物联网射频识别(RFID)技术与应用---补充课件.ppt

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1、物联网射频识别（RFID）技术与应用射频基础知识点击此处结束放映与电子通信相关的射频概念1史密斯圆图2S参数3ADS设计与仿真举例4物联网射频识别（RFID）技术与应用点击此处结束放映与电子通信相关的射频概念1物联网射频识别（RFID）技术与应用点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用1.1射频的概念1、什么是射频射频广义地说，可以向外辐射电磁信号的频率称为射频；是指该频率的载波功率能通过天线发射出去（反之亦然），以交变的电磁场形式在自由空间以光速传播，碰到不同介质时传播速率发生变化，也会发生电磁波反射、折射、绕射

2、、穿透等，引起各种损耗。在金属线传输时具有趋肤效应现象。该频率在各种无源和有源电路中R、L、C各参数反映出是分布参数。信号采用的传输方式和信号的传输特性主要是由工作频率决定的。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用2、什么是射频电路在电路设计中，当频率较高、电路的尺寸可以与波长相比拟时，电路可以称为射频电路。一般认为，当频率高于30MHz时电路的设计就需要考虑射频电路理论，而射频电路理论应用的典型频段为几百MHz至4GHz（现已大于4GHz），在这个频率范围内，电路需要考虑分布参数的影响，低频的基尔霍夫电路理论不

3、再适用。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用50Hz的市电可以采用低频电路理论50Hz的市电属于ELF（极低频），对应的工作波长：6000km这个工作波长比电路的尺寸大得多，对此工作频率完全可以用低频的基尔霍夫电路理论进行电路设计。2.4GHz无线局域网必须采用射频电路理论无线局域网的工作频率为2.4GHz，对应的工作波长为：12.5cm这个工作波长比电路的尺寸可以相比拟，在此工作频率下，低频的基尔霍夫电路理论不再适用，而应该用射频电路理论设计。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用3、长线和短线

4、的概念图（a）表示的是半波长的波形图，AB是线上的一小段，它比波长小得多。由图可见，线段AB上各点的电流或电压的幅度和相位几乎不变，此时的线段AB是一段“短线”。如果频率很高，虽然线段AB的长度相同，但在某一瞬时线上各点电流或电压的幅度和相位均有很大变化，如图（b）所示，此时的线段AB即应视为“长线”.我们把传输线的几何长度（L)与其上传输电信号的波长（λ）之比L/λ，称为传输线的相对长度或者叫电长度。点击此处结束放映电流电压沿线分布图（a）短线情况（b）长线情况物联网射频识别（RFID）技术与应用点击此处结束放映图1.1终端

5、短路的传输线物联网射频识别（RFID）技术与应用图1.1所示的是终端短路传输线，根据射频电路理论会得到距离短路终端l处的阻抗为（1-1）式中Z0为常数，Z0的取值范围一般为几十到几百之间。式（1-1）改变了低频电路理论的观点，因为低频电路理论会认为Zin=0。下面对式（1-1）加以数值分析。点击此处结束放映物联网射频识别（RFID）技术与应用点击此处结束放映集肤效应在电路中信号是通过导体传输的，导体存在集肤效应。所谓集肤效应是指当频率升高时，电流只集中在导体的表面，导体内部的电流密度非常小。集肤效应使导线的有效导电横截面积减小

6、，交流电阻增加。集肤效应如图1.2所示图1.2集肤效应物联网射频识别（RFID）技术与应用点击此处结束放映可以用趋肤深度描述集肤效应的程度。趋肤深度δ定义为式中μ为导体的磁导率，σ为导体的电导率，导体内的电流主要集中在导体表面的趋肤深度内。在射频电路中，集肤效应引起电路损耗急剧增加，必须考虑分布电阻对射频电路的影响。射频电路主要应用在无线通信领域。物联网射频识别（RFID）技术与应用点击此处结束放映低频和射频的关系低频电路理论只适用于低频电路设计，射频电路理论有更大的适用范围，低频电路理论是射频电路理论的特例。低频电路理论称为

7、集总参数电路理论；射频电路理论称为分布参数电路理论，分布参数是射频电路的最大特色。物联网射频识别（RFID）技术与应用点击此处结束放映射频电路的分布参数从正弦交流（AC）电路分析中可以知道，电感L（1nH）和电容C(1pF)的电抗XL和XC与频率有关。(1)当(2)当结论：低频时1nH电感相当于短路，1pF电容相当于开路；3GHz时它们的影响必须考虑。物联网射频识别（RFID）技术与应用点击此处结束放映传输线上的分布参数低频时什么都不用考虑，当频率达到射频以后，传输线上直导线的电感分布不可忽略，2根直导线之间的电容分布也不可忽

8、略，等效为b图。射频电路认为传输线上到处分布着电感和电容，所以射频电路也称为分布参数电路。由于分布参数的存在，传输线上电压、电流和阻抗的分布与低频电路完全不同，射频传输线上信号出现了波动性，并导致反射产生，因此需要建立射频电路理论体系。图1.3一段传输线物联网射频识别（RFI