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超高频的RFID模块主要具备的因素

文章出处:东莞艾特姆射频有限公司责任编辑:lqgs人气:发表时间:2015-05-21 09:55:25

  近年来,物联网行业发展迅猛,随着物联网产业化的广泛应用,也不断推动的RFID技术的革新。我国政府也在物联网行业技术发展方面给予了很大的投资与支持。中国的物联网市场已经进入了公认的成长阶段,根据市场调查分析,很多行业企业也对未来几年的市场增长也做过乐观的预测。之前市场上主要出现的是一些单一型RFID模块,包括小模块,高功率模块,低功耗模块,FCC认证的模块,ETSI标准的模块等,这两年来兴起的一种超高频RFID模块广受市场的热捧,也迅速占据了RFID模块中的领衔地位。超高频模块所具备的以下四个特点作为了很好的验证:

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一、高密度:

  众所周知,元器件密度越高,EMC性能越差,信号完整性以及隔离度就越低。而UHF RFID读写器是收发同时工作,发射功率的反射直接影响着接收性能的好坏,射频前端的性能又直接影响着读写距离。目前ThingMagic公司的M6e模块尺寸为67*43*7.5mm.除了R2000芯片和固件芯片ARM7外,高耗电的功放芯片,以及多种电压电源管理芯片,加上必要的逻辑器件,以及实现收发隔离的环形器或者耦合器,高频检波器,SP4T微波开关等等器件要高密度地集成在一块小PCB上,无论对器件的布局还是各层之间的布线,都需要从SI,PI以及EMC等方面进行充分考虑,谨慎设计;

二、高性能:

  UHF RFID其实是借鉴的雷达原理,在雷达组件领域有句俗语,设计组件即设计优化驻波比。意思是,发射性能的好坏直接影响着接收系统的性能优劣。如果功放端输出阻抗驻波较差,则会导致发射功率的很大一部分会由于驻波的缘故反射到接收机端,造成接收机的饱和甚至阻塞,从而导致接收机"失聪".即便是性能退化,也会直接影响着读写实际距离,尤其是在密集读取模式下,硬件的性能又直接影响着读写器每秒读取标签的数量。因此在高密度集成的前提下又不能牺牲射频性能,则是很大的挑战。

三、高效率

  超高频RFID读写器发射机是线性功率放大器,如果按照功率回退法来实现功放的线性度,必然很大程度上牺牲效率为代价,而这又势必面临散热问题。面积越小,集成度越高,器件高密度,散热问题越严峻。在这里我们借鉴了EDGE功放的工作原理,也就是根据不同输出功率要求,通过调制其集电极电压,使得发射机的功率放大器总是工作在近1dB压缩点附近,避免小信号情况下的效率低的缺陷,发射机的ASK调制方式决定了功放的电源性能要求越高,在电源管理方面,我们采用DC/DC高效率原理,并通过适当的LDO对电压进行稳压处理,保证电源质量,进而保证发射机的优良性能。模块的效率越高,也越节电,更加适合手持设备的使用场景,另外,效率高会对散热降低要求,从而体积一定前提下,会使得各个元器件的管芯温度远远低于最高结温,提高模块的可靠性性和使用寿命。

四、多标签处理能力

  在一些资产盘点领域,不同读写器对标签数量的处理能力不同。因此在协议算法上仍然需要进一步优化,这需要对ISO18000-6C协议进行深入的研究和理解。目前世面上能够同时读取200个标签以上的读写器非常少见。即使有价格也居高不下。如果能在深入消化6C协议的基础上,能够开发研制出高性能的读写器模块,提供给系统集成商进行二次开发研制成不同应用场景的读写器,势必会有助于整个UHF RFID行业的快速健康发展。进而带来更大规模的经济效益和社会效益。

 


标签:  RFID知识专栏

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