一种天线自动调谐方法技术领域
本发明是关于一种适用于超高频射频识别读写器的天线自动调谐方法，属于电子
信息技术领域。
背景技术
超高频射频识别（UHF RFID）读写器是物联网领域的核心物理层设备，其性能直接
决定UHF RFID标签的读取距离、可靠性和误读率。UHF RFID读写器必须要连接天线才能使
用，然而由于天线存在一系列非理想因素，如特征阻抗偏离50欧姆、频点偏离、驻波比偏高、
天线连接馈线的长度不一致、天线的非一致性、电路板的非一致性、射频输入匹配网络的元
器件的寄生效应和非一致性、等等，这将导致UHF RFID读写器性能恶化，严重影响灵敏度，
从而制约了读取距离和可靠性，误读率也大为增加。现有的一些方法和手段，无法做到自动
调谐，而UHF RFID读写器在具体使用时，天线特性千差万别，如果无法实现自动调谐，那么
将难以实用化。因此，我们针对这个问题展开研究，发明了面向UHF RFID读写器的天线自动
调谐方法，UHF RFID读写器可以不受天线实际情况下的寄生效应和非一致性效应的影响。
发明内容
本发明提供了一种适用于超高频射频识别读写器的天线自动调谐方法，在附加天
线自动调谐电路的基础上，通过自动判定调谐结果和自动设置控制值，实现对天线输入匹
配的自动调谐功能，从而使得天线存在一系列非理想因素，如特征阻抗偏离50欧姆、频点偏
离、驻波比偏高、天线连接馈线的长度不一致、天线的非一致性、电路板的非一致性、射频输
入匹配网络的元器件的寄生效应和非一致性、等等因素得到抑制，UHF RFID读写器可以不
受天线实际情况下的寄生效应和非一致性效应的影响，显著提高了灵敏度、读取距离、可靠
性，显著降低了误读率。
本发明的上述目的是通过如下的技术方案予以实现的：
1.如图1所示，“天线1”与“天线自动调谐电路2”的一端相连；“天线自动调谐电路2”的
另一端与“射频收发机3”相连；“天线自动调谐方法4”从“射频收发机3”中获得接收机接收
到的天线反射信号的功率强度信息；“天线自动调谐方法4”产生“控制值”输入给“天线自动
调谐电路2”。
2.如图2所示，所述的“天线自动调谐电路2”由“电感L1 2a”、 “电容C1 2b”、 “电
容C2 2c”、 “电感L2 2d”四部分组成；所述的“电感L1 2a”一端与“天线1”相连，另一端与
“地”相连；所述的“电容C1 2b”一端与“天线1”相连，另一端与“射频收发机3”相连；所述的
“电容C2 2c”一端与“射频收发机3”相连，另一端与“地”相连；所述的“电感L2 2d”一端与
“射频收发机3”相连，另一端与“地”相连。
3.如图3所示，所述的“天线自动调谐方法4”由以下流程顺序组成：（1）天线自动调
谐电路设定初始“控制值”，即给“天线自动调谐电路2”中的电感L1 2a”、 “电容C1 2b”、
“电容C2 2c”、 “电感L2 2d”给定一个初始“控制值”；（2）选定工作频点：根据UHF RFID读写
器需要的工作频点，设定收发机的载波频点；（3）发射机发射特定功率强度的连续载波：在
选定的频点上，发射特定功率强度的连续载波，经过“天线自动调谐电路2”输出值“天线1”
然后发射出去，由于此时天线调谐没有完成，天线与收发机之间的匹配不好，因此“天线1”
将反射一定功率强度的连续载波经过“天线自动调谐电路2”返回至“射频收发机3”；（4）接
收机探测天线发射信号的功率强度：“射频收发机3”中的接收机接收到天线反射回来的连
续载波，并测定出该功率强度信息，并将该信息输出给“天线自动调谐方法4”；（5）改变天线
自动调谐电路的控制值：“天线自动调谐方法4”按照一定的次序改变“天线自动调谐电路2”
中的电感L1 2a”、 “电容C1 2b”、 “电容C2 2c”、 “电感L2 2d”的“控制值”；然后“射频收发
机3”中的接收机依然接收天线反射回来的连续载波并测定出该功率强度信息，并将该信息
输出给“天线自动调谐方法4”； （6）天线反射信号功率强度的最低值：“天线自动调谐方法
4”选择出天线反射信号功率强度的最低值；（7）得到最优的天线自动调谐电路的控制值：天
线反射信号功率强度的最低值时所对应的“天线自动调谐方法4”的“控制值”即为天线自动
调谐的结果；（8）天线自动调谐完成：对该工作频点和该特定发射功率强度的天线调谐完
毕，得到“最优控制值”在之后UHF RFID读写器工作在该工作频点和该特定发射功率强度
时，只需对“天线自动调谐电路2”中的电感L1 2a”、 “电容C1 2b”、 “电容C2 2c”、 “电感L2
2d”设置该“最优控制值”即可；（9）当需要对其他的发射特定功率强度的情况进行自动调谐
时，重复第（3）至第（8）步；（10）当需要对其他的共组频点的情况进行自动调谐时，重复第
（2）至第（8）步；
4. 所述的“控制值”包括以下几种情况：（1）数字控制位，控制离散可变电容或离散可
变电感；（2）模拟控制信号，可以是模拟电流控制信号或模拟电压控制信号，控制连续可变
电容和连续可变电感。
本发明的优点
本发明的优点在于，可以根据实际天线的情况，自动的将偏离标准匹配端口阻抗的天
线调谐至标准匹配端口阻抗，从而使得射频收发机端口与天线直接实现很好的匹配，从而
抑制了天线存在一系列非理想因素，如特征阻抗偏离50欧姆、频点偏离、驻波比偏高、天线
连接馈线的长度不一致、天线的非一致性、电路板的非一致性、射频输入匹配网络的元器件
的寄生效应和非一致性、等等；当设备使用环境发生变化，如温度、湿度、应力、老化等发生
变化时，启用本发明的天线自动调谐方法，可以重新将天线调谐至最优匹配状态，本发明具
有以下优点：
1.显著提高UHF RFID读写器的收发之间隔离度；
2.显著提高UHF RFID读写器的灵敏度；
3.显著提高UHF RFID读写器的读取距离；
4.显著提高UHF RFID读写器的可靠性；
5.显著降低UHF RFID读写器的误读率；
6.显著提高UHF RFID读写器对性能较差（匹配不良好的）的天线的适应性，性能仍然可
以维持高水平；
7.UHF RFID读写器在加装各种不同天线（匹配特性不一致）的情况下，抑制非一致；
8.当设备使用环境发生变化，如温度、湿度、应力、老化等发生变化时，启用本发明的天
线自动调谐方法，可以重新将天线调谐至最优匹配状态。
附图说明
图1：天线自动方法的示意图；
图2：一种天线自动调谐方法的电路图；
图3：天线自动调谐方法的流程图。