如何设计超高频RFID前端SP4T？

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如何设计超高频RFID前端SP4T？
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由于超高频RFID的接收和发射频率相同，读卡器结构基本为零中频结构。零中频结构的接收机射频前端没有选择滤波器，对邻近频率的信号抗干扰能力很弱。我国在《800／900 MHz频段射频识别(RFID)技术应用规定(试行)》中规定的跳频间隔为250 kHz，这对零中频结构的RFID读卡器在多询问机环境下工作是一个很大的技术难点。

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所以，在现阶段的多询问机环境下工作的UHF RFID读卡器，基本是工作于时分复用方式。在读卡器中加入单刀多掷开关(Single Pole 4Throw，SP4T)，本机轮询4个天线，可以取代另外的3个读卡器，降低整个系统成本。

0 v) ?( S) ^) C* H3 n1 SP4T设计和仿真

. O* n* `. g" \% j+ R1.1 SP4T的主要技术指标
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SP4T的主要技术指标有插入损耗、隔离度、开关时间、VSWR和功率容量。对于系统，要求SP4T的功率容量大于30 dBm，控制信号为1 kHz方波，插入损耗小于2 dB，VSWR小于1.5：1。

6 t2 ^6 n  j7 i# R; x8 t3 ?, E1.2 PIN结构和等效电路

PIN管是在重掺杂的P层和N层之间加入一宽度较大的不掺杂本征I区，真正的本征区不可能实现，实际使用的PIN管I区多为低掺杂N区。I区使二极管级间电容减小，击穿电压提高。较宽的I区提高了二极管的反向击穿电压，使其功率容量增加。但同时使载流子渡越时间变长，阻抗变化缓慢，开关时间变长。I区面积增加时，导通电阻减小，导通功率容量加大，结电容上升，截止频率下降，限制了系统的工作频率和带宽。当PIN管正偏时，对微波信号等效为一线性电阻，阻值的大小决定于偏置电流，接近于短路。反偏时，I区载流子耗尽，PIN管对微波信号等效为一恒定电容。其微波等效电路如图1所示。

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图1中：Rj为耗散损失引入的电阻，由于其远小于Cj的阻抗，常将其省略；Lp和Cp为引线电感和封装电容，Lp和Cp的存在使电路的高频特性大大降低，所以频率较高时，一般采用管芯直接搭建电路。