浅谈液体对超高频RFID标签性能的影响

LASSORFID

RFID射频识别技术应用大体上分两大类。一类是电感耦合技术,另一类是电磁反向耦合技术。

第一类电感耦合的射频标签工作频率在 １２５～ １３４ｋＨｚ或者１３.５６ＭＨｚ。125KHZ低频系统具有很强穿透液体或金属的能力，由于采用电感耦合技术，读写器的读取范围近似等于读写器天线的尺寸。通常情况下， 读取范围限制在10厘米 之内，调整RFID标签与读写器,可能读到1米。典型应用如物流、动物识别、门禁控制、公交ＩＣ 卡、第２代身份证等。

第二类采用电磁反向散射耦合的射频标签工作频率在８６０－９６０ＭＨｚ(也称超高频RFID标签技术)或者2.45ＧＨｚ,这个频段的主要标准为（ＩＳＯ１８０００－６Ｃ）和（ＩＳＯ１８０００－4）,其中超高频RFID标签系统因无需单独布置电源,成本低，读取范围可达几米，在许多领域具有巨大的应用潜力。

液体对超高频RFID标签性能有哪些影响？

超高频RFID标签往往在复杂的工作环境中，由于此频段很容易同周围的物体共振,所以周围的物体会对超高频 RFID标签系统的天线性能产生很大的影响，甚至造成标签不能被正常读取。在资产管理中，超高频 RFID标签经常用于液体环境中，如被贴附于装有水、饮料或药剂等高介电常数物质的瓶上。水对射频信号有吸收作用，水的介电常数在频率为１ＧＨｚ时达到非常之高，大约７０左右，这势必会增大提供给超高频 RFID标签芯片电路的功率最小阈值，同时也会引起标签天线失谐，造成超高频 RFID标签功率传输系数的减小，最终影响标签的读取范围。

LASSORFID超高频RFID标签在液体应用环境上有哪些优势？

超高频 RFID标签需由标签天线接收来自读写器的电磁能量来激活标签，驱动超高频 RFID标签芯片，使标签应答读写器的相关指令并输出超高频 RFID标签信息。芯片正常工作功率Pchip必须大于标签灵敏度阈值。实际应用场景中,超高频 RFID标签贴附于液体物体上所需要的发送功率大于贴附于自由空间中的标签。标签灵敏度降低。

LASSORFID的工程师为确定液体对超高频 RFID标签天线性能的影响，采用电磁场仿真软件 ＨＦＳＳ，研究了一种常用的半波偶极子图书馆电子标签，尺寸 95ｍｍ*3ｍｍ，在 915ＭＨｚ 时预计输入阻抗233Ω。当液体瓶靠近天线时，超高频 RFID标签天线增益减小了。随着标签天线与液体瓶距离的增加，天线增益呈现出先增大后减小的变化趋势，在相距20ｍｍ 处，超高频 RFID标签天线增益出现极大值。由于用电磁反向散射耦合技术,天线方向图的变化不是单一因素所致，液体瓶的表面波，瓶周围的衍射，水的介电常数以及水的损耗正切都会有影响。液体主要改变了超高频 RFID标签天线的谐振频率，距离天线越近，对天线的谐振频率影响越大，导致超高频 RFID标签天线的谐振频率点发生偏移,天线的阻抗匹配很差。

综述,液体对射频信号有吸收作用，会降低超高频 RFID标签的读取范围和读取率，标签灵敏度也会降低。标签放置在液体附近时，天线的增益、阻抗等性能参数会改变，引起超高频 RFID标签失谐。