《RFID原理及应用》第9章 微波RFID技术.pptx

《RFID技术基础》 单承赣教授 合肥工业大学计算机与信息学院 · 与 HF 、低 频RFID技 术 的 比 较 · RFID 技术中微波频段通常所用频率是433MHz,860~960 MHz, 2.45 GHz,5.8 GHz · 工作距离：具有较远的读写距离，通常为大于1m · 耦合方式：多采用反向散射方式而不是电感耦合方式 · 天线：尺寸较小 · 防碰撞：必须有较快、有效的处理碰撞的能力 · 应答器功能：还可集成有传感器，例如温度传感器、应力传 感器等 2 · ISO/IEC 空中接口标准 · 空中接口标准采用ISO/IEC18000 标准 · ISO/IEC18000-7 是433MHz标准 · ISO/IEC18000-6 是860~930 MHz标准 · ISO/IEC18000-4 是2.45 GHz标准 · 行 业 标 准 · EPCglobal ·UIC(Ubiquitous ID Center) 3 · 天线技术基础 · 作用是将发送器送来的高频电流变换为无线电波并传送到空 间，或将空间传来的无线电波转变为能接收的高频电流 · 是一种能量转换器件 · 一般都是可逆的，即同一副天线既可用作接收天线，也可用 作发射天线 4 · 基 本 元 的 辐 射 · 天线可分割为无限多个基本元，元上载有交变的电流和磁流。 · 基本元上的电(磁)流的振幅、相位和方向均假设是相同的。 · 基本元可分为三类：电流元、磁流元和面元。 · 电流元上载有交变电流，称为电基本振子。 · 磁流元上载有交变磁流，称为磁基本振子。 5 6 · 电基本振子的场可分三种区域 · 近区场： Kr<<1 · 中间区：介于远区和近区之间 · 远区场： Kr>>1 7 · 天线的电参数 · 效率 · 输入阻抗 · 辐射方向 · 主瓣宽度与副瓣 Zain=RAin+jXain 8 · 天线的电参数 · 方向系数 · 极化：在最大辐射方向上电场矢量端点运动的轨迹，分为线 极化、圆极化和椭圆极化 · 增益系数 · 工作频带宽度 9 · RFID系统常用天线 对称振子天线 Z 轴 10 9微波RFID技术 · RFID系统常用天线 (a) 徽带贴片天境 (b) 撤带黛于天线 微带天线 《c) 横带统在天线 (d) 徽带继越天线 11 A d A N 天线阵 反射器 有源振子 引向器 9微波RFID技术 2 3 0 Zn Zuz D d · RFID系统常用天线 Zn Zoi Zm A B Zo₂ Zoi A Zh₄ 12 C 平面等角螺旋天线 · RFID系统常用天线 13 阿基米德螺旋天线 · RFID系统常用天线 14 9微波RFID技术 · RFID系统常用天线 Z 锥形等角螺旋天线 15 梯齿型对数周期天线 · RFID系统常用天线 16 · RFID系统常用天线 口径天线 (b) 反射器天线 17 9微波RFID技术 · 微波应答器工作原理 微波应答器的基本电路组成 射 频 前 端 调制器 天 线 18 · 微波应答器工作原理 · 能量获取：①从射频能量获得；②应答器带有附加电池，但仅 提供芯片运转能量，通信能量仍通过射频获得；③所带电池提 供芯片运转和通信所需的能量。 · 信息传送方式：基于反向散射原理的反射调制 19 · 无源应答器芯片XRA00——ST (意法半导体) · 工作在UHF的无源RFID应答器集成电路芯片 · 符合EPCglobalClass1规范 · 载波频率范围从860MHz到960MHz, 覆盖了北美、欧洲以及 其他地区国家的频率使用规范 · 接收信号是异步脉宽调制 (PWM) 的50%到100%ASK调制信 号(数据速率为15kbps到70 kbps), 应答为FSK位编码反射 调制信号(数据速率为30 kbps到140 kbps) · 内含带锁存的128位EEPROM (包括96位的EPC编码位) · 提供了KILL命令，具有自毁功能 · 典型编程时间为30ms · 可循环擦写1万次以上，数据可保存40年以上。 20 XRA00芯片的基本结构框图 178位 REER 反封调制器 XRA00 ACO AC1 AST 电 21 · 来自阅读器的请求帧 · 数据0和1 To 数据0 To/8 To 数据1 3Ts/8 · 二进脉冲和二进响应窗 87o 一 数据 22 9微波RFID技术 一交易建立时间一 接着的交易 (b) 交易问隙 gap 10T √8 (a) 二进响应窗 前一 交易 3T₁/8 9微波RFID技