用于無線設(shè)備的傳輸裝置制造方法
【專利摘要】一種用于無線設(shè)備的傳輸裝置，包括：天線，其用于接收原始信號并用于對包含了來自無線設(shè)備的信息的調(diào)制信號進(jìn)行反向散射；耦合于天線的可變阻抗，其中所述可變阻抗具有阻抗值；和耦合于可變阻抗的解碼器，其根據(jù)所述信息來對阻抗值進(jìn)行調(diào)制，并由此對天線的反向散射系數(shù)進(jìn)行調(diào)制，以產(chǎn)生調(diào)制的信號。
【專利說明】用于無線設(shè)備的傳輸裝置
[0001] 本申請要求于2012年7月11日提交的美國臨時專利申請No. 61/670,259的優(yōu) 先權(quán)，通過引用將其并入本文，并且還要求于2013年5月1日提交的美國臨時專利申請 No. 13/874,996的優(yōu)先權(quán)，通過引用將其并入本文。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及射頻識別系統(tǒng)的領(lǐng)域，更具體地，涉及用于反向散射且電感耦合式射 頻識別系統(tǒng)中的無線設(shè)備（例如，標(biāo)簽）的傳輸裝置。

【背景技術(shù)】
[0003] 射頻識別（"RFID"）系統(tǒng)已經(jīng)在許多應(yīng)用中變得非常流行。圖1示出了典型的 RFID系統(tǒng)100。RFID系統(tǒng)100包括應(yīng)用系統(tǒng)110、讀取器120和標(biāo)簽130。當(dāng)標(biāo)簽130出 現(xiàn)在讀取器120的操作范圍中時，標(biāo)簽130經(jīng)由自身的天線133通過讀取器的發(fā)射器/接 收器121和天線123開始從讀取器120接收能量140和數(shù)據(jù)150。標(biāo)簽130中的整流電路 131收集并存儲能量140以為標(biāo)簽130中的其他電路（如控制/調(diào)制器132)供電。在收 集到足夠能量140之后，標(biāo)簽130可以對預(yù)先存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作并將其發(fā)送回到讀取器 120。然后，讀取器120經(jīng)由通信接口 160將所接收的響應(yīng)數(shù)據(jù)傳遞給應(yīng)用系統(tǒng)110的服務(wù) 器系統(tǒng)/數(shù)據(jù)庫111，用于系統(tǒng)應(yīng)用。
[0004] RFID系統(tǒng)100中的標(biāo)簽130可以根據(jù)標(biāo)簽的功率供應(yīng)而分類成無源型和有源型。 無源標(biāo)簽其自身不具有電源并因此借助經(jīng)由標(biāo)簽天線133所接收的電磁能量來從讀取器 120汲取所需的全部功率。相比之下，有源標(biāo)簽則包括能供應(yīng)其操作所需的全部或部分功率 的電池。
[0005] 在RFID系統(tǒng)100中，讀取器120與標(biāo)簽130之間的能量140及數(shù)據(jù)150的典型傳 輸方法采用反向散射耦合（或反向散射）的方式進(jìn)行。讀取器120的天線123將能量140 耦接到標(biāo)簽130上。通過調(diào)制標(biāo)簽的天線133的反射系數(shù)，使得可以在標(biāo)簽130與讀取器 120之間傳輸數(shù)據(jù)150。如圖2所示，反向散射通常使用在微波頻帶RFID系統(tǒng)中。功率P in 從讀取器天線123發(fā)射出。Pin的一小部分由標(biāo)簽天線133所接收，并且經(jīng)整流之后為標(biāo)簽 130中充當(dāng)電源的存儲電容器充電。在聚集了足夠的能量之后，標(biāo)簽130開始工作。輸入功 率P in的一部分由標(biāo)簽的天線133所反射，并返回作為功率P Mturn。通過改變連接到天線133 的負(fù)載可以影響反射特性。為了從標(biāo)簽130向讀取器120傳輸數(shù)據(jù)150,可以根據(jù)所傳輸?shù)?數(shù)據(jù)流的時間來開啟和關(guān)閉晶體管。反射功率幅度可因此由讀取器的天線123來 調(diào)制和提取。
[0006] 幅移鍵控（"ASK"）調(diào)制通常使用在RFID系統(tǒng)100中。在ASK調(diào)制中，載波的振 幅在通過二進(jìn)制傳輸碼序列所控制的兩個狀態(tài)之間進(jìn)行切換。此外，在一些應(yīng)用中還使用 相移鍵控（"PSK"）調(diào)制。然而，任意復(fù)雜類型調(diào)制通常并不使用在當(dāng)前的RFID反向散射 系統(tǒng)中。這里，復(fù)雜類型調(diào)制是那些通常表示為I+jQ的調(diào)制，其中I為同相分量，Q為正交 分量，并且j是-1的平方根。
[0007] 作為參考，發(fā)現(xiàn)RFID的最初使用可以追溯到第二次世界大戰(zhàn)時。參見例如 Stockman H. 1948 年 10 月發(fā)表在 Proc. IRE 第 1196-1204 頁的 "Communication By Means of Reflected Power"。無源和半無源RFID標(biāo)簽用于通過射頻（"RF"）反向散射來與讀 取器通信。如圖3所示，在反向散射RFID系統(tǒng)中，多個標(biāo)簽130與主讀取器120進(jìn)行交互。 讀取器120用于：（i)經(jīng)由RF信號的功率對標(biāo)簽130供電；（ii)將數(shù)據(jù)傳輸給標(biāo)簽130 ;及 (iii)從標(biāo)簽130讀取信息。
[0008] 通常，讀取器120與標(biāo)簽130之間存在鏈路預(yù)算。標(biāo)簽130通過使用ASK或PSK 調(diào)制而將RF信號反向散射回讀取器120的方式來與讀取器120通信。反向散射方法的一 個優(yōu)點是，它不需要在標(biāo)簽130內(nèi)產(chǎn)生片上RF載波信號，因而僅需要較低功率、更低復(fù)雜度 以及更少的成本。圖4示出了用于標(biāo)簽130的反向散射傳輸裝置400的典型框圖。在圖4 中，Z ant是天線133的阻抗，而Z。是平行于開關(guān)410的固定阻抗。反射系數(shù)Γ由下式給出：

【權(quán)利要求】
1. 一種用于無線設(shè)備的傳輸裝置，包括： 天線，其用于接收原始信號并用于對包含了來自無線設(shè)備的信息的調(diào)制信號進(jìn)行反向 散射； 禪合于所述天線的可變阻抗，其中所述可變阻抗具有阻抗值；和 禪合于所述可變阻抗的解碼器，其根據(jù)所述信息來對所述阻抗值進(jìn)行調(diào)制，并由此對 所述天線的反向散射系數(shù)進(jìn)行調(diào)制，W產(chǎn)生調(diào)制的信號。
2. 如權(quán)利要求1所述的傳輸裝置，其中，所述可變阻抗與所述天線串聯(lián)禪接。
3. 如權(quán)利要求1所述的傳輸裝置，其中，所述無線設(shè)備由來自所述原始信號的能量來 供電。
4. 如權(quán)利要求1所述的傳輸裝置，其中，所述可變阻抗包括阻抗陣列和各自的開關(guān)。
5. 如權(quán)利要求1所述的傳輸裝置，其中，所述解碼器包括反向散射系數(shù)至阻抗值的解 碼器。
6. 如權(quán)利要求1所述的傳輸裝置，其中，所述信息是N比特數(shù)字波形。
7. 如權(quán)利要求6所述的傳輸裝置，其中，將所述N比特數(shù)字波形施加給所述解碼器，W 產(chǎn)生針對所述可變阻抗的與所述N比特數(shù)字波形相關(guān)的控制信號。
8. 如權(quán)利要求7所述的傳輸裝置，其中，所述阻抗值的變化對所述原始信號進(jìn)行反向 散射W產(chǎn)生調(diào)制信號，所述調(diào)制信號具有所述N比特數(shù)字波形的頻率偏移形式。
9. 如權(quán)利要求7所述的傳輸裝置，其中，針對可變阻抗的控制信號切換所述可變阻抗 內(nèi)的阻抗陣列，從而改變所述阻抗值并由此改變所述天線的反向散射系數(shù)的特性。
10. 如權(quán)利要求1所述的傳輸裝置，其中，所述信息是復(fù)雜調(diào)制信號。
11. 如權(quán)利要求10所述的傳輸裝置，其中，所述復(fù)雜調(diào)制信號在頻率上偏離于所述原 始信號。
12. 如權(quán)利要求10所述的傳輸裝置，其中，所述復(fù)雜調(diào)制信號是GMSK信號、nPSK信號、 8PSK信號、nQAM信號和OFDM信號中的一種。
13. 如權(quán)利要求10所述的傳輸裝置，其中，所述復(fù)雜調(diào)制信號由I+jQ表示，其中I是同 相分量，Q是正交分量，而j是-1的平方根。
14. 如權(quán)利要求10所述的傳輸裝置，其中，所述復(fù)雜調(diào)制信號通過控制信號在同相信 號與正交信號之間交替。
15. 如權(quán)利要求14所述的傳輸裝置，其中，所述可變阻抗依據(jù)所述復(fù)雜調(diào)制信號是同 相信號還是正交信號，而在相互間具有90度偏移的反向散射系數(shù)之間進(jìn)行切換。
16. 如權(quán)利要求14所述的傳輸裝置，其中，所述控制信號是時鐘信號。
17. 如權(quán)利要求14所述的傳輸裝置，還包括數(shù)字信號發(fā)生器。
18. 如權(quán)利要求17所述的傳輸裝置，其中，所述數(shù)字信號發(fā)生器向所述同相信號和所 述正交信號施加恒定值信號。
19. 如權(quán)利要求17所述的傳輸裝置，其中，所述數(shù)字信號發(fā)生器分別向所述同相信號 和所述正交信號施加正弦波信號和余弦波信號。
20. 如權(quán)利要求10所述的傳輸裝置，其中，所述復(fù)雜調(diào)制信號是同相信號與正交信號 的總和。
21. 如權(quán)利要求20所述的傳輸裝置，還包括數(shù)字信號發(fā)生器。
22. 如權(quán)利要求21所述的傳輸裝置，其中，所述數(shù)字信號發(fā)生器向所述同相信號和所 述正交信號施加恒定值信號。
23. 如權(quán)利要求21所述的傳輸裝置，其中，所述數(shù)字信號發(fā)生器分別向所述同相信號 和所述正交信號施加正弦和余弦波信號。
24. 如權(quán)利要求6所述的傳輸裝置，其中，對所述N比特數(shù)字波形進(jìn)行調(diào)節(jié)，W補(bǔ)償所述 解碼器和可變阻抗中的至少一項中的誤差。
25. 如權(quán)利要求1所述的傳輸裝置，其中，所述可變阻抗包括用于濾除由所述解碼器所 產(chǎn)生的噪聲的濾波器。
26. 如權(quán)利要求1所述的傳輸裝置，其中，所述調(diào)制信號是任意信號。
27. 如權(quán)利要求1所述的傳輸裝置，其中，所述無線設(shè)備是射頻識別（"RFID")標(biāo)簽。
28. 如權(quán)利要求1所述的傳輸裝置，其中，所述原始信號是從RFID讀取器接收的。
29. 如權(quán)利要求28所述的傳輸裝置，其中，所述RFID讀取器配置為用W校正所述解碼 器和可變阻抗中的至少一項中的誤差。
30. 如權(quán)利要求1所述的傳輸裝置，還包括用于控制所述傳輸裝置的處理器和用于存 儲所述信息的存儲器。
31. -種用于無線設(shè)備的傳輸裝置，包括： 電感，其用于接收原始信號并用于通過互感來傳輸包含來自所述無線設(shè)備的信息的調(diào) 制f目號； 禪合于所述電感的可變阻抗，其中所述可變阻抗具有阻抗值；和 禪合于所述可變阻抗的解碼器，其根據(jù)所述信息來對所述阻抗值進(jìn)行調(diào)制并由此對互 感值進(jìn)行調(diào)制，從而產(chǎn)生所述調(diào)制信號。
32. 如權(quán)利要求31所述的傳輸裝置，其中，所述可變阻抗與所述電感并聯(lián)禪接。
33. 如權(quán)利要求31所述的傳輸裝置，其中，所述無線設(shè)備由來自所述原始信號的能量 來供電。
34. 如權(quán)利要求31所述的傳輸裝置，其中，所述可變阻抗包括阻抗陣列和各自的開關(guān)。
35. 如權(quán)利要求31所述的傳輸裝置，其中，所述信息是N比特數(shù)字波形。
36. 如權(quán)利要求35所述的傳輸裝置，其中，將所述N比特數(shù)字波形施加給所述解碼器， W產(chǎn)生針對所述可變阻抗的與所述N比特數(shù)字波形相關(guān)的控制信號。
37. 如權(quán)利要求36所述的傳輸裝置，其中，所述調(diào)制信號具有所述N比特數(shù)字波形的頻 率偏移形式。
38. 如權(quán)利要求36所述的傳輸裝置，其中，所述針對可變阻抗的控制信號切換所述可 變阻抗內(nèi)的阻抗陣列，從而改變所述阻抗值。
39. 如權(quán)利要求31所述的傳輸裝置，其中，所述信息是復(fù)雜調(diào)制信號。
40. 如權(quán)利要求39所述的傳輸裝置，其中，所述復(fù)雜調(diào)制信號在頻率上偏離于所述原 始信號。
41. 如權(quán)利要求39所述的傳輸裝置，其中，所述復(fù)雜調(diào)制信號是GMSK信號、nPSK信號、 8PSK信號、nQAM信號和OFDM信號中的一種。
42. 如權(quán)利要求39所述的傳輸裝置，其中，所述復(fù)調(diào)制信號由I+jQ表示，其中I是同相 分量，Q是正交分量，而j是-1的平方根。
43. 如權(quán)利要求39所述的傳輸裝置，其中，通過控制信號，使得所述復(fù)雜調(diào)制信號在同 相信號與正交信號之間交替。
44. 如權(quán)利要求43所述的傳輸裝置，其中，所述可變阻抗依據(jù)所述復(fù)雜調(diào)制信號是同 相信號還是正交信號，而在相互間具有90度偏移的阻抗值之間進(jìn)行切換。
45. 如權(quán)利要求43所述的傳輸裝置，其中，所述控制信號是時鐘信號。
46. 如權(quán)利要求43所述的傳輸裝置，還包括數(shù)字信號發(fā)生器。
47. 如權(quán)利要求46所述的傳輸裝置，其中，所述數(shù)字信號發(fā)生器向所述同相信號和正 交信號施加恒定值信號。
48. 如權(quán)利要求46所述的傳輸裝置，其中，所述數(shù)字信號發(fā)生器分別向所述同相信號 和所述正交信號施加正弦波信號和余弦波信號。
49. 如權(quán)利要求39所述的傳輸裝置，其中，所述復(fù)雜調(diào)制信號是同相信號與正交信號 的總和。
50. 如權(quán)利要求49所述的傳輸裝置，還包括數(shù)字信號發(fā)生器。
51. 如權(quán)利要求50所述的傳輸裝置，其中，所述數(shù)字信號發(fā)生器向所述同相信號和所 述正交信號施加恒定值信號。
52. 如權(quán)利要求50所述的傳輸裝置，其中，所述數(shù)字信號發(fā)生器分別向所述同相信號 和所述正交信號施加正弦波信號和余弦波信號。
53. 如權(quán)利要求35所述的傳輸裝置，其中，對所述N比特數(shù)字波形進(jìn)行調(diào)節(jié)，W補(bǔ)償所 述解碼器和可變阻抗中的至少一項中的誤差。
54. 如權(quán)利要求31所述的傳輸裝置，其中，所述可變阻抗包括用于濾除由所述解碼器 所產(chǎn)生的噪聲的濾波器。
55. 如權(quán)利要求31所述的傳輸裝置，其中，所述調(diào)制信號是任意信號。
56. 如權(quán)利要求31所述的傳輸裝置，其中，所述無線設(shè)備是射頻識別（"RFID")標(biāo)簽。
57. 如權(quán)利要求31所述的傳輸裝置，其中，所述原始信號是從RFID讀取器來接收的。
58. 如權(quán)利要求57所述的傳輸裝置，其中，所述的RFID讀取器配置為用W校正所述解 碼器和可變阻抗中的至少一項中的誤差。
59. 如權(quán)利要求31所述的傳輸裝置，還包括用于控制所述傳輸裝置的處理器和用于存 儲所述信息的存儲器。
【文檔編號】H02J17/00GK104471872SQ201380036612
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月11日
【發(fā)明者】塔吉德爾·曼庫 申請人:泰格信息技術(shù)有限公司