第7章 RFID电感耦合方式的射频前端
第7章RFID电感耦合方式射频前端
Q R
0L
(7.28)
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物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
3.输入导纳
在谐振频率，输入导纳为
Y in
1 R
在其它频率，输入导纳为复数。
(7.30)
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4.带宽
带宽可以由品质因数和谐振频率求得。
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第7章 RFID电感耦合方式的射频前端
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物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
低频和高频RFID采用电感耦合方式进行工作。在这种工作 方式中，线圈形式的天线相当于电感，电感线圈产生交变磁场， 使读写器与电子标签之间相互耦合，构成了电感耦合的工作方式。 同时，线圈产生的电感与射频电路中的电容组合在一起，形成谐 振电路，谐振电路可以实现低频和高频RFID能量和数据的传输。
功率损耗
Q 0L
R
(7.12) (7.13)
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பைடு நூலகம்
3.输入阻抗
在谐振频率，电感的感抗和电容的容抗相互抵消，
输入阻抗为
Zin R
在其它频率，输入阻抗为复数。
(7.15)
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物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
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物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
图7.5 读写器射频前端天线电路的结构
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物联网-射频识别（RFID）核心技术详解（第2版）
7.2.2 串联谐振电路
无源射频识别读写器射频前端的设计与实现
无源射频识别读写器射频前端的设计与实现无源射频识别（RFID）技术是一种非接触式自动识别技术，被广泛应用于物流、仓储管理、车辆管理、电子支付等领域。
无源射频识别读写器是实现RFID技术的关键设备之一，其射频前端的设计与实现对整个读写器的性能和稳定性有着重要影响。
射频前端是RFID读写器中负责将射频信号进行放大、滤波、解调和整形的模块。
其设计目标是实现高灵敏度、低功耗和稳定的性能。
为了达到这些目标，射频前端的设计需要考虑以下几个方面。
首先，射频前端需要选择合适的天线。
天线是RFID系统中能量传输和信号传输的关键部分，其阻抗匹配与射频前端的性能直接相关。
合适的天线设计可以提高能量传输效率和信号接收灵敏度，从而提高读写器的识别距离和读取速度。
其次，射频前端需要设计合适的射频放大器。
射频放大器负责将接收到的微弱射频信号放大到一定的幅度，以便后续的解调和处理。
合适的射频放大器设计可以提高读写器的灵敏度，增强对弱信号的接收能力。
另外，射频前端还需要设计合适的滤波器。
滤波器用于抑制或去除射频前端输入信号中的杂散信号和噪声，以保证读写器的信号质量和抗干扰能力。
合适的滤波器设计可以降低读写器对外界干扰的敏感度，提高系统的可靠性和抗干扰能力。
最后，射频前端还需要设计合适的解调和整形电路。
解调和整形电路负责将放大后的射频信号进行解调、整形和数字化处理，以便后续的数据处理和识别。
合适的解调和整形电路设计可以提高读写器的数据处理速度和准确性。
总之，无源射频识别读写器射频前端的设计与实现是保证读写器性能和稳定性的重要环节。
通过合理选择天线、设计合适的射频放大器、滤波器和解调整形电路，可以提高读写器的灵敏度、抗干扰能力和数据处理速度，从而更好地满足各种应用场景的需求。
思考与练习_物联网：射频识别（RFID）核心技术详解（第3版）_[共2页]
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第7章 RFID 电感耦合方式的射频前端174电容负载调制的特性如下。
• 在电阻负载调制中，读写器和电子标签在工作频率下都处于谐振状态；而在电容负载调制中，由于接入了电容mod C ，电子标签回路失谐，又由于读写器与电子标签的耦合作用，导致读写器也失谐。
• 开关S 的通断控制电容mod C 按数据流的时钟接通和断开，使电子标签的谐振频率在两个频率之间转换。
• 通过定性分析可以知道，电容mod C 的接入使电子标签电感线圈上的电压下降。
• 由于电子标签电感线圈上的电压下降，使读写器电感线圈上的电压上升。
• 电容负载调制的波形变化，与电阻负载调制的波形变化相似，但此时读写器电感线圈上电压不仅发生振幅的变化，也发生相位的变化，相位变化应尽量减小。
7.5 本章小结低频和高频RFID 是采用电感耦合方式进行工作的。
在这种工作方式中，线圈形式的天线相当于电感，线圈产生的电感与电容组合在一起，形成谐振电路，读写器和电子标签的射频前端都采用谐振电路。
同时，电感线圈产生交变磁场，使读写器天线与电子标签天线之间相互耦合，构成了电感耦合方式的能量传输和数据传输。
电感有自感和互感两种，读写器线圈、电子标签线圈分别都有自感，同时读写器线圈与电子标签线圈之间形成互感。
RFID 读写器的射频前端采用串联谐振电路，串联谐振电路可以使读写器天线上的电流最大，使读写器线圈产生最大的磁通，能最大程度地输出读写器的能量。
RFID 电子标签的射频前端常采用并联谐振电路，并联谐振电路可以使电子标签天线上感应的电压最大，使电子标签线圈输出最大的电压，使电子标签最大程度地耦合来自读写器的能量。
读写器与电子标签之间有电感耦合。
读写器通过电感耦合给电子标签提供能量，并通过整流电路可以产生电子标签芯片工作的直流电压。
负载调制是电子标签经常使用的向读写器传输数据的方法，电子标签负载调制技术主要有电阻负载调制和电容负载调制两种方式。
7.6 思考与练习7.1 磁通是怎么定义的？线圈的自感与磁通有什么关系？两个线圈的互感与磁通有什么关系？7.2 RFID 读写器的射频前端常采用哪种谐振电路，为什么？7.3 串联谐振时，电感和电容的储能一样吗？串联谐振电路的谐振频率是什么?什么是串联谐振电路的频带宽度？频带宽度与品质因数有什么关系？7.4 某高频RFID 工作频率为6.78MHz ，采用串联谐振的射频前端电路，若线圈天线。
射频识别(RFID)原理与应用(第2版)课后双数题答案
1.产品的追溯功能
2.数据的读写功能
3.小型化和多样化的形状
4.耐环境性
5.可重复使用
6.穿透性
7.数据的记忆容量大
2、RFID标签的应用及防伪特点
应用1：2009年五粮液集团投入2亿元的巨资购买R F I D系统，以满足五粮液高端产品对安全防伪和产品追溯管理等功能的需求，构建一个完整的RFID整体解决平台。
1.6什么是1比特应答器?它有什么应用?有哪些实现方法?
答：
11比特应答器是字节为1比特的应答器。
2应用于电子防盗系统。
3射频标签利用二极管的非线性特性产生载波的谐波。
1.8 RRFTD系统中阅读器应具有哪些功能?
答：
①以射频方式向应答器传输能量。
②以应答器中读出数据或向应答器写入数据。
③完成对读取数据的信息处理并实现应用操作。
生成公钥
随机生成数字k作为私钥，我们将其乘以曲线上称为生成点G的预定点，在曲线上的其他位置产生另一个点，即相应的公钥K.
生成器点G被指定为secp256k1标准的一部分，并且对于所有密钥始终相同
5.8说明射频识别中阅读器与应答器的三次认证过程。
答：
三次认证过程
阅读器发送查询口令的命令给应答器，应答器作为应答响应传送所产生的一个随机数RB给阅读器。
第2章电感耦合方式的射频前端
2.2画出图2.26中P点处的电压波形，并进一步比较图2.26所示电路与图2.28(a)所示电路的不同点。
答：
图2.26所示电路与图2.28（a）所示电路的不同点：
图2.26所示的电路里面加入了滤波电路和跟随电路，而图2.28（a）没有。并且图2.28有二极管，来进行确定导通哪个三极管，但是图2.28（a）没有，这就使得图2.28（a）变成了标准正弦波。
RFID电感耦合方式的射频前端工作原理介绍
RFID电感耦合方式的射频前端工作原理介绍引言：IoT的核心技术之一就是RFID，对于RFID的组件RFID读写器和电子标签的工作原理，你了解嘛？其实RFID的两种组件是通过天线进行通信，采用电感耦合的方式进行。
总结要点（1）了解线圈的电感和互感的概念。
（2）了解串并联谐振电路的概念。
（3）RFID读写器的射频前端采用串联谐振电路。
（4）RFID电子标签的射频前端采用并联谐振电路。
（5）RFID的读写器和电子标签通过电感耦合传输信息。
（6）了解负载调制以及功率匹配的概念。
概念解析（1）谐振电路，谐振电路能够有选择性的让一部分频率的信号通过，同时衰减通带外的信号。
（2）谐振电路参数，我们常用谐振频率、品质因数、输入阻抗和频带宽度等参数进行对谐振电路描述。
（3）谐振频率，也就是外部信号以特定的频率输入谐振电路后使的谐振电路的容抗等于感抗，这个特定的频率就是谐振频率，也称之为工作频率。
（4）品质因数，定义为谐振电路的平均储能与功率损耗的比值，我们常用特性阻抗与回路电阻比值表示，故而可知Q因子是一个无量纲参数。
串联谐振和并联谐振串联谐振电路并联谐振电路小总结：（1）串联谐振电路和并联谐振电路的谐振频率计算公式一样。
（2）串联谐振和并联谐振的电阻R越小，也就是电路损耗越小，那么品质因数就越高，也就是信号的选择性越好，同时频带宽度BW也就越窄。
（3）通常实际使用的是有载品质因数，由于外部负载的能量损耗，故而有载品质因数会下降，这是采用计算外部品质因数。
电感耦合电感耦合小总结：（1）RFID读写器和电子标签之间采用电感耦合，读写器通过电感耦合给电子标签提供能量，同时传输信息通信。
电感耦合是符合法拉第电磁感应定律。
（2）电子标签输出电压的调节，电子标签获取的是交流电压，经过全波整流电路、滤波电路和稳压电路后输出直流温度电压。
（3）电子标签通过负载调制的方式向读写器传输数据，也就是负载调制通过对电子标签振荡回路的电参数根据数据流进行调节，进行编码调制传输数据信息。
电感耦合方式的射频前端
– 安培定理指出，电流流过一个导体时，在此导 体的周围会产生一个磁场 。
a
H i
H i 2πa
12
2 电感耦合方式的射频前端
• 电感线圈的交变磁场
– 在电感耦合的RFID系统中，阅读器天线电路的 电感常采用短圆柱形线圈结构 。
X
线圈
i1
a O
r
Y
v1=V1msin(ωt)
BZ
L
L
C C
（a）串联谐振回路
（b）并联谐振回路
次级线圈 初级 线圈
C2
C1
（c）具有初级和次级线圈的耦合电路
在阅读器中，串联谐振回路具 有电路简单、成本低，激励可 采用低内阻的恒压源，谐振时 可获得最大的回路电流等特点， 被广泛采用。
3
2 电感耦合方式的射频前端
• 串联谐振回路
R1是电感线圈L损耗的等
（1）谐振时，回路电抗X= 0，阻抗Z=R为最小值， RS 且为纯阻
（2）谐振时，回路电流最 Vs 大，即，且与同相
（3）电感与电容两端电压 的模值相等，且等于外加 电压的Q倍
L
R1
C
I
RL
7
2 电感耦合方式的射频前端
• 串联谐振回路
回路的品质因数
RS
Q 0L 1 1 L 1
线圈上就会产生感应电压，
当距离足够近，应答器天线
14
2 电感耦合方式的射频前端
• 应答器的天线电路
– Microchip 公司的13.56 MHz应答器（无源射频 卡）MCRF355和MCRF360芯片的天线电路
Ant.A
L1 C
MCRF355
Ant.B
电感耦合方式的射频前端
电感耦合方式的射频前端射频（Radio Frequency, RF）前端是无线通信系统中一个重要的部件，它负责接收和发送无线信号。
电感耦合方式是一种常用于射频前端的连接方式，它通过电感器件来实现信号的传输和耦合。
本文将详细介绍电感耦合方式的射频前端，包括其原理、应用和优缺点等。
原理电感耦合方式的射频前端采用电感器件来进行信号的耦合和传输。
其原理是利用电感的感应作用，将输入信号通过电感的磁场耦合到输出端，从而实现信号的传输。
电感耦合方式通常包含一个输入电感和一个输出电感。
输入电感将信号输入到射频前端，而输出电感将信号输出到下一级电路。
通过调节电感的参数，如感应系数和自感系数等，可以实现对信号的传输和耦合的精确控制。
应用电感耦合方式的射频前端在无线通信系统中有着广泛的应用。
1. 无线通信电感耦合方式的射频前端可以用于各种无线通信系统，如移动通信、卫星通信和无线网络等。
它可以实现对无线信号的接收、放大和发送等功能，为无线通信提供了关键的连接方式。
2. 射频识别（RFID）射频识别技术是一种无线识别技术，通过射频信号实现对物体的识别和跟踪。
电感耦合方式的射频前端在RFID系统中扮演着重要的角色，它可以将射频信号传输到读写器和标签之间，实现对标签的读取和写入操作。
3. 无线充电近年来，无线充电技术得到了广泛的应用。
电感耦合方式的射频前端可以用于无线充电系统中，通过电感耦合将电能传输到无线充电设备中，实现对设备的充电。
这种方式的充电方式相比传统的插座充电更为便捷和灵活。
优缺点电感耦合方式的射频前端具有以下优点和缺点：优点•传输效率高：电感耦合方式可以实现高效的信号传输和耦合，提高了系统的传输效率。
•灵活性强：电感耦合方式可以通过调节电感参数来实现对信号的精确控制，具有较高的灵活性。
•结构简单：电感耦合方式的射频前端结构相对简单，易于制造和维护。
缺点•磁场干扰：电感耦合方式容易受到外部磁场的干扰，可能会影响信号质量。
RFID技术介绍报告
数据信息的编码与调制
从模拟信号转换成数字信号分为三个阶段： 抽样：每隔一个相等的时间间隙，
采集连续信号的一个样值。 ② 量化：将量值连续分布的样值，归
并到有限个取值范围内。 ③ 编码：用二进制数字代码，表达这
有限个值域（量化区）。
抽样定理：一个频带限制在（0，τ）内的时间
典型的阅读器包含有高频模块(发送器和接 收器)、控制单元、振荡电路以及阅读器天线 几部分。
在实际应用中，有4种波段的频率，低频 （125kHz），高频（13.54MHz），超高频 （850～910MHz），微波（2.45GHz）。
不同频率用在不同的领域，下图显示了 不同应用场合的阅读器。
在射频读写器的应用中遇到的一个问题就 是阅读器冲突，这是一个阅读器接收到的 信息和另外一个阅读器接收到的信息发生 冲突，产生重叠。
例题：对于一个RFID标签，内部有50匝 线圈绕制而成的天线线圈，读写器周围磁 通变化率为0.004Wb/s，试计算在电子标签 的天线两端能够产生多大的感应电动势？
解： 根据 公式E=n（Δφ/Δt）可知，
当读写器周围的磁通变化率为0.004Wb/s， 线圈匝数为50匝，代入公式可得感应电动 势：
应答器能源不同可以分为：无源（被动 式）应答器、半无源（半被动式）应答器 和有源（主动式）应答器。
有源应答器，这种应答器工作所需的 能量完全来自于自身的电源模块，它会 主动地与阅读器信息传输。
由于这样的就需要比较大能量供应， 所以有源应答器的体积往往比较大，重 量也较重。
控制器是应答器系统的核心部分， 对于可读可写应答器，需要内部逻辑控 制对读写的使能，读写的操作的支持， 对于有密码的答器，要求控制器能进行 数字验证操作。
(射频识别技术及应用)电感耦合方式的射频前端
80%
标签
由耦合元件及芯片组成，每个标 签具有唯一的电子编码，附着在 物体上标识目标对象。
电感耦合方式工作原理
读写器通过天线发射高 频振荡波，在周围空间 形成交变电磁场。
当标签进入读写器的电 磁场时，其天线通过电 磁感应原理产生感应电 流，从而获得能量并被 激活。
标签将自身信息通过内 置天线以反射调制的方 式发送出去。
射频识别技术及应用电感耦合 方式的射频前端目CONTENCT录
• 射频识别技术概述 • 电感耦合方式射频前端组成及工作
原理 • 电感耦合方式射频前端关键技术与
挑战
目
CONTENCT
录
• 电感耦合方式射频前端在各领域应 用现状
• 电感耦合方式射频前端未来发展趋 势预测
• 总结与展望
01
射频识别技术概述
射频识别技术定义
射频识别（RFID）
一种无线通信技术，利用射频信号自动识别目标对象并获取相关 数据。
非接触式识别
通过无线电波进行通信，无需直接接触或光学可视即可完成识别 。
射频识别技术发展历程
早期探索
20世纪60年代开始，研究者们开始探索利用无线电 波进行自动识别的可能性。
技术成熟
随着微电子技术和无线通信技术的发展，RFID技术 逐渐成熟并应用于多个领域。
在工业自动化和智能制造领域，电感耦合方式射频前端可用于实现无线
传感器网络、工业物联网等应用场景中的无线通信和数据采集。
03
医疗保健和可穿戴设备
在医疗保健和可穿戴设备领域，电感耦合方式射频前端可用于实现无线
生命体征监测、医疗数据传输等应用场景。
产业发展趋势预测
产业链整合
随着电感耦合方式射频前端市场的不断扩大，产业链上下游企业将进一步整合，形成更加紧密的合作关系，提高整个 产业的竞争力。
(完整版)射频识别(RFID)原理与应用(第2版)课后双数题答案
第1章RFID概论1.2简述RFID的基本原理答：1.4简述RFID系统的电感耦合方式和反向散射耦合方式的原理和特点。
答：原理：①电感耦合:应用的是变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合，依据的是电磁感应定律。
②反向散射耦合:应用的是雷达原理模型，发射出去的电磁波，碰到目标后反射，同时携带目标信息，依据的是电磁波的空间传播规律特点：①通过电感耦合方式一般适合于中，低频工作的近距离射频识别系统，典型的工作频率有125khz, 225khz和13. 56mhz。
识别作用距离小于1m,典型作用距离为10~20cm。
②反向射散耦合方式一般适合于高频，微波工作的远距离射频识别系统，典型的工作频率有433mhz, 915mhz, 2.45ghz，5.5ghz,识别作用距离大于1m,典型作用的距离为3~10m。
1.6什么是1比特应答器?它有什么应用?有哪些实现方法?答：①1比特应答器是字节为1比特的应答器。
②应用于电子防盗系统。
③射频标签利用二极管的非线性特性产生载波的谐波。
1.8 RRFTD系统中阅读器应具有哪些功能?答：①以射频方式向应答器传输能量。
②以应答器中读出数据或向应答器写入数据。
③完成对读取数据的信息处理并实现应用操作。
④若有需要，应能和高层处理交互信息。
1.10 RFID标签和条形码各有什么特点?它们有何不同?答：特点：RFID标签：①RFID可以识别单个非常具体的物体。
②RFID可以同时对多个物体进行识读。
③RFID采用无线射频，可以透过外部材料读取数据。
④RFID的应答器可存储的信息量大，并可以多次改写。
⑤易于构成网络应用环境。
条形码：①条形码易于制作，对印刷设备和材料无特殊要求，条形码成本低廉、价格便宜。
②条形码用激光读取信息，数据输入速度快，识别可靠准确。
③识别设备结构简单、操作容易、无须专门训练。
不同点：而RFID不要求看见目标，RFID标签只要在阅读器的作用范围内就可以被读取。
1.12参阅有关资料，对RFID防伪或食品安全追溯应用进行阐述。
电感耦合 rfid 原理
电感耦合 rfid 原理宝子们！今天咱们来唠唠电感耦合RFID这个超有趣的东西。
咱先来说说啥是RFID哈。
RFID呢，就是无线射频识别技术。
这就像是给每个物品都贴上了一个超级智能的小标签，这个小标签能和外界“聊天”，告诉别人自己是谁、从哪儿来之类的信息呢。
而电感耦合RFID呢，那可是RFID家族里很重要的一员哦。
电感耦合RFID的工作原理呀，就像是一场神奇的电磁魔法秀。
想象一下，有一个读写器，就像是一个超级侦探，在寻找着那些带着小标签的物品。
这个读写器里面有一个线圈，这个线圈可不得了，它能产生交变磁场呢。
就像一个小魔法圈，不断地释放出一种看不见的魔法力量。
然后呢，那些小小的RFID标签呀，它们也有自己的小线圈。
当读写器的交变磁场碰到标签的小线圈的时候，就像两个小魔法圈之间产生了感应。
这个时候呀，标签的小线圈就像被唤醒了一样，它从读写器的磁场里获得了能量。
这就像是小标签在说：“哇，我从读写器大哥那里得到力量啦！”得到能量之后呢，标签就开始启动自己内部的小电路啦。
这个小电路里面有存储着物品信息的芯片哦。
就像是小标签的大脑，里面装着各种各样关于这个物品的秘密。
然后呢，标签就利用从读写器那里得到的能量，把自己大脑里的信息通过电磁感应的方式再传回给读写器。
这就像是小标签在向读写器这个超级侦探汇报自己的情况：“我是这个物品的标签哦，我知道它的名字叫啥，它的身份编号是啥啥啥。
”你可能会想，这磁场感应来感应去的，不会乱套吗？其实呀，不会的啦。
因为读写器和标签之间就像是有一套专属的密码一样。
读写器发出的磁场频率和标签接收、回应的频率都是事先约定好的。
就像两个人之间的小暗号，只有彼此能懂。
电感耦合RFID在我们生活中的应用可多啦。
比如说在超市里，那些商品上的小标签。
收银员拿着扫描枪（其实也是一种读写器啦），在商品上一扫，就能知道这个商品的价格、名称等信息。
这就是电感耦合RFID在悄悄地发挥作用呢。
还有在图书馆里，那些书本上的标签，通过门禁处的读写器，就能知道这本书有没有被正常借阅或者归还。
RFID系统基本原理
声表面波RFID的主要优点有： （1）读取范围大且可靠，可达数米；
（2）可使用在金属和液体产品上；
（3）标签芯片与天线的匹配简单，制作工艺成本低； （4）不仅能识别静止的物体，而且能识别速度达300km/h的高速运动物体。 （5）可在高温差（-100℃～300℃）、强电磁干扰等恶劣环境下使用。
的电路，以提高声表面波标签的性能。
四、声表面波标签的识别原理
（3）应用小型低成本且适合待识别物品的电子标签天线 为增加识别距离和提高识别可能性，应尽量加大天线尺寸，但在 一些应用中，却希望标签尺寸越小越好。因此，小型且低成本适 合待识别物品的电子标签天线是应用的关键。
四、声表面波标签的识别原理
（4）封装 由于标签附着的物品和使用环境千差万别，所以其封装结构各有特色，它们 都必须达到以下几个要求。 保证压电芯片在工作寿命期间能耐受外部环境应力及其变化，不造成性能 恶化。
三、电磁反向散射RFID系统
2、反向散射调制 雷达技术为RFID的反向散射耦合方式提供了理论和应用基础。
当电磁波遇到空间目标时，其能量的一部分被目标吸收，另一部
分以不同的强度散射到各个方向。在散射的能量中，一小部分反 射回发射天线，并被天线接收（因此发射天线也是接收天线）， 对接收信号进行放大和处理，即可获得目标的有关信息。
补充。
SAW标签应用领域非常广泛，包括物流管理、路桥收费、公共交通、门禁 控制、防伪、超市防盗、航空行李分拣、邮包跟踪、流水线控制与跟踪、 体育竞赛等。同时也适用于压力、应力、扭曲、加速度 和温度等变化参数 的测量，如铁路红外轴温探测系统的热轴定位、轨道衡、超偏载检测系统、
汽车轮胎压力等。
四、声表面波标签的识别原理
射频识别(RFID)原理与应用(第2版)课后双数题答案
第1章 RFID概论简述RFID的基本原理答：简述RFID系统的电感耦合方式和反向散射耦合方式的原理和特点。
答：原理：①电感耦合:应用的是变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合，依据的是电磁感应定律。
②反向散射耦合:应用的是雷达原理模型，发射出去的电磁波，碰到目标后反射，同时携带目标信息，依据的是电磁波的空间传播规律特点：①通过电感耦合方式一般适合于中，低频工作的近距离射频识别系统，典型的工作频率有125khz, 225khz和13. 56mhz。
识别作用距离小于1m,典型作用距离为10~20cm。
②反向射散耦合方式一般适合于高频，微波工作的远距离射频识别系统，典型的工作频率有433mhz, 915mhz, ，,识别作用距离大于1m,典型作用的距离为3~10m。
什么是1比特应答器它有什么应用有哪些实现方法答：①1比特应答器是字节为1比特的应答器。
②应用于电子防盗系统。
③射频标签利用二极管的非线性特性产生载波的谐波。
RRFTD系统中阅读器应具有哪些功能答：①以射频方式向应答器传输能量。
②以应答器中读出数据或向应答器写入数据。
③完成对读取数据的信息处理并实现应用操作。
④若有需要，应能和高层处理交互信息。
RFID标签和条形码各有什么特点它们有何不同答：特点：RFID标签：①RFID可以识别单个非常具体的物体。
②RFID可以同时对多个物体进行识读。
③RFID采用无线射频，可以透过外部材料读取数据。
④RFID的应答器可存储的信息量大，并可以多次改写。
⑤易于构成网络应用环境。
条形码：①条形码易于制作，对印刷设备和材料无特殊要求，条形码成本低廉、价格便宜。
②条形码用激光读取信息，数据输入速度快，识别可靠准确。
③识别设备结构简单、操作容易、无须专门训练。
不同点：条形码是“可视技术”，识读设备只能接收视野范围内的条形码；而RFID不要求看见目标，RFID标签只要在阅读器的作用范围内就可以被读取。
参阅有关资料，对RFID防伪或食品安全追溯应用进行阐述。
射频识别RFID
三、传输线变压器和功率合成器
• 并联与推挽电路可认为是功率合成电路， 但各单元放大电路不能实现彼此隔离、相 互无关。 • 采用传输线变压器的功率合成器易于解决 宽频带、大功率与高效率等一系列问题， 因而获得了广泛的应用。
1．传输线变压器的工作原理
2. 1:4传输线变压器
3.1：1传输线变压器
i1 增大可以增加作用距离，但受到以下因素的限
Q Q0 , i1 i1 ； •
②应答器进入阅读器的能量场内 (M≠0)
Q R • 随着M的增大， f 1 增加， 和 i1 会下降； • 因此，功率放大电路在空载设计好后，不 会因应答器的进入造成电子器件的损坏。 Q L 越小越好。 • 要使η高，则 Q越大越好， L 但 Q L 越小则选频的作用变差。 • 可见，阅读器中功率放大器的中介回路在 完成能量传输时，其品质因数 QL 应比较高。
六、对Q值的理解
• (1)电感的品质因数： L QL R1 • (2)回路的Q值：
R R1 RS RL
Q
L
R
L
R1 RS RL
2.2应答器天线电路
一、应答器常用芯片及天线电路 的连接
• 当Ant.B端通过控制开关与Vss端短按时， 谐振回路与工作频率失谐，此时应答器芯 片虽然已处于阅读器的射频能量场之内， 但因失谐无法获得正常工作所需能量，处 于休眠状态。 • 当Ant.B端开路时，谐振回路谐振在工作频 率(13.56 MHz)上，应答器可获得能量，进 入工作状态。 • 在图2.8(a)和(b)中，电感和电容器都是外 接于应答器芯片，整个电路被封装在卡中。 在图2.8(c)中，电容被集成在芯片内部，仅 需要外接电感线圈。
第二章
电感耦合rfid
电感耦合rfid
电感耦合RFID技术是一种无线识别技术，它利用电磁感应原理实现数据的传输和识别。
该技术主要应用于物流、仓储、生产制造等领域，可以实现对物品的追踪、管理和控制。
电感耦合RFID技术的核心是RFID标签和读写器。
RFID标签是一种被动式的电子标签，它由天线、芯片和封装材料组成。
当RFID 标签靠近读写器时，读写器会向标签发送电磁波，标签接收到电磁波后会产生电流，从而激活芯片，芯片将存储的数据通过天线发送回读写器，完成数据的传输和识别。
电感耦合RFID技术具有许多优点。
首先，它可以实现非接触式的数据传输和识别，无需物理接触，避免了传统条码技术中易受污染、易损坏的问题。
其次，RFID标签可以被读写器同时识别多个，提高了数据的处理效率。
此外，RFID标签可以在不同的环境下使用，如高温、低温、潮湿等，具有较强的适应性。
电感耦合RFID技术的应用非常广泛。
在物流领域，RFID技术可以实现对货物的追踪和管理，提高了物流效率和准确性。
在仓储领域，RFID技术可以实现对库存的实时监控和管理，避免了库存过多或过少的问题。
在生产制造领域，RFID技术可以实现对生产过程的监控和控制，提高了生产效率和质量。
电感耦合RFID技术是一种非常有前途的无线识别技术，它可以实
现对物品的追踪、管理和控制，具有广泛的应用前景。
随着技术的不断发展和完善，相信RFID技术将会在更多的领域得到应用。
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3.输入导纳
在谐振频率，输入导纳为
1 Yin R
在其它频率，输入导纳为复数。
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7.2
RFID读写器的射频前端
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RFID读写器的射频前端常采用串联谐振电路，串
联谐振电路可以使低频和高频RFID读写器有较好的能量
输出。
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耦合的能量最大。
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7.3.1 RFID电子标签射频前端的结构
图7.8 电子标签射频前端天线电路的结构
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7.3.2 并联谐振电路
并联谐振电路如图7.9所示，由电阻、电感和电容并联
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7.1.3线圈的互感
当第一个线圈上的电流产生磁场，并且该磁场
通过第二个线圈时，通过第二个线圈的总磁通与第一 个线圈上电流的比值，称为两个线圈间的互感。互感 定义为
M 12
12
I1
（7.5）
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系为
1 1 1 QL Q Qe
(7.23)
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7.3
RFID电子标签的射频前端
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RFID电子标签的射频前端常采用并联谐振电路，
并联谐振电路可以使低频和高频RFID电子标签从读写器
而成。
图7.9 并联谐振电路
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1.谐振频率
谐振角频率为
0
1 LC
(7.26)
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2.品质因数
并联谐振电路的品质因数为
R Q 0 L
(7.28)
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第7章 RFID电感耦合方式的射频前端
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低频和高频RFID采用电感耦合方式进行工作。在这种工作 方式中，线圈形式的天线相当于电感，电感线圈产生交变磁场，
使读写器与电子标签之间相互耦合，构成了电感耦合的工作方式。 同时，线圈产生的电感与射频电路中的电容组合在一起，形成谐 振电路，谐振电路可以实现低频和高频RFID能量和数据的传输。
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7.2.2 串联谐振电路
串联谐振电路如图7.6所示，由电阻 、电感 和电
容 串联而成。
图7.6 串联谐振电路
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1.谐振频率
图7.6所示的电路，只有当频率为某一特殊值时，
因数越高，则相对带宽越小。
BW 2 1
0
Q
(7.19)
Q
2 1
0
0
BW
(7.20)
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5.有载品质因数
实际应用中，谐振电路总是要与外负载相耦合，
由于外负载消耗能量，使总的品质因数下降。
无载品质因数、外部品质因数和总的品质因数关
7.2.1RFID读写器射频前端的结构
对读写器天线电路的构造有如下要求。 （1）读写器天线上的电流最大，使读写器线圈产生最大 的磁通； （2）功率匹配，最大程度地输出读写器的能量；
（3）足够的带宽，使读写器信号无失真输出。
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图7.5 读写器射频前端天线电路的结构
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读写器与电子标签的线圈通常都有很多匝，通 过
N
匝线圈的总磁通为
NΦ
（7.2）
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7.1.2线圈的电感
在RFID中，读写器的线圈与电子标签的线圈都 有电感。线圈的电感为
L
I
（7.3）
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7.1
线圈的自感和互感 RFID读写器的射频前端 RFID电子标签的射频前端 RFID读写器与电子标签的电感耦合
7.2
7.3
7.4
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7.1
线圈的自感和互感
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才能产生谐振，此频率称为谐振频率。
谐振频率为
f0
1 2 LC
(7.11)
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2.品质因数
品质因数定义为
平均储能 Q 0 功率损耗 串联谐振电路的品质因数为
Q
(7.12)
0 L
R
(7.13)
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7.1.1 磁通量
磁通是电磁学中的一个重要物理量。磁感应强 度通过曲面的通量称为磁通，磁通表示为
Φ B dS
S
（7.1）
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图7.1 通过一个闭合回路的磁通量
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读写器与电子标签线圈之间的互感示意图如图
7.4所示。
图7.4 读写器与电子标签之间的互感
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读写器与电子标签两个线圈之间的互感近似可
以表示为
2 0N1 N 2 R12 R2
M 12
2 R12 d
2 3/ 2
（7.5）
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3.输入阻抗
在谐振频率，电感的感抗和电容的容抗相互抵消，
输入阻抗为
Zin R
在其它频率，输入阻抗为复数。
(7.15)
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4.带宽
图7.7 串联谐振电路的带宽
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带宽可以由品质因数和谐振频率求得，如果品质