RFID标签天线与读写器天线之间耦合方式有几种?
根据射频识别系统作用距离远近情况,标签天线与读写器天线之间耦合可以分为三类:密耦合系统、遥耦合系统和远距离系统。
(1)密耦合系统
又称紧密耦合系统,是具有很小作用距离的射频识别系统,其典型作用距离范围为0~1cm。在实际应用中,通常需要将射频标签插入到读写器中,或者将其放置到读写器天线表面。密耦合系统是利用射频标签与读写器天线的无功近场区之间的电感耦合(闭合磁路)构成的无接触空间信息传输射频通道进行工作。密耦合系统的工作频率一般局限于30MHz以下频率。
密耦合系统可以使用介于直流和30MHz交流之间的任意频率进行工作,且标签工作时不必发射电磁波。数据载体与读写器之间的紧密耦合能够提供较大能量,甚至可供电流消耗较大的微处理器进行工作。由于密耦合方式的电磁泄漏很小,耦合获得的能量较大,因而适用于安全性要求较高、作用距离无要求的应用系统,例如电子门锁系统或带有计数功能的非接触IC卡系统。
(2)遥耦合系统
遥耦合系统的典型作用距离可以达到1m。所有遥耦合系统在读写器与标签之间都是电感(磁)耦合,因此也将这些系统称做电感无线电装置。目前在用的射频识别系统的90%~95%都属于电感(磁)耦合系统。
遥耦合系统的发电频率通常使用135kHz以下的频率,或使用6.75MHz、13.56MHz以及27.125MHz频率。根据标签和读写器的距离来估算,通过电感耦合可传输的能量是很小的,以至往往只使用耗电很少的只读数据载体。使用微处理器的高档标签也属于电感耦合系统。
遥耦合系统又可以分为近耦合系统(典型的作用距离为15cm)与疏耦合系统(典型的作用距图为1m)两类,如图所示。近耦合系统利用射频标签与读写器天线的无功近场区之间的电感耦合(闭合磁路)构成的无接触空间信息传播射频通道进行工作。遥耦合系统的典型工作频率为13.56MHz,也有一些其他频率(如6.75MHz、2.75MHz等)。遥耦合系统目前是低成本射频识别系统的主流。
远距离系统的典型作用距离为1~10m,个别系统具有更远的作用距离。所有的远距离系统均是利用标签与读写器天线辐射远场区之间的电磁耦合(电磁波的发射与反射)所构成的无接触空间信息传输通道进行工作的。远距离系统的典型工作频率为915MHz(这在欧洲是不允许的)、2.45 GHz和5.8GHz,此外,还有一些其他频率,如433MHz等。远距离系统的射频标签根据其中是否包含申池分为无源射频标签(不含电池)和有源射频标签(内含电池)。一般情况下,内含电池的射频标签的作用距离较无电池的射频标签的作用距离要远。
为使微型芯片进行工作,必须对标签供应足够的能量,光靠传输的能量是绝对不够的。因此,远距离系统(从表面波标签来看)具有一个辅助电池。这个辅助电池并不是为标签和读写器之间的数据传输提供能量,而只是为微型芯片提供能量,为读写存储数据服务的。
为建立标签和读写器之间的联系,只能使用高频能量,该能量由读写器接收。因此,可将反向散射方法作为由标签到读写器数据传输的标准方法。
远距离系统一般情况下均采用反射调制工作方式实现射频标签到读写器方向的数据传输。远距离系统一般具有典型的方向性,射频标签与读写器成本目前还处于较高的水平。从技术角度来说,满足以下特点的远距离系统是理想的射频识别系统:射频标签无源;射频标签可无线读写;射频标签与读写器支持多标签读写;适用于高速移动物体的识别(物体移动速度大于80km/h);远距离(读写距离5~10m);低成本(可满足一次性使用要求)。现实的远距离系统一般均只能满足其中的几项要求。