超高频射频识别标签灵敏度的测试方法及解决方案(图文)

超高频射频识别标签灵敏度的测试方法及解决方案

正向连接距离(forward link range)啊啊也称为读取距离，取决于标签开启工作所需要的场强。

反向连接距离

标签反射的功率大小决定了读写器可以在多远读到，所以可从标签反射功率推算反向连接距离(reverse link range)。反向连接距离就是反射功率被天线增益5dBil、接收灵敏度-70dBm的阅读器识读的距离。EPCglobal标准[2]提供了计算方法，且结果通常大于正向连接距离。

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其中，EIRPTx0是反向连接灵敏度需要的发射等效单极子功率，定义为正向连接灵敏度加2dB;PRx0是EIRPTx0发射条件下接收到的标签反射功率;GRx是接收天线增益。

不同标签工作模式的灵敏度

标签在被识读ID号、读取寄存器信息、写入寄存器信息的工作模式下需要消耗的功率不同，也就是这3个工作模式的灵敏度是不一样的。这也就有了识别、读取、写入灵敏度3个测试模式。上述工作最低功率、最小场强、前向和反向读取距离，都有这3中工作模式下的指标，且各不相同。

EIRP和ERP

在诸多标准里面用等效单极子发射功率较多，但是也有用ERP的。ERP在2013年发布的国家电网公司标准里面是指等效偶极子天线发射功率。理想的偶极子天线增益是2.2左右，所以两者就差了这么一个常量。

参数举例

我们假设发射和接收天线增益都是6dBi，测试距离1米，标签天线增益2dB，标签反射损耗5dB，当仪器发射频率915MHz，功率PTx时，标签接收到功率。

PTag=PTx+6-31.7+2=PTx-23.7

公式 11

假设标签反射功率是接收功率的1/3，大约-5dB。那么测试仪接收机接收到的功率如下：

PRx=PTag-5+2-31.7+6= PTag-28.7

公式 12　　根据这两个公式计算不同发射功率对应芯片和接收机接收到的功率：

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也就是说在较理想情况，1米距离测试超高频标签接收到的标签反射功率比发射功率小大约62dB。目前最好的标签可以达到-18dBm左右的开启功率，所以，测试仪接收到的标签信号功率一般在-47.4dBm以上。实际情况下，由于标签天线设计，使得其增益小于2或者阻抗匹配带来衰减，标签反射比-5dB小一些。考虑到这些因素，假设不超过10dB影响，接收功率在-60dBm以上。

所以RFID标签灵敏度测试并不要求测试仪器像读写器那样有极低的灵敏度，反而，测试精度和计量校准是最关键的指标。简单来说，仪器是在保证量值传递的条件下精确测量的工具，比的是精度，不像被测标签比的是灵敏度和读写距离。

测试实例

笔者使用聚星仪器的第二代RFID综合测试仪，在暗箱环境测试了2款超高频标签的灵敏度。其中一个被测标签是EPC C1G2另一个是国标800/900MHz标签。每一个标签测试10遍，得到其重复精度。

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(a)EPCUHF样本标准差<0.04dBm

(b) 国标样本标准差<0.07dBm

图2两种标签的识别最小开启功率

图2展示了重复度测试的曲线。其中(a)是EPCglobalC1G2 UHF样品标签的识别功率，(b)是国标800/900M标签样品的识别功率。可以看到这组样品中，国标标签灵敏度优于EPC标签，而我们发现国标标签在临界功率下能否启动有更大随机性，所以其标准差略大于EPC样本标签。总之，在这个实验中展示了仪器重复度优于0.1dB的重复度。而通常低端用读写器芯片或类似技术组装的测

试设备重复精度远差于本仪器的性能，从而给计量准确性带来较大问题。

在计量校准方面，国家计量院体系已经具备RFID测试仪校准方法和设施，同时也具备了天线增益测量的设备。笔者送检4个RFID测试天线，测试其增益，并且和实验室两两天线对射验证，达到很高的一致性和重复精度。

总结

超高频射频识别标签测试是通过高精度仪器和天线，在计量校准保证下实现的高精度可溯源测试。仪器通过空中接口指令与被测标签应答，在较近的距离测试标签识别、读取、和写入需要的入射最小功率，和标签反射功率。然后根据这个最小工作功率计算标签的等效单极子天线接收功率灵敏度、前向连接距离;根据功率灵敏度和反射功率计算反向连接距离。容－源－电－子－网－为你提供技术支持

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