RFID電感耦合的工作原理
低頻和高頻RFID系統(tǒng)起步較早,已經(jīng)有幾十年的應(yīng)用歷史?,F(xiàn)在低頻和高頻RFID系統(tǒng)比較成熟,國內(nèi)技術(shù)與國際技術(shù)沒有太大差別,國內(nèi)第二代身份證、城市一卡通和門禁卡等都采用這些頻段,是目前應(yīng)用范圍較廣的RFID系統(tǒng)。
低頻和高頻RFID基本上都采用電感耦合識別方式。由于低頻和高頻RFID的工作波長較長,電子標(biāo)簽都處于讀寫器天線的近區(qū),其工作能量是通過電感耦合方式從讀寫器天線的近場中得到。電感耦合方式的電子標(biāo)簽幾乎都是無源的,這意味著電子標(biāo)簽工作的全部能量都要從讀寫器獲得。電子標(biāo)簽與讀寫器之間傳送數(shù)據(jù)時,電子標(biāo)簽需要位于讀寫器附近,這樣電子標(biāo)簽可以獲得較大的能量。
在這種工作方式中,讀寫器和電子標(biāo)簽的天線都是線圈,讀寫器的線圈在它周圍產(chǎn)生磁場,當(dāng)電子標(biāo)簽通過時,電子標(biāo)簽的線圈上會產(chǎn)生感應(yīng)電壓,整流后可為電子標(biāo)簽上的微型芯片供電,使電子標(biāo)簽開始工作。
電子標(biāo)簽與讀寫器的天線可以是圓形線圈或長方形線圈,兩個線圈之間的作用可以理解為變壓器的耦合,兩個線圈之間的耦合功率與工作頻率、線圈匝數(shù)、線圈面積、線圈間的距離和線圈的相對角度等多種因素有關(guān)。
計算表明,在與線圈天線的距離增大時,磁場強(qiáng)度的下降起初為 60 dB/10倍頻程;當(dāng)過渡到距離天線 λ/2π 之后,磁場強(qiáng)度的下降為 20 dB/10倍頻程。另外,工作頻率越低,工作波長越長,例如,6.78 MHz、13.56 MHz和 27.125 MHz 的工作波長分別為44 m、22 m和11 m??梢钥闯觯谧x寫器的工作范圍內(nèi)(例如 0~10 cm),使用頻率較低的工作頻率,有利于讀寫器線圈和電子標(biāo)簽線圈的電感耦合。
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