射频识别系统的物理基础.ppt

2. 检波电路 ? 用于电压整流的肖特基检波电路如下所示，其工作范 围较宽： 2.3 微波应答器的实际工作 * 当用 ( )的功率控制时(即应答器近距离 工作时)，该检波电路位于“线性检波范围”，即： * 当用 ( )的功率控制时(即应答器远距离 工作时)，该检波电路位于“四象限检波范围”，即(P106 图 4.79)： 2.3 微波应答器的实际工作 ? 为了进一步提高输出电压，可以使用“电压倍增器”： ? 应答器的工作频率对输出电压是有影响的： 2.3 微波应答器的实际工作(补充：电压倍增器) 3. 阻抗匹配 ? 为尽可能有效的利用已接收的功率，肖特基检波器的 输入阻抗必须是应答器天线阻抗的共轭复数，这是利用“阻 抗匹配电路”来完成的： 2.3 微波应答器的实际工作 ? 阻抗匹配电路可以使用分离元件 和 实现，也可用 不同阻抗的功率模块来完成； ? 在满足理想匹配的情况下，肖特基检波器的电压灵敏 度 可用下式计算： * 越大，则检波器输出的直流电压越大，越有利； * 实际中肖特基检波器的工作电流一般为 此时 一般为 ( P109 图4.83)。 2.3 微波应答器的实际工作 2.3.3 有源应答器的供电 ? 由于有电池对半导体芯片供电，故该供电电压与应答 器和阅读器间的距离无关； ? 应答器天线提供的电压通过“检测电路”后是用来激活 应答器的，平时应答器应处于省电模式； ? 激活应答器的输入功率应低于无源应答器，故有源应 答器能提供更大的阅读器作用范围(通常大于10m)。 2.3 微波应答器的实际工作 2.3.4 反射与释放 ? 阅读器的辐射电磁波会被应答器及应答器周围物体(物 体尺寸大于波长)所反射； ? 反射场与初始的发射场相叠加会在阅读器周围形成“局 部抵消区域”(P111 图4.86)； ? 局部抵消区域现象对射频识别系统会产生严重影响， 因为在这些区域内的应答器将得不到足够的能量进行工作。 2.3 微波应答器的实际工作 2.3.5 应答器的动作灵敏度 ? 激活应答器或有足够能量使应答器电路正常工作所需 的最小电场强度，称之为动作电场强度 ； ? 和应答器供电方式无关，可用下式计算： 前提：阅读器和应答器天线的极化方向精确的一致，否 则 的值会增大。 2.3 微波应答器的实际工作 2.3.6 调制的反向散射 ? 工作原理(P113 图4.87) * 阅读器辐射功率 中的一小部分会被应答器反射回到 阅读器并表现为 ： 2.3 微波应答器的实际工作 * 的大小受反射横截面 的控制，而 又决定于 与 间的相互关系； * 通过在应答器中附加一个阻抗 (用要传输的数据流 节拍来控制 的通/断)对 进行调节(即调制)； * 的变化会反映到 上，最终使得 受到数据流的控制，称这种方法为“调制的反射横截面”(或 调制)。 2.3 微波应答器的实际工作 ? 将 的表达式用反映应答器特征的量重写得： 对应答器输入阻抗 的调制会导致 及 的幅值和/或 相位的调制(即相位-幅值混合调制)，在开发阅读器产品时必 须要明确这一点。 2.3 微波应答器的实际工作 2.3.7 阅读器的作用范围 ? 阅读器和应答器间能够通信应满足2个条件： * 应答器能获得足够的工作能源，被完全激活； * 从应答器反射到阅读器接收器的信号应足够强，以保 证被无差错检测。 ? 阅读器接收机的灵敏度描述了要保证信号无差错地接收 需要在接收机的输入端有多大的场强或感应电压： 2.3 微波应答器的实际工作 * 对接收机灵敏度而言，最主要的参数是噪声电平(来源 于天线及接收机前置电路)； * 实际应用中不允许应答器的反射信号低于发射器载波 信号电平的 (