解析射频识别技术 (RFID)是什么及RFID和条形码的区别

RFID射频识别技术可以建置于所有的自动资料撷取领域, 其主要由射频 (RF)来提供非接触式的物体识别。目前RFID射频识别技术应用领域从工业自动化、门禁管理、动物识别和电子护照, 到医疗、票务与库存追踪不等。如今RFID解决方案在大型企业的研发计画上备受瞩目。举例来说, 自动识别领域的成长, RFID射频识别技术功不可没,它提供了非接触式智慧卡、生产自动化和电子供应链所需的基本技术。

首先我们将介绍RFID射频识别技术的发展历史，再说明RFID技术应用领域。其次探讨在RFID系统不同的RF元件间进行资料传输与搜集的技术层面问题。最后则会介绍在研发与安装阶段的RFID测试需求, 以及可用来执行和验证测试协定的RFID测试设备。另外也会强调使用最新一代自动调谐频谱分析仪和最新版向量信号分析软件的解调能力的优点。

图1 射频识别技术 (RFID)技术RFID技术概述

RFID，也称为非接触 IC卡或 ID标签，能够检测和识别特定目标，而无需与目标直接接触。

不同形式的 RFID射频识别技术已经发展了数十年,早在二次世界大战期间就有一些基本形式被开发和使用,例如敌我识别系统 (Identification, Friend or Foe - IFF )。

图2 敌我识别系统 (Identification, Friend or Foe - IFF )

此后 RFID技术发展工作仍继续进行, 而现今技术的基础多半是在1970和80年代开发出来的。在成本居高不下和普遍缺乏标准化的情况下, RFID射频识别技术的广泛实作变成了一大挑战。随着技术不断地演进, 足以制造成本低廉、可抛弃式的小型 “电子标签”, 让市场呈现一片欣欣向荣的景象,使得各种不同RFID应用的普及化成为可实现的目标。

射频识别RFID是什么技术？

RFID 是 Radio Frequency Identification 的缩写，即无线射频识别，实际上是自动识别技术 (AEI ， Automatic Equipment Identification) 在无线电技术方面的具体应用与发展。该项技术的基本思想是，通过采用射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。 RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。

图3 简化的RFID系统

图3 是一个简化的 RFID系统模型。阅读器 / 记录器中的环路天线通过电磁耦合与 RFID标签中的环路天线之间进行通信；阅读器 / 记录器输出射频信号，RFID标签通过环路天线来接收该信号。RFID 标签检测集成在 IC 芯片的检波器电路的直流信号，来获得能量并驱动 IC芯片。

阅读器/记录器和 RFID标签间的数据通信一般使用频率为13.56 MHz的ASK调制。

如何评测 RFID标签

图4 RFID标签的制造过程

图4 显示了一个典型的卡片式 RFID标签制造流程。

首先在卡片上通过印刷或其他方式形成环路天线，随后将IC 芯片和片状电容器安置在同一个卡片上。卡上的电容器也可以通过印刷方式来制作。最后，对该标签进行封装，测试和装运。

图5 显示了一个完整的 RFID电路图。

通常来讲，RFID标签包括一个L-C-R 并联电路 (其中“L”表示环路天线，“C”表示片状电容器，“R”表示IC芯片）。RFID标签的谐振频率 f0可用公式 1/（2π√LC) 来计算。如果 RFID标签的谐振频率接近13.56 MHz，表示RFID标签能够与阅读器/记录器保持良好的通信。验证整个标签的谐振频率是否为13.56 MHz是非常重要的。同时，验证 L 和 C 元器件的特性也有助于提高整个 RFID标签的产量。

另一个需要考虑的是谐振曲线的尖锐程度 (通信带宽)，通信带宽由 IC芯片的 R 值或环路天线的寄生电阻 R 值来确定。

当调制信号带宽过宽时，谐振曲线的尖锐程度过高，使通信难以进行；而另一方面，谐振的尖锐程度过低又会导致通信距离特征恶化。因此，必须全面地测量完整标签的谐振特征，并且逐步地测量电阻值，才能帮助改善 RFID 标签的通信性能。

RFID和条形码的区别

工作原理不同

RFID完全基于射频无线电波不接触快速信息交换和存储技术，通过无线通信结合数据访问技术，然后连接数据库系统，加以实现非接触式的双向通信，从而达到了识别的目的，用于数据交换，串联起一个极其复杂的系统。在识别系统中，通过电磁波实现电子标签的读写与通信。

图6 电子标签的读写与通信

图7 RFID系统构架条形码原理

条形码自动识别系统由条形码标签、条形码生成设备、条形码识读器和计算机組成。条形码主要基于光学技术。为了阅读出条码所代表的信息，需要一套条形码识别系统，它由条码扫描器、放大整形电路、译码接口电路和计算机系统等部分组成。

图8 条形码-常见的条形码是由反射率相差很大的黑条（简称条）和白条（简称空）组成的。

条形码识别原理是根据条形码宽度不同、反射率不同的条和空，按照一定的编码规则（码制）编制成的，用以表达一组数字或字母符号信息的图形标识符。即条形码是一组粗细不同，按照一定的规则安排间距的平行线条图形。常见的条形码是由反射率相差很大的黑条（简称条）和白条（简称空）组成的。

图9 条码识别原理

应用不同

RFID的应用非常广泛，目前典型应用有动物晶片、汽车晶片防盗器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理。RFID比条形码更耐用。与条码相比，RFID具有更大的数据存储空间。RFID可以同时检查多个RFID 标签，即RFID允许多次读取。

条形码可以标出物品的生产国、制造厂家、商品名称、生产日期、图书分类号、邮件起止地点、类别、日期等许多信息，因而在商品流通、图书管理、邮政管理、银行系统等许多领域都得到广泛的应用。条形码的数据存储量要少得多，最多只有 24个字符。条形码一次只能扫描一个条形码，即一次只能读取一张卡。

作用不同

Norman Woodland 伍德兰基于摩尔斯电码(Morse code)发明了条形码，并于1952年申请了这一概念的专利。美国人劳雷尔被认为是通用产品代码(UPC)即条形码的共同发明人。随着计算机应用的不断普及，条码的应用得到了很大的发展。条形码技术，是随着计算机与信息技术的发展和应用而诞生的，它是集编码、印刷、识别、数据采集和处理于一身的技术。

RFID是阅读器与标签之间进行非接触式的数据通信，达到识别目标的射频识别技术。

图10 RFID是阅读器与标签之间进行非接触式的数据通信RFID应用

尽管RFID技术的概念很早就出现, 但直到近期才被广泛应用。目前的RFID应用还在持续成长, 包括库存控制、动物追踪、大楼门禁管理和通行费的支付等等,不一而足。以下各种RFID应用说明射频识别技术目前最普遍的一些用途。

产品追踪/库存控制

RFID被动标签可用于个别的产品和托盘上, 以追踪不同数量货品 (例如一台手推车、一个托盘或个别品项) 的移动情形。不像传统的条码, RFID标签可在一定的距离内作用。换言之, 读取器不必实际接触到标签。这个特性有助于大幅缩短存放库存所需的时间。读取器通常可读取数个同时回应的电子标签的反应, 这也可缩短整理库存的时间。因为采近距离读取方式, 所以也能避免在计算或扫描每一样产品时出现人为错误的情形

图11 标签放置在检测区域内

2.识别证和门禁管理

与产品追踪很类似,距离读取器可让佩戴有效RFID识别证的人员进出。依不同情况所需的安全等级而定, 每张识别证可被设定具有标准或独特的资料回应。这些识别证与磁条或条码的使用方式很类似, 但因为不必实际接触读取器而显得更耐用。

公司还可以用射频卡保护和跟踪财产。将射频卡贴在物品上面，如计算机、传真机、文件、复印机或其它实验室用品上。该射频卡使得公司可以自动跟踪管理这些有价值的财产，可以跟踪一个物品从某一建筑离开，或是用报警的方式限制物品离开某地。结合 GPS系统利用射频卡，还可以对货柜车、货舱等进行有效跟踪。

3.通行费的支付

收费站的RFID读取器通常属于主动式读取器,它们只有在接收到读取器的“唤醒''(wakeup)信号时才会耗用电池电力。因为使用主动式标签, 所以不像库存追踪或识别证一样必须在近距离内才能发生作用, 这类标签的读取距离可达几百英尺远。这使得高速公路上的驾驶人不必刻意放慢速度, 读取器就能搜集到资讯。目前同样的读取器已被试用来计算行车时间。透过沿路设立的多处读取器所搜集到的资料, 可用来监测行车时间。

与识别证所使用的射频识别技术有关,许多地区都将采用具有RFID付费选项的系统。这可让使用者在车流量大的时段绕开大排长龙的队伍。

4.动物识别

许多小宠物饲主已经开始为他们的宠物植入RFID被动标签。这类标签上都有一组独特的识别号码, 当宠物被送往兽医或动物收容所时可经由读取器读出该号码。在取得识别号码之后, 可以搜寻资料库找出饲主的个人资讯(例如姓名、地址和联络电话)以方便联络。

5.軍事物流系统

RFID 技术源于美国，早在二战期间，就用于飞机的敌我识别，在最近几年的局部战争中， RFID 技术已经成功地应用于美军后勤的物流管理，无论是在物资定购中、运输途中、还是在某个仓库存储中，通过该系统，各级指挥人员都可以实时掌握物流所有信息。 RFID接收发送装置通常安装在运输线检查站以及仓库、车站、码头、机场等关键节点上。接收装置收到 RFID标签信息后，连同接收地的位置信息，传送给后勤调度管理中心，同时存入中心信息数据库。

RFID技术作为一种自动识别系统，它通过非接触的射频信号自动识别目标并采集数据，可识别高速运动目标并可同时识别多个目标，无须人工干预，操作快捷方便，可适应各种恶劣环境。无论军用物资处于采购、运输、仓储、使用、维修的任何环节，各级指挥人员都可以实时掌握其信息和状态。 RFID 可以极快的速度在读写器和电子标签之间采集和交换数据；具有智能读写及加密通信的能力，世界唯一性密码，极强的信息保密性，这对于军事物流要求准确、快速、安全、可控提供了切实可行的技术途径。因此，大力推广 RFID技术在军事物流系统的应用是非常紧迫和必要的。

6.汽车防盗

这是 RFID技术较新的应用。目前已经开发出了足够小的、能够封装到汽车钥匙当中含有特定码字的射频卡。它需要在汽车上装有读写器，当钥匙插入到点火器中时，读写器能够辨别钥匙的身份。如果读写器接收不到射频卡发送来的特定信号，汽车的引擎将不会发动。用这种电子验证的方法，汽车的中央计算机也就能容易防止短路点火。

另一种汽车防盗系统是，司机自己带有一射频卡，其发射范围是在司机座椅 45~55cm 以内，读写器安装在座椅的背部。当读写器读取到有效的ID号时，系统发出三声鸣叫，然后汽车引擎才能启动。该防盗系统还有另一强大功能：倘若司机离开汽车并且车门敞开引擎也没有关闭，这时读写器就需要读取另一有效 ID 号；假如司机将该射频卡带离汽车，这样读写器不能读到有效 ID 号，引擎就会自动关闭，同时触发报警装置。

7. 其他RFID应用

RFID射频识别技术仍在持续成长, 而且不断地有新的用途被开发出来。以下是目前正在探索或已经被运用的几个有趣的用途:

●托运行李追踪
●自动护照识别
●人体植入
●音乐会/体育活动门票
●RFID测试挑战RFID工作原理

●最基本的RFID系统包括三个部分

●标签：由耦合元件和芯片组成，带有内置天线以与射频天线通信

●阅读器：读取标签信息的设备

●天线：在标签和阅读器之间发送射频信号RFID系统主要由天线、应答器 “电子标签” 和 收发器 “读取器"所组成。

当被动式应答器从读取器接收到信号时, 一小部分的RF信号会启动电子标签。接着它会根据发射器的吸收参数做反应, 将找到的资料经由后向散射 (back-scattering) 反射回读取器 (详见图12)

图12 RFID的工作原理

标签进入磁场后，如果接收到阅读器发出的特殊射频信号，就能凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者主动发送某一频率的信号，阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

RFID技术由Auto-ID中心开发，其应用形式为标记(tag)、卡和标签(label)设备。 标记设备由RFID芯片和天线组成，标记类型分为三种：自动式，半被动式和被动式。

现在市场上开发的基本上是被动式RFID标记，因为这类设备造价较低，且易于配置。被动标记设备运用无线电波进行操作和通信，信号必须在识别器允许的范围内，通常是10英尺(约3米)。这类标记适合于短距离信息识别。 RFID芯片可以是只读的，也可是读/写方式，依据应用需求决定。被动式标记设备采用E2PROM(电擦写可编程只读存储器)，便于运用特定电子处理设备往上面写数据。一般标记设备在出厂时都设定为只读方式。Auto-ID规范中还包含有死锁命令，以在适当情形下阻止跟踪进程。

RFID系统具体说明

信号发射机 - 在RFID 系统中，信号发射机为了不同的应用目的，会以不同的形式存在，典型的形式是标签(TAG)。标签相当于条码技术中的条码符号，用来存储需要识别传输的信息，另外，与条码不同的是，标签必须能够自动或在外力的作用下，把存储的信息主动发射出去。

完整的 RFID系统需要具备有两种关键能力，首先是自动识别、数据读写能力；然后是能满足数据存储和数据转换的数据处理能力。 对于 RFID 系统测试来说，我们关注的主要是组成 RFID 系统的三个基本部件：

1) 电子标签 ( 射频卡 )

一般由芯片以及耦合元器件组成，芯片上有 EEPROM 用来储存识别码或其它数据，标签内含有内置天线，主要功能是完成与读写器的通信。与条码、磁卡、 IC 卡等同期或早期的识别技术相比，射频卡具有非接触、工作距离长、适于恶劣环境、可识别运动目标等优点。

按照能量供给方式的不同， RFID 标签可以分为被动标签，半主动标签和主动标签，其中半主动标签和主动标签中芯片的能量由电子标签所附的电池提供，主动标签可以主动发出射频信号。按照工作频率的不同， RFID 标签可以分为低频 (LF) 、高频 (HF) 、超高频 (UHF) 和微波等不同种类。不同频段的 RFID 工作原理不同， LF 和 HF 频段的 RFID 电子标签一般采用电磁耦合原理，而 UHF 及微波频段的 RFID 一般采用电磁发射原理。

2) 读 / 写器 ： 读取标签信息的设备
RFID 读写器的任务是控制射频模块向标签发射读取信号，并接收标签的应答，对标签的对象标识信息进行解码，将对象标识信息连带标签上其它相关信息传输到主机以供处理。

在多数 RFID 系统中，读写器在一个区域内发射电磁波 ( 区域大小取决于工作频率和天线尺寸 ) 。卡片内有一个 LC 串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同。当射频卡经过这个区域时，在电磁波的激励下， LC 谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷。在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存。当所积累的电荷达到 2V 时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接取读写器的数据。读写器接收到卡的数据后，解码并进行错误校验来决定数据的有效性，然后，通过 RS232 、 RS422 、 RS485 或无线方式将数据传送到计算机网络。简单的 RFID 产品就是一种非接触的 IC 卡，而复杂的 RFID 产品能和外部传感器接口连接来测量、记录不同的参数，甚至可与 GPS 系统连接来跟踪物体。

3) Antenna 天线

天线是一种以电磁波形式把无线电收发机的射频信号功率接收或辐射出去的装置。天线按工作频段可分为长波、短波、超短波以及微波天线等；按方向性可分为全向天线、定向天线等；按外形可分为线状天线、面状天线等。在 RFID 系统中，天线分为标签天线和读写器天线两种情况，当前的 RFID 系统主要集中在 LF 、 HF (13.56MHz) 、 UHF 和微波频段。天线的原理和设计在 LF 、 HF 和 UHF 频段有根本上的不同。实质上，由于在 LF 和 HF 频段系统近场区并没有电磁波的传播，因此天线的问题主要集中在 UHF 和微波频段。

读写器通过发射天线发送一定频率的射频信号，当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流，射频卡获得能量被激活；射频卡将自身编码 等信息通过卡内置发送天线发送出去；系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号，经天线调节器传送到读写器，读写器对接收的信号进行解调和 解码 然后送到后台主系统进行相关处理；主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构动作。

RFID应用为工程量测带来许多挑战, 尤其是在暂态信号、重要频宽调变和后向散射资料的分析上。

在图13中, 具备快速自动调谐('AUTOTUNE') 功能和内建向量信号分析的扫描调谐(swept-tuned) 频谱分析仪、示波器、功率表和逻辑分析仪,可在研发与制造环境中用来执行无线开发测试。

图13 自动调谐频谱分析仪的频谱分析仪模式

全球各个政府单位都针对 RFID信号在功率、频宽和频域上的测试需求制定法规。这些法规可保障使用者和其他装置免于受到有害的干扰, 并确保发射器不会发生串音 (cross-talk) 或与频带内其他用户的邻近通道相竞争。

RFID系统采用简单的调变和编码/解码演算法, 其在频谱上可能有所不足。因此为达特定的转换速率需要有较大的RF频宽,发射的资料必须以串列资讯串流来设定,但这会使编码和解码的过程变得更复杂。

电子标签的设计会对资料传输的效率造成影响,这主要是因为标签的精确时序源不佳,频宽需求太过严苛,以及需透过高RF功率传输并根据防碰撞(anti-collision)协定来启动标签,以便读取要求范围内的所有标签。

合于法规的RFID测试、符合技术标准及最佳化协定是必须随时获得保证的一些项目。此外, RFID射频识别技术对必须执行暂态信号、频宽效率低调变和后向散射资料等罕见工程量测,对于制造商和使用者来说都是一大挑战。

效能考量因素包括电子标签的读取速度、标签在读取器密集环境下的工作能力、以及标签与读取器间的距离。在消费性应用方面, 电子标签与读取器间的通讯速度将直接决定客户的接受程度。举例来说, 具 RFID功能的公车票卡读取时间必须从5秒降到0.5秒后才能广泛被接受。

RFID测试解决方案

自动调谐频谱分析仪加上内建的向量信号分析 (VSA) 软件和光谱图, 可轻易地分析复杂的RFID传输之功率特性。这类分析仪可以识别RFID暂态信号的调变, 并透过单键式操作来执行功率、频率和频宽量测, 包括快速的频率相关变化。图14, 自动调谐频谱分析仪以游标功能来立即自动显示暂态信号。

图14 自动调谐频谱分析仪以游标功能来立即自动显示暂态信号

这些分析仪组合针对低频谱效率的RFID调变及其特殊的解码需求，提供了最佳的量测解决方案。它们的解调和解码能力可及时触发特定的频谱事件(Event), 以解决暂态信号的量测需求。

图15. 使用89601A VSA软件的多重画面设定, 即时监测解调后的暂态信号。

透过彩色3D光谱图,使用者可以即时监测暂态信号及观察其发展趋势。此外, 在轨迹上自动设定临界值和游标的功能, 可就迅速改变的信号进行数值分析。最后, AVERAGE、MAXHOLD和MINHOLD的多轨迹萤幕设定加上游标和侦测器, 可用来识别信号经历最明显的暂态变化之频率区段。图16以表列方式显示ASK摘要资料, 并以3D光谱图模式来显示RFID暂态信号解调后的频谱。

图16 以表列方式显示ASK摘要资料, 并以3D光谱图模式来显示RFID暂态信号解调后的频谱RFID测试需求

在研发与制造过程中必须加以RFID测试的标准参数很多,以下是其中最重要的:

1 询问器(读取器)/电子标签分析

当整合RFID通讯系统时,会出现许多信号一数位、基频、IF和RF。各个元件间距离的拉近会导致串音, 并使信号输出中出现不想要的信号。

放大星状图会显示出一个环形, 其代表干扰。计算错误向量幅度 (EVM) vs时间轨迹的快速傅立叶转换 (FFT), 在误差轨迹中的确定性成分便会以频谱形式出现在差错向量频谱中。结果在中心频率底下可能会出现一个杂波。只要记下载波的绝对频率和频率偏移, 工程师通常就可以确认干扰源。

2 标准符合性 (例如 EPC Global Class1-Gen2和其他的 ISO 18000标准) 及解调格式、线路编码和位元率控制的手动设定。

RFID关键技术

RFID技术在很多领域已经有了许多实际应用，共性的技术已经趋于成熟，但现阶段主要的关键技术有：

●有源电子标签低耗、低压、抗干扰设计技术

●无源电子标签的低值、可靠、柔性规模生产技术

●远距离微波反射读写技术

以下是成功的数位解调的10个RFID测试流程:

步骤1 设定待测信号的中心频率和频距

中心频率和频距的设定与待分析信号有密切的关系。对一些信号来说, 这个设定很简单。只要使用载波频率作为中心频率并将频距设为适当值即可。这个值依工程师希望在通道宽度之外看到多少比例的信号而定。

EPC GIobal CIass1-Gen2标准支援跳频信号, 这将会增加信号量测的困难度。然而可采用类似的方法, 将中心频率设为通道跳频频带当中的一个值。在美国, 依信号的20 dB频宽而定, 可使用25或50个通道作为跳频通道。这时频距必须设定为通道的整个频率范围, 而且在边缘处可以有额外的频谱。

步骤2 尽可能将输入功率范围设在最小但又不超出负荷

如果输入范围设得太高,杂讯会大幅增加而提高错误机率。如果设得太低, 会超出ADC的负荷。因此必须设定最理想的输入范围以取得最佳资料。

步骤3 设定触发(如有需要的话)

许多RFID信号都会从基本振幅转变成较低振幅,传统上则是会提高。 89600 VSA软件以"below level' 触发模式来支援这些信号,当振幅掉到某个值以下时信号便会触发

步骤4 选择数位解调模式

许多新型向量信号分析仪都支援各种不同的解调格式和标准。 89601A VSA软件提供一特殊的RFID解调模式,以及可针对许多现行标准选择预设值的功能。

图17. 使用 89601A VSA来进行RFID解调分析

步骤5 指定正确的调变格式

依使用的标准而定,有好几种不同类型的前向(询问器)调变可供选择,包括DSB-ASK、SSB-ASK、PR-ASK、FSK2和00K。请注意, 询问器和电子标签不一定要使用相同的调变模式, 回向调变类型, 包括DSB-ASK、FSK2和00K 与前向和回向调变模式很类似, 询问器和电子标签都有不同的线路编码( line coding ) 方式。线路编码可防止资料因其他系统的杂讯和干扰而受到毁损。每一种编码方式都有其优缺点。如同调变类型一样,标准会规定可被使用及通常会被选用来提高资料在特定频带下的传输准确度之线路编码类型。

图18 说明 89601A VSA软件具备变更不同调变格式和线路编码的弹性。图中还有一个 "Preset to Standard” 按键 (上方圈选处), 使用者可以选用它来自动设定调变和线路编码。

图18 89600 VSA软件中 RFID解调内容画面

步骤6 指定正确的符号速率

在RFID解调中必须设定两个重要的参数以配合待分析信号 : tari和位元率。 Tari是资料0的长度,由标准所定义。在 89601A VSA软件中, 游标工具可用来量测这个值。至于位元率的量测则是必须先放大资料丛发,再量测高-低-高转换间的时间.

在图15中有一个 ASK Auto Bit Rate/Tari方块可供核选(下方圈选处)。但tari和位元率值必须相当接近, 分析仪才能锁定信号并设定数值。使用游标来执行原始量测以取得tan和位元率值, 可让工程师锁定信号。这项量测必须至少执行一次以确认数值, 即使工程师已经知道信号的这些值。

步骤7 选择结果长度和资料点/符号

设定撷取长度可查看信号中不同的时间宽度。当89601A VSA软件中的Burst Search功能被启动时, 撷取长度和同步搜寻长度是一样的。因为此软件不需要符号时脉时序, 所以可透过手动的方式来调整时脉以说明信号中的非线性。

步骤8 选择滤波器形状和alpha参数(量测和参考)

在数位解调中,于查看信号时加入滤波通常会很有用。在使用数位解调时加入滤波器, 有助于减少符号间干扰(intersymbol lnterference)。89601A VSA软件提供了几种常见的滤波器供使用者选择,每一种不同的滤波器在时域或频域中的解析度各有优劣。使用者可以指定alpha或BT (针对高斯滤波器)参数,其可定义滤波器的形状和宽度(例如速度有多快,如此便可针对每个信号订制最佳的分析)。请记得所有的标准都未纳入滤波, 它纯粹被当成量测工具使用。

步骤9 开启Pulse Search并设定搜寻长度(仅限于丛发信号)

图19定义RFID信号的不同部分。在RFID解调模式下，89601A VSA提供了调变分析、连续波 (CW) 分析或同时执行以上二种分析等选项。 CW选项提供一个摘要表, 其中包含上升、下降和稳定时间等值,以及有助于确保信号符合标准需求的其他值。除了CW分析之外, 还可使用Burst lndex来检查个别的丛发资料。有关更详细的资讯, 请参考底下有关丛发和CW(询问器功率)时域分析一节。

图19 定义RFID信号的不同部分

步骤10 检查:眼图/星状图的形状及EVM

眼图和星状图提供了信号杂讯位准的一个指标。在眼图中, 眼开的宽度代表失真的程度, 而在星状图中则可以从路径的偏移看出失真的情形。在89601A VSA软件中可以自动计算EVM结果并以表列方式报告。如此一来便可同时透过数值和图形的方式, 轻易地查看信号中的错误。

图20, 以眼图、频谱、时序和3D光谱图来显示解调后的RFID信号, 即时执行完整的暂态信号分析与特性描述。

图20 以眼图、频谱、时序和3D光谱图来显示解调后的RFID信号, 即时执行完整的暂态信号分析与特性描述

3 丛发和CW (询问器功率)时域分析

在时域中所有的RFID询问器信号都可以被记录,并以对数幅度格式( Iog magnitude format)来显示。这是查看信号波封功率的简单方法。您可以使用多个游标来立即量测功率或电压。时间轴可以设定为开始撷取记录的时间或触发点。

89601A VSA软件利用数字箭头指示器让使用者轻易地确认每一个丛发,这些指示器可显示信号来自于询问器或电子标签。使用者可以轻易地切换每个丛发以检视上升和下降时间等个别特性,以及整个丛发摘要表。图21是这项资讯的一个范例。

图21 是这项资讯的一个范例。RFID系统其他典型的量测包括:测试无线传感器和天线

后向散射功率和资料测试
定期查询区域内的电子标签
侦测后启动 (Activate-upon-detection) 的测试
应要求启动 (Activate-upon-request)的测试
读取范围、记忆体变数查询
资料可储存以供搜集, 或在资料处理器与电子标签间传送

将自动调谐频谱分析仪搭配89601AVSA软件使用,再加有关RFID应用的线上教学内容(如图22所示), 便能解决以上所有的量测需求。在频域和时域以外的领域, 让读取器(询问器) 与电子标签间的资料流量调整到最佳状态所需使用的其他设备, 请见图23的说明。

图22 将自动调谐频谱分析仪搭配 89601A VSA软件使用,提供有关RFID应用的线上教学内容

图23 RFID应用所使用的测试设备

RFID射频识别技术是正在快速成长的一个产业族群，虽然目前在各种应用中都可以看到它，但在研发与安装阶段RFID测试系统认识一大挑战。最新一代自动挑选频谱分析仪和最新版向量信号分析软件的解调能力，构成了解决这些挑战的可行方案，对于促进 RFID射频识别技术的广泛应用何有帮助。