UHF RFID阅读器中基于CMOS的信道选择滤波器设计

"射频识别阅读器中信道选择滤波器的设计" 在无线通信领域，射频识别（RFID）技术扮演着至关重要的角色。UHF（Ultra High Frequency）频段的RFID技术因其能够在米级距离上实现高速数据通信（数百kbit/s），远超LF（低频）和HF（高频）波段，从而受到广泛关注。当前，商业化的UHF RFID阅读器普遍采用分立元件构建，导致设备体积大、功耗高。随着互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺的进步，设计基于CMOS的单片阅读器成为可能，这不仅可以显著降低生产成本，还顺应了便携式多应用终端的发展趋势，为未来的系统整合提供了便利。 本文主要探讨的是用于UHF RFID阅读器的信道选择滤波器设计。这个滤波器被集成在接收机的模拟基带部分，接收机采用了I/Q两支路正交的零中频结构。如图1所示，这种结构允许对RF信号进行下变频，并通过滤波器选择所需信道，同时抑制不必要的频带噪声和相邻信道的干扰。 根据EPCglobal C1G2协议，UHF RFID阅读器的数据速率可达到640kbit/s，信号带宽限制在1.28MHz以内。对于40kbit/s速率的情况，信号带宽不超过250kHz。因此，设计的信道选择滤波器需具有0.3至1.3MHz的可调带宽，以适应不同速率的需求。 此外，为了满足传输掩模（transmission mask）规定，相邻信道之间的功率差应为40dB。这意味着滤波器必须具备在本信道保持通信的同时，抑制相邻信道高达40dB的干扰能力，这要求在两倍频处至少有45dB的抑制。 考虑到UHF RFID接收机在多读写器环境中的工作情况，接收机可能遭遇大幅度的干扰信号，因此滤波器需要具备良好的线性度以处理这些大信号。设计时需要优化滤波器性能，确保其在宽动态范围内的线性响应和选择性，同时还要兼顾低噪声、高效率和紧凑的尺寸，以满足现代RFID系统的小型化和高性能需求。 本文的设计重点在于开发一个能够在UHF频段内高效选择信道、抑制干扰并具备良好线性度的CMOS滤波器，这对于提升UHF RFID阅读器的性能和适用性具有重要意义，也为未来RFID技术的进一步发展奠定了基础。