中心議題：

• 淺析射頻標識RFID測試技術

解決方案：

• 預一致性測試有助於產品一致性測試
• 使用 RTSA可以很容易地測量 TAT    

隨著閱讀器與標簽價格的降低和全球市場的擴大，射頻標識 RFID(以下簡稱RFID)的應用與日俱增。標簽既可由閱讀器供電(無源標簽)，也可以由標簽的板上電源供電(半有源標簽和有源標簽)。由於亞微型無源 CMOS 標簽的成本降低，庫存和其他應用迅速增加。一些評估表明，隨著無源標簽的價格持續下降，幾乎每一個售出產品的內部都將有一個 RFID 標簽。由於無源 RFID 標簽的重要性及其獨特的工程實現的挑戰性
，本文將重點研究無源標簽係統。

當接收到來自閱讀器的 CW 信號時，無源標簽對射頻 RF(以下簡稱 RF)能量進行整流以生成保持標簽工作所需的小部分能量，然後改變其天線的吸收特點以調製信號，並通過反向散射反射給閱讀器 [參閱圖1]。RFID 係統通常使用簡便的調製技術和編碼體製。然而，簡單調製技術的頻譜效率低，對於某一給定的數據速率，它所要求的 RF 帶dai寬kuan多duo。在zai調tiao製zhi前qian，必bi須xu將jiang數shu據ju進jin行xing編bian碼ma形xing成cheng一yi連lian續xu的de信xin息xi流liu。可ke用yong的de位wei編bian碼ma體ti製zhi有you很hen多duo類lei型xing，每mei一yi類lei編bian碼ma都dou有you其qi基ji帶dai頻pin譜pu性xing能neng的de獨du特te優you勢shi
、編bian解jie碼ma的de複fu雜za性xing以yi及ji在zai時shi鍾zhong驅qu動dong下xia將jiang數shu據ju寫xie入ru到dao存cun儲chu器qi的de困kun難nan性xing。由you於yu標biao簽qian板ban上shang定ding時shi源yuan很hen難nan達da到dao實shi際ji所suo需xu的de準zhun確que性xing，以yi及ji挑tiao戰zhan性xing的de帶dai寬kuan要yao求qiu和he最zui大da化hua RF 能(neng)量(liang)傳(chuan)輸(shu)以(yi)向(xiang)標(biao)簽(qian)供(gong)應(ying)能(neng)量(liang)等(deng)原(yuan)因(yin)，無(wu)源(yuan)標(biao)簽(qian)對(dui)所(suo)使(shi)用(yong)的(de)編(bian)碼(ma)體(ti)製(zhi)有(you)獨(du)特(te)的(de)要(yao)求(qiu)。最(zui)後(hou)，需(xu)要(yao)某(mou)種(zhong)防(fang)衝(chong)突(tu)協(xie)議(yi)以(yi)便(bian)閱(yue)讀(du)器(qi)能(neng)夠(gou)讀(du)取(qu)其(qi)覆(fu)蓋(gai)範(fan)圍(wei)內(nei)的(de)所(suo)有(you)標(biao)簽(qian)。

RFID測試綜述

每一個 RFID 通信係統都必須通過監管要求並符合所用標準。然而，今天，係統優化將這個快速增長產業中的勝者與輸者分離開來。本文討論的是 RFID 通信係統的設計師所麵對的測試挑戰：監管測試、標準一致性和優化。

RFID 技術有幾個不同尋常的工程測試挑戰
，例如瞬時信號、帶寬效率低的調製技術和反向散射數據。傳統的掃頻調諧頻譜分析儀、矢量信號分析儀和示波器已被用於無線數據鏈路的開發。然而，這些工具用於 RFID 測試時都存在一些缺點。掃頻調諧頻譜分析儀難以準確捕獲和刻畫瞬時 RF 信號。矢量信號分析儀實際上不支持頻譜效率低的 RFID 調製技術及特殊解碼要求。快速示波器的測量動態範圍小
，不具備調製和解碼功能。實時頻譜分析儀 RTSA(以下簡稱 RTSA)克(ke)服(fu)了(le)這(zhe)些(xie)傳(chuan)統(tong)測(ce)試(shi)工(gong)具(ju)的(de)局(ju)限(xian)性(xing)，具(ju)備(bei)對(dui)瞬(shun)時(shi)信(xin)號(hao)的(de)優(you)化(hua)，通(tong)過(guo)泰(tai)克(ke)享(xiang)有(you)專(zhuan)利(li)的(de)頻(pin)率(lv)模(mo)板(ban)觸(chu)發(fa)器(qi)能(neng)夠(gou)可(ke)靠(kao)觸(chu)發(fa)複(fu)雜(za)的(de)真(zhen)實(shi)頻(pin)譜(pu)環(huan)境(jing)下(xia)的(de)特(te)定(ding)頻(pin)譜(pu)事(shi)件(jian)。 [page]
監管測試

每個電子設備製造商都必須符合設備銷售地或使用地的監管標準。許多國家正在修改監管法規以緊跟無源 RFID 標簽的獨特數據鏈路特點。大多數監管部門禁止設備的 CW 發射，除非用於短期測試。無源標簽要求閱讀器發送 CW 信xin號hao以yi向xiang標biao簽qian供gong應ying能neng量liang並bing經jing過guo反fan向xiang散san射she實shi現xian調tiao製zhi。即ji使shi無wu源yuan標biao簽qian沒mei有you一yi個ge典dian型xing的de發fa射she器qi，仍reng能neng發fa出chu一yi個ge被bei調tiao製zhi的de信xin號hao。然ran而er，許xu多duo規gui定ding並bing沒mei有you涉she及ji基ji於yu無wu發fa射she器qi的de調tiao製zhi。多duo種zhong頻pin譜pu發fa射she測ce試shi並bing沒mei有you明ming確que地di包bao含han在zai閱yue讀du器qi的de RFID 標準中
，但卻成為了規定。

政府規定要求控製發射信號的功率
、頻率、帶(dai)寬(kuan)。這(zhe)些(xie)規(gui)定(ding)防(fang)止(zhi)有(you)害(hai)幹(gan)擾(rao)並(bing)保(bao)證(zheng)每(mei)個(ge)發(fa)射(she)者(zhe)都(dou)是(shi)頻(pin)帶(dai)內(nei)其(qi)他(ta)用(yong)戶(hu)的(de)友(you)好(hao)鄰(lin)居(ju)。對(dui)於(yu)許(xu)多(duo)頻(pin)譜(pu)分(fen)析(xi)儀(yi)特(te)別(bie)是(shi)通(tong)常(chang)用(yong)於(yu)脈(mai)衝(chong)信(xin)號(hao)能(neng)量(liang)測(ce)量(liang)的(de)掃(sao)頻(pin)頻(pin)譜(pu)分(fen)析(xi)儀(yi)，進(jin)行(xing)此(ci)類(lei)測(ce)量(liang)是(shi)具(ju)有(you)挑(tiao)戰(zhan)性(xing)的(de)。RTSA 能(neng)夠(gou)分(fen)析(xi)一(yi)個(ge)完(wan)整(zheng)的(de)分(fen)組(zu)發(fa)射(she)過(guo)程(cheng)的(de)能(neng)量(liang)特(te)點(dian)，也(ye)能(neng)直(zhi)接(jie)測(ce)量(liang)跳(tiao)頻(pin)信(xin)號(hao)的(de)載(zai)波(bo)頻(pin)率(lv)，而(er)無(wu)需(xu)將(jiang)信(xin)號(hao)置(zhi)於(yu)一(yi)個(ge)跨(kua)度(du)的(de)中(zhong)心(xin)。按(an)一(yi)下(xia)按(an)鍵(jian)
，分(fen)析(xi)儀(yi)就(jiu)能(neng)識(shi)別(bie)一(yi)個(ge)瞬(shun)時(shi) RFID 信號的調製方式並能夠對功率
、頻率和帶寬進行監管測量
，使預一致性(pre-compliance)測試過程變得非常靈活和方便 [參閱圖2]。預一致性測試有助於確保產品一次通過一致性測試
，而無需重新設計和重新測試。 標準一致性

閱讀器和標簽之間可靠的相互作用要求與 ISO 18000-6 C 類型規範等產業標準相一致。該要求增加了許多超出基本要求的測試以滿足政府的頻譜發射要求。RF 一致性測試十分關鍵，有助於確保標簽和閱讀器間的可靠協同工作。
[page]
預編程測量能減少進行這些測試所需的建立時間。例如，ISO18000-6 C 類(lei)型(xing)的(de)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)測(ce)量(liang)是(shi)啟(qi)動(dong)時(shi)間(jian)和(he)關(guan)閉(bi)時(shi)間(jian)。載(zai)波(bo)能(neng)量(liang)上(shang)升(sheng)時(shi)間(jian)必(bi)須(xu)足(zu)夠(gou)快(kuai)以(yi)保(bao)證(zheng)標(biao)簽(qian)采(cai)集(ji)到(dao)使(shi)其(qi)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)的(de)充(chong)足(zu)能(neng)量(liang)。信(xin)號(hao)也(ye)必(bi)須(xu)迅(xun)速(su)達(da)到(dao)穩(wen)定(ding)狀(zhuang)態(tai)。發(fa)射(she)結(jie)束(shu)時(shi)，載(zai)波(bo)能(neng)量(liang)下(xia)降(jiang)時(shi)間(jian)必(bi)須(xu)足(zu)夠(gou)快(kuai)，以(yi)防(fang)止(zhi)其(qi)他(ta)發(fa)射(she)受(shou)到(dao)幹(gan)擾(rao) [參閱圖3]。

一些 RFID shebeishiyonglejingguoyouhuademianxiangtedingyingyongdezhuanyongtongxinjizhi。zhezhongqingkuangxia，gongchengshixuyaoyizhongfenxiyinenggoutigongduozhongtiaozhihebianmajizhi
，kegenjusuoshiyongdetedinggeshi，duizhexietiaozhihebianmajizhijinxingbianchengtiaozheng。

優化

一旦滿足基本規範，對 RFID 產品的性能進行優化以贏得某一特定市場空間的競爭優勢就顯得尤為重要。性能指標包括標簽的讀取速度、標(biao)簽(qian)在(zai)多(duo)閱(yue)讀(du)器(qi)環(huan)境(jing)中(zhong)的(de)工(gong)作(zuo)能(neng)力(li)和(he)標(biao)簽(qian)與(yu)閱(yue)讀(du)器(qi)之(zhi)間(jian)的(de)距(ju)離(li)。在(zai)消(xiao)費(fei)應(ying)用(yong)中(zhong)，標(biao)簽(qian)與(yu)閱(yue)讀(du)器(qi)之(zhi)間(jian)的(de)通(tong)信(xin)速(su)度(du)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)用(yong)戶(hu)的(de)滿(man)意(yi)度(du)。例(li)如(ru)，使(shi)用(yong) RFID 的公共運輸業，讀取時間由 5 秒鍾降低到小於半秒鍾後，才得到廣泛認可。在工業應用中，速度就意味著生產量：生產量越高，資金和人力資源的使用效率就越高。由於無源標簽從 RFID 閱(yue)讀(du)器(qi)獲(huo)得(de)它(ta)們(men)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)所(suo)需(xu)的(de)能(neng)量(liang)，多(duo)個(ge)閱(yue)讀(du)器(qi)可(ke)能(neng)導(dao)致(zhi)標(biao)簽(qian)試(shi)圖(tu)對(dui)詢(xun)問(wen)它(ta)的(de)每(mei)一(yi)個(ge)閱(yue)讀(du)器(qi)都(dou)進(jin)行(xing)響(xiang)應(ying)。在(zai)多(duo)閱(yue)讀(du)器(qi)情(qing)況(kuang)下(xia)，為(wei)改(gai)善(shan)係(xi)統(tong)的(de)吞(tun)吐(tu)量(liang)需(xu)要(yao)使(shi)用(yong)某(mou)種(zhong)防(fang)衝(chong)突(tu)協(xie)議(yi)。最(zui)後(hou)，為(wei)最(zui)大(da)化(hua)標(biao)簽(qian)的(de)讀(du)取(qu)範(fan)圍(wei)

，載(zai)波(bo)對(dui)噪(zao)聲(sheng)(carrier to noise)的de要yao求qiu應ying當dang最zui小xiao化hua，但dan是shi這zhe可ke能neng與yu通tong過guo最zui小xiao化hua載zai波bo的de不bu工gong作zuo時shi間jian以yi防fang止zhi標biao簽qian耗hao盡jin能neng量liang的de需xu要yao相xiang衝chong突tu。這zhe些xie優you化hua措cuo施shi對dui工gong程cheng師shi和he測ce量liang設she備bei提ti出chu了le挑tiao戰zhan。
[page]
讓我們看一個具體的例子 —— 優化通信速度，也稱為翻轉時間 TAT(以下簡稱 TAT)。可用的 RF 能量
、路徑衰落和經過更改的符號速率能延長標簽對閱讀器查詢的響應時間。響應越慢
，讀取多個標簽所花費的時間就越長。快速測量 TAT 對優化 RFID 係統的速度是非常必要的。
使用 RTSA 可以很容易地測量 TAT [參閱圖4]。首先，需要安裝一個頻率模板觸發器以獲取標簽與閱讀器之間的整個查詢。RTSA 的功率與時間關係視圖使用戶能夠觀看整個發射過程。習慣認為一個下行鏈路傳輸(由閱讀器到標簽)結束到下一個下行鏈路傳輸開始之間的時間就是半雙工係統的 TAT。將一個標記放在標簽詢問的結束點，第二個 δ 標記置於反向散射的結束點或下一次閱讀器進行數據發射的開始點，就可以精確測量出 TAT 時間。在大範圍下行鏈路的條件下維持最短的 TAT 將有助於係統吞吐量的最大化。

RTSA 也能解調與標簽查詢相關的符號或比特。用戶隻需選擇相應的 RFID 標準
、調tiao製zhi類lei型xing和he解jie碼ma格ge式shi。分fen析xi儀yi能neng自zi動dong檢jian測ce並bing顯xian示shi鏈lian路lu的de比bi特te率lv。為wei進jin一yi步bu提ti高gao工gong程cheng師shi的de生sheng產chan效xiao率lv
，對dui恢hui複fu出chu的de數shu據ju符fu號hao進jin行xing了le基ji於yu功gong能neng的de顏yan色se編bian碼ma (color-coded)。RTSA 能夠自動識別前導符並將那些符號染成$。這易於識別實際的數據負荷並與已知值進行比較。

本文小結

RFID 產業包含了大量的技術和應用
，其中許多技術和應用與典型的通信鏈路不同。工程師需要能夠快速和便捷地進行監管測試、標準一致性和優化測量的工具。

RSA3408A 是滿足這些需求的一種工具，支持多種 RFID 國際標準
、時間相關的多域測量、定製的 RFID 通信體製、多種 RFID 信號的解調和符號解碼。該儀器大大提高了工程效率，同時縮短了產品投放市場的時間。不論是滿足政府頻譜規定、保證標簽或閱讀器符合特定的通信標準

，還是調試一個開發中遇到的問題，RTSA 都是適合分析閱讀器和標簽所發出的 RFID 信號的獨特工具。