CN106199296A - 一种rfid标签频响特性快速测试装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种RFID标签频响特性快速测试装置及方法，其第一块Hackrf One用作基带信号发生器，它的I路与Q路输出连接射频信号源的I路与Q路；射频信号源输出连接环路器口1；功分器输入接环路器口3，功分器输出一路接频谱仪射频输入，功分器输出别一路接第二块Hackrf One；第二块Hackrf One触发输出与频谱仪的外触发输入相连；环路器口2与天线相连；两Hackrf One的USB口与上位计算机的USB口相连；射频信号源与频谱仪均通过网络交换机与上位计算机相连。本发明通过Hackrf One产生协议信号和触发信号，辅助频谱仪捕捉RFID标签的反射信号，实现RFID标签频响特性的快速测试。

Description

一种RFID标签频响特性快速测试装置及方法
技术领域
本发明涉及一种RFID电子标签测试，特别是RFID标签射频特性测试领域。
背景技术
RFID全称为射频识别(Radio Frequency Identification),是一种利用射频技术实现的非接触式自动识别技术。RFID标签具有体积小，读写速度快，形状多样，使用寿命长的特点，可重复使用，存储容量大，能穿透非导电性材料等特点，结合RFID读写器以实现多目标识别和移动目标识别，进一步通过与互联网技术的结合还可以实现全球范围内物品的跟踪与信息共享。RFID技术应于物流、制造、公共信息服务等行业，可以大幅充提高管理与运作效率，降低成本。
RFID标签频响特性是指在输入功能相同的情况下，RFID标签正常响应读写器信号的频域范围。该性能指标主要受到RFID标签天线设计和RFID标签芯片功耗的影响，当RFID标签天线在较宽的工作频率带内都能表现出较高的能量转换效率，同时RFID标签芯片具有比较小的功耗，那么RFID标签被读取的机会就越大。
目前由于设计手段与生产工艺限制，RFID标签的频响特性，常常与设计目标发生较大差异，同时也比较缺乏有效的测试手段。产品的质量还主要依赖经验。
发明内容
为了解决以上问题本发明提供了一种利用通用射频测试仪器以及基带信号发生/分析电路组成的测试系统来实现RFID标签频响特性快速测试的装置及方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种RFID标签频响特性快速测试装置，包括第一块Hackrf One(A)、射频信号源、环路器、功分器、频谱仪、第二块Hackrf One(B)、上位计算机、天线；第一块Hackrf One(A)用作基带信号发生器，它的I路与Q路输出连接射频信号源的I路与Q路；射频信号源输出连接环路器口1；功分器输入接环路器口3，功分器输出一路接频谱仪射频输入，功分器输出别一路接第二块Hackrf One(B)；第二块HackrfOne(B)触发输出与频谱仪的外触发输入相连；环路器口2与天线相连；两Hackrf One的USB口与上位计算机的USB口相连；射频信号源与频谱仪均通过网络交换机与上位计算机相连。
所述的频谱仪、射频信号源、环路器、功分器、天线的频段选择为700MHz～1.5GHz。
一种RFID标签频响特性快速测试方法，其特征在于，包括以下内容：
1)频谱仪中心频率设为700MHz,频宽设为0，触发方式设为外触发；
2)射频信号源频率设为700MHz,功率10dBm,外调制制输入；
3)上位计算机设置第一块Hackrf One(A)为发射模式，第二块Hackrf One(B)为接收模式。
4)上位机控制Hackrf One(A)发出已调制基带信号，调制内容为RFID协议的“盘存”命令；
5)射频信号源将基带信号上变频到700MHz；
6)射频信号通过环路器，到达天线，通过天线向RFID标签发射；
7)RFID标签响应盘存命令，向天线发射响应信号；
8)天线收到RFID响应的射频信号，通过环路器和功分器送往频谱仪和Hackrf One(B)；
9)Hackrf One(B)解调射频信号，并向频谱仪发出外触发信号；
10)频谱仪捕捉到天线收到的RFID反射的射频信号，并测出射频信号的功率，结果上传上位计算机，完成一个频率点测量；
11)上位计算机控制频谱仪、射频信号源到下一个频率点，重复5～9，直到完成所有频率点测量；
12)测量结束，上位计算机将所有频率点的射频功率，绘成曲线，得到该RFID标签的频响曲线。
本发明通过开源硬件Hackrf One产生协议信号和触发信号，辅助频谱仪捕捉RFID标签的反射信号，实现RFID标签频响特性的快速测试。
附图说明
图1是本发明的组成框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示，本发明提供了一种RFID标签频响特性快速测试装置，包括第一块Hackrf One(A)、射频信号源、环路器、功分器、频谱仪、第二块Hackrf One(B)、上位计算机、天线；第一块Hackrf One(A)用作基带信号发生器，它的I路与Q路输出连接射频信号源的I路与Q路；射频信号源输出连接环路器口1；功分器输入接环路器口3，功分器输出一路接频谱仪射频输入，功分器输出别一路接第二块Hackrf One(B)；第二块Hackrf One(B)触发输出与频谱仪的外触发输入相连；环路器口2与天线相连；两Hackrf One的USB口与上位计算机的USB口相连；射频信号源与频谱仪均通过网络交换机与上位计算机相连。
通用频谱分析仪，能覆盖700MHz～1.5GHz频段的频谱分析仪均可。通用射频信号发生器，能覆盖700MHz～1.5GHz频段，且具有正交调制功能即可。天线，频段能覆盖700MHz～1.5GHz频段，频响特性曲线已校准即可。基带信号发生器\接收器，可以选用开源硬件Hackrf One两块，可以分别用作基带信号发生器和基带信号接收器。射频环路器，频段能覆盖700MHz～1.5GHz即可。射频功分器，频段能覆盖700MHz～1.5GHz即可。RFID标签固定夹具。
RFID标签频响特性测试的由上位计算机控制完成，步骤如下：
1)频谱仪中心频率设为700MHz,频宽设为0，触发方式设为外触发；
2)射频信号源频率设为700MHz,功率10dBm,外调制制输入；
3)上位计算机设置第一块Hackrf One(A)为发射模式，第二块Hackrf One(B)为接收模式。
4)上位机控制Hackrf One(A)发出已调制基带信号，调制内容为RFID协议的“盘存”命令；
5)射频信号源将基带信号上变频到700MHz；
6)射频信号通过环路器，到达天线，通过天线向RFID标签发射；
7)RFID标签响应盘存命令，向天线发射响应信号；
8)天线收到RFID响应的射频信号，通过环路器和功分器送往频谱仪和Hackrf One(B)；
9)Hackrf One(B)解调射频信号，并向频谱仪发出外触发信号；
10)频谱仪捕捉到天线收到的RFID反射的射频信号，并测出射频信号的功率，结果上传上位计算机，完成一个频率点测量；
11)上位计算机控制频谱仪、射频信号源到下一个频率点，重复5～9，直到完成所有频率点测量；
12)测量结束，上位计算机将所有频率点的射频功率，绘成曲线，得到该RFID标签的频响曲线。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不限制于本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (3)

1.一种RFID标签频响特性快速测试装置，其特征在于，包括第一块Hackrf One(A)、射频信号源、环路器、功分器、频谱仪、第二块Hackrf One(B)、上位计算机、天线；第一块Hackrf One(A)的I路与Q路输出连接射频信号源的I路与Q路；射频信号源输出连接环路器口1；功分器输入接环路器口3，功分器输出一路接频谱仪射频输入，功分器输出别一路接第二块Hackrf One(B)；第二块Hackrf One(B)触发输出与频谱仪的外触发输入相连；环路器口2与天线相连；两Hackrf One的USB口与上位计算机的USB口相连；射频信号源与频谱仪均通过网络交换机与上位计算机相连。
2.根据权利要求1所述的一种RFID标签频响特性快速测试装置，其特征在于，所述的频谱仪、射频信号源、环路器、功分器、天线的频段选择为700MHz～1.5GHz。
3.一种RFID标签频响特性快速测试方法，其特征在于，包括以下内容：
1)频谱仪中心频率设为700MHz,频宽设为0，触发方式设为外触发；
2)射频信号源频率设为700MHz,功率10dBm,外调制制输入；
3)上位计算机设置第一块Hackrf One(A)为发射模式，第二块Hackrf One(B)为接收模式。
4)上位机控制Hackrf One(A)发出已调制基带信号，调制内容为RFID协议的“盘存”命令；
5)射频信号源将基带信号上变频到700MHz；
6)射频信号通过环路器，到达天线，通过天线向RFID标签发射；
7)RFID标签响应盘存命令，向天线发射响应信号；
8)天线收到RFID响应的射频信号，通过环路器和功分器送往频谱仪和Hackrf One(B)；
9)Hackrf One(B)解调射频信号，并向频谱仪发出外触发信号；
10)频谱仪捕捉到天线收到的RFID反射的射频信号，并测出射频信号的功率，结果上传上位计算机，完成一个频率点测量；
11)上位计算机控制频谱仪、射频信号源到下一个频率点，重复5～9，直到完成所有频率点测量；
12)测量结束，上位计算机将所有频率点的射频功率，绘成曲线，得到该RFID标签的频响曲线。
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