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1、物联网射频识别物联网射频识别(RFID)(RFID)核心技术教程核心技术教程-PPT-4-PPT-4物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程点点击此此处结束放映束放映电电子子教教案案物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程 本本书物物联网网-射射频识别（RFID）核核心心技技术教教程程由由物物联网网-射射频识别（RFID）核核心心技技术详解解一一书改改编而而来来。物物联网网-射射频识别（RFID）核核心心技技术详解解2011年年11月月荣荣获陕西西
2、省省普普通通高高等等学学校校优秀秀教教材材一一等等奖，2012年年12月月修修订出出版版第第2版版，2013年年荣荣获陕西西省省高高等等教教育育教教学学成成果果二二等等奖。物物联网网-射射频识别（RFID）核心技）核心技术教程教程2016年出版，本年出版，本书适合作适合作为高校教材。高校教材。 点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程第第4章章 RFID使用的使用的频率及率及 电磁波的工作特点磁波的工作特点点点击此此处结束放映束放映 频率范围频率范围4.1RFID电波传播的电参数电波传播的电参数4.3低频和高频低频和高频RFID电磁
3、场的特性电磁场的特性4.4微波微波RFID电磁波的特性电磁波的特性4.5物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程 频率范围频率范围4.1点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程4.1.1 频谱的划分的划分无无线电频率率可可供供使使用用的的范范围是是有有限限的的，频谱被被看看作作大大自自然然中中的的一一项资源源，不不能能无无秩秩序序地地随随意意占占用用，而需要仔而需要仔细地地计划加以利用。划加以利用
4、。频谱的的分分配配是是指指将将频率率根根据据不不同同的的业务加加以以分分配，以避免配，以避免频率使用方面的混乱。率使用方面的混乱。点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程4.1.2 频谱的分配和无的分配和无线电业务种种类1、频谱的分配的分配 因因为电磁波是在全球存在的，所以需要有国磁波是在全球存在的，所以需要有国际协议来分配来分配频
5、谱。进行行频率分配的世界率分配的世界组织有国有国际电信信联盟盟（ITU）、国）、国际无无线电咨咨询委委员会（会（CCIR）和国）和国际频率登率登记局（局（IFRB）等。）等。当国当国际的的频率划分确定后，各国率划分确定后，各国还可以可以在此基在此基础上上给予具体的分配。予具体的分配。我国我国进行行频率分配的率分配的组织是工是工业和信息化部无和信息化部无线电管理局。管理局。点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程2、无、无线电业务种种类 （1）广播）广播业务（2）定点通信）定点通信业务（3）移）移动通信通信业务（4）无）无线电导航航业
6、务（5）无）无线电定位定位业务（6）空）空间通信通信业务（8）气象）气象业务（9）标准准频率率业务（10）授）授时信号信号业务（11）业余无余无线电业务（12）工）工业、科学和医用、科学和医用频率率点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程4.1.3 ISM频段段 1、不需要不需要许可的可的ISM频段段 ISM频段（段（Industrial Scientific Medical Band）主要是）主要是开放开放给工工业、科学和医用三个主要机构使用的、科学和医用三个主要机构使用的频段。段。ISM频段属于无段属于无许可（可（Free Li
7、cense）频段，使用者无需段，使用者无需许可可证，没，没有所有所谓使用授使用授权的限制。的限制。RFID工作工作频率的率的选择，要，要顾及其它无及其它无线电服服务，不能，不能对其它服其它服务造成干造成干扰和影响，因而和影响，因而RFID系系统通常只能使用特通常只能使用特别为工工业、科学和医、科学和医疗应用而保留的用而保留的ISM频率。率。点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程2、ISM频段的主要段的主要频率范率范围 （1）频率率6.78MHz （2）频率率13.56MHz （3）频率率27.125MHz （4）频率率40.680
8、MHz （5）频率率433.920MHz （6） 频率率869.0MHz （7） 频率率915.0MHz点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程 （8） 频率率2.45GHz （9） 频率率5.8GHz （10）频率率24.125GHz （11）频率率60GHz （12）其它其它频率的率的应用用 （13） 135KHz以下的以下的频率范率范围没有作没有作为ISM频率保留，率保留，135KHz以下的整个以下的整个频率范率范围RFID也是可也是可用的。用的。 点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核
9、心技术教程）核心技术教程4.1.4 RFID使用的使用的频段段射射频识别（RFID）产生并生并辐射射电磁波，但是磁波，但是RFID系系统要要顾及其他无及其他无线电服服务，不能，不能对其他无其他无线电服服务造造成干成干扰，因此，因此RFID系系统通常使用通常使用为工工业、科学和医、科学和医疗特特别保留的保留的ISM频段。段。读写器和写器和电子子标签之之间射射频信号的信号的传输主要有两种方式，一种是主要有两种方式，一种是电感耦合方式，一种是感耦合方式，一种是电磁磁反向散射方式，反向散射方式，这两种方式采用的两种方式采用的频率不同，工作原理率不同，工作原理也不同。也不同。点点击此此处结束放映束放映物
10、联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程点点击此此处结束放映束放映1. RFID电感耦合方式使用的感耦合方式使用的频率率物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程 RFID电感耦合方式使用的感耦合方式使用的频率率主要主要为13.56MHz。除此之外，除此之外，RFID也采用也采用0135kHz之之间的的频率。率。点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程点点击此此处结束放映束放映2. RFID电磁反向散射方式使用的磁反向散射方式使用的频率率物联网射频识别（物联网射频识
11、别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程RFID电磁反向散射方式使用的磁反向散射方式使用的频率率主要主要为ISM频段段的的433.92MHz、869.0MHz、915.0MHz、2.45GMHz、5.8GHz等。等。点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程3.我国我国800/900MHz频段射段射频识别(RFID)技技术应用用规定定(试行行)我国信息我国信息产业部部2007年年4月月20日制定了日制定了800/900MHz频段段RFID技技术应用用试行行规定（信部无定（信部无2007205号）。号）。800/900MHz频段
12、段RFID技技术的具体使用的具体使用频率率为840-845MHz和和920-925MHz，该频段的段的RFID技技术无无线电发射射设备按微功按微功率（短距离）无率（短距离）无线电设备管理，管理，设备投入使用前，投入使用前，须获得得信息信息产业部核部核发的无的无线电发射射设备型号核准型号核准证。点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程RFID电波传播的电参数电波传播的电参数4.2点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程4.2.1电磁波的磁波的传播播速度速度1.自由空自由空间
13、中中在自由空在自由空间中，中，电磁波的速度磁波的速度为 (4.1)(4.1)点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程2.无耗介无耗介质中中在无耗介在无耗介质中，中，电磁波的速度磁波的速度为 (4.3)(4.3)点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程3.有有耗介耗介质中中在在有有耗介耗介质中，中，电磁波的速度磁波的速度为 (4.3)(4.3)表示媒表示媒质有有导电性，也即媒性，也即媒质有耗。在有耗。在这种种RFID的的识别环境中，境中，电子子标签处于有机于有机组织或含水物
14、或含水物质的的环境中，境中，例如例如电子子标签处在在动物、潮湿木材或水物、潮湿木材或水产品品环境中。境中。点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程4.2.2 RFID的工作波的工作波长不同不同频率的率的电磁波所磁波所对应的波的波长不同，其不同，其传播方播方式和工作特点也各不相同，本式和工作特点也各不相同，本节将介将介绍低低频、高、高频和微和微波波时RFID的工作波的工作波长。点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（
15、RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程电磁波的速度磁波的速度还可以表示可以表示为 (4.6)(4.6)可以看出，工作可以看出，工作频率越高，工作波率越高，工作波长越短。越短。点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程点点击此此处
16、结束放映束放映4.2.3相位常数、波阻抗和能流密度矢量相位常数、波阻抗和能流密度矢量1. 相位常数相位常数物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程点点击此此处结束放映束放映2. 波阻抗波阻抗物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程点点击此此处结束放映束放映3. 能流密度矢量能流密度矢量物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程点点击此此处结束放映束放映4.2.4 波的极化波的极化物联网射频
17、识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程点点击此此处结束放映束放映4.2.5 反射系数和折射系数反射系数和折射系数1. 垂直入射垂直入射物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程点点击此此处结束放映束放映2. 斜入射斜入射物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程低频和高频低频和高频RFID电磁场的特性电磁场的特性4.4点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技
18、术教程）核心技术教程低低频和高和高频RFID系系统基本上都采用基本上都采用电感耦合感耦合识别方式。低方式。低频和高和高频RFID电子子标签与与读写器的距离很写器的距离很近，近，这样电子子标签可以可以获得得较大的能量。低大的能量。低频和高和高频RFID电子子标签与与读写器的天写器的天线基本上都是基本上都是线圈的形式，圈的形式，两个两个线圈之圈之间的作用可以理解的作用可以理解为变压器的耦合。器的耦合。点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程微波微波RFID电磁波的特性电磁波的特性4.4点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频
19、识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程4.4.1自由空自由空间的的传输损耗耗自由空自由空间是不会吸收是不会吸收电磁能量的。自由空磁能量的。自由空间的的传输损耗，是指天耗，是指天线辐射的射的电磁波在磁波在传播播过程中，随着程中，随着传播距离的增大，能量的自然播距离的增大，能量的自然扩散而引起的散而引起的损耗，它反映耗，它反映了球面波的了球面波的扩散散损耗。自由空耗。自由空间的的传输损耗耗为 (4.1)(4.1)点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID
20、）核心技术教程）核心技术教程4.4.2视距距传播与菲涅耳区播与菲涅耳区视距距传播是指播是指发射天射天线和接收天和接收天线在相互能看得在相互能看得见的距离内，的距离内，电波直接从波直接从发射点射点传到接收点的一种到接收点的一种传播播方式。方式。实际上，收上，收发天天线之之间电波波传播所播所经历的空的空间，存在着存在着对电波波传播起主要作用的空播起主要作用的空间区域，区域，这个空个空间区区域称域称为传播主区，播主区，传播主区可以用菲涅播主区可以用菲涅尔区的概念来表区的概念来表示。示。点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程点点击此此处结
21、束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程若若T点点为发射天射天线，R点点为接收天接收天线，以，以T点和点和R点点为焦点的旋焦点的旋转椭球面所包含的空球面所包含的空间区域，称区域，称为菲涅耳区。菲涅耳区。若菲涅若菲涅尔半径不同，菲涅半径不同，菲涅尔区的大小也不同。菲涅区的大小也不同。菲涅尔区区有无数多个，分有无数多个，分为最小菲涅最小菲涅尔、第一菲涅、第一菲涅尔区、第二菲区、第二菲涅涅尔区等等。区等等。点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程为了了获得自由空得自由空间的的传播条件，只要保
22、播条件，只要保证在一定在一定的菲涅耳区域内的菲涅耳区域内满足足“自由空自由空间的条件的条件”就可以了，就可以了，这个个区域称区域称为最小菲涅耳区。最小菲涅耳区半径最小菲涅耳区。最小菲涅耳区半径为 当第一菲涅耳区内当第一菲涅耳区内满足足“自由空自由空间的条件的条件”，并且，并且收收发天天线只利用第一菲涅耳区只利用第一菲涅耳区传播播电磁波，接收天磁波，接收天线得得到的到的辐射射场为自由空自由空间的的2倍。第一菲涅耳区半径倍。第一菲涅耳区半径为点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程4.4.3 RFID电磁波的传播机制电磁波的传播机制1
23、直射、反射、直射、反射、绕射和散射射和散射当有障碍物（包括地面）当有障碍物（包括地面）时，RFID电波波传播存在播存在直射、反射、直射、反射、绕射和散射等多种情况，射和散射等多种情况，这几种情况是在几种情况是在不同不同传播播环境下境下产生的。生的。（1）直射）直射（2）反射）反射（3）绕射射（4）散射）散射点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程2. RFID电磁波的磁波的传播播总的来的来说，微波，微波RFID希望收希望收发天天线之之间没有障碍没有障碍物，提供物，提供电磁波磁波视距距传播播的的环境。微波境。微波RFID的的频率主要率
24、主要包括包括433MHz、800/900MHz、245GHz或或58GHz，其中，其中433MHz和和800/900MHz频段段电波的波的绕射能力射能力较强，障碍，障碍物物对电波波传播的影响播的影响较小；小；2.45GHz和和5.8GHz电磁波的波磁波的波长较短，收短，收发天天线直直线之之间最好没有障碍物最好没有障碍物。点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程3. 衰减与衰落衰减与衰落（1）衰减）衰减电波由波由发射天射天线到接收天到接收天线的的过程中，程中，产生衰减生衰减的因素很多，主要包括自由空的因素很多，主要包括自由空间的的传输
25、损耗、障碍物的耗、障碍物的分隔和阻分隔和阻挡等。等。（2）衰落）衰落衰落是指信号随衰落是指信号随时间随机起伏的随机起伏的现象，有象，有时是在几秒或是在几秒或几分几分钟内有快速内有快速变化的快衰落，有化的快衰落，有时是几小是几小时或几天内或几天内出出现缓慢慢变化的慢衰落。化的慢衰落。点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程4.4.4
26、集肤效应集肤效应当当电磁波由一种媒磁波由一种媒质（如空气）入射到良（如空气）入射到良导体体时，因因电磁波在良磁波在良导体中衰减很快，折射波体中衰减很快，折射波进入良入良导体后很体后很快就衰减掉了，快就衰减掉了，电磁波只存在于良磁波只存在于良导体的表面，体的表面，这个个现象称象称为集肤效集肤效应。点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程点点击此此处结束放映束放映物联网射频识别（物联网射频识别（RFIDRFID）核心技术教程）核心技术教程点点击此此处结束放映束放映休息一下休息一下结束结束
