電磁波的頻譜（三）——射頻識(shí)別應(yīng)用頻段

文章出處：http://www.sgrivertours.com 作者：深圳遠(yuǎn)望谷   人氣： 發(fā)表時(shí)間：2011年10月28日

　　因?yàn)樯漕l識(shí)別系統(tǒng)產(chǎn)生并輻射電磁波，所以這些系統(tǒng)被合理地歸為無(wú)線(xiàn)電設(shè)備一類(lèi)，射頻識(shí)別系統(tǒng)工作時(shí)不能對(duì)其他無(wú)線(xiàn)電服務(wù)造成干擾或削弱。特別是應(yīng)保證射頻識(shí)別系統(tǒng)不會(huì)干擾附近的無(wú)線(xiàn)電廣播和電視廣播、移動(dòng)的無(wú)線(xiàn)電服務(wù)（警察、安全服務(wù)、工商業(yè)）、航運(yùn)和航空用無(wú)線(xiàn)電服務(wù)和移動(dòng)電話(huà)等。
　　射頻識(shí)別系統(tǒng)工作頻率的選擇，要顧及其他無(wú)線(xiàn)電服務(wù)，不能對(duì)其服務(wù)造成干擾和影響。因而通常只能使用特別為工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療（ISM — Industrial-Scientific-Medical）應(yīng)用而保留的頻率范圍。這些頻率范圍在世界范圍內(nèi)是統(tǒng)一劃分的，如圖1所示。下面對(duì)ISM頻率范圍的各個(gè)頻段分別給以簡(jiǎn)單介紹。
　　除了ISM頻率外，在135kHz以下的整個(gè)頻率范圍也是可用的（在北美洲和南美洲以及在日本：<400kHz），因?yàn)檫@里可以用較大的磁場(chǎng)強(qiáng)度工作，特別適用于電感耦合的射頻識(shí)別系統(tǒng)。
　　對(duì)射頻識(shí)別系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，最主要的頻率是0～135kHz，以及ISM頻率6.78MHz、13.56MHz、27.125MHz、40.68MHz、433.92MHz、869.0MHz、915.0MHz（在歐洲不使用）、2.45GMHz、5.8GHz以及24.125GHz。

一、頻率范圍9～135KHz
　　135KHz以下的范圍沒(méi)有作為工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)（ISM）頻率范圍保留，所以被其他無(wú)線(xiàn)電服務(wù)大量使用。根據(jù)這個(gè)頻段電磁波的傳播特性，占用這個(gè)頻率范圍的無(wú)線(xiàn)電服務(wù)可以相當(dāng)小的技術(shù)費(fèi)用連續(xù)地達(dá)到半徑為1000公里以上距離的無(wú)線(xiàn)通信。這個(gè)頻率范圍的典型的無(wú)線(xiàn)電服務(wù)是航空和航海導(dǎo)航無(wú)線(xiàn)電服務(wù)（LORAN C、OMEGA遠(yuǎn)程導(dǎo)航系統(tǒng)、DECCA導(dǎo)航系統(tǒng)）、定時(shí)信號(hào)和頻率標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)以及軍事無(wú)線(xiàn)電服務(wù)。所以，人們?cè)谥袣W用頻率　　77.5kHz可以收到美國(guó)Mainflingen發(fā)射臺(tái)的時(shí)間信號(hào)。一個(gè)用這種頻率工作的射頻識(shí)別系統(tǒng)將使閱讀器周?chē)鷰装倜變?nèi)的所有無(wú)線(xiàn)電鐘都失效。
　　為了防止這類(lèi)沖突，未來(lái)的歐洲電感應(yīng)無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)的許可證條例220ZV122，在70至119kHz之間規(guī)定了一個(gè)保護(hù)區(qū)，不允許射頻識(shí)別系統(tǒng)占用。

二、頻率范圍6.78MHz
　　頻率范圍6.765～6.795MHz屬于短波頻率。根據(jù)這個(gè)頻段電磁波的傳播特性，白天只能達(dá)到很小的作用距離，最多幾百公里。在夜間，可以橫貫大陸傳播。這個(gè)頻率范圍的使用者是不同類(lèi)別的無(wú)線(xiàn)電服務(wù)，例如，無(wú)線(xiàn)電廣播服務(wù)、氣象無(wú)線(xiàn)電服務(wù)和航空無(wú)線(xiàn)電服務(wù)以及新聞等。
　　這個(gè)頻率范圍在國(guó)際上已由國(guó)際電信聯(lián)盟指派作為ISM波段使用，并將越來(lái)越多地被射頻識(shí)別系統(tǒng)使用。

三、頻率范圍13.56MHz
　　頻率范圍13.553～13.567MHz處于短波范圍中間。根據(jù)這個(gè)頻段電磁波的傳播特性，允許晝夜橫貫大陸聯(lián)系。這個(gè)頻率范圍的使用者是不同類(lèi)別的無(wú)線(xiàn)電服務(wù)機(jī)構(gòu)，例如新聞機(jī)構(gòu)和電信機(jī)構(gòu)）。
　　在這個(gè)頻率范圍內(nèi)，除了電感射頻識(shí)別系統(tǒng)外，其它的ISM應(yīng)用還有遙控系統(tǒng)、遠(yuǎn)距離控制模型系統(tǒng)、演示無(wú)線(xiàn)電設(shè)備和傳呼機(jī)。

四、頻率范圍27.125MHz
　　頻率范圍26.565～27.405MHz在整個(gè)歐洲大陸以及美國(guó)、加拿大分配給民用無(wú)線(xiàn)電電臺(tái)使用。允許發(fā)射功率高達(dá)4W的未注冊(cè)的和不收費(fèi)的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備供私人用戶(hù)之間在遠(yuǎn)到30km的距離進(jìn)行無(wú)線(xiàn)電通信。
　　介于26.565～27.405MHz之間的ISM波段大約處于民用電臺(tái)無(wú)線(xiàn)電頻帶的中間。除了電感耦合射頻識(shí)別系統(tǒng)之外，在這個(gè)頻率范圍內(nèi)的ISM應(yīng)用包括有：電熱治療儀（醫(yī)療用）、高頻焊接裝置（工業(yè)用）、遠(yuǎn)動(dòng)控制模型和傳呼裝置。
　　在安裝工業(yè)用27MHz射頻識(shí)別系統(tǒng)時(shí)，要特別注意附近可能存在的任何高頻焊接裝置。高頻焊接裝置產(chǎn)生很高的場(chǎng)強(qiáng)，將嚴(yán)重干擾工作在同一頻率的射頻識(shí)別系統(tǒng)，在規(guī)劃醫(yī)院的27MHz的射頻識(shí)別系統(tǒng)（例如出入系統(tǒng)）時(shí)，應(yīng)當(dāng)特別注意可能存在的電熱治療儀。

五、頻率范圍40.680MHz
　　頻率范圍40.660～40.700MHz處于VHF頻帶內(nèi)較低端。電磁波的傳播限制為表面波，建筑物和其他障礙物造成的衰減并不明顯。鄰接于這個(gè)ISM波段的頻率范圍被移動(dòng)商業(yè)無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)（林業(yè)管理、高速公路管理）和電視廣播（VHF頻帶）占用。
　　在這個(gè)頻率范圍內(nèi)的ISM的主要應(yīng)用是：遙測(cè)和遙控。目前沒(méi)有射頻識(shí)別系統(tǒng)工作在這個(gè)波段，它們屬于對(duì)這種類(lèi)型的系統(tǒng)不適用的頻帶。在這個(gè)范圍的電感耦合射頻識(shí)別系統(tǒng)可達(dá)到的作用距離明顯地小于所有可供使用的較低的頻率范圍，而在這個(gè)頻率范圍內(nèi)的7.5m波長(zhǎng)肯定不適合構(gòu)建較小的和價(jià)格便宜的反向散射應(yīng)答器。

六、頻率范圍433.920MHz
　　頻率范圍430.050～440.000MHz在世界范圍內(nèi)分配給業(yè)余無(wú)線(xiàn)電服務(wù)使用。無(wú)線(xiàn)電業(yè)余愛(ài)好者用此頻率范圍進(jìn)行語(yǔ)言和數(shù)據(jù)傳輸以及經(jīng)過(guò)無(wú)線(xiàn)電中繼站或家用空間衛(wèi)星通信。
　　在這個(gè)UHF頻率范圍內(nèi)，波的傳播近似于光波。遇到建筑物或其他障礙物時(shí)，將出現(xiàn)明顯的衰減和入射電磁波的反射。
　　隨工作方式和發(fā)射功率的不同，無(wú)線(xiàn)電業(yè)余愛(ài)好者使用的系統(tǒng)可以達(dá)到30和300公里之間的距離。使用空間衛(wèi)星還可以連通全世界。
　　ISM波段433.050～434.790MHz大致位于業(yè)余無(wú)線(xiàn)電頻帶的中間，已經(jīng)大量地被各種ISM應(yīng)用占用。除了反向散射射頻識(shí)別系統(tǒng)外，還有小型電話(huà)機(jī)，遙測(cè)發(fā)射器（包括那些家庭應(yīng)用，例如無(wú)線(xiàn)室外溫度計(jì)）、無(wú)線(xiàn)耳機(jī)、未注冊(cè)的近距小功率無(wú)線(xiàn)對(duì)講機(jī)，無(wú)鎖鑰出入系統(tǒng)（汽車(chē)中央閉鎖裝置用的手持發(fā)送器）以及許多其他的應(yīng)用都填滿(mǎn)了這個(gè)頻帶。遺憾地是，在這個(gè)頻帶中，范圍廣泛的ISM應(yīng)用相互干擾非同尋常。

七、頻率范圍869.0MHz
　　自1997年末以來(lái)，頻率范圍868～870MHz在歐洲允許短距離設(shè)備使用，因而，歐洲郵政、電信會(huì)議的43個(gè)成員國(guó)中也可以為射頻識(shí)別系統(tǒng)使用。
　　一些遠(yuǎn)東國(guó)家也在考慮對(duì)短距離設(shè)備允許使用這個(gè)頻率范圍。

八、頻率范圍915.0MHz
　　這個(gè)頻率范圍在歐洲還沒(méi)有提供ISM應(yīng)用。在歐洲之外（美國(guó)和澳大利亞），頻率范圍888～889MHz和902～928MHz已可使用，并被反向散射射頻識(shí)別系統(tǒng)使用。與此鄰近的頻率范圍被按CT1+和CT2標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的D—網(wǎng)絡(luò)電話(huà)的無(wú)繩電話(huà)占用。

九、頻率范圍2.45GHz
　　ISM頻率范圍2.400～2.4835GHz與業(yè)余無(wú)線(xiàn)電愛(ài)好者和無(wú)線(xiàn)電定位服務(wù)使用的頻率范圍部分地重疊。這種UHF和較高的SHF的傳播特性是準(zhǔn)光線(xiàn)的。建筑物和障礙物都是很好的反射器，使電磁波在傳輸過(guò)程中衰減很大。
作為這個(gè)頻率范圍內(nèi)的典型的ISM應(yīng)用，除了反向散射射頻識(shí)別系統(tǒng)外，主要是：遙測(cè)發(fā)射器以及PC機(jī)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)PC LAN系統(tǒng)。

十、頻率范圍5.8GHz
　　ISM頻率范圍5.725～5.875GHz與業(yè)余無(wú)線(xiàn)電愛(ài)好者和無(wú)線(xiàn)電定位服務(wù)使用的頻率范圍部分地重疊。
這個(gè)頻率范圍內(nèi)的典型ISM應(yīng)用是：用于大門(mén)啟閉（在商店或百貨公司）的或非接觸的廁所沖洗的移動(dòng)傳感器以及反向散射射頻識(shí)別系統(tǒng)。

十一、頻率范圍24.125GHz
　　ISM頻率范圍24.00～24.25GHz與業(yè)余無(wú)線(xiàn)電愛(ài)好者、無(wú)線(xiàn)電定位服務(wù)以及地球資源衛(wèi)星服務(wù)使用的頻率范圍部分地重疊。
　　在這個(gè)頻率范圍內(nèi)，主要使用移動(dòng)信號(hào)傳感器，也使用傳輸數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)電定向系統(tǒng)。目前尚沒(méi)有射頻識(shí)別系統(tǒng)工作在此波段內(nèi)。

十二、射頻識(shí)別系統(tǒng)工作頻段
　　射頻識(shí)別系統(tǒng)工作頻段如表1所示。并非表1中的所有頻率在射頻識(shí)別中都得到了廣泛應(yīng)用，主要采用的RFID頻率為有以下四個(gè)：13.56±.007 MHz，915±13 MHz，2450±50 MHz，5800±75 MHz。

主要信息來(lái)源于參考資料：
[1] 江林.無(wú)線(xiàn)電波傳播概要及頻譜利用.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1974
[2] 劉瑞揚(yáng) 王毓民.鐵路車(chē)號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)原理及應(yīng)用.北京：中國(guó)鐵道出版社，2003
編輯整理：