FID技术和基于RFID发展起来的NFC技术属于近场通信的范畴,广泛应用于物联网领域。两者都基于电磁感应原理,利用无线射频信号识别和通信目标。读写距离是评价其系统的重要指标,标签谐振频率是影响该指标的关键参数。
RFID和NFC无源标签封装后,其谐振频率只能通过非接触法测量。非接触法测量方法的原理是通过测量反射参数进行反射测量S11,观察S标签谐振频率可以通过最大负峰值对应的频率值获得。
选择测试仪器
为保证非接触测量方法的可靠性和可信度,我们采用了两种测量方法:
方法一
使用SSA3000X频谱分析仪,TG 测量跟踪源、反射电桥、反射测量软件
方法二
使用SVA1000X 频谱&矢量网络分析仪,机械校准件,VNA测量
SSA3000X和SVA1000X两种设备都具有反射测量功能,可以测量反射系数(ρ)、回波损耗(Return Loss)、与电压驻波比(VSWR)等指标。SVA1000X内置反射电桥,而SSA3000X已经在TG Source端校准,无需机械校准件,同时使用安捷伦网络分析仪验证上述两种方案。
RFID实际测试标签
以下的测试是遵循的ISO/IEC 14443 TypeA 标准的RFID无源标签的校准频率为13.56MHz,用近场探头代替133.56MHz测量环路天线。近场探头和REID测量标签的距离为1cm,用Marker读取负峰值。
SSA3000X设置
1.首先连接反射电桥:
IN(TG)端口:连接电桥和频谱仪跟踪源的信号输入端TG Source输出端口
OUT(RF)端口:连接电桥和频谱仪的信号输出端RF Input射频输入端
DUT 端口:用于连接电桥和被测设备,在本例中连接近场探头
2. 按下Mode选择反射测量功能。
校准路载,校准路载前断开被测设备。校准完成后,可以在屏幕下方看到回波损耗、反射系数、电压驻波比等
选择合适的刻度和参考电平。本例中选择的刻度为1dB,参考电平 6dB
选择频率,将起始频率设置为11MHz,终止频率为15MHz
SSA3000X测试结果:SSA3000X测试出RFID谐振频率约为13.85MHz,回波损耗为1.44dB,电压驻波比约为12.13
SVA1000X设置
按Mode键,输入矢量网络测量功能,选择S11参数测量
根据屏幕提示屏幕提示依次连接OPEN、SHORT、LOAD三个校准件到TG Source校准完成接口
校准完成后,连接近场探头,测试刻度选择为1dB,参考电平为0dB
起始频率为11MHz,终止频率为15MHz
SVA1000X测试结果:测试出来RFID标签谐振频率约13.83MHz,回波损耗为1.38dB,电压驻波比约为13.27
对比验证
使用安捷伦E5071C网络分析仪测量的谐振频率约为13.82MHz,回波损耗为1.74dB,电压驻波比约为12.52
结论分析
以上两种测量方法分别测量谐振频率13.85MHz、13.83MHz,回波损失分别为1.44dB、1.38dB,驻波比分别为12.13、13.与安捷伦网络分析仪测试的谐振频率结果13.82MHz、回波损耗1.74dB、驻波比12.52非常接近。与网络分析仪相比,这两种方案不仅价格较低,而且具有频谱仪的功能。本例测试中,SSA3000X直接选择反射测量选件和反射电桥方案操作更方便,测试结果更直观,但SVA1000X具有频谱仪、矢量网络分析仪、电缆测试仪等功能, 可应用于更多的测试场景。