電磁波的頻譜（三）——射頻識別應用頻段

文章出處：http://bookmouse.cn 作者：深圳遠望谷   人氣： 發(fā)表時間：2011年10月28日

　　因為射頻識別系統(tǒng)產(chǎn)生并輻射電磁波，所以這些系統(tǒng)被合理地歸為無線電設備一類，射頻識別系統(tǒng)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(tǒng)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(yè)）、航運和航空用無線電服務和移動電話等。
　　射頻識別系統(tǒng)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(yè)、科學和醫(yī)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(nèi)是統(tǒng)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(tǒng)。
　　對射頻識別系統(tǒng)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(yè)、科學、醫(yī)學（ISM）頻率范圍保留，所以被其他無線電服務大量使用。根據(jù)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(xù)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(tǒng)、DECCA導航系統(tǒng)）、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(fā)射臺的時間信號。一個用這種頻率工作的射頻識別系統(tǒng)將使閱讀器周圍幾百米內(nèi)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(tǒng)的許可證條例220ZV122，在70至119kHz之間規(guī)定了一個保護區(qū)，不允許射頻識別系統(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(lián)盟指派作為ISM波段使用，并將越來越多地被射頻識別系統(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)這個頻段電磁波的傳播特性，允許晝夜橫貫大陸聯(lián)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(nèi)，除了電感射頻識別系統(tǒng)外，其它的ISM應用還有遙控系統(tǒng)、遠距離控制模型系統(tǒng)、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(fā)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(tǒng)之外，在這個頻率范圍內(nèi)的ISM應用包括有：電熱治療儀（醫(yī)療用）、高頻焊接裝置（工業(yè)用）、遠動控制模型和傳呼裝置。
　　在安裝工業(yè)用27MHz射頻識別系統(tǒng)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(chǎn)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(tǒng)，在規(guī)劃醫(yī)院的27MHz的射頻識別系統(tǒng)（例如出入系統(tǒng)）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(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ISM波段的頻率范圍被移動商業(yè)無線電系統(tǒng)（林業(yè)管理、高速公路管理）和電視廣播（VHF頻帶）占用。
　　在這個頻率范圍內(nèi)的ISM的主要應用是：遙測和遙控。目前沒有射頻識別系統(tǒng)工作在這個波段，它們屬于對這種類型的系統(tǒng)不適用的頻帶。在這個范圍的電感耦合射頻識別系統(tǒng)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(nèi)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(nèi)分配給業(yè)余無線電服務使用。無線電業(yè)余愛好者用此頻率范圍進行語言和數(shù)據(jù)傳輸以及經(jīng)過無線電中繼站或家用空間衛(wèi)星通信。
　　在這個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，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，無線電業(yè)余愛好者使用的系統(tǒng)可以達到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)余無線電頻帶的中間，已經(jīng)大量地被各種ISM應用占用。除了反向散射射頻識別系統(tǒng)外，還有小型電話機，遙測發(fā)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(tǒng)（汽車中央閉鎖裝置用的手持發(fā)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(tǒng)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(tǒng)使用。與此鄰近的頻率范圍被按CT1+和CT2標準生產(chǎn)的D—網(wǎng)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(yè)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(nèi)的典型的ISM應用，除了反向散射射頻識別系統(tǒng)外，主要是：遙測發(fā)射器以及PC機的無線網(wǎng)絡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(nèi)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(tǒng)。

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

十二、射頻識別系統(tǒng)工作頻段
　　射頻識別系統(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(yè)出版社，1974
[2] 劉瑞揚 王毓民.鐵路車號自動識別系統(tǒng)原理及應用.北京：中國鐵道出版社，2003
編輯整理：