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RFID技术及电磁兼容研究
来源:本站整理  作者:佚名  2009-12-23 10:19:58



从表3我们可以清晰地看到,已作规划的国家和地区,RFID的频率使用大致在860~960MHz频段,这已经成为国际主流趋势,同我们上述所作的技术分析的结论是吻合的。

  各国政府除了对RFID的Reader(读写器)的发射功率作了相关规定外,对占用带宽、调制方式、调频数目均作了相关的规定。如:

  (1)欧盟规定信道间隔为200kHz,在865.6~867.6MHz的2MHz的频带内,读写器发射功率小于2W(E.R.P);在856~856.6MHz的三个信道使用时,读写器发射功率须小于100mW;在867.6~868MHz的两个信道使用时,读写器发射功率小于500mW。所以实际上在欧洲使用的RFID设备的信道间隔为200kHz,有10个功率可以达到2W的跳频信道。

  (2)美国FCC机构规定美国FCC将902~928MHz这一频段划分为工、科、医(ISM)频段,所以对于信道划分以及带外辐射的要求相对宽松,要求信道间隔不超过500kHz即可,所允许的发射机最大发射功率小于4W(E.I.R.P)。所以目前美国市场上所使用的设备信道间隔以500kHz为主流,而且由于有相对较宽的26MHz的频带使用,所以跳频信道个数也在50个以上,读写器的发射功率基本上为4W(E.I.R.P)。

  (3)调制方式主要以FSK(带副载波)、ASK、PSK较简单的制式为主,未来可能出现较复杂的数字调制方式。

  (4)标签的天线尽管没有规定,但趋势是使用半波偶极子天线,因为它所能辐射的面积较大,达到1.64λ2/4π,增益因子为1.64。

3、RFID发射设备电磁兼容性研究情况

  我国的无线电管理机构正积极开展RFID的频率规划和指配工作,并启动了相关技术研究工作。我国所从事的频率规划工作的指导原则应是:

  (1)必须确保现有业务的正常运行,在专用频段、公众移动通信、集群通信频段不能安排此项业务;

  (2)需要进行RFID业务与现有业务的共存条件研究,需进行大量深入细致的电磁兼容分析和实验;在电磁兼容分析和实验的基础上制订出RFID工作频带、发射功率、带外发射、杂散发射等指标,必要时要制订配套的相关台站管理规定;

  (3)制订设备的无线技术指标时,要考虑满足RFID业务在中国的大规模有效使用的频带、信道带宽、带外杂散、发射功率的相关要求。既要考虑保护现有无线电业务,又要考虑RFID设备的技术制造难度和制造成本。

  显而易见,电磁兼容性实验作为频率规划的重要的技术支撑手段是十分必要的,电磁兼容工作实际上就是关于无线电频谱资源的有效利用和合理分配的问题,是对新技术、新制式无线通信进行频率规划必需的技术研究工作。

  表4是我国在860~960MHz频段的频率规划和指配情况。

表4 我国860~960MHz频段频率规划和指配情况

 

CDMA下行频段 

GSM上行频段 

无中心对讲机(业务较少)

点对点立体声广播传输(业务较少)

航空导航业务 

GSM下行频段 

870—880MHz

870—880MHz

915—917MHz

917—925MHz

925—930MHz

930960MHz

CDMA下行频段
 GSM上行频段
 无中心对讲机(业务较少)
 点对点立体声广播传输(业务较少)
 航空导航业务
 GSM下行频段
 
870—880MHz
 870—880MHz
 915—917MHz
 917—925MHz
 925—930MHz
 930~960MHz
 

  我们针对UHF频段的相关已存在的业务进行了RFID设备的兼容性测试(RFID读写器样品带外杂散发射测试图样例见图2),由于标签相对读写器来说功率较小,测试主要考虑读写器对公众蜂窝通信的影响,特别是对易发生邻频干扰的GSM网络。对无中心对讲机系统也进行了相关的实验室环境干扰测试。我们所使用的测试环境为EMC10米法半电波暗室、5米法全电波暗室,以及相关的真实环境。实验室测试配置如图3所示。

 

图2 RFID读写器样品带外杂散发射测试图举例

图3 实验室测试配置

  通过测试,我们发现读写设备同其他邻近频段无线电业务在近距离使用的情况下,当Reader开启时,对邻近无线电业务有相应的影响,这主要来自开关机噪声的干扰;在工作环境较近的情况下(如1米以内),由于读写器的带外噪声对临近业务会有轻微的邻道干扰。上述干扰,可以通过调整频率的必要带宽、发射功率大小和带外发射特性等措施加以消除。通过相关试验,笔者谈一些个人建议:

  (1)RFID设备实际使用时较理想的使用模式应是跳频模式。

  (2)考虑到将来的大容量标签所需的更高的读取速率,需要设备能够提供足够的必要带宽。

  (3)大功率的设备较难实现比较好的带外特性,小功率的设备比较容易实现较好的带外特性,考虑到对相邻频段业务的保护,建议RFID设备发射功率能够满足应用即可。带外发射以及杂散发射必须满足信息产业部无线电管理局的相关文件以及国家有关标准之规定。

  (4)为了防止RFID设备的电源端口、电信端口、信号端口耦合的传导骚扰通过电源线、电信电缆或内部连接电缆向空间辐射电磁波,建议RFID设备的电源端口、电信端口、信号端口的传导骚扰满足GB 9254-1998《信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》的相关要求。

  (5)考虑到RFID设备可能在较恶劣的环境中试用,有可能由于环境温度、湿度以及工作电压的变化而引起设备射频性能的变化,建议对RFID设备进行极限条件下的射频性能测试,具体要求参照相关的国家标准。

 
 
 

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