射频识别技术详解：电感耦合与反向散射工作原理

射频识别(RFID)技术是一种无线通信技术，主要用于非接触式自动数据采集和识别。本讲详细探讨了RFID系统的工作原理，包括其基本组成以及两种主要的耦合方式：电感耦合和反向散射耦合。 1. **RFID系统基本组成**: RFID系统主要由电子标签（Tag）、阅读器（Reader）和空中无线接口组成。电子标签是存储和传输信息的微型设备，阅读器则负责接收和解析这些信息。 2. **电感耦合（Inductive Coupling)**: 在电感耦合方式下，阅读器和电子标签的天线被视为两个互感的电感器。它们通过高频交变磁场实现能量和数据交换。电子标签通过整流和滤波电路将耦合电压转换为直流，为芯片供电。数据传输则通过电阻负载调制或电容负载调制技术实现，例如，当二进制数据为"1"时，开关接通，改变电路的电阻值或电容状态来编码信号。 3. **反向散射耦合（Backscatter Coupling）**: 电磁反向散射耦合利用雷达技术原理，电子标签通过反射接收到的电磁波来发送数据。反射效率受目标尺寸、形状、材料、极化方向以及电磁波长度等因素影响。这种方式适用于远距离的超高频和微波RFID系统。 4. **工作频率范围**: 电感耦合RFID系统通常工作在中低频段，如125kHz或13.56MHz，而电磁反向散射耦合更适合于更高频率的应用，比如UHF或微波，适用于长距离的识别。 5. **能量获取与数据传输**: 电感耦合依赖于接收的电磁能量，电子标签通过耦合电压获取能量，然后通过调整自身电路的状态来编码和传输数据。对于反向散射耦合，数据以反射的形式返回阅读器，经过放大和解调后读取。 RFID系统的成功运作依赖于精确的电磁场交互和高效的通信协议。通过了解这些工作原理，可以更好地设计和优化RFID系统在各种应用场景中的性能和效率。