射頻標識RFID測試技術分析

隨著閱讀器與標簽價格的降低和全球市場的擴大，射頻標識 RFID(以下簡稱RFID)的應用與日俱增。標簽既可由閱讀器供電(無源標簽)，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，隨著無源標簽的價格持續(xù)下降，幾乎每一個售出產品的內部都將有一個 RFID 標簽。由于無源 RFID 標簽的重要性及其獨特的工程實現的挑戰(zhàn)性，本文將重點研究無源標簽系統(tǒng)。

當接收到來自閱讀器的 CW 信號時，無源標簽對射頻 RF(以下簡稱 RF)能量進行整流以生成保持標簽工作所需的小部分能量，然后改變其天線的吸收特點以調制信號，并通過反向散射反射給閱讀器 [參閱圖1]。RFID 系統(tǒng)通常使用簡便的調制技術和編碼體制。然而，簡單調制技術的頻譜效率低，對于某一給定的數據速率，它所要求的 RF 帶寬多。在調制前，必須將數據進行編碼形成一連續(xù)的信息流?？捎玫奈痪幋a體制有很多類型，每一類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鐘驅動下將數據寫入到存儲器的困難性。由于標簽板上定時源很難達到實際所需的準確性，以及挑戰(zhàn)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 RFID 通信系統(tǒng)都必須通過監(jiān)管要求并符合所用標準。然而，今天，系統(tǒng)優(yōu)化將這個快速增長產業(yè)中的勝者與輸者分離開來。本文討論的是 RFID 通信系統(tǒng)的設計師所面對的測試挑戰(zhàn)：監(jiān)管測試、標準一致性和優(yōu)化。

RFID 技術有幾個不同尋常的工程測試挑戰(zhàn)，例如瞬時信號、帶寬效率低的調制技術和反向散射數據。傳統(tǒng)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線數據鏈路的開發(fā)。然而，這些工具用于 RFID 測試時都存在一些缺點。掃頻調諧頻譜分析儀難以準確捕獲和刻畫瞬時 RF 信號。矢量信號分析儀實際上不支持頻譜效率低的 RFID 調制技術及特殊解碼要求?？焖偈静ㄆ鞯臏y量動態(tài)范圍小，不具備調制和解碼功能。實時頻譜分析儀 RTSA(以下簡稱 RTSA)克服了這些傳統(tǒng)測試工具的局限性，具備對瞬時信號的優(yōu)化，通過泰克享有專利的頻率模板觸發(fā)器能夠可靠觸發(fā)復雜的真實頻譜環(huán)境下的特定頻譜事件。

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

監(jiān)管測試

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