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1前言射频辨识RFID(RadioFrequencyIdentification)是一种利用射频通信构建的非接触式自动识别技术。它利用射频信号的空间耦合传送非认识信息,并通过所传送的信息辨识对象。RFID解决问题无源(卡中无电源)和免除认识两大难题,构建运动目标辨识、多目标辨识,其引人注目优点是环境适应性强劲,需要击穿非金属材质,数据存储量大,抗干扰能力强劲。

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目前的读写器相比之下无法符合应用于拒绝,因此,必须一款远距离读写器因应远距离天线,构建远距离水平或横向方向的读取拒绝。这里得出一种远距离RFID读取天线的设计方案,使用射频标签专用读写器RI-R6C-001A,该器件拒绝天线电阻为50Ω,频率为13.56MHz,因此使用_亡艺非常简单、低成本的PCB环形天线。2RFID读取天线的设计2.1RFID读取天线工作原理天线是升空和接管射频载波信号的设备。在工作频率和比特率确认的条件下,天线升空射频处置模块产生的射频载波,并接管从标签升空或光线的射频载波,其起到是产生磁通量,为标签(无源)获取电源,并在读写器和标签之间传递信息。

天线性能的好坏对系统整体性能起着十分关键的起到。RFID天线的读取距离各不相同诸多因素:天线的尺寸、方向性、天线的方位、所处频段的电气特性及周围环境等。

2.2RFID读取天线各性能参数2.2.1电子标签的方向性由于无源电子标签是通过与读写器天线磁场耦合来取得能量,所以标签的方向性直接影响耦合系数,将近而影响能量的提供和通信的可靠性。当标签的方向性和读写器天线正处于最佳耦合时,磁力线与电子标签成直角。电子标签需要取得最差的读取效果。但是,若将电子标签移动到天线的两侧,这时标签的摆放方位和磁力线方向平行。

此时方向性最好,读取效果也最好。图1为天线的磁力线产于仿真图。2.2.2天线盲区由于环形天线的电磁场在其邻近区域产于不均匀分布,因此不会经常出现读取盲区。

如图2中黑线勾勒出有的范围之外区域一般为单个天线的读取盲区。经重复实验证明将电子标签放置方位转至与最佳方位成40°角区域时,一般可长时间读写操作。2.2.3天线品质因数Q对于电感耦合式射频识别系统的天线.在其尺寸恒定的情况下,Q值越大意味著天线线圈中的电流强度越大,输出功率就越强劲,读取距离就越大。

品质因数Q的计算公式为:式中,f0是工作频率(13.56MHz),L是天线的等效电感,R是天线的等效并联电阻。通过p很更容易计算出来出有天线比特率B:由式(2)可显现出,天线的传输比特率B与品质因数Q成反比。

因此,过低的品质因数将造成比特率增大,减少读写器的调制边带信号幅度,造成读写器无法与标签通信。天线Q值与3dB比特率的关系曲线如图3右图。

由图3可显现出:环形天线与50Ω的阻抗连接时,其Q值最差不多达30。为了优化天线的性能。读写器给定电路的驻波比不应大于1:1.2。

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天线设计已完成后,用于矢量网络分析仪测量天线品质因数及比特率。若比特率不符合要求,可特并联电阻调整。另设天线的谐振电阻为Rpor,理想品质因数为Qreqtuired,则:假设利用频谱分析仪测算的天线品质因数为Qreqtuired,则适当天线的电阻为:最后天线必须并联电阻R:该设计按以上步骤设计天线品质因数,其Qrequired=30。2.2.4天线尺寸一般情况下.读写器辨识距离与读写器的天线装置及磁场强度有关,天线越大,输出功率越大,读取距离就越大。

但随着天线尺寸减小,也经常出现了其他问题:信噪比上升;为合乎国内外的电磁兼容标准拒绝,有可能必须实行电磁屏蔽措施;读写器天线的磁场镖盲区将不会扩展,在磁场盲区电子标签无法做出号召:电子标签的天线与读写器的天线之间给定问题更加无以解决问题。如果电感过于大,甚至有可能无法解决问题。天线的仅次于几何尺寸同工作波长之间有一个界限,一般定义为:式中,L是天线的仅次于尺寸,λ是工作波长。对于13.6MHz的射频识别系统来说,天线的仅次于尺寸省辖市用50cm左右。

使用尺寸大小为50cm×50cm的单一天线读写器,当辐射功率约0.8W时,可实现50cm的有效地读取距离。若使用双天线,则可实现多达1m的有效地读取距离。2.2.5给定网络本文研究的RFID读写器频率为13.56MHz,为有效地诱导功率光线、宿主电磁辐射等高频效应,一般来说是将读写器天线通过同轴电缆相连到读写器的高频模块,同轴电缆电阻为50Ω。

因此,天线的阻抗匹配就是通过一定的无源给定电路来转变读写器天线的输入阻抗,使其与同轴电缆的电阻保持一致,这样就可使能量通过同轴电缆完全无损失的从读写器传输过来。图4为使用50Ω技术的电感耦合式射频识别系统电路。3结论RFID读写器要构建远距离读取功能关键在于天线的设计,通过研究RFID天线工作原理及其性能参数,明确提出一种有效地的天线设计优化方案,从而使读写器具备很远的读取距离和更高的能量利用率。

经实验证明:RFID读写器配上上优化后的远距离射频天线可使读取距离超过30cm。:极速百家乐官网|最新App下载。

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