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電磁波
  • 在電子學(xué)理論中，電流流過導(dǎo)體，導(dǎo)體周圍會形成磁場;交變電流通過導(dǎo)體，導(dǎo)體周圍會形成交變的電磁場，稱為電磁波。
  • 為解決 5G 通信系統(tǒng)電磁波傳播面臨的電磁干擾問題，浙江大學(xué)課題團(tuán)隊(duì)開展了電磁輻射抑制研究，提出了面向 5G 通信天線系統(tǒng)和 5G 通信芯片封裝的電磁兼容解決方案。
  • 近年來興起的射頻識別技術(shù)(RFID)是以無線電磁波信號通過近場或遠(yuǎn)場方式與標(biāo)簽交換能量與信息，實(shí)現(xiàn)識別目的的技術(shù)，具有數(shù)據(jù)容量大、無需接觸讀寫、保密性高、壽命長、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。在工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運(yùn)輸控制管理以及物流管理等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。
  • 電磁波是能量的一種，凡是高于絕對零度的物體，都會釋出電磁波。電與磁可說是一體兩面，電流會產(chǎn)生磁場，變動的磁場則會產(chǎn)生電流。變化的電場和變化的磁場構(gòu)成了一個(gè)不可分離的統(tǒng)一的場。
  • 天線的基本功能是將饋線傳輸?shù)碾姶挪ㄗ優(yōu)樽杂煽臻g傳播的電磁波，天線的方向圖是表征天線輻射時(shí)電磁波能量(或場強(qiáng))在空間各點(diǎn)分布的情況，它是描述天線的主要參數(shù)之一。
  • 發(fā)射時(shí)，把邏輯電路處理過的發(fā)射基帶信息調(diào)制成的發(fā)射中頻，用TX-VCO把發(fā)射中頻信號頻率上變?yōu)?90M-915M(GSM)的頻率信號。經(jīng)功放放大后由天線轉(zhuǎn)為電磁波輻射出去。
  • 本文采用I型諧振單元來構(gòu)造所設(shè)計(jì)的標(biāo)簽。相比于其他結(jié)構(gòu)的諧振單元，其主要有兩方面的優(yōu)勢。首先，無論激勵(lì)信號是同極化，還是交叉極化的電磁波，I型諧振單元的后向散射信號中都不含有二次諧波，然而U型諧振單元在交叉極化的信號源激勵(lì)下，會產(chǎn)生二次諧波[8]。其次，I型諧振單元在受到正交極化的平面波激勵(lì)時(shí)，只會對一個(gè)極化方向的電磁波有所回應(yīng)，而不會對另一個(gè)極化方向的電磁波有所回應(yīng)，相應(yīng)的原理圖分別如圖1和圖2所示，其中V(vertical)和H(horizontal)分別代表諧振單元的放置方向和平面波極化方向是豎直和水平的，RCS是雷達(dá)散射界面(Radar Cross Section)。
  • 射頻電路指處理信號的電磁波長與電路或器件尺寸處于同一數(shù)量級的電路。此時(shí)由于器件尺寸和導(dǎo)線尺寸的關(guān)系，電路需要用分布參數(shù)的相關(guān)理論來處理，這類電路都可以認(rèn)為是射頻電路，對其頻率沒有嚴(yán)格要求，如長距離傳輸?shù)慕涣鬏旊娋€(50或60Hz)有時(shí)也要用RF的相關(guān)理論來處理。
  • RF(射頻)專指具有一定波長可用于無線電通信的電磁波。電磁波可由其頻率表述為：KHz(千赫)，MHz(兆赫)及GHz(千兆赫)。其頻率范圍為VLF(極低頻)也即10-30KHz至EHF(極高頻)也即30-300GHz。
  • 天線增益反應(yīng)了天線定向傳送電磁波能力的強(qiáng)弱。天線增益與天線半功率波束寬度(既天線輻射區(qū)域角度大小)為兩個(gè)互相制約的天線屬性，天線增益越大，輻射角度越小，反之亦然。該天線實(shí)測增益在860-960MHz時(shí)，增益大于7dBi;895-940MHz，增益趨近7.5dBi;940-960MHz處，接近7.8dBi。
  • 在無線通信系統(tǒng)中，需要將來自發(fā)射機(jī)的導(dǎo)波能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊o線電波，或者將無線電波轉(zhuǎn)換為導(dǎo)波能量，用來輻射和接收無線電波的裝置稱為天線。發(fā)射機(jī)所產(chǎn)生的已調(diào)制的高頻電流能量(或?qū)Р芰?經(jīng)饋線傳輸?shù)桨l(fā)射天線，通過天線將轉(zhuǎn)換為某種極化的電磁波能量，并向所需方向出去。到達(dá)接收點(diǎn)后，接收天線將來自空間特定方向的某種極化的電磁波能量又轉(zhuǎn)換為已調(diào)制的高頻電流能量，經(jīng)饋線輸送到接收機(jī)輸入端。
  • 按照業(yè)界的定義，天線是一種變換器，它把傳輸線上傳播的導(dǎo)行波變換成在無界媒介(通常是自由空間)中傳播的電磁波，或者進(jìn)行相反的變換，也就是發(fā)射或接收電磁波。通俗點(diǎn)說，無論是基站還是移動終端，天線都是充當(dāng)發(fā)射信號和接收信號的中間件。
  • RFID電子標(biāo)簽常伴隨在金屬環(huán)境下使用，當(dāng)RFID電子標(biāo)簽靠近金屬時(shí)，由于金屬對電磁波具有強(qiáng)烈的反射性，所以會伴隨著信號減弱，讀卡距離也會變得更近，嚴(yán)重干擾則會出現(xiàn)讀卡失敗的現(xiàn)象。目前通用的解決措施是在電子標(biāo)簽背面粘帖上一層具有磁性的吸波材料。
  • 太赫茲(THz)波是一種頻率高于微波而低于紅外光的電磁波，1 THz=1012 Hz。上世紀(jì)八十年代以來，微型半導(dǎo)體技術(shù)、超快光電子技術(shù)發(fā)展迅速，高性能太赫茲波源和檢測設(shè)備研制成功，太赫茲波技術(shù)取得了長足的進(jìn)步。物質(zhì)的太赫茲譜信息豐富且分辨率高[1-3]，太赫茲電磁波在環(huán)境保護(hù)監(jiān)控、成像與檢測、疾病診斷、天文研究、高速寬帶移動通信、軍用偵察設(shè)備等領(lǐng)域都具有巨大的應(yīng)用價(jià)值[4-7]。
  • RFID 利用了電磁波空間耦合、傳播進(jìn)行通信，以達(dá)到自動識別被標(biāo)識對象，獲取對象信息的目的。同其他一些識別技術(shù)相比，射頻識別技術(shù)具有高效快捷、非接觸、無污染、識別率高等突出優(yōu)點(diǎn)。識別過程無需人工干預(yù)，可在惡劣環(huán)境下工作，能夠應(yīng)用到很多行業(yè)。
  • 近年來射頻識別(Radio Frequency of Identificatio，RFID)技術(shù)的應(yīng)用逐漸廣泛，同時(shí)也倍受重視。特別是UHF頻段的RFID系統(tǒng)，由于其傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸速率高，受到了更多地關(guān)注。典型的RFID系統(tǒng)由RFID閱讀器和標(biāo)簽兩部分組成，RFID無源標(biāo)簽依靠RFID閱讀器發(fā)射的電磁信號供電，并通過反射調(diào)制電磁信號與閱讀器通信。因此，RFID標(biāo)簽天線設(shè)計(jì)的優(yōu)劣對其系統(tǒng)工作性能有關(guān)鍵的影響。
  • 射頻(Radio Frequency) 專指具有一定波長可用于無線電通信的電磁波。射頻識別技術(shù) (Radio Frequency Identification)是20 世紀(jì)90 年代開始興起的一種非接觸的自動識別技術(shù)， 它是利用射頻信號和空間耦合(電感或電磁耦合)或雷達(dá)反射的傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對被識別物 體的自動識別。但是，就目前來看， RFID 的發(fā)展仍然存在較多瓶頸，數(shù)據(jù)讀取率不高就是其中主要瓶頸之一。
  • RFID標(biāo)簽按供電方式分為有源和無源2種[1],無源標(biāo)簽通過捕獲閱讀器發(fā)射的電磁波獲取能量，具有成本低、尺寸小的優(yōu)勢;有源標(biāo)簽通常采用電池供電，具有通信距離遠(yuǎn)、讀取速度快、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)[2],但為了滿足煤礦井下定位，需要考慮低功耗設(shè)計(jì)以增強(qiáng)電池的續(xù)航能力。
  • 閱讀器在一定區(qū)域內(nèi)發(fā)射電磁波。電子標(biāo)簽內(nèi)有一個(gè)諧振電路，當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入磁場時(shí)，就能產(chǎn)生感應(yīng)電流獲取能量、時(shí)鐘和指令，并將有用數(shù)據(jù)以反向散射調(diào)制的方式發(fā)射出去。閱讀器接收到此標(biāo)簽的數(shù)據(jù)并進(jìn)行解碼后，送入中央信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。這樣，閱讀器通過天線可實(shí)現(xiàn)無接觸式的讀取并識別電子標(biāo)簽中所保存的數(shù)據(jù)，達(dá)到自動識別物體的目的。
  • 針對射頻識別（RFID）標(biāo)簽抗金屬性的實(shí)際需求，結(jié)合短路環(huán)偶極子天線輻射能力較強(qiáng)、制造簡單、成本低、防靜電且適宜阻抗匹配等優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一類短路環(huán)偶極子抗金屬標(biāo)簽。設(shè)計(jì)中將標(biāo)簽天線制作在具有良好輻射特性、成本低廉、材質(zhì)為FR-4的基板上，減小金屬環(huán)境吸收電磁波對天線輻射的干擾，使短路環(huán)偶極子標(biāo)簽具有抗金屬性；同時(shí)在短路環(huán)偶極子天線中引入阻抗臂，通過阻抗臂對短路環(huán)偶極子天線進(jìn)行阻抗匹配及優(yōu)化。經(jīng)過仿真實(shí)驗(yàn)及測試其結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)標(biāo)簽具有良好的抗金屬性和阻抗匹配特性。
  • RFID 是射頻識別技術(shù)(Radio Frequency Identification)的英文縮寫，射頻識別技術(shù)是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它使用射頻電磁波通過空間耦合(交變磁場或電磁場)在閱讀器和要進(jìn)行識別、分類和跟蹤的移動物品(物品上附著有RFID 標(biāo)簽)之間實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識別目的的技術(shù)。RFID 是一種自動識別和數(shù)據(jù)捕獲技術(shù)，可以提供無人看管的自動監(jiān)視與報(bào)告作業(yè)。
  • RFID(電子標(biāo)簽、射頻識別)技術(shù)的工作原理是"低頻段基于變壓器耦合模型(初級與次級之間的能量傳遞及信號傳遞)，在高頻段基于雷達(dá)探測目標(biāo)的空間耦合模型(雷達(dá)發(fā)射電磁波信號碰到目標(biāo)后攜帶目標(biāo)信息返回雷達(dá)接收機(jī))。1948年哈里斯托克曼發(fā)表的"利用反射功率的通信"奠定了射頻識別技術(shù)的理論基礎(chǔ)"。今天我們就來談?wù)凴FID技術(shù)如何在汽車防盜系統(tǒng)中大展拳腳。
  • 無線射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)是利用感應(yīng)、電磁場或電磁波為傳輸手段，完成非接觸式雙向通信、獲取相關(guān)數(shù)據(jù)的一種自動識別技術(shù)。該技術(shù)完成識別工作時(shí)無須人工干預(yù)，易于實(shí)現(xiàn)自動化且不易損壞，可識別高速運(yùn)動物體并可同時(shí)識別多個(gè)射頻卡，操作快捷方便，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。
  • 電力設(shè)備熱點(diǎn)溫度與電流在線監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)工作在大型變壓器旁，極易受電磁輻射干擾，針對該預(yù)警系統(tǒng)的子系統(tǒng)；無線傳輸部分進(jìn)行了抗電磁干擾設(shè)計(jì)，采用Ansoft Designer軟件仿真分析了PCB（Printed Circuit Board）中電磁波對PCB電磁兼容性產(chǎn)生的影響，根據(jù)其得出的PCB的電流圖及近場分布圖，分析PCB的電磁兼容性，針對結(jié)果中的電磁輻射過高區(qū)域進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，經(jīng)Ansoft Designer驗(yàn)證，重新設(shè)計(jì)后的PCB各項(xiàng)指數(shù)有所下降，電磁兼容性得到提高。
  • 隨著無線通信技術(shù)的迅速發(fā)展，微波通信技術(shù)通信的應(yīng)用的范圍非常廣泛。微波天線是微波通信系統(tǒng)中最重要的部分，凡是能利用電磁波來傳遞的信息幾乎都依靠微波天線傳遞與互換，同時(shí)微波天線也可輻射電磁波等能量。
  • RFID系統(tǒng)透過標(biāo)簽內(nèi)晶片承載商品識別碼，當(dāng)標(biāo)簽被讀寫器讀取時(shí)，讀寫器所發(fā)射的電磁波啟動晶片，透過無線傳輸通過中介軟體傳遞給系統(tǒng)，透過對識別碼等資料的確認(rèn)完成對商品的鑒別；另外，當(dāng)防偽RFID標(biāo)簽在被損壞或移開物件時(shí)，資料將無法被讀取或通訊中斷，借以保護(hù)標(biāo)簽內(nèi)資料不被竊取，從而達(dá)到防偽目的。
  • 射頻卡的電氣部分由天線、1個(gè)高速(106KB波特率)的RF接口、1個(gè)控制單元和1個(gè)8K位EEPROM組成。其工作原理如下:讀寫器向射頻卡發(fā)一組固定頻率的電磁波,卡片內(nèi)有1個(gè)LC串聯(lián)諧振電路,其頻率與讀寫器發(fā)射的頻率相同,在電磁波的激勵(lì)下,LC諧振電路產(chǎn)生共振,從而使電容內(nèi)有了電荷,在這個(gè)電容的另一端,接有1個(gè)單向?qū)ǖ碾娮颖?將電容內(nèi)的電荷送到另一個(gè)電容內(nèi)儲存,當(dāng)所積累的電荷達(dá)到2V時(shí),此電容可作為電源為其他電路提供工作電壓,將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接收讀寫器的數(shù)據(jù)。
  • 當(dāng)選手們把一只輕薄小巧的芯片系在鞋帶上，通過設(shè)在起跑線的地墊時(shí)，根據(jù)“電動生磁，磁動生電”的原理，芯片里的微型線圈便會切割地墊周圍的磁力線而產(chǎn)生電流，使芯片開始工作并發(fā)射電磁波。每個(gè)運(yùn)動員佩戴的芯片如同一個(gè)特殊的“電子標(biāo)簽”和“條形碼”，儲存著個(gè)人信息。
  • 采用傳統(tǒng)的條形碼進(jìn)行物品標(biāo)識將會帶來一系列的不便：無法進(jìn)行較遠(yuǎn)距離的識別，需要人工干預(yù)、許多物品無法標(biāo)識等等。相反，由于射頻識別(RFID)系統(tǒng)采用具有穿透性的電磁波進(jìn)行識別，所以可以進(jìn)行較遠(yuǎn)距離的識別，無須人工干預(yù)，可以標(biāo)識多種多樣的物品。
  • 研究一種用便攜終端將監(jiān)測信息輸入到設(shè)備管理數(shù)據(jù)庫的方法，同時(shí)采用語音識別和無線射頻RFID標(biāo)簽自動識別設(shè)備的方法，并研究使用手機(jī)和個(gè)人數(shù)字助理PDA的原型數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)、在電磁波中斷區(qū)域輸入監(jiān)測數(shù)據(jù)的方法。同時(shí)正在開發(fā)電子郵件問題應(yīng)答系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于檢索設(shè)備手冊信息和診斷簡單故障。介紹應(yīng)用便攜終端的研究結(jié)果。
  • 目前廣泛應(yīng)用于包裝品、書刊、生產(chǎn)線等的條形碼技術(shù)極有可能被一種全新的高科技射頻識別技術(shù)（RFID）所取代。RFID的基本工作原理：由讀寫器發(fā)射特定頻率的無線電磁波，當(dāng)非接觸IC卡接近讀寫器時(shí)，非接觸IC卡接收電磁波能量，并將能量存儲起來作為收發(fā)器所需的電能，而此時(shí)非接觸IC卡也開始動作，將卡內(nèi)存儲的識別資料以無線電波的方式傳送給讀寫器，最后等待讀寫器對資料的的進(jìn)一步操作。
  • 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。