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超高频射频识别(UHF RFID)是一种通过阅读器和标签交换数据从而实现信息读取的技术。UHF RFID阅读器具有读写距离远、多标签识别速率快、抗干扰能力强等优点。本文以840-960MHz UHF RFID单片集成阅读器芯片射频接收前端电路为研究对象,完成了从协议分析、指标规划、电路及版图设计到芯片测试的全过程。主要研究内容如下:(1)依据ISO/IEC18000-6C协议及中国工信部UHF RFID草案要求计算射频接收前端电路指标。分析了UHF RFID阅读器中泄漏信号的产生机制,讨论了目前处理泄漏信号的外抵消、内抵消和共存三种方法的优缺点。本文采用泄漏信号与载波信号共存的方法处理泄漏信号。(2)‘根据UHF RFID标签到阅读器之间信号编码在直流附近没有能量的特点,接收机采用零中频结构,设计了包括低噪声放大器和混频器的切换式射频前端。为了提高输入1dB压缩点,低噪声放大器采用并联电阻偏置电路,测试结果表明切换式射频前端输入1dB压缩点为0dBm。(3)低噪声放大器为共源共栅结构,混频器采用IQ两路吉尔伯特结构。为了实现监听、阅读模式切换,使用工作在线性区的MOS管做低噪声放大器的可切换负载,MOS管开启时为阅读模式,MOS管关断时为监听模式。分析了制约吉尔伯特混频器噪声系数与线性度的因素,在噪声系数、增益与线性度之间折衷。测试结果表明阅读模式时切换式射频前端转换增益为7.03dB,噪声系数为21.7dB。(4)采用0.18μmCMOS工艺设计电路并流片验证,切换式射频前端版图面积为610μm×550μm。测试结果表明:监听模式时,切换式射频前端噪声系数为14.1dB,输入1dB压缩点为-13dBm,转换增益为18.26dB;阅读模式时,输入1dB压缩点为0dBm,转换增益为7dB,灵敏度为-79dBm;在有-3dBm载波泄漏时,灵敏度为-74dBm。测试结果表明电路设计符合ISO/IEC18000-6C协议标准并达到设计指标要求。