UHF-RFID: Warum unterscheiden sich die Kurven für den Lesebereich (vorwärts) und den Rückstreubereich?

Ich habe zwei Messungen mit einem UHF-RFID-Tag durchgeführt (Bild unten).

Mein Testaufbau besteht aus einem Lesegerät mit einer Empfindlichkeit von -70 dBm und einem Antennengewinn von 6 dBi. Ich habe einen Frequenzdurchlauf über 700 - 1200 MHz-Bänder durchgeführt. Das Gerät sendet einen Abfragebefehl (ISO 18000-6C / ISO 18000-63) mit steigenden Leistungspegeln (Leistungsstufe = 0,1 dBm bis 30 dBm ERP), bis der Transponder antwortet. Die Pfadverluste wurden zuvor gemessen, sodass nach diesem Frequenzdurchlauf der Lesebereich und der Rückstreubereich berechnet werden können (siehe Abbildungen unten).

Soweit ich verstanden habe, ist der tatsächliche Lesebereich durch den niedrigeren Wert begrenzt. In diesem Fall wäre der tatsächliche Lesebereich der in Abbildung 1 dargestellte Vorwärtslesebereich. Ich konnte dies überprüfen (mit kleinen Unterschieden im tatsächlichen Bereich). mit einem anderen Reader-Setup.

Was ich nicht verstehe ist, warum die Kurven grundlegend unterschiedlich sind. Ich hätte erwartet, dass sie sich zumindest ein wenig ähneln. In Abbildung 1 scheinen zwei Resonanzpunkte vorhanden zu sein, in Abbildung 2 nur einer.

Ein weiterer zu berücksichtigender Punkt ist, dass Sperrholz und die PVC-Platte einen starken nachteiligen Einfluss auf den Lesebereich zu haben scheinen, obwohl die Zulässigkeit dieser Materialien näher bei 1 liegen sollte.

Bearbeiten: Es scheint eine kleinere rechteckige Schleife auf dem Tag zu geben. Erscheint deshalb einer der Resonanzpunkte?

Edit # 2: Lesebereich vorwärts und Lesebereich rückwärts (Rückstreubereich) wurden wie folgt berechnet (Pfadverluste wurden zuvor gemessen):

Power-On-Tag (Vorwärtslink) $P_{tag} = P_{EIRP}(\frac{c}{4\pi fR})^2 = P_t[dBm]-L_{cable}[dB]+G_t[dB]-FSPL[dB]$

Lesereichweite: $R_{max}=\sqrt{\frac{P_{max,EIRP}}{P_{tag}}}\cdot \frac{c}{4\pi f}$

Mit: Pmax, EIRP = 3,28 W.

Effektive Backscatter-Leistung des Tags bei der Beantwortung eines Befehls: $P_{tag,BS}[dBm]=P_r[dBm]+L_{cable}[dB]-G_r[dB]+FSPL[dB]$

Rückstreubereich: $R_{BS}=\sqrt{\frac{p_{tag,BS}}{P_{limit}}}\cdot \frac{c}{4\pi f}$

mit $P_{limit} = -75dBm$

Lesebereich für DogBone NXP UCODE7-Etikett:

antenna rfid

— Karl S.
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Wie unterscheiden Sie zwischen dem Lesebereich (basierend auf dem Leistungspegel, bei dem das Tag zuerst reagiert) und dem Rückstreubereich? Ist es eine Vorhersage des Tag-Lesers? Oder gemessen, während das Etikett mit einer Batterie betrieben wird? Ich habe genau dieses Experiment vor Jahren gebaut und durchgeführt ...

— Tomnexus

Sie geben nicht viele Details zu Ihrem Versuchsaufbau oder zu dem, was Sie genau gemessen haben, und Sie erwähnen, dass diese Zahlen berechnet werden.

Im ersten Fall, denke ich, messen Sie die Fähigkeit Ihrer Sendeantenne, Energie in die Empfangsantenne einzukoppeln, und Sie erhalten die klassischen zwei Spitzen, die Sie mit zwei lose gekoppelten [etwas] abgestimmten Antennen erwarten würden.

Wenn ich Ihr zweites Diagramm verstehe, zeigen Sie die Empfindlichkeit Ihrer Antenne und Ihres Empfängers für den Empfang von rückgestreutem Signal. Dies ist also lediglich die Antwort Ihrer Empfangsantenne und Ihres Verstärkers. Es gibt kein gekoppeltes System und Sie erhalten einen einzelnen Peak, der der Reaktion Ihrer [etwas] abgestimmten Antenne entspricht.

PVC und Sperrholz haben keine Permittivität in der Nähe von eins, es ist eher wie 3. Ihre anderen Materialien (außer dem Ferrit) sind meistens Luft und haben eine Permittivität von nahe 1. (Abhängig von der Art des PVC kann PVC auch auf seltsame Weise interagieren bei Mikrowellenfrequenzen)

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Tatsächlich können Sie den Permittivitätseffekt recht gut sehen, für Ihr empfangenes Signal (2. Diagramm) senkt es die abgestimmte Frequenz, und für das gekoppelte Diagramm können Sie sehen, dass es die Position nur eines Peaks beeinflusst (die leichte Bewegung des zweiten ist darauf zurückzuführen Zusammensetzen mit dem schnell fallenden Schwanz).

— James
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Ich habe meine Frage bearbeitet. Holz sollte jedoch keinen großen nachteiligen Einfluss auf die Lesereichweite haben. Es erscheint mir sehr seltsam, dass die Lesereichweite im Vergleich zur freien Luft um fast 50% abfällt. Besonders wenn andere Etiketten von Holz oder Kunststoff fast unberührt bleiben. Gibt es einen Grund, warum dieses spezielle Etikett eine schlechtere Leistung auf Holz haben könnte? Ich habe 5 Kopien des Tags getestet und keine Abweichungen festgestellt.

— Karl S.

Ich dachte, Sie sagten, es sei Sperrholz, kein Holz? Selbst wenn es sich eher um reines Holz als um mit Polyurethan oder Harnstoff-Formaldehyd getränktes Holz handelt, hängt es erheblich vom Feuchtigkeitsgehalt ab. Wenn Sie einen aussagekräftigen Kommentar zum Versuchsaufbau wünschen, müssen Sie Bilder, sorgfältige Erklärungen darüber, was Sie getan haben und wie Sie ihn gemessen haben, bereitstellen - alles, was ich wissen muss, um Ihr Experiment in meinem Labor genau zu replizieren, wie Ihre Ergebnisse aussehen Ganz wie das, was ich erwarten würde, wenn ich dieses Experiment machen würde.

— James

Sie haben Recht, ich meinte Sperrholz, sorry. Ich habe erst nächste Woche Zugang zum Labor, daher kann ich momentan keine Bilder bereitstellen. Die Messungen wurden mit einem Tagformance Lite-Gerät durchgeführt. Ich habe ein weiteres Diagramm hinzugefügt, das den Lesebereich eines anderen Etiketten-Tags zeigt. Ich hätte ähnliche Ergebnisse in Bezug auf Frequenzverschiebungen erwartet. Das erste Tag scheint gegenüber Objekten mit höherer Permittivität viel empfindlicher zu sein.

— Karl S.