RFID 技术的工程测试挑战解析

RFID是一种低功耗的短程无线通信技术，全称为“RadioFrequency Identification（射频识别）”。RFID 系统的组成一般至少包括两个部分：电子标签（英文名称为Tag）和读写器（英文名称为Reader/Writer 或Interrogator）。电子标签中一般保存有约定格式的电子数据，在实际应用中，电子标签附着在待识别物体的表面。读写器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别物体的目的。进一步通过计算机及计算机网络实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。

RFID 技术有几个不同寻常的工程测试挑战，例如瞬时信号、带宽效率低的调制技术和反向散射数据。传统的扫频调谐频谱分析仪、矢量信号分析仪和示波器已被用于无线数据链路的开发。然而，这些工具用于 RFID 测试时都存在一些缺点。扫频调谐频谱分析仪难以准确捕获和刻画瞬时 RF 信号。矢量信号分析仪实际上不支持频谱效率低的 RFID 调制技术及特殊解码要求。快速示波器的测量动态范围小，不具备调制和解码功能。实时频谱分析仪 RTSA（以下简称 RTSA）克服了这些传统测试工具的局限性，具备对瞬时信号的优化，通过泰克享有专利的频率模板触发器能够可靠触发复杂的真实频谱环境下的特定频谱事件。

RFID 信号的测试涵盖了射频信号的频域、时域和调制域分析。对于芯片、设备研发和制造企业，需要测试产品是否符合无线电法规和行业标准。对系统集成商，需要分析 RFID 系统在实际环境中的互通性（例如分析读写器、标签和周围环境的干扰，优化读写器具摆放位置、合理增设屏蔽材料等等）。这些要求需要测试仪表具备如下特性：

标准符合性测试

信号是间歇信号，而且功率较小，有时甚至是跳频信号，需要测试仪表可以捕获瞬态变化信号，能够无缝存储足够长时间的信号并回放分析，还要有较快的测试速度。信号采用多种不同的调制方式需要测试仪表具备数字调制信号分析功能。最好能够支持各种RFID 标准，不仅能够解调，还要能够对多种多样的编码进行解码从而读出数据。

信号的编码规定了很多时间参数，读写器和标签发射和响应时间参数也需要测试，要求测试仪表具备信号时域分析功能、多域相关分析能力和良好的时间分辨率。很多RFID系统采用跳频体制，测试仪表必须具备跳频信号的分析能力。使用传统仪表的局限：使用传统仪表对RFID 产品进行标准符合性测试，我们需要多台设备，但很多项目仍然不能很好进行测试。例如使用扫频频谱仪，难以捕捉RFID 的间歇性信号，无法分析信号的调制特性，也无法分析一个完整的通信序列的时域特征。使用矢量信号分析仪，受限于有限的触发方式，使得寻找RFID数据包成为极为繁琐的操作，尤其对于载波常发的RFID系统；而有限的时间相关多域，很难观测到调制特性和频率特性随时间变化的特征。而使用示波器，又要面对较差的动态范围，极其有限的频域功能，无法实现调制分析等难点。

RFID 系统的互通性测试

当RFID 系统安装于实际环境中，往往受到各种各样的影响，如周围电磁环境的影响，多个读写器，多个标签之间的相互干扰，高低频不同RFID系统之间的干扰，造成RFID系统不能工作或效能下降。为了解决以上问题，需要测试。

设备具有以下能力：

1 实时观测所有RFID 通道的读写器及标签的情况。

2 解析所有通道的载波侦听、发送控制等标签与读写器间的详细通信情况。

3 具备较高的灵敏度，掌握其他区域的读写器信号和周围环境中存在的电磁干扰，并有能力捕获稳态的干扰信号和瞬态的干扰信号。

4 捕获实际环境中的RFID 信号并观察调制质量。

5 传统仪表的局限性：

实际环境中的RFID 信号和干扰信号分析，对于传统设备来说是非常困难的任务。使用扫频式频谱分析仪时，根本无法实时观测各通道发生的情况，也无法发现瞬态的电磁干扰，更无法解析调制质量。而使用矢量信号分析仪，也不具备真正的实时特性，同样无法实时观测和发现瞬态干扰现象。