如何对无源UHF RFID电子标签系统设计进行分析?

UHF RFID是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号来自动的识别目标，并且获得目标中的相关信息。它能够自动的收集产品以及时间和地点的信息，而且还能够快速的把信息传递出去，可以有效的减少人为的错误或者干扰，在电力行业中得到了比较广泛的应用。
引言
RFID即Radio Frequency Identification，是无线射频识别技术的简称，也就是人们经常所说的电子标签，是上个世纪出现的一种新的识别技术。RFID的工作频段按照频率的大小可以分为低频——LF、高频——HF、超高频——UHF和微波——MW，UHF RFID的频率位于860~960MHz的范围内，是无源超高射频识别技术，其具有高速度、远距离、比较强的抗干扰能力、低成本的优势以及标签小等优点，成为了RFID技术中的研究热点，得到了比较广泛的应用。
一、UHF RFID电子标签系统简介
UHF RFID系统主要由电子标签、数据管理系统、阅读器三部分组成，其中电子标签是RFID系统中数据的载体，存储了被识别物体的信息，它主要通过标签的形式附着在需要被识别的物探上。阅读器是用来进行信息的读/写或者读设备，主要用来阅读电子标签中的信息，并且将识别的信息传递给数据管理系统，其性能与其设计的结构和技术有很大的关系；其中读写阅读器还能够通过电子标签根据需要写入数据。一般的阅读器主要由高频模块即频率的发送器和接收器，和应答单元相连接的耦合元件即线圈和微波天线以及控制单元组成，还有部分阅读器还安装有附加的接口，如常用的USB接口等可以和电子计算机等其它设备相连接，可以将读取的数据传递给数据管理系统，然后进行后期的分类、统计、存储等处理工作。RFID结构如图1所示。

图1 RFID结构
UHF RFID的工作原理是通过射频识别系统来进行工作，电子标签通常也被称为应答器、射频标签、数据载体，阅读器也被称为读取设备，通讯器、扫描器或者读写器。电子标签和之间通过耦合元件来完成射频信号的无线耦合，在耦合的过程中按照时间的顺序来完成数据的交换和能量的传递。在电子标签和阅读器之间的射频信号的耦合方式主要由以下两种，其中一种是电磁反向散射耦合，这种耦合方式和雷达的工作原理相似，通过发射设备发射电磁波，电磁波在遇到目标后向接收设备产生反射，反射信号中也同时带有目标的信息，这种方式主要利用了电磁波在空间中传播的原理；第二种方式是电感耦合，这种方式和变压器的工作原理类似，通过高频的交变电磁场来实现空间上的耦合，主要应用了法拉第的电磁感应定律。电磁反向散射耦合方式主要用在微波、高频率远距离的视频识别设备中，其主要的工作频率范围有433、915MHz以及2.45、5.8GHz，UHF RFID主要应用的就是这种耦合方式，其识别的距离大于1m，一般的作用距离为3~10m左右。电感耦合方式主要用在影响中、低频的近距离的射频识别系统中，其工作的频率有13.6、125、225MHz，其识别距离小于1m，其作用距离一般为10~20cm。