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利用實時頻譜分析儀 發現UHF頻段RFID信號一例

2007-07-14 00:00 來源:中國無線電 責編:中華印刷包裝網

 

RFID是一種射頻識別技術,是通過射頻技術生成以及采集特定代碼信息的過程。RFID的主要工作頻段有兩個,HF段和UHF段,UHF頻段在國際上各國一般取860~960 MHz頻段的子集,設備采用反向散射的方式工作,標簽利用接收到的由讀寫器發出的射頻能量,將其中的編碼信息利用電波傳播回去,其工作距離較大,一般最大可達3~10米。目前860 MHz~960 MHz RFID系統的讀寫設備通常采用跳頻工作模式,在一定的工作頻帶下劃分多個跳頻信道,按特定跳頻順序輸出射頻能量進行工作。在實際的工作過程中,讀寫設備輸出調制波或者連續單載波,調制波所攜帶的信息是為了對標簽進行各種操作,而連續單載波是為了向標簽提供能量。 

  前一段時間我們發現,廣州市部分單位在使用UHF頻段的RFID系統。我國目前尚未為該系統劃分工作頻段,經我站技術人員監測,發現目前社會上使用的UHF頻段RFID系統的工作頻段一般為902 MHz~928 MHz,跟美國政府劃分給RFID系統使用的頻段基本相吻合。該頻段與我國GSM業務的上行頻段(885 MHz~915 MHz)、900 MHz無中心多信道選址業務頻段(915 MHz~917 MHz)以及點對點立體聲廣播傳輸業務頻段(917 MHz~925 MHz)相重疊。RFID信號主要特點包括:RFID信號是間歇的,微功率發射,很多時候是跳頻信號;RFID信號采用了多種不同的調制方式,如ASK、BPSK調制等;RFID測試有許多和時間有關的測試參數,如讀寫器和標簽發射及響應時間參數、跳頻周期、碼元周期等;RFID信號是有數據傳輸的,并有一定的編碼方式如NRZ、Miller、FM0、PIE等。這些特點要求測試儀表同時具備可以實時捕獲瞬態變化信號、數字解調能力、存儲一段時間數據并進行時域測試的能力, 以及對如NRZ、Miller、FM0、PIE等RFID信號解碼的能力等,我們目前的頻譜儀及矢量信號分析儀都無法完全實現這些功能。 

  經過技術交流我們試用了泰克公司RSA3408A實時頻譜分析儀,RSA3408A具備頻域、時域和數字調制域的多域測試功能,可以滿足RFID的時間相關參數測試及數字解調測試。它專門的RFID測試軟件提供了目前所有的RFID解碼功能,同時泰克公司專利的頻域模板觸發技術為捕獲跳頻RFID信號提供了很好的手段。 

  以下是我站技術人員在監測過程中發現的空中UHF頻段RFID跳頻信號。在測試過程中我們使用了RSA3408A特有的脈沖信號分析、瞬變信號捕獲等功能對信號進行了監測存儲,并根據捕獲信號特征對該信號進行了分析,同時利用便攜式頻譜分析儀在該不明信號周圍進行查找,發現發射源位于某大廈車庫入口處。測試的相關結果參數、圖表及該發射源的信號特征和設備圖片如下。 

圖1 RFID信號三維頻譜 

  相關參數:信號頻率——902.5 MHz~927.5 MHz;跳頻間隔:500 kHz;跳頻信道總數——50 信道。通過圖1的三維頻譜可以看出信號的跳頻速率為50跳/15秒。 

  RSA3408A提供了FFT楨重疊技術,它可以將信號在時間軸上“展寬”。我們可以測量出每跳持續的時間約300 ms。圖2顯示每跳共發信號21次,每次持續時間約7.6 ms。其間載波不間斷。 



圖2 RFID信號每跳發送21次 
圖3顯示每次發射信號時間7.6ms中有700μs時間不發碼元只發單載波。 




(a) 



(b) 


圖3 700ms時間中不發碼元只發單載波 

    我們測出的信號接收功率約-57 dBm,帶寬約250 kHz,通過解調功能得出調制方式為ASK(見圖4)。 



圖4 RFID信號調制方式 

  最后,我們使用RSA3408A的RFID測試套件測量得出,此RFID信號的碼元周期為40μs(見圖5)。由此完成了對該RFID信號的查找。 



圖5 RFID信號的碼元周期

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