RFID微波的电波传播方式有哪些
微波RFID是电磁反向散射的识别系统,采用雷达原理模型,发射出去的电磁波碰到目标后反射,同时携带目标的信息返回。微波RFID的工作波长较短,电子标签基本都处于读写器天线的远区,电子标签获得的是读写器的辐射信号和辐射能量。微波电子标签分为有源标签与无源标签两类,电子标签接收读写器天线的辐射场,读写器天线的辐射场为无源电子标签提供射频能量,或将有源电子标签唤醒。微波 RFID系统的阅读距离一般大于 1 m,典型情况为 4 m~7 m,最大可达 10 m以上。
微波RFID是视距传播,电波传播有直射、反射、绕射和散射等多种方式。微波RFID电波传播有传输损耗,在射入有耗媒质时还会出现衰减现象。上述特性均会影响电子标签与读写器之间的工作状况。
1、电波在空气中的传输损耗
空气是理想介质,空气是不会吸收电磁波能量的。电波在空气中的传输损耗,是指天线辐射的电磁波在传播过程中,随着传播距离的增大,能量的自然扩散而引起的损耗,它反映了球面波的扩散损耗。电波传播的距离越长,或电波的工作频率越高,自由空间的传输损耗越大。当电子标签与读写器的距离增加一倍,或RFID系统的工作频率提高一倍时,自由空间的传输损耗都分别增加6dB。
2、直射、反射、绕射和散射
当有障碍物(包括地面)时,RFID电波传播存在直射、反射、绕射和散射等多种情况,这几种情况是在不同传播环境下产生的。总的来说,微波RFID希望收发天线之间没有障碍物。RFID在433MHz和800/900 MHz频段时,电波的绕射能力较强,障碍物对电波传播的影响较小;RFID在 2.45 GHz和 5.8 GHz时,障碍物对电波传播的影响较大,收发天线直线之间最好没有障碍物。
(1)直射。
直射是指电磁波在自由空间传播,没有任何障碍物。
(2)反射。
反射是由障碍物产生的,当障碍物的几何尺寸远大于波长时,电磁波不能绕过该物体,在该物体表面发生反射。当反射发生时,一部分能量被反射回来,另一部分能量透射到障碍物内,反射系数与障碍物的电特性和物理结构有关。
(3)绕射。
绕射也是由障碍物产生的,电波绕过传播路径上障碍物的现象称为绕射。当障碍物的尺寸与波长相近,且障碍物有光滑边缘时,电磁波可以从该物体的边缘绕射过去。电磁波的绕射能力与电波相对于障碍物的尺寸有关,波长比障碍物尺寸越大,绕射能力越强。
(4)散射。
散射也与障碍物相关,当障碍物的尺寸或障碍物的起伏小于波长,电波传播的过程中遇到数量较大的障碍物时,电磁波发生散射。散射经常发生在粗糙表面、小物体或其他不规则物体的表面。
3、电磁波的损耗
当电波在有耗媒质中传播时,媒质的电导率大于零,媒质会损耗能量。在RFID环境中,若媒质的电导率越大、RFID的工作频率越高,电波衰减就越大。
(1)当电波传播遇到潮湿媒质时,如潮湿木材,电波将出现损耗;
(2)当电波传播遇到水时,如水产品,电波将出现损耗;
(3)当电波传播遇到有机物质时,如各种动物,电波将出现损耗;
(4)当电波传播遇到金属时,如铜、铝、铁,电波将出现非常大的损耗。
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