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超高頻標簽是指840M到960MHz無源射頻識別標簽。這個波段的標簽起源自EPCglobal Class 1 Generation 2標準。其中EPCglobal是電子產(chǎn)品編碼標準組織，第一類第二代RFID標準經(jīng)常也被縮寫為C1G2。這個標準規(guī)定了超高頻860M-960MHz范圍的射頻識別協(xié)議。這個協(xié)議的特點是通過微秒級的讀寫器-標簽應(yīng)答，和較科學(xué)的防碰撞機制，實現(xiàn)快速、幾十米距離的標簽讀寫。理想情況下每秒盤點標簽可達兩三百個，識讀距離可以達到30米左右，曾經(jīng)一度被熱捧為下一代智能物流的標準。其后ISO組織接受這個標準，轉(zhuǎn)為ISO 18000-6C標準。近年來我國也在這個技術(shù)上發(fā)展革新，推出了自有標準GB/T 29768，其頻率規(guī)定在840-845MHz 和 920M-925MHz，避開了臨近的GSM業(yè)務(wù)波段。

目前這些協(xié)議被統(tǒng)稱為800-900MHz超高頻射頻識別。而這些協(xié)議都繼承了高速應(yīng)答，快速盤點，讀寫距離較遠的特點。而這些熱門協(xié)議產(chǎn)品的性能成為使用的關(guān)鍵。其中尤其是標簽，處于競爭激烈的中心。射頻識別標簽單價較低，但是用量很大，對于設(shè)計制造就要求更高。由于標簽設(shè)計技術(shù)和生產(chǎn)工藝的缺陷和不穩(wěn)定，就必須由性能測試來把關(guān)。

而這個標簽靈敏度測試由于是非接觸射頻測量，又有各種技術(shù)問題需要克服。本文著重介紹其中的方法理論和實踐情況。

超高頻射頻標簽靈敏度測試方法

基本設(shè)置

超高頻標簽測試往往在微波暗箱或暗室進行，也可以在半暗室和干擾較小的野外場地進行。但是由于超高頻標簽的頻率較高，波長只有1/3米左右，對暗室尺寸要求不太高，經(jīng)濟比較容易承受。關(guān)于標簽測試的物理設(shè)置，有雙天線和單天線兩種主要方法。為了最大性能，EPCglobal、ISO倡導(dǎo)了雙天線法。這個方法采用一對左右圓極化天線，一發(fā)一收，達到最大收發(fā)隔離，使得測試系統(tǒng)可以用高功率發(fā)射，高靈敏度接收，從而應(yīng)對更差靈敏度的標簽。為了方便起見，也有用環(huán)行器將雙天線合并為收發(fā)雙工的單天線配置，由于天線反射特性，總體系統(tǒng)性能低于雙天線配置。

超高頻射頻識別標簽靈敏度的測試方法及解決方案

圖1雙天線標簽測試配置示意圖

表示單位

標簽靈敏度通常可以用功率或場強表示。EPCglobal比較實用，采用了RIPTUT，亦即標簽接收到的單極子輻射功率。用通俗的話講，就是標簽剛好可以工作的射頻場強用理想單極子天線接收到的功率。它的單位是dBm。

ISO測試用場強表示，也就是使得標簽正常工作的最小場強。它的單位是V/m。

這兩個測試結(jié)果看上去不同，但實際上都是通過測試儀發(fā)射功率計算來的。

EPCglobal標簽接收單極子功率計算公式：

RIP=EIRP-PL 公式 1

EIRP=P+GTx 公式 2

其中EIRP是儀器發(fā)射等效單極子輻射功率(dBm)，PL是儀器發(fā)射天線到標簽的自由空間傳輸損耗(dB)，P是發(fā)射天線輸入功率(dBm)，GTx是發(fā)射天線增益(dB)。

超高頻射頻識別標簽靈敏度的測試方法及解決方案

其中PRx是接收功率，PTx是發(fā)生功率，Ae是天線等效孔徑面積，R是收發(fā)天線距離。這個公式描述了理想單極子天線間遠場傳輸損耗和距離的關(guān)系。下面我們給出幾個典型樣本頻點，在典型測試距離上的自由空間傳輸損耗，單位是dB.

超高頻射頻識別標簽靈敏度的測試方法及解決方案

要注意的，上述是遠場球面波模型下推算的，收發(fā)距離太近會使得計算結(jié)果偏離。EPCglobal規(guī)定在0.8-1米距離。ISO 18046-3規(guī)定最近測試距離。

超高頻射頻識別標簽靈敏度的測試方法及解決方案

其中，R是測試距離，L是發(fā)射天線最大邊長(直徑)。下面我們給出典型天線尺寸和典型頻率下ISO對測試距離的要求。

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多種測試項目

正向連接距離

在標簽靈敏度測試當中，大家經(jīng)常聽到詢問標簽讀寫距離。讀寫距離和標簽靈敏度、標簽反射功率有關(guān)，但是實際應(yīng)用當中又和讀寫器性能有關(guān)。所以在測試中假設(shè)讀寫器用35dBm功率通過理想單極子天線發(fā)射，可以讀寫的距離。那么問題來了，超高頻標簽讀寫距離很遠，是否要裝備超大的射頻暗室呢?非也。我們在上述遠場條件測量標簽最小工作功率，減去發(fā)射天線增益，得到等效單極子輻射功率EIRPTX然后根據(jù)空間傳輸衰減和距離平方成正比的原理，可以推算出讀寫距離：容－源－電－子－網(wǎng)－為你提供技術(shù)支持

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超高頻射頻識別標簽靈敏度的測試方法及解決方案(圖文)

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