電磁波的頻譜（三）——射頻識別應用頻段

文章出處：http://hz-huyue.com 作者：深圳遠望谷   人氣： 發表時間：2011年10月28日

　　因為射頻識別系統產生并輻射電磁波，所以這些系統被合理地歸為無線電設備一類，射頻識別系統工作時不能對其他無線電服務造成干擾或削弱。特別是應保證射頻識別系統不會干擾附近的無線電廣播和電視廣播、移動的無線電服務（警察、安全服務、工商業）、航運和航空用無線電服務和移動電話等。
　　射頻識別系統工作頻率的選擇，要顧及其他無線電服務，不能對其服務造成干擾和影響。因而通常只能使用特別為工業、科學和醫療（ISM — Industrial-Scientific-Medical）應用而保留的頻率范圍。這些頻率范圍在世界范圍內是統一劃分的，如圖1所示。下面對ISM頻率范圍的各個頻段分別給以簡單介紹。
　　除了ISM頻率外，在135kHz以下的整個頻率范圍也是可用的（在北美洲和南美洲以及在日本：<400kHz），因為這里可以用較大的磁場強度工作，特別適用于電感耦合的射頻識別系統。
　　對射頻識別系統來說，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以下的范圍沒有作為工業、科學、醫學（ISM）頻率范圍保留，所以被其他無線電服務大量使用。根據這個頻段電磁波的傳播特性，占用這個頻率范圍的無線電服務可以相當小的技術費用連續地達到半徑為1000公里以上距離的無線通信。這個頻率范圍的典型的無線電服務是航空和航海導航無線電服務（LORAN C、OMEGA遠程導航系統、DECCA導航系統）、定時信號和頻率標準服務以及軍事無線電服務。所以，人們在中歐用頻率　　77.5kHz可以收到美國Mainflingen發射臺的時間信號。一個用這種頻率工作的射頻識別系統將使閱讀器周圍幾百米內的所有無線電鐘都失效。
　　為了防止這類沖突，未來的歐洲電感應無線電系統的許可證條例220ZV122，在70至119kHz之間規定了一個保護區，不允許射頻識別系統占用。

二、頻率范圍6.78MHz
　　頻率范圍6.765～6.795MHz屬于短波頻率。根據這個頻段電磁波的傳播特性，白天只能達到很小的作用距離，最多幾百公里。在夜間，可以橫貫大陸傳播。這個頻率范圍的使用者是不同類別的無線電服務，例如，無線電廣播服務、氣象無線電服務和航空無線電服務以及新聞等。
　　這個頻率范圍在國際上已由國際電信聯盟指派作為ISM波段使用，并將越來越多地被射頻識別系統使用。

三、頻率范圍13.56MHz
　　頻率范圍13.553～13.567MHz處于短波范圍中間。根據這個頻段電磁波的傳播特性，允許晝夜橫貫大陸聯系。這個頻率范圍的使用者是不同類別的無線電服務機構，例如新聞機構和電信機構）。
　　在這個頻率范圍內，除了電感射頻識別系統外，其它的ISM應用還有遙控系統、遠距離控制模型系統、演示無線電設備和傳呼機。

四、頻率范圍27.125MHz
　　頻率范圍26.565～27.405MHz在整個歐洲大陸以及美國、加拿大分配給民用無線電電臺使用。允許發射功率高達4W的未注冊的和不收費的無線電設備供私人用戶之間在遠到30km的距離進行無線電通信。
　　介于26.565～27.405MHz之間的ISM波段大約處于民用電臺無線電頻帶的中間。除了電感耦合射頻識別系統之外，在這個頻率范圍內的ISM應用包括有：電熱治療儀（醫療用）、高頻焊接裝置（工業用）、遠動控制模型和傳呼裝置。
　　在安裝工業用27MHz射頻識別系統時，要特別注意附近可能存在的任何高頻焊接裝置。高頻焊接裝置產生很高的場強，將嚴重干擾工作在同一頻率的射頻識別系統，在規劃醫院的27MHz的射頻識別系統（例如出入系統）時，應當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ISM波段的頻率范圍被移動商業無線電系統（林業管理、高速公路管理）和電視廣播（VHF頻帶）占用。
　　在這個頻率范圍內的ISM的主要應用是：遙測和遙控。目前沒有射頻識別系統工作在這個波段，它們屬于對這種類型的系統不適用的頻帶。在這個范圍的電感耦合射頻識別系統可達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，而在這個頻率范圍內的7.5m波長肯定不適合構建較小的和價格便宜的反向散射應答器。

六、頻率范圍433.920MHz
　　頻率范圍430.050～440.000MHz在世界范圍內分配給業余無線電服務使用。無線電業余愛好者用此頻率范圍進行語言和數據傳輸以及經過無線電中繼站或家用空間衛星通信。
　　在這個UHF頻率范圍內，波的傳播近似于光波。遇到建筑物或其他障礙物時，將出現明顯的衰減和入射電磁波的反射。
　　隨工作方式和發射功率的不同，無線電業余愛好者使用的系統可以達到30和300公里之間的距離。使用空間衛星還可以連通全世界。
　　ISM波段433.050～434.790MHz大致位于業余無線電頻帶的中間，已經大量地被各種ISM應用占用。除了反向散射射頻識別系統外，還有小型電話機，遙測發射器（包括那些家庭應用，例如無線室外溫度計）、無線耳機、未注冊的近距小功率無線對講機，無鎖鑰出入系統（汽車中央閉鎖裝置用的手持發送器）以及許多其他的應用都填滿了這個頻帶。遺憾地是，在這個頻帶中，范圍廣泛的ISM應用相互干擾非同尋常。

七、頻率范圍869.0MHz
　　自1997年末以來，頻率范圍868～870MHz在歐洲允許短距離設備使用，因而，歐洲郵政、電信會議的43個成員國中也可以為射頻識別系統使用。
　　一些遠東國家也在考慮對短距離設備允許使用這個頻率范圍。

八、頻率范圍915.0MHz
　　這個頻率范圍在歐洲還沒有提供ISM應用。在歐洲之外（美國和澳大利亞），頻率范圍888～889MHz和902～928MHz已可使用，并被反向散射射頻識別系統使用。與此鄰近的頻率范圍被按CT1+和CT2標準生產的D—網絡電話的無繩電話占用。

九、頻率范圍2.45GHz
　　ISM頻率范圍2.400～2.4835GHz與業余無線電愛好者和無線電定位服務使用的頻率范圍部分地重疊。這種UHF和較高的SHF的傳播特性是準光線的。建筑物和障礙物都是很好的反射器，使電磁波在傳輸過程中衰減很大。
作為這個頻率范圍內的典型的ISM應用，除了反向散射射頻識別系統外，主要是：遙測發射器以及PC機的無線網絡PC LAN系統。

十、頻率范圍5.8GHz
　　ISM頻率范圍5.725～5.875GHz與業余無線電愛好者和無線電定位服務使用的頻率范圍部分地重疊。
這個頻率范圍內的典型ISM應用是：用于大門啟閉（在商店或百貨公司）的或非接觸的廁所沖洗的移動傳感器以及反向散射射頻識別系統。

十一、頻率范圍24.125GHz
　　ISM頻率范圍24.00～24.25GHz與業余無線電愛好者、無線電定位服務以及地球資源衛星服務使用的頻率范圍部分地重疊。
　　在這個頻率范圍內，主要使用移動信號傳感器，也使用傳輸數據的無線電定向系統。目前尚沒有射頻識別系統工作在此波段內。

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

主要信息來源于參考資料：
[1] 江林.無線電波傳播概要及頻譜利用.北京：國防工業出版社，1974
[2] 劉瑞揚 王毓民.鐵路車號自動識別系統原理及應用.北京：中國鐵道出版社，2003
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