RFID標簽天線與讀寫器天線之間耦合方式有幾種?
根據射頻識別系統作用距離遠近情況,標簽天線與讀寫器天線之間耦合可以分為三類:密耦合系統、遙耦合系統和遠距離系統。
(1)密耦合系統
又稱緊密耦合系統,是具有很小作用距離的射頻識別系統,其典型作用距離范圍為0~1cm。在實際應用中,通常需要將射頻標簽插入到讀寫器中,或者將其放置到讀寫器天線表面。密耦合系統是利用射頻標簽與讀寫器天線的無功近場區之間的電感耦合(閉合磁路)構成的無接觸空間信息傳輸射頻通道進行工作。密耦合系統的工作頻率一般局限于30MHz以下頻率。
密耦合系統可以使用介于直流和30MHz交流之間的任意頻率進行工作,且標簽工作時不必發射電磁波。數據載體與讀寫器之間的緊密耦合能夠提供較大能量,甚至可供電流消耗較大的微處理器進行工作。由于密耦合方式的電磁泄漏很小,耦合獲得的能量較大,因而適用于安全性要求較高、作用距離無要求的應用系統,例如電子門鎖系統或帶有計數功能的非接觸IC卡系統。
(2)遙耦合系統
遙耦合系統的典型作用距離可以達到1m。所有遙耦合系統在讀寫器與標簽之間都是電感(磁)耦合,因此也將這些系統稱做電感無線電裝置。目前在用的射頻識別系統的90%~95%都屬于電感(磁)耦合系統。
遙耦合系統的發電頻率通常使用135kHz以下的頻率,或使用6.75MHz、13.56MHz以及27.125MHz頻率。根據標簽和讀寫器的距離來估算,通過電感耦合可傳輸的能量是很小的,以至往往只使用耗電很少的只讀數據載體。使用微處理器的高檔標簽也屬于電感耦合系統。
遙耦合系統又可以分為近耦合系統(典型的作用距離為15cm)與疏耦合系統(典型的作用距圖為1m)兩類,如圖所示。近耦合系統利用射頻標簽與讀寫器天線的無功近場區之間的電感耦合(閉合磁路)構成的無接觸空間信息傳播射頻通道進行工作。遙耦合系統的典型工作頻率為13.56MHz,也有一些其他頻率(如6.75MHz、2.75MHz等)。遙耦合系統目前是低成本射頻識別系統的主流。
遠距離系統的典型作用距離為1~10m,個別系統具有更遠的作用距離。所有的遠距離系統均是利用標簽與讀寫器天線輻射遠場區之間的電磁耦合(電磁波的發射與反射)所構成的無接觸空間信息傳輸通道進行工作的。遠距離系統的典型工作頻率為915MHz(這在歐洲是不允許的)、2.45 GHz和5.8GHz,此外,還有一些其他頻率,如433MHz等。遠距離系統的射頻標簽根據其中是否包含申池分為無源射頻標簽(不含電池)和有源射頻標簽(內含電池)。一般情況下,內含電池的射頻標簽的作用距離較無電池的射頻標簽的作用距離要遠。
為使微型芯片進行工作,必須對標簽供應足夠的能量,光靠傳輸的能量是絕對不夠的。因此,遠距離系統(從表面波標簽來看)具有一個輔助電池。這個輔助電池并不是為標簽和讀寫器之間的數據傳輸提供能量,而只是為微型芯片提供能量,為讀寫存儲數據服務的。
為建立標簽和讀寫器之間的聯系,只能使用高頻能量,該能量由讀寫器接收。因此,可將反向散射方法作為由標簽到讀寫器數據傳輸的標準方法。
遠距離系統一般情況下均采用反射調制工作方式實現射頻標簽到讀寫器方向的數據傳輸。遠距離系統一般具有典型的方向性,射頻標簽與讀寫器成本目前還處于較高的水平。從技術角度來說,滿足以下特點的遠距離系統是理想的射頻識別系統:射頻標簽無源;射頻標簽可無線讀寫;射頻標簽與讀寫器支持多標簽讀寫;適用于高速移動物體的識別(物體移動速度大于80km/h);遠距離(讀寫距離5~10m);低成本(可滿足一次性使用要求)。現實的遠距離系統一般均只能滿足其中的幾項要求。