电磁波的频谱（三）——射频识别应用频段

文章出处：http://www.singbon.com 作者：深圳远望谷   人气： 发表时间：2011年10月28日

　　因为射频识别系统产生并辐射电磁波，所以这些系统被合理地归为无线电设备一类，射频识别系统工作时不能对其他无线电服务造成干扰或削弱。特别是应保证射频识别系统不会干扰附近的无线电广播和电视广播、移动的无线电服务（警察、安全服务、工商业）、航运和航空用无线电服务和移动电话等。
　　射频识别系统工作频率的选择，要顾及其他无线电服务，不能对其服务造成干扰和影响。因而通常只能使用特别为工业、科学和医疗（ISM — Industrial-Scientific-Medical）应用而保留的频率范围。这些频率范围在世界范围内是统一划分的，如图1所示。下面对ISM频率范围的各个频段分别给以简单介绍。
　　除了ISM频率外，在135kHz以下的整个频率范围也是可用的（在北美洲和南美洲以及在日本：<400kHz），因为这里可以用较大的磁场强度工作，特别适用于电感耦合的射频识别系统。
　　对射频识别系统来说，最主要的频率是0～135kHz，以及ISM频率6.78MHz、13.56MHz、27.125MHz、40.68MHz、433.92MHz、869.0MHz、915.0MHz（在欧洲不使用）、2.45GMHz、5.8GHz以及24.125GHz。

一、频率范围9～135KHz
　　135KHz以下的范围没有作为工业、科学、医学（ISM）频率范围保留，所以被其他无线电服务大量使用。根据这个频段电磁波的传播特性，占用这个频率范围的无线电服务可以相当小的技术费用连续地达到半径为1000公里以上距离的无线通信。这个频率范围的典型的无线电服务是航空和航海导航无线电服务（LORAN C、OMEGA远程导航系统、DECCA导航系统）、定时信号和频率标准服务以及军事无线电服务。所以，人们在中欧用频率　　77.5kHz可以收到美国Mainflingen发射台的时间信号。一个用这种频率工作的射频识别系统将使阅读器周围几百米内的所有无线电钟都失效。
　　为了防止这类冲突，未来的欧洲电感应无线电系统的许可证条例220ZV122，在70至119kHz之间规定了一个保护区，不允许射频识别系统占用。

二、频率范围6.78MHz
　　频率范围6.765～6.795MHz属于短波频率。根据这个频段电磁波的传播特性，白天只能达到很小的作用距离，最多几百公里。在夜间，可以横贯大陆传播。这个频率范围的使用者是不同类别的无线电服务，例如，无线电广播服务、气象无线电服务和航空无线电服务以及新闻等。
　　这个频率范围在国际上已由国际电信联盟指派作为ISM波段使用，并将越来越多地被射频识别系统使用。

三、频率范围13.56MHz
　　频率范围13.553～13.567MHz处于短波范围中间。根据这个频段电磁波的传播特性，允许昼夜横贯大陆联系。这个频率范围的使用者是不同类别的无线电服务机构，例如新闻机构和电信机构）。
　　在这个频率范围内，除了电感射频识别系统外，其它的ISM应用还有遥控系统、远距离控制模型系统、演示无线电设备和传呼机。

四、频率范围27.125MHz
　　频率范围26.565～27.405MHz在整个欧洲大陆以及美国、加拿大分配给民用无线电电台使用。允许发射功率高达4W的未注册的和不收费的无线电设备供私人用户之间在远到30km的距离进行无线电通信。
　　介于26.565～27.405MHz之间的ISM波段大约处于民用电台无线电频带的中间。除了电感耦合射频识别系统之外，在这个频率范围内的ISM应用包括有：电热治疗仪（医疗用）、高频焊接装置（工业用）、远动控制模型和传呼装置。
　　在安装工业用27MHz射频识别系统时，要特别注意附近可能存在的任何高频焊接装置。高频焊接装置产生很高的场强，将严重干扰工作在同一频率的射频识别系统，在规划医院的27MHz的射频识别系统（例如出入系统）时，应当特别注意可能存在的电热治疗仪。

五、频率范围40.680MHz
　　频率范围40.660～40.700MHz处于VHF频带内较低端。电磁波的传播限制为表面波，建筑物和其他障碍物造成的衰减并不明显。邻接于这个ISM波段的频率范围被移动商业无线电系统（林业管理、高速公路管理）和电视广播（VHF频带）占用。
　　在这个频率范围内的ISM的主要应用是：遥测和遥控。目前没有射频识别系统工作在这个波段，它们属于对这种类型的系统不适用的频带。在这个范围的电感耦合射频识别系统可达到的作用距离明显地小于所有可供使用的较低的频率范围，而在这个频率范围内的7.5m波长肯定不适合构建较小的和价格便宜的反向散射应答器。

六、频率范围433.920MHz
　　频率范围430.050～440.000MHz在世界范围内分配给业余无线电服务使用。无线电业余爱好者用此频率范围进行语言和数据传输以及经过无线电中继站或家用空间卫星通信。
　　在这个UHF频率范围内，波的传播近似于光波。遇到建筑物或其他障碍物时，将出现明显的衰减和入射电磁波的反射。
　　随工作方式和发射功率的不同，无线电业余爱好者使用的系统可以达到30和300公里之间的距离。使用空间卫星还可以连通全世界。
　　ISM波段433.050～434.790MHz大致位于业余无线电频带的中间，已经大量地被各种ISM应用占用。除了反向散射射频识别系统外，还有小型电话机，遥测发射器（包括那些家庭应用，例如无线室外温度计）、无线耳机、未注册的近距小功率无线对讲机，无锁钥出入系统（汽车中央闭锁装置用的手持发送器）以及许多其他的应用都填满了这个频带。遗憾地是，在这个频带中，范围广泛的ISM应用相互干扰非同寻常。

七、频率范围869.0MHz
　　自1997年末以来，频率范围868～870MHz在欧洲允许短距离设备使用，因而，欧洲邮政、电信会议的43个成员国中也可以为射频识别系统使用。
　　一些远东国家也在考虑对短距离设备允许使用这个频率范围。

八、频率范围915.0MHz
　　这个频率范围在欧洲还没有提供ISM应用。在欧洲之外（美国和澳大利亚），频率范围888～889MHz和902～928MHz已可使用，并被反向散射射频识别系统使用。与此邻近的频率范围被按CT1+和CT2标准生产的D—网络电话的无绳电话占用。

九、频率范围2.45GHz
　　ISM频率范围2.400～2.4835GHz与业余无线电爱好者和无线电定位服务使用的频率范围部分地重叠。这种UHF和较高的SHF的传播特性是准光线的。建筑物和障碍物都是很好的反射器，使电磁波在传输过程中衰减很大。
作为这个频率范围内的典型的ISM应用，除了反向散射射频识别系统外，主要是：遥测发射器以及PC机的无线网络PC LAN系统。

十、频率范围5.8GHz
　　ISM频率范围5.725～5.875GHz与业余无线电爱好者和无线电定位服务使用的频率范围部分地重叠。
这个频率范围内的典型ISM应用是：用于大门启闭（在商店或百货公司）的或非接触的厕所冲洗的移动传感器以及反向散射射频识别系统。

十一、频率范围24.125GHz
　　ISM频率范围24.00～24.25GHz与业余无线电爱好者、无线电定位服务以及地球资源卫星服务使用的频率范围部分地重叠。
　　在这个频率范围内，主要使用移动信号传感器，也使用传输数据的无线电定向系统。目前尚没有射频识别系统工作在此波段内。

十二、射频识别系统工作频段
　　射频识别系统工作频段如表1所示。并非表1中的所有频率在射频识别中都得到了广泛应用，主要采用的RFID频率为有以下四个：13.56±.007 MHz，915±13 MHz，2450±50 MHz，5800±75 MHz。

主要信息来源于参考资料：
[1] 江林.无线电波传播概要及频谱利用.北京：国防工业出版社，1974
[2] 刘瑞扬 王毓民.铁路车号自动识别系统原理及应用.北京：中国铁道出版社，2003
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