如何实现无源UHF RFID标签的低成本阻抗匹配网络设计

　　RFID（Radiofrequencyidentification）是近年来兴起的一种发展迅速的自动识别技术，它利用射频方式进行非接触双向通信，以达到识别的目的并交换数据。RFID作为快速、实时、准确采集与处理信息的高新技术和信息标准化的基础，在生产、零售、物流、交通等各个行业有着广阔的应用前景。RFID技术已经被世界公认为本世纪十大重要技术之一。

　　RFID标签包含天线和芯片，二者均具有复数阻抗。对于无源标签来说，因为标签工作所需功耗全部来源于读写器发射的射频能量，所以天线和芯片之间能否实现良好的匹配和功率传输，直接影响到系统功能的实现，也很大程度上决定了标签的关键性能。目前已有的阻抗匹配方法大都较为复杂，用于RFID芯片时标签识别准确率较低，效果并不理想。文中提出了一种用于无源 RFID标签芯片的低成本阻抗匹配网络的设计方法，该匹配网络集成于标签芯片内，结构简单，在标签天线和芯片之间以及标签和读写器之间实现了最大的功率传输，改善了芯片性能并提高了读写器对标签反射信号的识别率。

　　1 RFID标签阻抗匹配分析

　　1.1.1 RFID原理与标签组成

　　常见的RFID系统主要由读写器和标签组成。读写器向标签发送射频连续波（Continuous2wave，简称CW），激活标签芯片并将命令和数据调制到射频电磁波中。处在读写器电磁场范围内的标签通过倍压整流电路将较小的输入电压提升到可供标签芯片正常工作所需的电压值，并将交流转变为直流；由于芯片输入电压变化范围较大，导致输出电压不稳定，需要加入稳压电路；标签解调模块从接收到的射频连续波中解调出命令和数据，送到数字基带模块；数字基带模块按照协议，根据接收到的指令完成数据存储、发送或其他操作［4］；返回数据时，标签通过改变自身的阻抗改变天线的反射系数，将调制反射信号发回给读写器。时钟产生电路提供芯片工作所需时钟频率，并通过读写器发送的时钟校准信息校准，实现时钟同步；上电复位电路一方面对基带处理器进行复位，另一方面为调制反射电路提供使能信号。图1所示为RFID标签系统的结构框图，芯片包含射频模拟前端、数字基带和非易失性存储器（NVM）三部分，其中射频？模拟前端基本功能模块包括：阻抗匹配、倍压整流、调制、解调、稳压、上电复位、时钟产生等。