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图3.金属板对电磁场传播的影响 同理

人气:发表时间:2018-06-22 13:57
摘要:RFID电子标签常随同在金属情况下使用,当RFID电子标签靠近金属时,由于金属对电磁波具有强烈的反射性,所以会随同着信号减弱,读卡距离也会变得更近,严重干扰则会呈现读卡失败的...

  RFID电子标签常随同在金属情况下使用,当RFID电子标签靠近金属时,由于金属对电磁波具有强烈的反射性,所以会随同着信号减弱,读卡距离也会变得更近,严重干扰则会呈现读卡失败的现象。目前通用的办理步伐是在电子标签后头粘帖上一层具有磁性的吸波资料。

  吸波资料在电子设备降噪、吸波和EMC等各方面具有较多的使用,而专家们对其解释工作原理方面也做了很多的模型,形成了许多的理论知识,但缺点是这些理论对照繁杂,一些非本范畴内的读者很难懂得。

小白最爱:吸波资料在RFID标签中的应用年夜揭秘!

  吸波资料参考图

  结合现在很多工程师在使用方面遇到的诸多问题,本文将以13.56MHz无源RFID系统用到吸波资料为例,用简单、浅显和通俗的语言来论述,希望能带给读者一些赞助。

  1 RFID系统的组成

  RFID系统是由一张放置在被辨认的工具上的电子标签或非打仗智能卡(比如带刷卡功能的智能手机)和对电子标签发出指令和收集由电子标签反馈信息的装置,该装置亦称为RFID读卡器或读写器两部分组成。如图1所示,为了让其他设备能够显示或运用这些数据,一般还可以在读写器上外置具有RS232协议的接口,这样就可以与外部设备进行信息传递了。

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  图1 RFID系统构成简图

  由于是无源电子标签,所以电子标签中芯片和存储器工作所必要的能量则必要由读写器提供,读写器与电子标签之间的通信是通过电磁耦合原理来实现的,电子标签的能量由读写器线圈天线通过电磁耦合而产生的。

  高频的电磁场由读写器的天线线圈产生,然后磁场穿过线圈横截面和线圈周围的空间。依据标签的使用频率13.56MHz,其波长为22.1m,远远年夜于读写器天线和电子标签的距离,因此可以读写器到天线的距离间电磁场当成简单的交变磁场来处置惩罚。

  图2为读写器为电子标签提供能量模式图。

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  图2 读写器与电子标签之间能量的传递

  通过调剂电子标签的天线线圈和电容器组成谐振回路,调谐到读写器指定的发射频率13.56MHz,这样依照该回路的谐振,标签中的线圈电感上所产生的电压达到最年夜值。而读写器的天线线圈与电子标签二者之间的功率传输效率则与标签中线圈的匝数、线圈所包围的面积,二者放置的相对角度以及彼此之间的距离成正比,这也是RFID标签读卡距离有必然限值的原因地点。

  针对13.56MHz下使用的RFID电子标签,它的最年夜读写距离通常在10厘米左右,芯片的电流耗损年夜致在1毫安。因为随着频率的增加,所需的电子标签线圈的电感表现为线圈匝数的减少,通常在该频率下,范例匝数为3~10匝。

  RFID标签读卡距离不仅与自身有关,同时与其所处情况有很年夜的关系。在使用电感耦合的射频辨认系统时,常常提出这样的要求:将读写器或电子标签的天线直接安装在金属外面上。然而,将磁性天线直接安装在金属外面上是弗成能的。

  因为天线磁通量穿过金属外面会产生感应涡流,依据楞次定律可知,涡流会对天线的场实施反作用,并使金属外面上的磁场迅速地衰减,以至于读写器与电子标签之间的数据读取距离将会受到严重的影响,甚至可能呈现误读或读取失败。不管在金属外面上安装的线圈自己产生的磁场,照样从外部接近金属板的场(电子标签在金属外面),其成果都是一样的。

  2 吸波资料在RFID中的吸波原理

  吸波资料是具有高磁导率的一种磁性功能资料,通常是将一些吸收剂均匀地填充在高分子资料上,通过特殊工艺制作而成。与传统意义上的吸波资料相比,该类针对13.56MHz高性能吸波资料在性能表征和使用原理都有所不合。

  传统的吸波资料,主要应用工具是在军事对抗上,进行掩盖、迷惑对方雷达侦察的一些飞机、战舰以及装甲坦克上,具有使用频率极高的微波段,而运用阐发也是远场模型。

  本文提到的吸波资料,主要针对民用电子设备内用于为磁场提供路径的导磁体,具有在使用频率下磁导率高、磁损耗低,而在高于使用频率时,损耗则会增年夜等特点,具有低通滤波器的性质。但由于其具备柔性、安装方便等优势,现已受到越来越多的研发工程师的青睐。

  下面来具体比较一下吸波资料在电子标签产品中的特殊应用,同时办理上述提高电子标签遇到金属板时不能正常通信的难题。

标签:吸波资料,RFID标签,RFID系统

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