射频(RF)技能—根本介绍
RF(Radio Frequency)技能被广泛运用于多种范畴,如:电视、播送、移动电话、雷达、主动辨认体系等。专用词RFID(射频辨认)即指运用射频辨认信号对方针物进行辨认。RFID的运用包含:
● ETC(电子收费)
● 铁路机车车辆辨认与盯梢
● 集装箱辨认
● 贵重物品的辨认、认证及盯梢
● 商业零售、医疗保健、后勤服务等的方针物办理
● 收支门禁办理
● 动物辨认、盯梢
● 车辆主动锁死(防盗)
RF(射频)专指具有必定波长可用于无线电通讯的电磁波。电磁波可由其频率表述为:KHz(千赫),MHz(兆赫)及GHz(千兆赫)。其频率规模为VLF(极低频)也即10-30KHz至EHF(极高频)也即30-300GHz。
RFID是一项易于操控,简略有用且特别合适用于主动化操控的灵敏性运用技能,其所具有的共同优越性是其它辨认技能无法企及的。它既可支撑只读作业方式也可支撑读写作业方式,且无需触摸或瞄准;可自在作业在各种恶劣环境下;可进行高度的数据集成。别的,因为该技能很难被仿冒、侵入,使RFID具有了极高的安全防护才能。
从概念上来讲,RFID 类似于条码扫描,关于条码技能而言,它是将已编码的条形码附着于方针物并运用专用的扫描读写器运用光信号将信息由条形磁传送到扫描读写器;而RFID则运用专用的RFID读写器及专门的可附着于方针物的RFID单元,运用RF信号将信息由RFID单元传送至RFID读写器。
RFID单元中载有关于方针物的各类相关信息,如:该方针物的称号,方针物运送开端停止地址、中转地址及方针物经过某一地的详细时刻等,还能够载入比如温度等方针。RFID单元,如标签、卡等可灵敏附着于从车辆到载货底盘的各类物品。
RFID技能所运用的电波频率为50KHz-5.8GHz,如图一所示,一个最根本的RFID体系一般包含以下几个部份:
● 一个载有方针物相关信息的RFID单元(应答机或卡、标签等)
● 在读写器及RFID单元间传输RF信号的天线
● 一个发生RF信号的RF收发器(RF transceiver)
● 一个接纳从RFID单元上回来的RF信号并将解码的数据传输到主机体系以供处理的读写器。
● 天线、读写器、收发器及主机可部分或悉数集成为一个全体,或集成为少量的部件。不同制造商有各自不同的集成办法。
(在以上根本装备之外,还应包含相应的运用软件)
射频技能—典型的射频电路
射频电路最主要的运用范畴便是无线通讯,图1为一个典型的无线通讯体系的框图,下面以这个体系为例剖析射频电路在整个无线通讯体系中的效果。
这是一个无线通讯收发机(《span》tranceiver)的体系模型,它包含了发射机电路、接纳机电路以及通讯天线。这个收发机能够运用于个人通讯和无线局域网络中。在这个体系中,数字处理部分主要是对数字信号进行处理,包含采样、紧缩、编码等;然后经过A/D转换器转换器变成模仿方式进入模仿信号电路单元。
射频技能—电路的组成和特色
下面,将针对图方框图中的低噪声扩大器(LNA)评论一般射频电路的组成和特色。
上图给出了这个扩大器的电路板图, 注意到输入信号是经过一个经过匹配滤波网络输入扩大模块。扩大模块一般选用晶体管的共射极结构,其输入阻抗有必要与坐落低噪声扩大器前面的滤波器的输出阻抗 相匹配,然后确保最佳传输功率和最小反射系数,关于射频电路设计来说,这种匹配是有必要的。此外,低噪声扩大器的输出阻抗有必要与其后端的混频器输入阻抗相匹 配,相同能确保扩大器输出的信号能彻底、无反射的输入到混频器中去。这些匹配网络是由微带线组成,在有些时分也或许由独立的无源器材组成,可是它们在高频 情况下的电特性与在低频的情况下彻底不同。图上还能够看出微带线实际上是必定长度和宽度的敷铜带,与微带线衔接的是片状电阻、电容和电感。
射频技能—电路的功率和增益
增益、噪声和非线性是描绘射频电路最常用的方针。在射频和微波体系中,因为反射的普遍存在和抱负的短路、开路难以取得,低频电路中常用的电压和电流参数的丈量变得好不简单,因而,功率的丈量得到了广泛的运用。而且,传统的射频和微波电路运用分立元件和传输线构成,电路的输入、输出一般需求匹配到一个体系阻抗(50?或75?)。因为上面两个原因,电路的性能方针,如增益、噪声、非线性等,都能够经过功率表明出来
为了核算便利,在射频和微波工程中常用功率强度对数的方式来表明功率,dBm是信号功率相关于1mW的对数值。
有了功率的界说,现在开端评论射频体系中的一个重要方针:增益。在射频体系中考虑的功率指的是功率增益,这与电压增益很简单发生混杂。此外,在射频体系中,相同存在多种功率的界说,当匹配电路存在时,能够界说以下功率:
PL:负载取得的功率
Pin:电路的输入功率
Pavs:信号源能供给的最大功率
Pavn:电路能供给的最大功率
相应的,能够界说三种功率:一般功率增益Gp、转化功率增益GT和资用增益GA,它们由下列公式给出。