RFID電磁波的傳播機(jī)制
當(dāng)有障礙物(包括地面)時(shí)，RFID電波傳播存在直射、反射、繞射和散射等多種情況，這幾種情況是在不同傳播環(huán)境下產(chǎn)生的。
(1)直射
直射是指電磁波在自由空間傳播，沒(méi)有任何障礙物。
(2)反射
反射是由障礙物產(chǎn)生的。當(dāng)障礙物的幾何尺寸遠(yuǎn)大于波長(zhǎng)時(shí)，電磁波不能繞過(guò)該物體，在該物體表面發(fā)生反射。當(dāng)反射發(fā)生時(shí)，一部分能量被反射回來(lái)，另一部分能量折射(透射)到障礙物內(nèi)，反射系數(shù)與障礙物的電特性和物理結(jié)構(gòu)有關(guān)。
(3)繞射
繞射也是由障礙物產(chǎn)生的，電波繞過(guò)傳播路徑上障礙物的現(xiàn)象稱為繞射。當(dāng)障礙物的尺寸與波長(zhǎng)相近，且障礙物有光滑邊緣時(shí)，電磁波可以從該物體的邊緣繞射過(guò)去。電磁波的繞射能力與電波相對(duì)于障礙物的尺寸相關(guān)，波長(zhǎng)與障礙物尺寸相比越大，繞射能力越強(qiáng)。
(4)散射
散射也與障礙物相關(guān)。當(dāng)障礙物的尺寸或障礙物的起伏小于波長(zhǎng)，電波傳播過(guò)程中遇到數(shù)量較大的障礙物時(shí)，電磁波發(fā)生散射。散射經(jīng)常發(fā)生在粗糙表面、小物體或其他不規(guī)則物體的表面。
總體來(lái)說(shuō)，微波RFID希望收發(fā)天線之間沒(méi)有障礙物，提供電磁波直射的環(huán)境。微波 RFID的頻率主要包括433MHz、800/900MHz、2.45GHz或5.8GHz，其中433MHz和800/900MHz頻段電波的繞射能力較強(qiáng)，障礙物對(duì)電波傳播的影響較小;2.45GHz 和 5.8GHz 電磁波的波長(zhǎng)較短，收發(fā)天線之間最好沒(méi)有障礙物。當(dāng)頻率達(dá)到GHz時(shí)，不僅障礙物對(duì)電波傳播有影響，云、雨、霧也對(duì)電波傳播有影響。頻率越高、波長(zhǎng)越短時(shí)，云、雨、霧的影響越大。
讀寫(xiě)器和電子標(biāo)簽所處的環(huán)境比較復(fù)雜，電波傳播時(shí)會(huì)發(fā)生衰減和衰落。衰減和衰落是不同的概念，衰減是指發(fā)射天線的信號(hào)到達(dá)接收天線時(shí)信號(hào)的振幅減小，衰落是指接收點(diǎn)的信號(hào)隨時(shí)間隨機(jī)地起伏。
(1)衰減
電波由發(fā)射天線到接收天線的過(guò)程中，產(chǎn)生衰減的因素很多，主要包括自由空間的傳輸損耗、障礙物的分隔和阻擋等。
?、僮杂煽臻g的傳輸損耗
自由空間的傳輸損耗與工作頻率、讀寫(xiě)器與電子標(biāo)簽的距離有關(guān)。當(dāng)工作頻率分別為900MHz、2.4GHz和5.8GHz、讀寫(xiě)器與電子標(biāo)簽的距離分別為1m～10m時(shí)，自由空間的傳輸損耗如表所示。
②障礙物分隔和阻擋的損耗
障礙物的分隔和阻擋也能造成信號(hào)的衰減。不同頻率、不同障礙物造成的平均信號(hào)衰減如表所示。
(2)衰落
衰落是指信號(hào)隨時(shí)間隨機(jī)起伏的現(xiàn)象，有時(shí)是在幾秒或幾分鐘內(nèi)有快速變化的快衰落，有時(shí)是幾小時(shí)或幾天內(nèi)出現(xiàn)緩慢變化的慢衰落。引起衰落的原因可以分為吸收型衰落或干涉型衰落，吸收型衰落主要是由傳輸媒質(zhì)電參數(shù)變化引起的，干涉型衰落主要是由隨機(jī)的多徑傳輸引起的，RFID的衰落主要是干涉型衰落。由于信號(hào)衰落是隨機(jī)的，只能掌握信號(hào)隨時(shí)間變化的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，通常用信號(hào)電平中值、衰落幅度(或衰落深度)、衰落率和衰落持續(xù)時(shí)間等參數(shù)說(shuō)明信號(hào)衰落的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。信號(hào)衰落如圖所示。
干涉型衰落又稱為多徑衰落，接收點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是不同路徑的場(chǎng)的疊加，只要各路徑的時(shí)延稍有變化，合成信號(hào)電平就有明顯的快速起伏，表現(xiàn)出快衰落的特征。當(dāng)電波經(jīng)過(guò)兩個(gè)或兩個(gè)以上不同長(zhǎng)度的路徑傳播到達(dá)接收點(diǎn)時(shí)，接收天線得到的信號(hào)是幾個(gè)不同路徑的信號(hào)之和，由于空間信號(hào)是用電磁場(chǎng)表示的，接收天線收到的是幾個(gè)電場(chǎng)的疊加。多個(gè)路徑長(zhǎng)度有差別，將引起明顯的失真。多徑傳輸效應(yīng)如圖所示。
