《物联网射频识别(RFID)核心技术教程》-PPT-8.pptx
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1、物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程点点击此此处结束放映束放映电电子子教教案案物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程 本本书书物物联联网网-射射频频识识别别(RFID)核核心心技技术术教教程程由由物物联联网网-射射频频识识别别(RFID)核核心心技技术术详详解解一一书书改改编编而而来来。物物联联网网-射射频频识识别别(RFID)核核心心技技术
2、术详详解解2011年年11月月荣荣获获陕陕西西省省普普通通高高等等学学校校优优秀秀教教材材一一等等奖奖,2012年年12月月修修订订出出版版第第2版版,2013年年荣荣获获陕陕西西省省高高等等教教育育教教学学成成果果二二等等奖奖。物物联联网网-射频识别(射频识别(RFID)核心技术教程)核心技术教程2016年出版,本书适合作为高校教材。年出版,本书适合作为高校教材。点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程第第8章章 RFID电磁反向散射方式电磁反向散射方式 的射频前端的射频前端点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别(物联网射频识别
3、(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程点点击此此处结束放映束放映 射频滤波器的设计射频滤波器的设计8.2射频射频低噪声放大器低噪声放大器的设计的设计8.3射频射频功率放大器功率放大器的设计的设计8.4射频射频振荡器振荡器的设计的设计8.5混频器混频器的设计的设计8.6物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程点点击此此处结束放映束放映微波微波RFIDRFID射频前端的基本构成射频前端的基本构成8.1物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程 点点击此此处结束放映束放映微波微波RFIDRFID射频前端的基本构成射频前端的
4、基本构成8.1物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程8.1 微波微波RFID射频前端的基本构成射频前端的基本构成 读写器射频前端接收电路的工作过程如下:读写器天读写器射频前端接收电路的工作过程如下:读写器天线接收到的信号通过双工器进入接收通道;然后通过滤波器进入放线接收到的信号通过双工器进入接收通道;然后通过滤波器进入放大器,这时信号的频率还为射频频率;最后射频信号在混频器中与大器,这时信号的频率还为射频频率;最后射频信号在混频器中与本振信号混频,生成中频信号,中频信号的频率为射频频率与本振本振信号混频,生成中频信号,中频信号的频率为射频频率与本振信号频率
5、的差值,混频后中频信号的频率比射频信号的频率大幅度信号频率的差值,混频后中频信号的频率比射频信号的频率大幅度降低。读写器射频前端的发射过程与接收过程相反降低。读写器射频前端的发射过程与接收过程相反。点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程 射频滤波器的设计射频滤波器的设计8.2点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程8.2.1滤波器的类型滤波器的类型滤滤波波器器有有低低通通滤滤波波器器、高高通通滤滤波波器器、带带通通滤滤波波器和带阻滤波器四种基本类型。器和带阻滤波器四种基
6、本类型。点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程理理想想低低通通滤滤波波器器允允许许低低频频信信号号无无损损耗耗地地通通过过,当信号频率超过截止频率后,信号的衰减为无穷大;当信号频率超过截止频率后,信号的衰减为无穷大;理理想想高高通通滤滤波波器器允允许许高高频频信信号号无无损损耗耗地地通通过过,当信号频率低于截止频率后,信号的衰减为无穷大;当信号频率低于截止频率后,信号的衰减为无穷大;理理想想带带通通滤滤波波器器允允许许某某一一频频带带内内的的信信号号无无损损耗耗地通过滤波器,频带外的信号衰减为无穷大;地通过滤波器,频带外的信号衰减
7、为无穷大;理理想想带带阻阻滤滤波波器器让让某某一一频频带带内内的的信信号号衰衰减减为为无无穷大,频带外的信号无损耗地通过滤波器。穷大,频带外的信号无损耗地通过滤波器。点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程8.2.2低通低通滤波器滤波器原型原型低通滤波器原型是设计滤波器的基础,集总元低通滤波器原型是设计滤波器的基础,集总元件低通、高通、带通、带阻滤波器以及分布参数滤波件低通、高通、带通、带阻滤波器以及分布参数滤波器,可以根据低通滤波器原型变换而来。器,可以根据低通滤波器原型变换而来。插入损耗作为考察滤波器的指标,用来讨论低插入损耗作
8、为考察滤波器的指标,用来讨论低通滤波器原型的设计方法。插入损耗定义为通滤波器原型的设计方法。插入损耗定义为(8.1)点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程1.巴特沃斯低通滤波器原型巴特沃斯低通滤波器原型如果滤波器在通带内的插入损耗随频率的变化如果滤波器在通带内的插入损耗随频率的变化是最平坦的,这种滤波器称为巴特沃斯滤波器,也称是最平坦的,这种滤波器称为巴特沃斯滤波器,也称为最平坦滤波器。为最平坦滤波器。点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程(1)滤波器的阶数)滤波器的
9、阶数滤波器的阶数滤波器的阶数N值越大,阻带内衰减随着频率值越大,阻带内衰减随着频率增大的越快。设计低通滤波器时,对阻带内的衰减有增大的越快。设计低通滤波器时,对阻带内的衰减有数值上的要求,由此可以计算出数值上的要求,由此可以计算出N值。值。点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程(2)滤波器的结构)滤波器的结构 点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程2.切比雪夫低通滤波器原型切比雪夫低通滤波器原型如如果果滤滤波波器器在在通通带带内内有有等等波波纹纹的的响响应应,这这种种
10、滤滤波器称为切比雪夫滤波器,也称为等波纹滤波器。波器称为切比雪夫滤波器,也称为等波纹滤波器。点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程3.椭圆函数低通滤波器原型椭圆函数低通滤波器原型椭椭圆圆函函数数滤滤波波器器在在通通带带和和阻阻带带内内都都有有等等波波纹纹响响应应。点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程4.线性相位低通滤波器原型线性相位低通滤波器原型在在有有些些应应用用中中,线线性性的的相相位位响响应应比比陡陡峭峭的的阻阻带带振振幅幅衰衰减减响响应应更更为为关关键键。由
11、由于于线线性性的的相相位位响响应应与与陡陡峭峭的的阻阻带带振振幅幅衰衰减减响响应应相相冲冲突突,所所以以线线性性相相位位滤滤波波器器在在阻带内振幅衰减较平缓。阻带内振幅衰减较平缓。点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程8.2.3滤波器的变换及集总参数滤波器滤波器的变换及集总参数滤波器对低通滤波器原型进行反归一化设计,对低通滤波器原型进行反归一化设计,可以可以变换变换到任意源阻抗和任意频率的低通滤波器、高通滤波器、到任意源阻抗和任意频率的低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。带通滤波器和带阻滤波器。点点击此此处结束放映束放
12、映物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程1.滤波器的变换滤波器的变换滤波器的变换包括阻抗变换和频率变换滤波器的变换包括阻抗变换和频率变换2个过程,个过程,以满足实际的源阻抗和工作频率。以满足实际的源阻抗和工作频率。(1)阻抗变换阻抗变换(2)频率频率变换变换点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程2.低通滤波器原型变换为低通滤波器低通滤波器原型变换为低通滤波器 点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程例例8.1设计一个巴特沃斯低通滤波
13、器,其截止频率设计一个巴特沃斯低通滤波器,其截止频率为为200MHz,阻抗为,阻抗为 ,在,在300MHz处插入损耗至少处插入损耗至少要有要有 衰减衰减。解解计算可以得到计算可以得到查表可知,查表可知,5阶滤波器可以满足要求。阶滤波器可以满足要求。点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程使用图使用图8.5(a)所示的电路,实际滤波器的元件值为)所示的电路,实际滤波器的元件值为 点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程源电阻和负载电阻为源电阻和负载电阻为巴特沃斯低通滤波器的
14、电路为巴特沃斯低通滤波器的电路为点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程3.低通滤波器原型变换为高通滤波器低通滤波器原型变换为高通滤波器4.低通滤波器原型变换为带通和带阻滤波器低通滤波器原型变换为带通和带阻滤波器点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程图图8.13 从低通滤波器原型到低通、高通、带通和带阻滤波器的变换从低通滤波器原型到低通、高通、带通和带阻滤波器的变换点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程8.
15、2.4分布参数分布参数滤波器的滤波器的设计设计当当频频率率不不高高时时,集集总总元元件件滤滤波波器器工工作作良良好好。但但当当频频率率高高于于500Mz时时,滤滤波波器器通通常常由由分分布布参参数数元元件件构构成。成。点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程1.微带短截线低通滤波器微带短截线低通滤波器(1)理查德()理查德(Richards)变换)变换(2)科洛达()科洛达(Kuroda)规则)规则(3)微带短截线低通滤波器设计举例)微带短截线低通滤波器设计举例 点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRF
16、ID)核心技术教程)核心技术教程例例8.2 滤波器的截止频率为滤波器的截止频率为4GHz,通带内波纹为,通带内波纹为3dB,滤波器采用,滤波器采用3阶,系统阻抗为阶,系统阻抗为50。设计一个微带短。设计一个微带短截线低通滤波器。截线低通滤波器。解解 集总参数低通原型电路如图集总参数低通原型电路如图8.15所示。所示。图图8.15 集总参数低通原型电路集总参数低通原型电路点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程利用理查德变换,将集总元件变换成短截线,如利用理查德变换,将集总元件变换成短截线,如图图8.16所示所示。图图8.16 集总元
17、件变换成短截线的低通电路集总元件变换成短截线的低通电路点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程对应的微带短截线滤波电路如图对应的微带短截线滤波电路如图8.17所示。所示。图图8.17 微带短截线低通滤波电路微带短截线低通滤波电路点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别(物联网射频识别(RFIDRFID)核心技术教程)核心技术教程2.阶梯阻抗阶梯阻抗低通滤波器低通滤波器(1)短传输线段的近似等效电路)短传输线段的近似等效电路(2)阶梯阻抗低通滤波器设计举例)阶梯阻抗低通滤波器设计举例 点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别(物联网射
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