態(tài)自干擾的方法實施例中,該方法包括如下步驟:
步驟s11取得參考自干擾信號,得到其最大衰減值:在本步驟中,取得參考自干擾射頻信號,對其進行處理后得到對所述參考自干擾射頻信號的最大衰減值;在本實施例中,上述參考自干擾信號是在收發(fā)耦合單元的隔離端上取得的,在該端口上取得的參考自干擾信號分為兩路,一路用于進行射頻功率檢測,得到表示其功率的功率電平,將得到的功率電平進行模數(shù)轉換得到其功率值;然后將所述得到的功率值減去固有衰減值,得到所述參考自干擾信號的最大衰減值。上述固有衰減值是指上述參考自干擾信號在傳輸過程中經(jīng)過的硬件電路的插入損耗值,該插入損耗值對于一個系統(tǒng)而言,是固有的、不變的。而另一路參考自干擾信號則作為調節(jié)的對象,在調節(jié)控制信號的作用下進行幅度和相位的調節(jié),使得其盡可能在調節(jié)后形成與接收信號中混合的自干擾信號等幅、反相的信號,進而在后續(xù)的合路過程中抵消掉接收信號中的自干擾信號,從而提高接收靈敏度。
在本實施例中,上述最大衰減值在某種程度上表示了該讀寫器系統(tǒng)在當前的環(huán)境下能夠接收到信號的范圍,后續(xù)步驟中的一系列的對于參考自干擾信號的調整,都是在這個范圍內(nèi)進行的,對于超出這個范圍的,就不會再去進行嘗試產(chǎn)生第一接收信號。這樣設置的好處是能夠按照實際情況減少調節(jié)控制信號的組數(shù),換句話說,減少確定最適合當前環(huán)境的調節(jié)控制信號的時間。
步驟s12將取得的參考自干擾信號分解為i/q信號,并產(chǎn)生多組調節(jié)控制信號:在本步驟中,將所述參考自干擾信號分解為相差為90度的i/q兩路射頻信號,并依據(jù)所述最大衰減值,產(chǎn)生多組調節(jié)控制信號;每組調節(jié)控制信號中包括多個分別對所述i/q兩路射頻信號的幅度和相位進行調節(jié)的調節(jié)控制信號;在本實施例中,將上述作為調節(jié)對象的另一路參考自干擾信號進行分解,使其形成兩路幅度相同,相位相差90度的信號,這兩路信號一路為i路信號,另一路為q路信號,i路信號的相位超前q路信號90度,且與上述參考自干擾信號相同。此外,在本實施例中,每組調節(jié)控制信號包括的調節(jié)控制信號的數(shù)量和種類是相同的,但是不同組的調節(jié)控制信號的取值是不同的。每組中的調節(jié)控制信號包括調整所述參考自干擾信號幅度的衰減控制信號和調整所述經(jīng)過衰減后的參考自干擾信號相位的相位控制信號;而所述衰減控制信號又包括分別控制所述i路信號衰減和q路信號衰減量的i路衰減控制信號和q路衰減控制信號;所述相位控制信號包括調節(jié)所述i路信號相位和q路信號相位的i路相位控制信號和q路相位控制信號;在本實施例中,調節(jié)過程中的i路信號和q路信號是并行的,互不相關的,各自的調節(jié)控制信號分別作用于各個調節(jié)機構上,分別對各路信號進行調節(jié)。
在本實施例中,上述多組調節(jié)控制信號是在確定上述最大衰減值后,按照設定的規(guī)則產(chǎn)生的。最大衰減值表示了在不同應用條件下,實現(xiàn)自干擾消除的最大幅度邊界。幅度邊界越大,相同步進長度(即兩組調節(jié)控制信號中相同類型的調節(jié)控制信號之間的差異值或改變值)的條件下,產(chǎn)生的調節(jié)信號的組數(shù)越多,掃描速度越慢;幅度邊界越小,相同步進長度的條件下,產(chǎn)生的調節(jié)信號的組數(shù)越少,掃描速度越快,而每組調節(jié)控制性中包括分別對兩路(q路和i路)信號的幅度進行調節(jié)的衰減量控制信號和對兩路信號進行相位調節(jié)的相位控制信號,其中,每路的相位控制信號又包括兩個,一個控制該路信號的相位增加,一個控制該路信號的相位減少。因此在本實施例中,一組調節(jié)控制信號包括6個控制信號,這些控制信號組可以將其視為一個調節(jié)點表示在分別以i路衰減量和q路衰減量為坐標軸的直角坐標系中。
步驟s13分別使用每組調節(jié)控制信號調節(jié)參考自干擾信號,得到多個第一接收信號,并得到每個第一接收信號的強度值:在本步驟中,通過逐個使用上述得到的多組調節(jié)控制信號分別進行自干擾信號消除,得到不同的第一接收信號。即分別使用每組調節(jié)信號對所述參考自干擾射頻信號進行調節(jié),并分別將調節(jié)后的參考自干擾射頻信號與接收信號合路,進行自干擾信號抵消,得到多個第一接收信號;并分別將所述第一接收信號進行射頻功率檢測得到功率電平并進行模數(shù)轉換,得到表示該第一接收信號強度的強度數(shù)值;在本實施例中,具體的調節(jié)過程為對所述i路信號進行幅度調節(jié),然后對其進行相位調節(jié);與此同時,并行地對所述q路信號進行幅度調節(jié),然后對其進行相位調節(jié);之后,將調節(jié)后的i/q路信號合路后,得到調節(jié)后的參考自干擾射頻信號。
步驟s14選擇最小強度值的第一接收信號對應的調節(jié)控制信號作為調節(jié)參數(shù),并開始接收標簽回波信號:在本步驟中,對于上述步驟中得到的多個強度數(shù)值進行對比,即比較所述多個第一接收信號的強度數(shù)值,選擇其中最小一個的控制信號作為當前自干擾信號的消除配置,開始與rfid標簽的數(shù)據(jù)交換。
在本實施例中,如果希望得到的結果盡量準確,即在最大程度上減小自干擾信號對接收的干擾,上述步驟s14中還可以包括進一步的選擇步驟如下:
首先,在已經(jīng)得到一個最小信號強度值的情況下,進一步判斷最小一個第一接收信號的強度數(shù)值是否小于設定閾值,如是,選擇其控制信號作為當前自干擾信號的消除配置,否則,執(zhí)行下一步驟;
其次,縮小衰減控制信號和相位控制信號的步進值或改變值,圍繞產(chǎn)生上述最小第一接收信號對應的一組調節(jié)控制信號,產(chǎn)生多組細調調節(jié)控制信號,分別使用每組細調調節(jié)控制信號,得到其對應的第一接收信號,分別得到其強度數(shù)值并選擇最小一個,并返回上一步驟;
最后,如上述步驟循環(huán)設定次數(shù),而得到的強度數(shù)值仍不小于設定閾值,則返回步驟s12,產(chǎn)生新的調節(jié)控制信號并重復執(zhí)行步驟s12以后的步驟。
值得一提的是,通常將上述步驟稱為細調,而將步驟s11-s14稱為粗調。所謂細調是在前面粗調步驟的基礎上,對調節(jié)控制參數(shù)進行微調,以期得到更為準確的調節(jié)控制參數(shù)或控制信號。在本實施例中,上述粗調和細調的步驟基本上是相同,原理也是相同的,不同的僅僅是各調節(jié)控制參數(shù)變化的步進值不一樣。此外,在本實施例中,并不是任何情況下都需要進行細調,在要求并不嚴格,標簽數(shù)量不多等情況下,也可以不用細調。
圖2示出了本實施例中一種情況下的具體例子,其虛線框中的步驟為選擇或確定用于消除調節(jié)控制信號的過程。在圖2中,由收發(fā)耦合電路單元的端口3(隔離端口)取得的參考自干擾信號功率,通過一個射頻信號功率檢測單元檢測輸出實時的電壓采樣信號,經(jīng)一個模數(shù)轉換器數(shù)字化后送入控制單元,作為反饋信號用于判斷自干擾信號功率實際值的參考。
已進行自干擾信號抵消的抵消信號功率通過另一個射頻信號功率檢測單元檢測輸出實時的電壓采樣信號,經(jīng)另一個模數(shù)轉換器數(shù)字化后送入控制單元,作為反饋信號用于判斷已抵消信號功率的具體值。在本實施例中,上述兩個射頻功率檢測單元在物理上是獨立的,但作為控制單元的一部分而存在;而控制單元包括一個微控制器作為主體,模數(shù)轉換器可以是微控制器的一部分,也可以是單獨的模數(shù)轉換器。
在本實施例中,在rfid讀寫器動態(tài)自干擾抵消電路硬件設計時,可以計算出硬件電路鏈路的固有插入損耗值。微處理器采集到參考自干擾信號功率的具體值后,直接通過軟件設置減去這個硬件電路鏈路的固有插入損耗值,計算得到的輸出值就是要實現(xiàn)全幅掃描所需的最大幅度初始衰減值。
在本實施例中,幅度調整電路單元采用i/q路數(shù)字比例步進衰減方式實現(xiàn),且用兩種步進長度(4×16矩陣,3×3矩陣)實現(xiàn)快速的粗調全幅掃描和微調細掃。其中配置幅度調整單元只做衰減,輸入和輸出相位變化可忽略。
相位調整電路單元采用i/q路數(shù)字組合設置的方式,可以快速實現(xiàn)四個象限的定相,配置控制邏輯和四個象限的關系如下(請參見圖4):
a象限:i/q路的射頻二選一開關的軟件控制信號q+和i+為高電平有效(同時q-和i-為低電平);
b象限:i/q路的射頻二選一開關的軟件控制信號q-和i+為高電平有效(同時q+和i-為低電平);
c象限:i/q路的射頻二選一開關的軟件控制信號q-和i-為高電平有效(同時q+和i+為低電平);
d象限:i/q路的射頻二選一開關的軟件控制信號q+和i-為高電平有效(同時q-和i+為低電平)。
通過微處理器配置幅度調整電路單元的i/q路不同比例步進衰減值和相位調整電路單元不同象限設置相配合的方式,可以快速實現(xiàn)相位360°全覆蓋,可以快速實現(xiàn)調整后的參考自干擾信號和來自收發(fā)隔離電路單元端口4的rx輸入包含自干擾信號的回波信號是等幅、反相的關系??傮w掃描思路是采用逐次逼近的方式來實現(xiàn)。
首先,進行粗調全幅掃描。粗調全幅掃描中,共經(jīng)過每個象限16個點即總共64個點。以(0,0)為原點,第一象限與第二象限一起掃,固定y軸,掃x軸,然后三四象限一起掃,找最低點。再通過第二射頻信號功率檢測單元,檢測已抵消信號功率,輸出實時的電壓采樣信號,經(jīng)上述另一個模數(shù)轉換器數(shù)字化后送入微處理器,用于判斷已抵消信號功率的具體值。
理論上,針對無源rfid系統(tǒng),當讀寫器的自干擾抵消效果達到30db時,外界因素便成為影響讀寫器接收靈敏度和系統(tǒng)穩(wěn)定性的主要原因。故設置門限值(即設定閾值)為當自干擾抵消效果達到30db時判定為合格。
如果已抵消信號功率的具體值低于上述門限值,說明抵消效果滿足門限要求,更新記錄保持當前自干擾信號配置值狀態(tài),進入正常讀卡流程。如果已抵消信號功率的具體值高于上述門限值,說明抵消效果不能滿足門限要求。
其次,做微調細掃。在全幅掃描的基礎上確定一個最低點后,以這個最低點為原點,圍繞該最低點周圍八個點進行九點微調細掃。微調細掃步進為全幅掃描的一半,微調細掃一圈,找更低點;再通過第二射頻信號功率檢測單元,檢測已抵消信號功率,輸出實時的電壓采樣信號,經(jīng)上述另一個模數(shù)轉換器數(shù)字化后送入微處理器,用于判斷已抵消信號功率的具體值。
如果已抵消信號功率的具體值低于軟件設置的門限值,說明抵消效果滿足門限要求。更新記錄保持當前自干擾信號配置值狀態(tài),進入正常讀卡流程。如果已抵消信號功率的具體值高于軟件設置的門限值,說明抵消效果還不能滿足門限要求。微調細掃的次數(shù)可以設定,例如最多3次,抵消效果還是不能滿足門限要求則重新執(zhí)行上述流程,進行粗調全幅掃描到微調細掃的循環(huán)。直到已抵消信號功率的具體值低于軟件設置的門限值,說明抵消效果滿足門限要求。更新記錄保持當前自干擾信號配置值狀態(tài),進入正常讀卡流程。
在本實施例中,還涉及一種消除rfid讀寫器中動態(tài)自干擾的裝置,如圖3所示,該裝置包括調整單元2、控制單元1和合路單元3;所述合路單元2包括兩個輸入端和一個輸出端,其一個輸入端與rfid讀寫器中的收發(fā)耦合單元4的接收輸出端連接,另一個輸入端與所述調整單元2的輸出端連接,其輸出端與所述rfid讀寫器的接收電路(圖中未示出)連接;所述調整單元2的輸入端與所述收發(fā)耦合單元4的隔離端連接,調整單元2還接收所述控制單元1輸出的調節(jié)控制信號,以控制對所述隔離端輸出的參考自干擾信號的調節(jié)量;所述控制單元1分別接收所述隔離端和接收輸出端輸出的射頻信號,分別對其進行處理,并依據(jù)處理結果輸出調節(jié)控制信號到所述調整單元2。
在本實施例中,所述控制信號包括多個,所述調整單元2包括幅度調整模塊和相位調整模塊,所述幅度調整模塊和所述相位調整模塊分別具有不同的調整控制信號(請參見圖4)。
圖4示出了本實施例中調整單元2的具體結構,所述調整單元4包括依次串接的功率分配單元(90度功分器)、幅度調整模塊(幅度調整電路單元)、相位調整模塊(相位調整電路單元)和第一合路模塊(合路器);所述功率分配單元將輸入的參考自干擾信號分為相差為90度、幅度相等的兩路信號,所述幅度調整模塊在不同的控制信號作用下分別對所述兩路信號進行幅度調節(jié)后分別輸出到所述相位調節(jié)模塊,所述相位調節(jié)模塊分別在不同的控制信號作用下調節(jié)所述兩路經(jīng)過幅度調節(jié)的信號的相位,并將其輸出到第一合路模塊進行合路輸出。其中,所述幅度調整模塊包括兩個受控于不同的衰減控制信號(i衰減控制信號和q衰減控制信號)的可調衰減器,所述可調衰減器分別對所述功率分配單元輸出的i/q兩路信號進行衰減,每個可調衰減器的衰減量由連接到該衰減器的衰減控制信號決定;所述相位調整模塊包括兩個分別對所述可調衰減器的輸出進行移相的移相支路,每個移相支路由不同的移相控制信號(i+控制信號和i-控制信號、q+控制信號和q-控制信號)控制;每個移相支路包括第一射頻開關、+90度移相網(wǎng)絡、-90度移相網(wǎng)絡和第二射頻開關,所述第一射頻開關在連接到其控制端的移相控制信號的作用下,將輸入射頻信號輸送到所述+90度移相網(wǎng)絡和-90度移相網(wǎng)絡中的一個進行移相;所述第二射頻開關在同一個移相控制信號的作用下,選擇所述所述+90度移相網(wǎng)絡和-90度移相網(wǎng)絡的輸出中的一個連接到所述第一合路器。
此外,在本實施例中,所述控制單元還包括多個模數(shù)轉換和數(shù)模轉換模塊;所述控制單元輸出的多個控制信號分別經(jīng)過不同的數(shù)模轉換模塊后輸出到所述調整單元;所述隔離端和接收輸出端輸出的射頻信號分別經(jīng)過不同的射頻信號轉換模塊和模數(shù)轉換模塊轉換為數(shù)字信號后,再進行處理。上述數(shù)模轉換和模數(shù)轉換模塊可以是作為控制單元主體的微控制器的一部分,也可以由獨立的模數(shù)、數(shù)模轉換電路構成。
在本實施例中,一種具體情況下的裝置結構如圖5所示,在圖5中,一個動態(tài)自干擾抵消裝置包括:收發(fā)耦合電路單元、第一射頻信號功率檢測單元、幅度調整電路單元、相位調整電路單元、合路器、ad1、da1、da2、第二射頻信號功率檢測單元、微處理器、ad2。
由收發(fā)耦合電路單元的端口3(隔離端口)取得的參考自干擾信號一分為二,一路輸入給第一射頻信號功率檢測單元,檢測輸出實時的電壓采樣信號,作為反饋信號之一,經(jīng)ad1模數(shù)轉換器數(shù)字化后送入微處理器運算;另一路直接輸入到幅度調整電路單元,經(jīng)相位調整電路單元輸出到合路器,幅度調整電路單元和相位調整電路單元具體連接關系如圖4所示。
ad1模數(shù)轉換器數(shù)字化后輸出的實時反饋電壓采樣信號,用于判斷參考自干擾信號功率的具體值。
ad2模數(shù)轉換器數(shù)字化后輸出的實時反饋電壓采樣信號,用于判斷已抵消信號功率的具體值。
微處理器根據(jù)上述兩路實時反饋電壓采樣信號作為運算依據(jù),將最終的運算得到的幅度和相位控制數(shù)據(jù)輸出給da1和da2數(shù)模轉換器轉換為幅度和相位控制信號,分別輸入到幅度調整電路單元和相位調整電路單元中,對參考自干擾信號的幅度和相位進行快速實時調整,使得經(jīng)過幅度和相位調整后的參考自干擾信號和來自收發(fā)隔離電路單元端口4(接收端口)的rx輸入包含自干擾信號的回波信號是等幅、反相的關系。
幅度調整電路單元和相位調整電路單元輸出經(jīng)過快速實時幅度和相位調整后的參考自干擾信號給合路器的其中一個輸入端。
考慮到接收鏈路功率衰減盡量小的原則,收發(fā)耦合電路單元的端口4取得rx輸入的包含自干擾信號的回波信號后,直接輸出到合路器的另一個輸入端,從而達到最小路徑的衰減目的與載波抑制的效果。
經(jīng)過幅度和相位調整后的參考自干擾信號和來自收發(fā)隔離電路單元端口4的rx輸入包含自干擾信號的回波信號是等幅、反相的關系。同時輸入到合路器的兩個輸入端,在合路器的輸出端,得到的是經(jīng)過幅度和相位調整后的參考自干擾信號和來自收發(fā)隔離電路單元端口4的rx輸入包含自干擾信號的回波信號二者相互抵消的已抵消信號。這個已抵消信號降低了自干擾信號對標簽回波信號的影響,達到了提高整個無源rfid系統(tǒng)的接收靈敏度和系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。
已抵消信號也是分為二路。第一路將已抵消信號輸出到第二射頻信號功率檢測單元,檢測輸出實時電壓采樣信號,作為反饋信號之一,經(jīng)ad2模數(shù)轉換器數(shù)字化后送入微處理器運算;第二路直接輸出給接收解調電路。
以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式,其描述較為具體和詳細,但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是,對于本領域的普通技術人員來說,在不脫離本發(fā)明構思的前提下,還可以做出若干變形和改進,這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此,本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。