无源超高频标签读距受什么影响?

2023-10-11 20:50

本文主要是介绍无源超高频标签读距受什么影响?,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

大家在研究标签,或者拿到一款标签的读距性能图时,怎么估算标签能够读多远?知道怎么能提高读距吗?
“读距”,无论对标签的研发,生产,销售,应用方案制定,甚至读写器相关的等各个方向的人来说,都很重要。
比如,客户经常会问:
“适合我们这个应用的标签有哪些?”
“我们要过一个宽5m的通道门,你们有合适的标签推荐吗?”
“你们这个标签可以读多远?”
“为什么这个U9的标签比R6-p的读得远?”
“怎么样可以让同一个标签读得更远?”
“……”
回答这些问题,都要考虑到读距,及影响读距的各个因素。
接下来,我们就来详细聊聊 “ 读距 ”。
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众所不完全周知,因为常见的无源超高频读写器都是收发一体的,所以标签的工作原理是:电磁波的反向散射
详细来说,读写器通过连接的天线,将带有询问指令的电磁波发射出去,激活标签。标签芯片进行解码,编码、调制等操作后,将调制信号通过标签天线发射出去。读写器天线接收到信号后,传给读写器主机,整个读写器识读无源标签的过程就完成了。
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要保证读写器能识读到标签,既要保证标签能收到读写器的信号并激活,也要保证标签的反射调制信号读写器天线能接收到。二者缺一,识读过程都会失败。

我们如果将标签能收被激活最大距离,设为R1;读写器天线能收到标签发来信号的最大距离,设为R2。

那么,标签的读距(能被读写器识读到的最大距离)就应该是R1和R2中的较小值。

So,我们只要知道R1 和R2 ,就能知道标签的读距了。R1借助Friis的传输公式计算,R2可通过雷达距离方程求出。

一般来说,除了读写器性能太差,导致在输出大功率的时候灵敏度很低的情况,标签的读距就由R1决定了。

所以,通常来说。我们一般只需要通过Friis公式计算标签读距。

下面,我们就来说说这个公式。


Friis传输公式

riis传输公式(也称:弗里斯/弗林斯传输公式或传输方程),常常在天线理论的书里看到。用于求收发系统中的发射天线和接收天线的距离。

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在RFID UHF无源标签激活的传输模型中,接收机就是标签。上式就可以写成:

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当Pr标签接收功率最小的时候,R就表示最远距离。芯片的读取灵敏度,即芯片的最小激活功率 Pth 有:

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τ–功率传输系数(0≤τ≤1)(这里的希腊字母显示有问题)

带入芯片读取灵敏度,就能将R写成:

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修正反射系数的算法,我就不再赘述了,前面《RFID的标签天线应该怎么仿真?–(1)》文章中有讲到。

算出来,你还是会发现,怎么和实际测出来还是不一样?

当然,这个公式是在自由空间中,没有极化损耗(详见《浅聊天线极化》),没有其它乱七八糟损耗衰减的理想情况。现实生活中可不会这么理想。

所以,加上我们能算出来的极化损耗,读距公式就变成:

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好了,到这里理论分析完毕。
就能好好聊聊标题的问题:无源超高频标签读距受什么影响?
答案就是公式右边的各个参数啦。

成正比的主要参数:波长(即频率)、读写器发射功率、读写器天线增益、功率传输系数(即阻抗匹配的程度)、标签天线增益、极化效率。

成正比的主要参数:芯片读取灵敏度。

想要提高标签的读距,就知道从哪些地方下手了吧?


图片带的水印,是本文作者的个人公众号 “小小射频工程师”,作者时常在里面更新些射频相关的知识,也有些自己的经验总结。相比于CSDN,微信公众号里会更新得更快,文章开头可能还有些小故事分享。感兴趣的也可以去关注一下。
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这篇关于无源超高频标签读距受什么影响?的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!


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