RFID標簽天線與讀寫器天線之間耦合方式有幾種?
根據(jù)射頻識別系統(tǒng)作用距離遠近情況,標簽天線與讀寫器天線之間耦合可以分為三類:密耦合系統(tǒng)、遙耦合系統(tǒng)和遠距離系統(tǒng)。
(1)密耦合系統(tǒng)
又稱緊密耦合系統(tǒng),是具有很小作用距離的射頻識別系統(tǒng),其典型作用距離范圍為0~1cm。在實際應用中,通常需要將射頻標簽插入到讀寫器中,或者將其放置到讀寫器天線表面。密耦合系統(tǒng)是利用射頻標簽與讀寫器天線的無功近場區(qū)之間的電感耦合(閉合磁路)構(gòu)成的無接觸空間信息傳輸射頻通道進行工作。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行工作,且標簽工作時不必發(fā)射電磁波。數(shù)據(jù)載體與讀寫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、作用距離無要求的應用系統(tǒng),例如電子門鎖系統(tǒng)或帶有計數(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到1m。所有遙耦合系統(tǒng)在讀寫器與標簽之間都是電感(磁)耦合,因此也將這些系統(tǒng)稱做電感無線電裝置。目前在用的射頻識別系統(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)標簽和讀寫器的距離來估算,通過電感耦合可傳輸?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,如圖所示。近耦合系統(tǒng)利用射頻標簽與讀寫器天線的無功近場區(qū)之間的電感耦合(閉合磁路)構(gòu)成的無接觸空間信息傳播射頻通道進行工作。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別系統(tǒng)的主流。
遠距離系統(tǒng)的典型作用距離為1~10m,個別系統(tǒng)具有更遠的作用距離。所有的遠距離系統(tǒng)均是利用標簽與讀寫器天線輻射遠場區(qū)之間的電磁耦合(電磁波的發(fā)射與反射)所構(gòu)成的無接觸空間信息傳輸通道進行工作的。遠距離系統(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。遠距離系統(tǒng)的射頻標簽根據(jù)其中是否包含申池分為無源射頻標簽(不含電池)和有源射頻標簽(內(nèi)含電池)。一般情況下,內(nèi)含電池的射頻標簽的作用距離較無電池的射頻標簽的作用距離要遠。
為使微型芯片進行工作,必須對標簽供應足夠的能量,光靠傳輸?shù)哪芰渴墙^對不夠的。因此,遠距離系統(tǒng)(從表面波標簽來看)具有一個輔助電池。這個輔助電池并不是為標簽和讀寫器之間的數(shù)據(jù)傳輸提供能量,而只是為微型芯片提供能量,為讀寫存儲數(shù)據(jù)服務的。
為建立標簽和讀寫器之間的聯(lián)系,只能使用高頻能量,該能量由讀寫器接收。因此,可將反向散射方法作為由標簽到讀寫器數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉藴史椒ā?br />
遠距離系統(tǒng)一般情況下均采用反射調(diào)制工作方式實現(xiàn)射頻標簽到讀寫器方向的數(shù)據(jù)傳輸。遠距離系統(tǒng)一般具有典型的方向性,射頻標簽與讀寫器成本目前還處于較高的水平。從技術(shù)角度來說,滿足以下特點的遠距離系統(tǒng)是理想的射頻識別系統(tǒng):射頻標簽無源;射頻標簽可無線讀寫;射頻標簽與讀寫器支持多標簽讀寫;適用于高速移動物體的識別(物體移動速度大于80km/h);遠距離(讀寫距離5~10m);低成本(可滿足一次性使用要求)。現(xiàn)實的遠距離系統(tǒng)一般均只能滿足其中的幾項要求。