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如何通过提高天线延长RFID读写器的操作距离

消耗积分:1 | 格式:pdf | 大小:0.31 MB | 2020-07-07

王秀兰

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　　无线射频识别（RFID）读写器的读写距离取决于诸多因素，如RFID读写器的传输功率、读写器的天线增益、读写器IC的灵敏度、读写器的总体天线效率、周围物体（尤其是金属物体）及来自附近的RFID读写器或者类似无线电话的其他外部发射器的射频 （RF）干扰。

　　读写天线发射之RF电磁波的功率密度大小计算如公式1所示。其中，Sr=功率密度，Pt=读写天线的发射功率，Gt=读写天线的增益，R=读写天线的发射距离。

　　考虑天线增益天线增益的单位是dBi，dBi代表一根天线与假设等向天线（Hypothetical Isotropic Antenna）相比之下的正向增益；假设等向天线会在所有方向均匀地分配能量。在设计天线的结构时，应使其在某个方向的辐射能量比另一个方向的还要多，从而实现更高的增益。以洒水头为例子，就可以对此有比较深入的理解，如集中喷射、水流变窄及水射出的距离增加，此与提高天线增益类似，即在某个方向集中能量辐射。留意天线3dB波束宽度及半功率点提高读写器的读/写距离，必须考虑另一个重要的天线特性，即由天线产生的3dB波束宽度图样。如图1所示的3dB波束宽度，包含75%的射频能量。在此范围内，读写器具有最佳读写性能。3dB波束宽度取决于天线增益。例如，天线增益越高，能量越集中，3dB波束宽度就越窄。

　　为了将RFID读写器的读写距离延到最长，应该考虑下列所描述的技术。首先，在规定区域发射规定下，将有效等向辐射功率 （EIRP）提到最高。例如，美国联邦通信委员会（FCC）15.247章节规定EIRP所允许的最大值是4瓦（W）（36dBm）。这意味着采用 9dBiL的天线，RFID读写器传输给天线的功率，包括电缆损失在内，不得超过27dBm。另一方面，对于6dBiL天线来说，传输功率不得超过30dBm。表1列出一些使用RFID的国家和地区所允许的EIRP最大值。

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