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在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中，天線(xiàn)的空間布局直接影響信號(hào)接收的穩(wěn)定性和覆蓋范圍。傳統(tǒng)XY平面天線(xiàn)雖然能滿(mǎn)足基本通信需求，但在復(fù)雜電磁環(huán)境或移動(dòng)場(chǎng)景下，僅依賴(lài)XY軸天線(xiàn)可能導(dǎo)致信號(hào)接收不完整，尤其是在垂直方向上信號(hào)衰減嚴(yán)重。Z軸天線(xiàn)的引入彌補(bǔ)了這一缺陷，使系統(tǒng)能夠在三維空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更均衡的信號(hào)接收。然而，出于成本考慮，許多PKE和RFID系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中僅采用2個(gè)XY軸天線(xiàn)或1個(gè)XY軸天線(xiàn)，而舍棄Z軸天線(xiàn)，導(dǎo)致感應(yīng)距離縮短、信號(hào)盲區(qū)增加等問(wèn)題。本文將從Z軸天線(xiàn)的應(yīng)用原理、實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景及市場(chǎng)常用型號(hào)對(duì)比等方面，探討Z軸天線(xiàn)的重要性及優(yōu)化選擇策略。

串行端口最早是在1980年左右出現(xiàn)的。串行端口的目的是連接計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備。在無(wú)線(xiàn)模塊中，串行端口也等效于計(jì)算機(jī)的外圍設(shè)備，串行端口是無(wú)線(xiàn)模塊和計(jì)算機(jī)之間相互通信的接口。

1 RFID天線(xiàn)：無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)交換的橋梁 RFID天線(xiàn)，作為無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)中的發(fā)送與接收元件，利用電磁場(chǎng)作為媒介，實(shí)現(xiàn)了信息的遠(yuǎn)程傳輸與識(shí)別。 2. RFID系統(tǒng)的兩大核心組件 一個(gè)完整的RFID系統(tǒng)由兩部分組成： RFID應(yīng)答器天線(xiàn)：位于待識(shí)別物體上，負(fù)責(zé)接收讀寫(xiě)器發(fā)出的信號(hào)。 讀寫(xiě)器（詢(xún)問(wèn)器）：根據(jù)設(shè)計(jì)和技術(shù)不同，可實(shí)現(xiàn)只讀或讀寫(xiě)功能，是信息交換的發(fā)起者。 3.RFID天線(xiàn)的工作原理 讀寫(xiě)器通過(guò)天線(xiàn)發(fā)射電磁波，RFID標(biāo)簽天線(xiàn)接收到這些波后，將數(shù)據(jù)傳遞給標(biāo)簽系統(tǒng)芯片，進(jìn)而觸發(fā)預(yù)設(shè)動(dòng)作，如返回電子代碼或執(zhí)行系統(tǒng)指令。RFID 天線(xiàn)經(jīng)過(guò)調(diào)諧，僅在以指定 RFID 系統(tǒng)頻率為中心的窄帶載波頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生諧振。這一過(guò)程高效且準(zhǔn)確，是現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)、物流追蹤等領(lǐng)域不可或缺的技術(shù)支撐。

隨著電子顯示牌技術(shù)的不斷發(fā)展，控制方式越來(lái)越多樣化，價(jià)格越來(lái)越低廉，使得其應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛（如：高速公路的指示牌，車(chē)站的指示牌，運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上的比分牌，街頭的廣告牌等等）。

直流電阻與交流電阻的本質(zhì)差異源于電流特性的不同：直流電阻反映材料與幾何的固有屬性，而交流電阻需綜合考慮頻率、電磁場(chǎng)分布及寄生參數(shù)。在工程實(shí)踐中，需根據(jù)電路工作頻率選擇合適的測(cè)量方法與模型。例如，低頻電路可忽略交流電阻的復(fù)雜效應(yīng)，而高頻電路則需采用分布參數(shù)模型進(jìn)行精確設(shè)計(jì)。隨著5G通信、電力電子等技術(shù)的發(fā)展，對(duì)交流電阻的深入理解將成為優(yōu)化系統(tǒng)性能的關(guān)鍵。

上一期我們了解了“低頻RFID”的基本原理與實(shí)際應(yīng)用，它作用范圍現(xiàn)在主要應(yīng)用于短距離技術(shù)領(lǐng)域范圍內(nèi)。本期課堂阿庫(kù)將為你講講高頻RFID的故事~ 一起來(lái)看看低頻RFID與高頻RFID之間有何區(qū)別？

IoT庫(kù)小課堂開(kāi)課啦！一起來(lái)了解一下RFID的基礎(chǔ)知識(shí)吧！

NFC作為近場(chǎng)通信（Near Field Communication）的英文簡(jiǎn)稱(chēng)，其可以在彼此靠近的情況下進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，是由非接觸式射頻識(shí)別（RFID）及互連互通技術(shù)整合演變而來(lái)的，通過(guò)在單一芯片上集成感應(yīng)式讀卡器、感應(yīng)式卡片和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的功能，利用移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)移動(dòng)支付、電子票務(wù)、門(mén)禁、移動(dòng)身份識(shí)別、防偽等應(yīng)用。

通過(guò)活動(dòng)登機(jī)橋擦碰航空器的事故，引出了活動(dòng)登機(jī)橋的操作規(guī)程并分析了操橋存在的問(wèn)題。在簡(jiǎn)介了RFID原理及機(jī)場(chǎng)的應(yīng)用現(xiàn)狀后，建立了基于RFID的登機(jī)橋靠橋定位系統(tǒng)并分析了RFID登機(jī)橋定位系統(tǒng)的特點(diǎn)。分析表明，通過(guò)RFID可以解決活動(dòng)登機(jī)橋靠橋難的問(wèn)題，減少事故的發(fā)生。

一部可支持打電話(huà)、發(fā)短信、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、APP應(yīng)用的手機(jī)，通常包含五個(gè)部分：射頻、基帶、電源管理、外設(shè)、軟件

傳統(tǒng)來(lái)說(shuō)，一部可支持打電話(huà)、發(fā)短信、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、APP 應(yīng)用的手機(jī)，通常包含五個(gè)部分：射頻、基帶、電源管理、外設(shè)、軟件。

本文主要闡述了電子標(biāo)簽的工作原理及電子標(biāo)簽的技術(shù)參數(shù)。

射頻功率放大器的非線(xiàn)性失真會(huì)使其產(chǎn)生新的頻率分量，如對(duì)于二階失真會(huì)產(chǎn)生二次諧波和雙音拍頻，對(duì)于三階失真會(huì)產(chǎn)生三次諧波和多音拍頻。這些新的頻率分量如落在通帶內(nèi)，將會(huì)對(duì)發(fā)射的信號(hào)造成直接干擾，如果落在通帶外將會(huì)干擾其他頻道的信號(hào)。

RFID讀頭通過(guò)天線(xiàn)與RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)簽識(shí)別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮?。典型的rfid讀頭包含有RFID射頻模塊(發(fā)送器和接收器)、控制單元以及閱讀器天線(xiàn)。

該設(shè)計(jì)選用W78E465作為主控模塊，IntelR1000收發(fā)器作為射頻模塊。該設(shè)計(jì)可以作為手持終端，并用RS 232串行通信模塊和電平轉(zhuǎn)換接口MAX232與上位機(jī)相連。系統(tǒng)硬件原理見(jiàn)圖1。

柔性印刷電子技術(shù)是基于印刷原理的電子制造技術(shù)。硅基半導(dǎo)體微電子技術(shù)曾長(zhǎng)時(shí)間占據(jù)電子技術(shù)的絕對(duì)主導(dǎo)地位。但由于硅基集成電路制造技術(shù)的日益復(fù)雜和所需要的巨大投資，硅基集成電路的制造完全壟斷在全世界少數(shù)幾家大公司手中。因此，在過(guò)去10多年中對(duì)溶液化有機(jī)與無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料的研究開(kāi)發(fā)，催生了用傳統(tǒng)印刷技術(shù)制造各種電子器件的探索研究。

深度分析射頻電路的原理及應(yīng)用

RFID技術(shù)和基于RFID發(fā)展起來(lái)的NFC技術(shù)都是屬于近場(chǎng)通訊的范疇，在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域都有極大的應(yīng)用。兩者都基于電磁感應(yīng)原理，利用無(wú)線(xiàn)射頻信號(hào)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別和通訊，讀寫(xiě)距離是評(píng)估其系統(tǒng)的重要指標(biāo)，而標(biāo)簽的諧振頻率是影響這個(gè)指標(biāo)的關(guān)鍵參數(shù)。

本文采用I型諧振單元來(lái)構(gòu)造所設(shè)計(jì)的標(biāo)簽。相比于其他結(jié)構(gòu)的諧振單元，其主要有兩方面的優(yōu)勢(shì)。首先，無(wú)論激勵(lì)信號(hào)是同極化，還是交叉極化的電磁波，I型諧振單元的后向散射信號(hào)中都不含有二次諧波，然而U型諧振單元在交叉極化的信號(hào)源激勵(lì)下，會(huì)產(chǎn)生二次諧波[8]。其次，I型諧振單元在受到正交極化的平面波激勵(lì)時(shí)，只會(huì)對(duì)一個(gè)極化方向的電磁波有所回應(yīng)，而不會(huì)對(duì)另一個(gè)極化方向的電磁波有所回應(yīng)，相應(yīng)的原理圖分別如圖1和圖2所示，其中V(vertical)和H(horizontal)分別代表諧振單元的放置方向和平面波極化方向是豎直和水平的，RCS是雷達(dá)散射界面(Radar Cross Section)。

射頻電路指處理信號(hào)的電磁波長(zhǎng)與電路或器件尺寸處于同一數(shù)量級(jí)的電路。此時(shí)由于器件尺寸和導(dǎo)線(xiàn)尺寸的關(guān)系，電路需要用分布參數(shù)的相關(guān)理論來(lái)處理，這類(lèi)電路都可以認(rèn)為是射頻電路，對(duì)其頻率沒(méi)有嚴(yán)格要求，如長(zhǎng)距離傳輸?shù)慕涣鬏旊娋€(xiàn)(50或60Hz)有時(shí)也要用RF的相關(guān)理論來(lái)處理。

RFID的英文全稱(chēng)是Radio FrequencyIdentification，射頻識(shí)別，又稱(chēng)電子標(biāo)簽，無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別，感應(yīng)式電子晶片，近接卡、感應(yīng)卡、非接觸卡、電子條碼。

1940-1950年：雷達(dá)的改進(jìn)和應(yīng)用催生了射頻識(shí)別技術(shù);1950-1960年：早期的識(shí)別技術(shù)探索階段，主要處于實(shí)驗(yàn)研究;1960-1970年：射頻識(shí)別的理論得到了發(fā)展，開(kāi)始了一些應(yīng)用嘗試;1970-1980年：射頻識(shí)別技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)處于一個(gè)大發(fā)展時(shí)期，出現(xiàn)了一些最早的射頻識(shí)別應(yīng)用;1980-1990年：射頻識(shí)別技術(shù)及產(chǎn)品進(jìn)人商業(yè)應(yīng)用階段;1990-2000年：射頻識(shí)別技術(shù)開(kāi)始向標(biāo)準(zhǔn)化邁進(jìn)，其產(chǎn)品得到廣泛采用;2000年后，標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題13趨被重視，射頻識(shí)別產(chǎn)品種類(lèi)更加豐富，射頻識(shí)別技術(shù)的理論更加豐富和完善，單芯片電子標(biāo)簽，多電子標(biāo)簽識(shí)讀等產(chǎn)品正在成為現(xiàn)實(shí)并走向應(yīng)用。

一套完整的RFID系統(tǒng)，是由閱讀器(Reader)與電子標(biāo)簽(TAG)也就是所謂的應(yīng)答器(Transponder)及應(yīng)用軟件系統(tǒng)三個(gè)部份所組成，其工作原理是Reader發(fā)射一特定頻率的無(wú)線(xiàn)電波能量給Transponder，用以驅(qū)動(dòng)Transponder電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出，此時(shí)Reader便依序接收解讀數(shù)據(jù)，送給應(yīng)用程序做相應(yīng)的處理。

RF(射頻)專(zhuān)指具有一定波長(zhǎng)可用于無(wú)線(xiàn)電通信的電磁波。電磁波可由其頻率表述為：KHz(千赫)，MHz(兆赫)及GHz(千兆赫)。其頻率范圍為VLF(極低頻)也即10-30KHz至EHF(極高頻)也即30-300GHz。

無(wú)協(xié)議通訊是PLC的一種串行通訊方式，可以應(yīng)用于PLC與上位計(jì)算機(jī)或其他設(shè)備的通訊。先容了歐姆龍PLC與V600系列RFID控制器通訊口的連接方式，無(wú)協(xié)議通訊的原理、指令和使用步驟，及其歐姆龍V600系列RFID控制器的命令集和數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。通過(guò)歐姆龍PLC和歐姆龍V600系列RFID控制器之間實(shí)現(xiàn)無(wú)協(xié)議通訊的實(shí)例講述了無(wú)協(xié)議通訊的實(shí)現(xiàn)方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：無(wú)協(xié)議通訊編程靈活、通訊可靠性高， 具有一定的實(shí)用價(jià)值。 　　關(guān)鍵詞：無(wú)協(xié)議通訊，PLC，RFID控制器，數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議

射頻識(shí)別技術(shù)RFID(Radio Frequency IdentificaTIon)是通過(guò)射頻信號(hào)對(duì)某個(gè)目標(biāo)的ID進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別得到對(duì)象信息，并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)的技術(shù)。不同于傳統(tǒng)的磁卡和IC卡，RFID技術(shù)解決了無(wú)源和免接觸兩大問(wèn)題，同時(shí)它可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)和多目標(biāo)識(shí)別，能夠廣泛應(yīng)用于各類(lèi)場(chǎng)合。其突出優(yōu)點(diǎn)是環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、能夠穿透非金屬材質(zhì)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大、抗干擾能力強(qiáng)。

RFID系統(tǒng)的基本工作原理是：標(biāo)簽進(jìn)入讀寫(xiě)器發(fā)射射頻場(chǎng)后，將天線(xiàn)獲得的感應(yīng)電流經(jīng)升壓電路后作為芯片的電源，同時(shí)將帶信息的感應(yīng)電流通過(guò)射頻前端電路變?yōu)閿?shù)字信號(hào)送入邏輯控制電路進(jìn)行處理，需要回復(fù)的信息則從標(biāo)簽存儲(chǔ)器發(fā)出，經(jīng)邏輯控制電路送回射頻前端電路，最后通過(guò)天線(xiàn)發(fā)回讀寫(xiě)器。

RFID無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別技術(shù)，相信很多人都對(duì)他相當(dāng)了解，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)它就是電子標(biāo)簽，是一種利用無(wú)線(xiàn)電射頻信號(hào)耦合傳輸?shù)奶匦?，在讀寫(xiě)器和標(biāo)簽之間進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)傳輸以達(dá)到目標(biāo)識(shí)別和數(shù)據(jù)交換目的的技術(shù)。它的誕生給我們的生活帶來(lái)了莫得便利，正被廣泛用于采購(gòu)分配、商業(yè)貿(mào)易、生產(chǎn)制造、物流、防盜以及軍事用途上。

目前，大多數(shù)RFID系統(tǒng)為低頻和高頻系統(tǒng)，但超高頻頻段的RFID系統(tǒng)具有操作距離遠(yuǎn)，通信速度快，成本低，尺寸小等優(yōu)點(diǎn)，更適合未來(lái)物流、供應(yīng)鏈領(lǐng)域的應(yīng)用。盡管目前，RFID超高頻技術(shù)的發(fā)展已比較成熟，也已經(jīng)有了一些標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)簽的價(jià)格也有所下降;但RFID超高頻讀寫(xiě)器卻有變得更大，更復(fù)雜和更昂貴的趨勢(shì)，其消耗能量將更多，制造元件達(dá)數(shù)百個(gè)之多。然而，這里的設(shè)計(jì)采用高度集成的R1000，可以解決上述問(wèn)題，既可降低芯片設(shè)計(jì)中的復(fù)雜性和生產(chǎn)成本，又能使制造商制造出體積更小，更有創(chuàng)新性的讀寫(xiě)器，從而開(kāi)拓新的RFID應(yīng)用領(lǐng)域。

Doherty放大器最重要的特性是負(fù)載調(diào)制（load modulation），它完美地合成了兩個(gè)放大器的不對(duì)稱(chēng)輸出功率。在小功率等級(jí)下只有一個(gè)放大器（稱(chēng)為載波放大器，carrier amplifier）以低功率電平工作，并且在相同功率等級(jí)下Doherty 功放的效率是采用兩倍大放大器在相同輸出功率等級(jí)下所獲得的效率的兩倍。

文章針對(duì)RFID 系統(tǒng)中的一種PCB 環(huán)型天線(xiàn)設(shè)計(jì)。在對(duì)天線(xiàn)的工作原理進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出基于13．56 MHz、200 mw 的低功率閱讀器的天線(xiàn)設(shè)計(jì)方法，并給出天線(xiàn)的設(shè)計(jì)和調(diào)試過(guò)程。

一般而言，RFID系統(tǒng)由5個(gè)組件構(gòu)成，包括傳送器、接收器、微處理器、天線(xiàn)，標(biāo)簽。傳送器、接收器和微處理器通常都被封裝在一起，又統(tǒng)稱(chēng)為閱讀器(Reader)，所以工業(yè)界經(jīng)常將RFID系統(tǒng)分為閱讀器，天線(xiàn)和標(biāo)簽三大組件，這三大組件一般都可由不同的生產(chǎn)商生產(chǎn)。RFID源于雷達(dá)技術(shù)，所以其工作原理和雷達(dá)極為相似。首先閱讀器通過(guò)天線(xiàn)發(fā)出電子信號(hào)，標(biāo)簽接收到信號(hào)后發(fā)射內(nèi)部存儲(chǔ)的標(biāo)識(shí)信息，閱讀器再通過(guò)天線(xiàn)接收并識(shí)別標(biāo)簽發(fā)回的信息，最后閱讀器再將識(shí)別結(jié)果發(fā)送給主機(jī)。體系架構(gòu)如圖所示。