RF技术特性及应用

射频(RF)是Radio Frequency的缩写，表示可以辐射到空间的电磁频率，频率范围从300kHz～300GHz之间。射频就是射频电流，简称RF，它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流，大于10000次的称为高频电流，而射频就是这样一种高频电流。射频(300K-300G)是高频(大于10K)的较高频段，微波频段(300M-300G)又是射频的较高频段。在电子学理论中，电流流过导体，导体周围会形成磁场;交变电流通过导体，导体周围会形成交变的电磁场，称为电磁波。在电磁波频率低于100kHz时，电磁波会被地表吸收，不能形成有效的传输，但电磁波频率高于100kHz时，电磁波可以在空气中传播，并经大气层外缘的电离层反射，形成远距离传输能力。我们把具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频。射频技术在无线通信领域中被广泛使用，有线电视系统就是采用射频传输方式。

最基本的RFID系统由三部分组成：1.标签(Tag，即射频卡)：由耦合元件及芯片组成，标签含有内置天线，用于和射频天线间进行通信;2.阅读器：读取(在读写卡中还可以写入)标签信息的设备;3.天线：在标签和读取器间传递射频信号。有些系统还通过阅读器的RS232或RS485接口与外部计算机(上位机主系统)连接，进行数据交换。

定义RFID产品的工作频率有低频、高频和甚高频的频率范围内的符合不同标准的不同的产品，而且不同频段的RFID产品会有不同的特性。其中感应器有无源和有源两种方式。

低频其实RFID技术首先在低频(从125kHz到134kHz)得到广泛的应用和推广。该频率主要是通过电感耦合的方式进行工作，也就是在读写器线圈和感应器线圈间存在着变压器耦合作用，通过读写器交变场的作用在感应器天线中感应的电压被整流，可作供电电压使用。磁场区域能够很好的被定义，但是场强下降的太快。特性：工作在低频的感应器的一般工作频率从120kHz到134kHz，TI的工作频率为134.2kHz。该频段的波长大约为2500m;1.除了金属材料影响外，一般低频能够穿过任意材料的物品而不降低它的读取距离。2.工作在低频的读写器在全球没有任何特殊的许可限制。3.低频产品有不同的封装形式。好的封装形式就是价格太贵，但是有10年以上的使用寿命。4.虽然该频率的磁场区域下降很快，但是能够产生相对均匀的读写区域。

5.相对于其他频段的RFID产品，该频段数据传输速率比较慢。6.感应器的价格相对与其他频段来说要贵。主要应用：畜牧业的管理系统;汽车防盗和无钥匙开门系统的应用;马拉松赛跑系统的应用;自动停车场收费和车辆管理系统;自动加油系统的应用;酒店门锁系统的应用;门禁和安全管理系统。高频高频(工作频率为13.56MHz)在该频率的感应器不再需要线圈进行绕制，可以通过腐蚀或者印刷的方式制作天线。感应器一般通过负载调制的方式进行工作。也就是通过感应器上的负载电阻的接通和断开促使读写器天线上的电压发生变化，实现用远距离感应器对天线电压进行振幅调制。如果人们通过数据控制负载电压的接通和断开，那么这些数据就能够从感应器传输到读写器。特性：1.工作频率为13.56MHz，该频率的波长大概为22m;2.除了金属材料外，该频率的波长可以穿过大多数的材料， 但是往往会降低读取距离。感应器需要离开金属一段距离;3.该频段在全球都得到认可并没有特殊的限制;4.感应器一般以电子标签的形式;5.虽然该频率的磁场区域下降很快，但是能够产生相对均匀的读写区域;6.该系统具有防冲撞特性，可以同时读取多个电子标签;7.可以把某些数据信息写入标签中;8.数据传输速率比低频要快， 价格不是很贵。主要应用：图书管理系统的应用;液化气钢瓶的管理应用;服装生产线和物流系统的管理和应用;三表预收费系统;酒店门锁的管理和应用;大型会议人员通道系统;固定资产的管理系统;医药物流系统的管理和应用;智能货架的管理。甚高频甚高频(工作频率为860MHz到960MHz之间)甚高频系统通过电场来传输能量。电场的能量下降的不是很快，但是读取的区域不是很好进行定义。该频段读取距离比较远，无源可达10m左右。主要是通过电容耦合的方式进行实现。

特性：1.在该频段，全球的定义不是很相同-欧洲和部分亚洲定义的频率为868MHz，北美定义的频段为902MHz到905MHz之间，在日本建议的频段为950MHz到956MHz之间。该频段的波长大概为30cm左右。2.该频段功率输统一的定义(美国定义为4W，欧洲定义为500mW)。3.甚高频频段的电波不能通过许多材料，特别是水、灰尘、雾等悬浮颗粒物资。相对于高频的电子标签来说，该频段的电子标签不需要和金属分开来。4.电子标签的天线一般是长条和标签状。天线有线性和圆极化两种设计，满足不同应用的需求。5.该频段有好的读取距离，但是对读取区域很难进行定义。6.有很高的数据传输速率，在很短的时间可以读取大量的电子标签。主要应用：供应链上的管理和应用;生产线自动化的管理和应用;航空包裹的管理和应用;集装箱的管理和应用;铁路包裹的管理和应用;后勤管理系统的应用;大规模人员进出管理的应用。有源RFID技术有源RFID技术(2.45GHz、5.8GHz)有源RFID具备低发射功率、通信距离长、传输数据量大，可靠性高和兼容性好等特点，与无源RFID相比，在技术上的优势非常明显。被广泛地应用到公路收费、港口货运管理、人员定位管理等应用中。但是使用此频段具有很强的方向性，并且在接收区域内如有金属物体的话，金属物体对该频段的射频会产生折射和反射，从而影响射频接收器的信号读写。