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物联网(共1篇)
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2023-07-13
反向散射理论与ADG902电路实现
后向散射通信技术,是在天线对信号散射的基础上,采用标签后向散射的方式,通过改变发射端标签的反射系数来实现后向散射通信。无线电波在传输过程中,当通过不同介质时,因为介质阻抗的差异性,会产生反射作用,根据介质材料和阻抗的不同,会产生不同的反射量。因此通过调节天线端口的阻抗匹配度,入射的无线电波就可以产生不同反射量,导致入射信号和反射信号的差异性,也就是反射系数 Γ 。具体表示如下:$$\Gamma=\frac$$式中 Z0表示天线端的特征阻抗,一般是 50 Ω,ZL表示标签端口的输入阻抗,Γ表示入射信号振幅和反射信号振幅的复数比。当Γ=0 时,阻抗匹配,入射信号全部传递,无反射信号的产生;Γ = 1时,标签端的输入阻抗为开路,阻抗失配,入射信号被全部反射,产生幅值相同相位相同的反射信号;Γ = −1时,标签端的输入阻抗为短路状态,阻抗失配,入射信号被全部反射,产生幅值相同相位相反的反射信号。因此,通过改变标签的输入阻抗,产生不同的反射系数,就可以控制无线电波的入射和反射,实现有效信号的传递,这也就是后向散射通信的基本原理。为了实现上述后向散射通信,还需要加载天线端口的控制,结构如下图。通过射频开关来控制两个不同的负载阻抗与天线端口的连接,实现阻抗的匹配和失调,完成信号的入射和反射。当开关在负载 Z1和 Z2间转化时,由于负载阻抗的不同,载波信号在天线端的反射比例也不同,因此就产生了不同的调制载波。在实际通信中,为了达到最优传输质量,通常要使反射信号的差异最大,对应完全反射和完全吸收两种形式。对调制后的反射信号进行解调处理后,就可以得到所传递的基带信号,完成后向散射的通信。采用负载 50 Ω 的完全吸收和负载短路的完全反射两种信号传输差异,来实现后向散射的信息传输。使用后向散射开关 ADG 902 来实现基带信号对天线状态的控制,ADG 902 电路结构如图 4.12 所示。将数字基带信号的接入 ADG 902 的 CTRL 端,通过数字基带信号的“0”、“1”来控制 ADG 902 的关断和闭合,RF2 端连接射频天线。通过 ADG 902 中开关的关断,来控制天线对外界调制载波的反射和吸收。当逻辑电平 CTRL=0时,S1关断,S2闭合,此时天线接收端口接地,由式可得,Z=0,T=1,载波信号被完全反射;当逻辑电平 CTRL=1 时,S1 闭合,S2 关断,此时天线接收端匹配,载波被完全吸收。
2023年07月13日
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