射頻標識RFID測試技術(shù)分析

隨著(zhù)閱讀器與標簽價(jià)格的降低和全球市場(chǎng)的擴大，射頻標識 RFID(以下簡(jiǎn)稱(chēng)RFID)的應用與日俱增。標簽既可由閱讀器供電(無(wú)源標簽)，也可以由標簽的板上電源供電(半有源標簽和有源標簽)。由于亞微型無(wú)源 CMOS 標簽的成本降低，庫存和其他應用迅速增加。一些評估表明，隨著(zhù)無(wú)源標簽的價(jià)格持續下降，幾乎每一個(gè)售出產(chǎn)品的內部都將有一個(gè) RFID 標簽。由于無(wú)源 RFID 標簽的重要性及其獨特的工程實(shí)現的挑戰性，本文將重點(diǎn)研究無(wú)源標簽系統。

當接收到來(lái)自閱讀器的 CW 信號時(shí)，無(wú)源標簽對射頻 RF(以下簡(jiǎn)稱(chēng) RF)能量進(jìn)行整流以生成保持標簽工作所需的小部分能量，然后改變其天線(xiàn)的吸收特點(diǎn)以調制信號，并通過(guò)反向散射反射給閱讀器 [參閱圖1]。RFID 系統通常使用簡(jiǎn)便的調制技術(shù)和編碼體制。然而，簡(jiǎn)單調制技術(shù)的頻譜效率低，對于某一給定的數據速率，它所要求的 RF 帶寬多。在調制前，必須將數據進(jìn)行編碼形成一連續的信息流?？捎玫奈痪幋a體制有很多類(lèi)型，每一類(lèi)編碼都有其基帶頻譜性能的獨特優(yōu)勢、編解碼的復雜性以及在時(shí)鐘驅動(dòng)下將數據寫(xiě)入到存儲器的困難性。由于標簽板上定時(shí)源很難達到實(shí)際所需的準確性，以及挑戰性的帶寬要求和最大化 RF 能量傳輸以向標簽供應能量等原因，無(wú)源標簽對所使用的編碼體制有獨特的要求。最后，需要某種防沖突協(xié)議以便閱讀器能夠讀取其覆蓋范圍內的所有標簽。

RFID測試綜述

每一個(gè) RFID 通信系統都必須通過(guò)監管要求并符合所用標準。然而，今天，系統優(yōu)化將這個(gè)快速增長(cháng)產(chǎn)業(yè)中的勝者與輸者分離開(kāi)來(lái)。本文討論的是 RFID 通信系統的設計師所面對的測試挑戰：監管測試、標準一致性和優(yōu)化。

RFID 技術(shù)有幾個(gè)不同尋常的工程測試挑戰，例如瞬時(shí)信號、帶寬效率低的調制技術(shù)和反向散射數據。傳統的掃頻調諧頻譜分析儀、矢量信號分析儀和示波器已被用于無(wú)線(xiàn)數據鏈路的開(kāi)發(fā)。然而，這些工具用于 RFID 測試時(shí)都存在一些缺點(diǎn)。掃頻調諧頻譜分析儀難以準確捕獲和刻畫(huà)瞬時(shí) RF 信號。矢量信號分析儀實(shí)際上不支持頻譜效率低的 RFID 調制技術(shù)及特殊解碼要求?？焖偈静ㄆ鞯臏y量動(dòng)態(tài)范圍小，不具備調制和解碼功能。實(shí)時(shí)頻譜分析儀 RTSA(以下簡(jiǎn)稱(chēng) RTSA)克服了這些傳統測試工具的局限性，具備對瞬時(shí)信號的優(yōu)化，通過(guò)泰克享有專(zhuān)利的頻率模板觸發(fā)器能夠可靠觸發(fā)復雜的真實(shí)頻譜環(huán)境下的特定頻譜事件。

圖1：無(wú)源標簽對射頻 RF能量進(jìn)行整流并調制信號，然后反向散射反射給閱讀器。

監管測試

每個(gè)電子設備制造商都必須符合設備銷(xiāo)售地或使用地的監管標準。許多國家正在修改監管法規以緊跟無(wú)源 RFID 標簽的獨特數據鏈路特點(diǎn)。大多數監管部門(mén)禁止設備的 CW 發(fā)射，除非用于短期測試。無(wú)源標簽要求閱讀器發(fā)送 CW 信號以向標簽供應能量并經(jīng)過(guò)反向散射實(shí)現調制。即使無(wú)源標簽沒(méi)有一個(gè)典型的發(fā)射器，仍能發(fā)出一個(gè)被調制的信號。然而，許多規定并沒(méi)有涉及基于無(wú)發(fā)射器的調制。多種頻譜發(fā)射測試并沒(méi)有明確地包含在閱讀器的 RFID 標準中，但卻成為了規定。