淺談液體對(duì)超高頻RFID標(biāo)簽性能的影響

LASSORFID

RFID射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用大體上分兩大類(lèi)。一類(lèi)是電感耦合技術(shù),另一類(lèi)是電磁反向耦合技術(shù)。

第一類(lèi)電感耦合的射頻標(biāo)簽工作頻率在 １２５～ １３４ｋＨｚ或者１３.５６ＭＨｚ。125KHZ低頻系統(tǒng)具有很強(qiáng)穿透液體或金屬的能力，由于采用電感耦合技術(shù)，讀寫(xiě)器的讀取范圍近似等于讀寫(xiě)器天線(xiàn)的尺寸。通常情況下， 讀取范圍限制在10厘米 之內(nèi)，調(diào)整RFID標(biāo)簽與讀寫(xiě)器,可能讀到1米。典型應(yīng)用如物流、動(dòng)物識(shí)別、門(mén)禁控制、公交ＩＣ 卡、第２代身份證等。

第二類(lèi)采用電磁反向散射耦合的射頻標(biāo)簽工作頻率在８６０－９６０ＭＨｚ(也稱(chēng)超高頻RFID標(biāo)簽技術(shù))或者2.45ＧＨｚ,這個(gè)頻段的主要標(biāo)準(zhǔn)為（ＩＳＯ１８０００－６Ｃ）和（ＩＳＯ１８０００－4）,其中超高頻RFID標(biāo)簽系統(tǒng)因無(wú)需單獨(dú)布置電源,成本低，讀取范圍可達(dá)幾米，在許多領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。

液體對(duì)超高頻RFID標(biāo)簽性能有哪些影響？

超高頻RFID標(biāo)簽往往在復(fù)雜的工作環(huán)境中，由于此頻段很容易同周?chē)奈矬w共振,所以周?chē)奈矬w會(huì)對(duì)超高頻 RFID標(biāo)簽系統(tǒng)的天線(xiàn)性能產(chǎn)生很大的影響，甚至造成標(biāo)簽不能被正常讀取。在資產(chǎn)管理中，超高頻 RFID標(biāo)簽經(jīng)常用于液體環(huán)境中，如被貼附于裝有水、飲料或藥劑等高介電常數(shù)物質(zhì)的瓶上。水對(duì)射頻信號(hào)有吸收作用，水的介電常數(shù)在頻率為１ＧＨｚ時(shí)達(dá)到非常之高，大約７０左右，這勢(shì)必會(huì)增大提供給超高頻 RFID標(biāo)簽芯片電路的功率最小閾值，同時(shí)也會(huì)引起標(biāo)簽天線(xiàn)失諧，造成超高頻 RFID標(biāo)簽功率傳輸系數(shù)的減小，最終影響標(biāo)簽的讀取范圍。

LASSORFID超高頻RFID標(biāo)簽在液體應(yīng)用環(huán)境上有哪些優(yōu)勢(shì)？

超高頻 RFID標(biāo)簽需由標(biāo)簽天線(xiàn)接收來(lái)自讀寫(xiě)器的電磁能量來(lái)激活標(biāo)簽，驅(qū)動(dòng)超高頻 RFID標(biāo)簽芯片，使標(biāo)簽應(yīng)答讀寫(xiě)器的相關(guān)指令并輸出超高頻 RFID標(biāo)簽信息。芯片正常工作功率Pchip必須大于標(biāo)簽靈敏度閾值。實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中,超高頻 RFID標(biāo)簽貼附于液體物體上所需要的發(fā)送功率大于貼附于自由空間中的標(biāo)簽。標(biāo)簽靈敏度降低。

LASSORFID的工程師為確定液體對(duì)超高頻 RFID標(biāo)簽天線(xiàn)性能的影響，采用電磁場(chǎng)仿真軟件 ＨＦＳＳ，研究了一種常用的半波偶極子圖書(shū)館電子標(biāo)簽，尺寸 95ｍｍ*3ｍｍ，在 915ＭＨｚ 時(shí)預(yù)計(jì)輸入阻抗233Ω。當(dāng)液體瓶靠近天線(xiàn)時(shí)，超高頻 RFID標(biāo)簽天線(xiàn)增益減小了。隨著標(biāo)簽天線(xiàn)與液體瓶距離的增加，天線(xiàn)增益呈現(xiàn)出先增大后減小的變化趨勢(shì)，在相距20ｍｍ 處，超高頻 RFID標(biāo)簽天線(xiàn)增益出現(xiàn)極大值。由于用電磁反向散射耦合技術(shù),天線(xiàn)方向圖的變化不是單一因素所致，液體瓶的表面波，瓶周?chē)难苌?，水的介電常?shù)以及水的損耗正切都會(huì)有影響。液體主要改變了超高頻 RFID標(biāo)簽天線(xiàn)的諧振頻率，距離天線(xiàn)越近，對(duì)天線(xiàn)的諧振頻率影響越大，導(dǎo)致超高頻 RFID標(biāo)簽天線(xiàn)的諧振頻率點(diǎn)發(fā)生偏移,天線(xiàn)的阻抗匹配很差。

綜述,液體對(duì)射頻信號(hào)有吸收作用，會(huì)降低超高頻 RFID標(biāo)簽的讀取范圍和讀取率，標(biāo)簽靈敏度也會(huì)降低。標(biāo)簽放置在液體附近時(shí)，天線(xiàn)的增益、阻抗等性能參數(shù)會(huì)改變，引起超高頻 RFID標(biāo)簽失諧。