理论教育 无源标签供电及其对信号振幅的影响

无源标签供电及其对信号振幅的影响

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:如前所述,无源标签是通过读取器发射的RF信号供电的。CW由无源标签的天线所捕获,并且该标签使用来自CW的能源为芯片供电,这样该标签就可以对读取器做出响应。这意味着天线传输的能量多少将影响所反射信号的振幅。读取器和标签按照振幅的100%或10%调制信号。注意,图中的信号没有按照振幅或频率比例进行绘制。为防止干扰RFID系统的可靠性,允许在同一区域中安装多个读取器,EPCglobal标准还规定了跳频扩频与直接序列扩频传输。

无源标签供电及其对信号振幅的影响

无源标签是最常见的标签类型,它只有在从读取器接收到信号时才会传输数据。标签与读取器之间的连接称为耦合。根据应用程序不同,RFID主要使用两种类型的耦合。

感应或磁耦合:这种类型的标签需要与天线的表面接触,或者插入读取器的插槽中。在这些系统中,标签与天线的最大距离通常只有0.5英寸(约1.27厘米)。感应耦合与磁耦合的差别在于天线的形状。

反向散射耦合:这种类型的标签的读取距离可大于3.3英尺(约1米),在某些情况下,可达330英尺(约100米)。

反向散射是一种反射。如前所述,无源标签是通过读取器发射的RF信号供电的。在读取器传输数据后(读取器自己为标签供电,因此它可以接收和解码读取器的传输),开始传输连续波(continuous wave,CW),这是一种未经调制的正弦波。CW由无源标签的天线所捕获,并且该标签使用来自CW的能源芯片供电,这样该标签就可以对读取器做出响应。标签主要是重新生成(反射)从读取器接收而来的相同波,但它会通过改变电气特性从而改变自己天线的反射系数来对信号进行调制。这意味着天线传输的能量多少将影响所反射信号的振幅。

反向散射调制是基于幅移键控(ASK)技术的变体,或ASK与相移键控(PSK)的组合,这两种调制技术都已在第2章介绍过了。数据也以数字形式进行编码,确保可以在0和1或1和0之间传输,从而有助于维持设备传输期间的同步化。(www.daowen.com)

读取器有独立的发射器、接收器电路和天线,由于它是带电设备,它传输的信号比标签的更强(振幅更大)。为了检测来自标签的调制信号,读取器的接收器会把它自己的较强CW信号与反向散射信号进行对比。两者之间的差异就是由标签发送的数据。

读取器和标签按照振幅的100%或10%调制信号。10%调制对干扰和噪声更敏感,但信号传送更远。100%调制对读取器来说更容易检测,但在没有CW的期间,不会对标签供电,因此标签与读取器之间的有效距离大大缩短。在实际应用中,信号是以10%~100%之间的某个值进行调制的,因为这两种极端情况都不是很好用。图5.5显示了经10%与100%调制后的信号。注意,图中的信号没有按照振幅或频率比例进行绘制。

图5.5 ASK调制

标签与读取器之间的通信为半手工的。读取器与标签不能同时传输和接收数据。为防止干扰RFID系统的可靠性,允许在同一区域中安装多个读取器,EPCglobal标准还规定了跳频扩频(FHSS)与直接序列扩频(DSSS)传输。直接序列扩频系统通常只用于高级的有源标签。

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