【经验】使用频谱分析仪N9322C测试 ISO/IEC 14443标准中13.56 MHz RFID 无源标签的谐振频率

时间： 2016-03-30 来源：Keysight

关于RFID标签

工作在13.56 MHz的RFID（Radio Frequency Identification）和在此RFID基础上演变而来的NFC（Near Field Communication）都属于近场通讯，基于电磁场感应原理（如图1所示），利用无线电射频信号进行目标识别和通讯。读写距离是评估其系统性能的主要参数，而标签的谐振频率是影响该参数的关键因素之一。

13.56 MHzRFID无源标签在封装好后，只能采用非接触法测量其谐振频率。非接触法测量实质上是反射测量，通过测量反射参数S ，找到S最大负峰值对应的频率值，就是标签的谐振

简述

本文阐述如何使用Agilent N9322C测试 ISO/IEC 14443标准中13.56 MHz RFID 无源标签的谐振频率和其读卡器的工作频率。

图1：一个典型的RFID系统

使用N9322C频谱分析仪评测13.56 MHz NFC和RFID标签/阅读器的谐振频率。

KEYSIGHT推出的N9322C是一台多功能的频谱仪，它提供内置跟踪源和内置桥选件，具有单端口反射测量功能，可以测试反射系数(ρ)、回波损耗(Return Loss)和电压驻波比(VSWR)指标。

– 与网络分析仪或者阻抗分析相比较，N9322C不但具有单端口标量网络分析仪测试功能，而且还具备频谱分析仪的功能，因此其性价比高。

– 与频谱分析仪加跟踪源和外置桥的测试方法相比较，由于测试连接简单、操作简便和采用了OSL的校准方法，能够更好的消除系统误差，从而提高了测量的精度、测量结果的可靠性和重复性。

图2 ：N9322C采用非接触法测量RFID标签的谐振频率

N9322C的测量RFID标签谐振频率的演示

– 在下面的演示中，被测件为遵循ISO/IEC 14443 Type A标准的读卡器和RFID无源标签，由于没有13.56 MHz的测量环路天线，因此采用近场探头代替。

– 在下面的操作步骤中，[ ]对应前面板上硬按键名，{ }对应屏幕右边的软按键名

– 演示中使用到的仪表和配件包括：

– N9322C 9 kHz至 7 GHz射频频谱分析仪，配有TG7跟踪信号发射器选件和RM7反射测量选件

– N9311X-201 三合一(OSL)精密机械校准件

– 近场探头

– 13.56 MHz RFID标签

– E5071C ENA 网络分析仪 (用来跟N9322C的测试结果对比)

步骤1. 设置测试参数

– 进入反射测量模式的按键序列：[Mode] -> {Reflection Measurement}

– 设置频率范围的按键序列：[Frequency] -> {Start Freq} -> [12] -> {MHz} ->[Stop Freq] -> [15] -> {GHz}

– 为了保证测量结果的准确性，选择Selected校准类型

步骤2. 校准N9322C

– 在操作界面按下｛Calibrate｝, 如图3所示, N9322C的图形化校准提示界面出现, 提示用户依次连接N9322C机械校准件(N9311X-201)的OPEN, SHORT和LOAD校准件到其前面板TG SOURCE端口完成校准, 校准完成后, 在其屏幕的左上角上有“Calibrated”提示信息。

– 为了便于观察测量结果，设置其幅度显示刻度为2 dB/div的按键序列：[Amplitude]->{Scale/DIV} -> [2] -> {dB}

图3： N9322C图形化的校准提示界面

步骤3. 使用进场探头开始测试

– 把近场探头放置在RFID标签上方，如图4所示，距离大概1cm，另外一端先后连接到N9322C的TG Source端口和E5071C ENA的Port 1端口

– 使用Marker读取测量曲线的负峰值。N9322C和E5071C的测试结果如图5和图6所示。

图4：使用近场探头来发射和吸收电磁波

图5： N9322C的回波损耗测试结果

图6：E5071C的回波损耗测试结果

– N9322C的测量结果如图5所示，其谐振频率为13.636957 MHz，回波损耗为3.73 dB

– E5071C的测量结果如图6所示，其谐振频率为13.62 MHz，回波损耗为3.4747 dB

– 可以看出这两个测试结果非常接近

总结

通过上面的测试流程介绍和对测试结果的对比，可以不难发现，N9322C不但具有频谱分析仪功能，而且还具有单端口反射测试功能, 因此, 对于13.56 MHz的NFC和RFID无源标签的谐振频率的评估测试，以及读卡器输出频率测量和功率测量，N9322C提供了一种操作简单方便，经济可行的测试方案。

推荐配置

如若想要了解关于频谱分析仪N9322C更多详情，请咨询Keysight代理商世强！

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全部评论（1）

applebad Lv4. 资深工程师 2018-06-10

嗯简单实用 RFID研发人员确实选择该测试方法但更倾向于设备的廉价性。

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型号- PNA,N5241B,N5225B,P502XB 系列,N5249B,872XE,8714B,N9950A,8714C,N338XA,E5080B,E5080A,M937XA,N9918B,4194A,PXI VNA,85541B,N9951A,N1930XB,S97011B,N5242B,N5230A,8753E,P93XXB,N5230C,3577B,P937XA,8753C,P937XB,8753D,8753A,N524X,8753B,N522XA,8713C,N522XB,8713B,872XC,8510X,872XD,872XA,4395A,872XB,P502XB,P502XA,E5063A,8714ET,8714ES,PNA-L 系列,PNA 系列,N5231B,8530A,N5295AX,N5239B,N5227B,85309B,E835XA,E5070B,E5070A,N9916B,3577A,4192A,S94050B,N991XB,S96011B,N991XA,N5232B,P93XX,E836XC,N5244B,E836XB,N522X,S94051B,N9917B,PXI VNA 系列,N5221B,PNA-X,N9914B,PNA-L,N5245B,FIELDFOX 系列,8719E,8719C,8719D,E836XA,8719A,8719B,E5072A,N992XA,872XET,872XES,8712ET,N5290A,8712ES,N9915B,P500XB,P502XA 系列,N5234B,P500XA,P50XX,N5222B,N5253EX,N524XA,N524XB,M981XAS,N526BA,E5071C,E5071B,E5071A,ENA,85320B,85320A,8360B,N9952A,N5291A,N5251A,8753,N5247B,8510A,8752B,N5235B,8752C,8510C,N99XXA,S95011B,N1501A,8510B,8752A,N99XXB,8712B,8712C,N5293AX,S93011B,ENA 系列,8753 系列,E5062A,N5292A,8753ET,8753ES,N5252A,N5264B,N9913B,P938XB,8751A,N5224B,8711C,8711A,N523XA,8711B,N523XB,PNA-X 系列,M980XA,FIELDFOX,P50XXA,P50XXB,E5061B,8719ES,E5061A,8719ET,4195A

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2020年9月11日 - KEYSIGHT - 选型指南

详解实时频谱分析仪原理

所谓实时频谱分析仪（Real-Time Spectrum Analyzer - RTSA）就是指能实时显示信号在某一时刻的频率成分及相应幅度的分析仪，它能够帮助电子工程师完成频谱观测、功率测量以及复杂信号解调分析等工作。

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2016年12月14日 - KEYSIGHT - 数据手册

【选型】Keysight（是德科技）噪声系数测试仪选型指南

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2018年9月17日 - KEYSIGHT - 选型指南

实时频谱分析仪（RTSA）与传统的频谱分析仪优缺点比较

频谱分析仪是射频微波设计和测试工作中的常用仪器，它能够帮助电子工程师完成频谱观测、功率测试以及复杂信号解调分析等工作。所谓实时频谱分析仪（Real-Time Spectrum Analyzer）就是指能实时显示信号在某一时刻的频率成分及相应幅度的分析仪，它能够帮助电子工程师完成频谱观测、功率测试以及复杂信号解调分析等工作。

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