超高頻射頻識別標簽靈敏度的測試方法及解決方案(圖文)
正向連接距離(forward link range)啊啊也稱(chēng)為讀取距離，取決于標簽開(kāi)啟工作所需要的場(chǎng)強。
反向連接距離
標簽反射的功率大小決定了讀寫(xiě)器可以在多遠讀到，所以可從標簽反射功率推算反向連接距離(reverse link range)。反向連接距離就是反射功率被天線(xiàn)增益5dBil、接收靈敏度-70dBm的閱讀器識讀的距離。EPCglobal標準[2]提供了計算方法，且結果通常大于正向連接距離。
其中，EIRPTx0是反向連接靈敏度需要的發(fā)射等效單極子功率，定義為正向連接靈敏度加2dB;PRx0是EIRPTx0發(fā)射條件下接收到的標簽反射功率;GRx是接收天線(xiàn)增益。
不同標簽工作模式的靈敏度
標簽在被識讀ID號、讀取寄存器信息、寫(xiě)入寄存器信息的工作模式下需要消耗的功率不同，也就是這3個(gè)工作模式的靈敏度是不一樣的。這也就有了識別、讀取、寫(xiě)入靈敏度3個(gè)測試模式。上述工作最低功率、最小場(chǎng)強、前向和反向讀取距離，都有這3中工作模式下的指標，且各不相同。
EIRP和ERP
在諸多標準里面用等效單極子發(fā)射功率較多，但是也有用ERP的。ERP在2013年發(fā)布的國家電網(wǎng)公司標準里面是指等效偶極子天線(xiàn)發(fā)射功率。理想的偶極子天線(xiàn)增益是2.2左右，所以?xún)烧呔筒盍诉@么一個(gè)常量。
參數舉例
我們假設發(fā)射和接收天線(xiàn)增益都是6dBi，測試距離1米，標簽天線(xiàn)增益2dB，標簽反射損耗5dB，當儀器發(fā)射頻率915MHz，功率PTx時(shí)，標簽接收到功率。
PTag=PTx+6-31.7+2=PTx-23.7
公式 11
假設標簽反射功率是接收功率的1/3，大約-5dB。那么測試儀接收機接收到的功率如下：
PRx=PTag-5+2-31.7+6= PTag-28.7
公式 12 根據這兩個(gè)公式計算不同發(fā)射功率對應芯片和接收機接收到的功率：
也就是說(shuō)在較理想情況，1米距離測試超高頻標簽接收到的標簽反射功率比發(fā)射功率小大約62dB。目前最好的標簽可以達到-18dBm左右的開(kāi)啟功率，所以，測試儀接收到的標簽信號功率一般在-47.4dBm以上。實(shí)際情況下，由于標簽天線(xiàn)設計，使得其增益小于2或者阻抗匹配帶來(lái)衰減，標簽反射比-5dB小一些�？紤]到這些因素，假設不超過(guò)10dB影響，接收功率在-60dBm以上。
所以RFID標簽靈敏度測試并不要求測試儀器像讀寫(xiě)器那樣有極低的靈敏度，反而，測試精度和計量校準是最關(guān)鍵的指標。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，儀器是在保證量值傳遞的條件下精確測量的工具，比的是精度，不像被測標簽比的是靈敏度和讀寫(xiě)距離。
測試實(shí)例
筆者使用聚星儀器的第二代RFID綜合測試儀，在暗箱環(huán)境測試了2款超高頻標簽的靈敏度。其中一個(gè)被測標簽是EPC C1G2另一個(gè)是國標800/900MHz標簽。每一個(gè)標簽測試10遍，得到其重復精度。
(a)EPCUHF樣本標準差<0.04dBm
(b) 國標樣本標準差<0.07dBm
圖2兩種標簽的識別最小開(kāi)啟功率
圖2展示了重復度測試的曲線(xiàn)。其中(a)是EPCglobalC1G2 UHF樣品標簽的識別功率，(b)是國標800/900M標簽樣品的識別功率�？梢钥吹竭@組樣品中，國標標簽靈敏度優(yōu)于EPC標簽，而我們發(fā)現國標標簽在臨界功率下能否啟動(dòng)有更大隨機性，所以其標準差略大于EPC樣本標簽�？傊�，在這個(gè)實(shí)驗中展示了儀器重復度優(yōu)于0.1dB的重復度。而通常低端用讀寫(xiě)器芯片或類(lèi)似技術(shù)組裝的測
試設備重復精度遠差于本儀器的性能，從而給計量準確性帶來(lái)較大問(wèn)題。
在計量校準方面，國家計量院體系已經(jīng)具備RFID測試儀校準方法和設施，同時(shí)也具備了天線(xiàn)增益測量的設備。筆者送檢4個(gè)RFID測試天線(xiàn)，測試其增益，并且和實(shí)驗室兩兩天線(xiàn)對射驗證，達到很高的一致性和重復精度。
總結
超高頻射頻識別標簽測試是通過(guò)高精度儀器和天線(xiàn)，在計量校準保證下實(shí)現的高精度可溯源測試。儀器通過(guò)空中接口指令與被測標簽應答，在較近的距離測試標簽識別、讀取、和寫(xiě)入需要的入射最小功率，和標簽反射功率。然后根據這個(gè)最小工作功率計算標簽的等效單極子天線(xiàn)接收功率靈敏度、前向連接距離;根據功率靈敏度和反射功率計算反向連接距離。容－源－電－子－網(wǎng)－為你提供技術(shù)支持
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