RFID標(biāo)簽天線與讀寫(xiě)器天線之間耦合方式有幾種?
根據(jù)射頻識(shí)別系統(tǒng)作用距離遠(yuǎn)近情況,標(biāo)簽天線與讀寫(xiě)器天線之間耦合可以分為三類(lèi):密耦合系統(tǒng)、遙耦合系統(tǒng)和遠(yuǎn)距離系統(tǒng)。
(1)密耦合系統(tǒng)
又稱(chēng)緊密耦合系統(tǒng),是具有很小作用距離的射頻識(shí)別系統(tǒng),其典型作用距離范圍為0~1cm。在實(shí)際應(yīng)用中,通常需要將射頻標(biāo)簽插入到讀寫(xiě)器中,或者將其放置到讀寫(xiě)器天線表面。密耦合系統(tǒng)是利用射頻標(biāo)簽與讀寫(xiě)器天線的無(wú)功近場(chǎng)區(qū)之間的電感耦合(閉合磁路)構(gòu)成的無(wú)接觸空間信息傳輸射頻通道進(jìn)行工作。密耦合系統(tǒng)的工作頻率一般局限于30MHz以下頻率。
密耦合系統(tǒng)可以使用介于直流和30MHz交流之間的任意頻率進(jìn)行工作,且標(biāo)簽工作時(shí)不必發(fā)射電磁波。數(shù)據(jù)載體與讀寫(xiě)器之間的緊密耦合能夠提供較大能量,甚至可供電流消耗較大的微處理器進(jìn)行工作。由于密耦合方式的電磁泄漏很小,耦合獲得的能量較大,因而適用于安全性要求較高、作用距離無(wú)要求的應(yīng)用系統(tǒng),例如電子門(mén)鎖系統(tǒng)或帶有計(jì)數(shù)功能的非接觸IC卡系統(tǒng)。
(2)遙耦合系統(tǒng)
遙耦合系統(tǒng)的典型作用距離可以達(dá)到1m。所有遙耦合系統(tǒng)在讀寫(xiě)器與標(biāo)簽之間都是電感(磁)耦合,因此也將這些系統(tǒng)稱(chēng)做電感無(wú)線電裝置。目前在用的射頻識(shí)別系統(tǒng)的90%~95%都屬于電感(磁)耦合系統(tǒng)。
遙耦合系統(tǒng)的發(fā)電頻率通常使用135kHz以下的頻率,或使用6.75MHz、13.56MHz以及27.125MHz頻率。根據(jù)標(biāo)簽和讀寫(xiě)器的距離來(lái)估算,通過(guò)電感耦合可傳輸?shù)哪芰渴呛苄〉?,以至往往只使用耗電很少的只讀數(shù)據(jù)載體。使用微處理器的高檔標(biāo)簽也屬于電感耦合系統(tǒng)。
遙耦合系統(tǒng)又可以分為近耦合系統(tǒng)(典型的作用距離為15cm)與疏耦合系統(tǒng)(典型的作用距圖為1m)兩類(lèi),如圖所示。近耦合系統(tǒng)利用射頻標(biāo)簽與讀寫(xiě)器天線的無(wú)功近場(chǎng)區(qū)之間的電感耦合(閉合磁路)構(gòu)成的無(wú)接觸空間信息傳播射頻通道進(jìn)行工作。遙耦合系統(tǒng)的典型工作頻率為13.56MHz,也有一些其他頻率(如6.75MHz、2.75MHz等)。遙耦合系統(tǒng)目前是低成本射頻識(shí)別系統(tǒng)的主流。
遠(yuǎn)距離系統(tǒng)的典型作用距離為1~10m,個(gè)別系統(tǒng)具有更遠(yuǎn)的作用距離。所有的遠(yuǎn)距離系統(tǒng)均是利用標(biāo)簽與讀寫(xiě)器天線輻射遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)之間的電磁耦合(電磁波的發(fā)射與反射)所構(gòu)成的無(wú)接觸空間信息傳輸通道進(jìn)行工作的。遠(yuǎn)距離系統(tǒng)的典型工作頻率為915MHz(這在歐洲是不允許的)、2.45 GHz和5.8GHz,此外,還有一些其他頻率,如433MHz等。遠(yuǎn)距離系統(tǒng)的射頻標(biāo)簽根據(jù)其中是否包含申池分為無(wú)源射頻標(biāo)簽(不含電池)和有源射頻標(biāo)簽(內(nèi)含電池)。一般情況下,內(nèi)含電池的射頻標(biāo)簽的作用距離較無(wú)電池的射頻標(biāo)簽的作用距離要遠(yuǎn)。
為使微型芯片進(jìn)行工作,必須對(duì)標(biāo)簽供應(yīng)足夠的能量,光靠傳輸?shù)哪芰渴墙^對(duì)不夠的。因此,遠(yuǎn)距離系統(tǒng)(從表面波標(biāo)簽來(lái)看)具有一個(gè)輔助電池。這個(gè)輔助電池并不是為標(biāo)簽和讀寫(xiě)器之間的數(shù)據(jù)傳輸提供能量,而只是為微型芯片提供能量,為讀寫(xiě)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)的。
為建立標(biāo)簽和讀寫(xiě)器之間的聯(lián)系,只能使用高頻能量,該能量由讀寫(xiě)器接收。因此,可將反向散射方法作為由標(biāo)簽到讀寫(xiě)器數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)方法。
遠(yuǎn)距離系統(tǒng)一般情況下均采用反射調(diào)制工作方式實(shí)現(xiàn)射頻標(biāo)簽到讀寫(xiě)器方向的數(shù)據(jù)傳輸。遠(yuǎn)距離系統(tǒng)一般具有典型的方向性,射頻標(biāo)簽與讀寫(xiě)器成本目前還處于較高的水平。從技術(shù)角度來(lái)說(shuō),滿(mǎn)足以下特點(diǎn)的遠(yuǎn)距離系統(tǒng)是理想的射頻識(shí)別系統(tǒng):射頻標(biāo)簽無(wú)源;射頻標(biāo)簽可無(wú)線讀寫(xiě);射頻標(biāo)簽與讀寫(xiě)器支持多標(biāo)簽讀寫(xiě);適用于高速移動(dòng)物體的識(shí)別(物體移動(dòng)速度大于80km/h);遠(yuǎn)距離(讀寫(xiě)距離5~10m);低成本(可滿(mǎn)足一次性使用要求)?,F(xiàn)實(shí)的遠(yuǎn)距離系統(tǒng)一般均只能滿(mǎn)足其中的幾項(xiàng)要求。