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利用實(shí)時(shí)頻譜分析儀 發(fā)現(xiàn)UHF頻段RFID信號(hào)一例

云知道

作者：廣東省無線電監(jiān)測站
RFID是一種射頻識(shí)別技術(shù) ， 是通過射頻技術(shù)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(gè) ， HF段和UHF段 ， UHF頻段在國際上各國一般取860～960MHz頻段的子集 ， 設(shè)備采用反向散射的方式工作 ， 標(biāo)簽利用接收到的由讀寫器發(fā)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(dá)3～10米 。目前860MHz～960MHz RFID系統(tǒng)的讀寫設(shè)備通常采用跳頻工作模式 ， 在一定的工作頻帶下劃分多個(gè)跳頻信道 ， 按特定跳頻順序輸出射頻能量進(jìn)行工作 。在實(shí)際的工作過程中 ， 讀寫設(shè)備輸出調(diào)制波或者連續(xù)單載波 ， 調(diào)制波所攜帶的信息是為了對標(biāo)簽進(jìn)行各種操作 ， 而連續(xù)單載波是為了向標(biāo)簽提供能量 。
前一段時(shí)間我們發(fā)現(xiàn) ， 廣州市部分單位在使用UHF頻段的RFID系統(tǒng) 。我國目前尚未為該系統(tǒng)劃分工作頻段 ， 經(jīng)我站技術(shù)人員監(jiān)測 ， 發(fā)現(xiàn)目前社會(huì)上使用的UHF頻段RFID系統(tǒng)的工作頻段一般為902MHz～928MHz ， 跟美國政府劃分給RFID系統(tǒng)使用的頻段基本相吻合 。該頻段與我國GSM業(yè)務(wù)的上行頻段（885MHz～915 MHz）、900 MHz無中心多信道選址業(yè)務(wù)頻段（915 MHz～917 MHz）以及點(diǎn)對點(diǎn)立體聲廣播傳輸業(yè)務(wù)頻段(917 MHz～925 MHz)相重疊 。RFID信號(hào)主要特點(diǎn)包括:RFID信號(hào)是間歇的 ， 微功率發(fā)射 ， 很多時(shí)候是跳頻信號(hào);RFID信號(hào)采用了多種不同的調(diào)制方式 ， 如ASK、BPSK調(diào)制等;RFID測試有許多和時(shí)間有關(guān)的測試參數(shù) ， 如讀寫器和標(biāo)簽發(fā)射及響應(yīng)時(shí)間參數(shù)、跳頻周期、碼元周期等;RFID信號(hào)是有數(shù)據(jù)傳輸?shù)?， 并有一定的編碼方式如NRZ、Miller、FM0、PIE等 。這些特點(diǎn)要求測試儀表同時(shí)具備可以實(shí)時(shí)捕捉瞬態(tài)變化信號(hào)、數(shù)字解調(diào)能力、存儲(chǔ)一段時(shí)間數(shù)據(jù)并進(jìn)行時(shí)域測試的能力, 以及對如NRZ、Miller、FM0、PIE等RFID信號(hào)解碼的能力等 ， 我們目前的頻譜儀及矢量信號(hào)分析儀都無法完全實(shí)現(xiàn)這些功能 。
經(jīng)過技術(shù)交流我們試用了泰克公司RSA3408A實(shí)時(shí)頻譜分析儀 ， RSA3408A具備頻域、時(shí)域和數(shù)字調(diào)制域的多域測試功能 ， 可以滿足RFID的時(shí)間相關(guān)參數(shù)測試及數(shù)字解調(diào)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(shí)泰克公司專利的頻域模板觸發(fā)技術(shù)為捕捉跳頻RFID信號(hào)提供了很好的手段 。
以下是我站技術(shù)人員在監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)的空中UHF頻段RFID跳頻信號(hào) 。在測試過程中我們使用了RSA3408A特有的脈沖信號(hào)分析、瞬變信號(hào)捕捉等功能對信號(hào)進(jìn)行了監(jiān)測存儲(chǔ) ， 并根據(jù)捕捉信號(hào)特征對該信號(hào)進(jìn)行了分析 ， 同時(shí)利用便攜式頻譜分析儀在該不明信號(hào)四周進(jìn)行查找 ， 發(fā)現(xiàn)發(fā)射源位于某大廈車庫入口處 。測試的相關(guān)結(jié)果參數(shù)、圖表及該發(fā)射源的信號(hào)特征和設(shè)備圖片如下 。
圖1; RFID信號(hào)三維頻譜
相關(guān)參數(shù):信號(hào)頻率——902.5MHz～927.5MHz;跳頻間隔:500kHz;跳頻信道總數(shù)——50 信道 。通過圖1的三維頻譜可以看出信號(hào)的跳頻速率為50跳/15秒 。
RSA3408A提供了FFT楨重疊技術(shù) ， 它可以將信號(hào)在時(shí)間軸上“展寬” 。我們可以測量出每跳持續(xù)的時(shí)間約300ms 。圖2顯示每跳共發(fā)信號(hào)21次 ， 每次持續(xù)時(shí)間約7.6ms 。其間載波不間斷 。
圖2; RFID信號(hào)每跳發(fā)送21次
圖3; 顯示每次發(fā)射信號(hào)時(shí)間7.6ms中有700μs時(shí)間不發(fā)碼元只發(fā)單載波 。
(a)
(b)
圖3; 700ms時(shí)間中不發(fā)碼元只發(fā)單載波
我們測出的信號(hào)接收功率約-57dBm ， 帶寬約250kHz ， 通過解調(diào)功能得出調(diào)制方式為ASK（見圖4） 。
圖4; RFID信號(hào)調(diào)制方式

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

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