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RFID技術(shù)基礎(chǔ)之頻譜基礎(chǔ)知識
晴天時舉頭仰望,看見的是一望無一望無際的天空。不過,人們用“空”來描述“天”,實(shí)在是一種誤會,因?yàn)樘觳⒉豢?。在我們生存的空間,無處不隱匿著形形色色的電磁波:激雷閃電的云層在發(fā)射電磁波;無數(shù)的地外星體也輻射著電磁波;世界各地的廣播電臺和通信、導(dǎo)航設(shè)備發(fā)出的信號在乘著電磁波飛馳;更不用說還有人們有意和無意制造出來的各種干擾電磁波,如果說人們生活在電磁波的海洋之中,一點(diǎn)也毫不夸張。在既往的幾千年中,人們一直都沒能“看見”電磁波,而麥克斯韋成為書寫電磁波歷史的第一人
RFID無線電信號的特性
在高頻電路中需要處理的無線電信電信號主要有三種:基帶(消息)信號、高頻載波信號和已調(diào)信號。所謂基帶信號就是指沒有進(jìn)行調(diào)制的原始信號,也稱調(diào)制信號。無線電信號主要有以下幾種特性。
1.時間特性
(1)信號的描述:一個無線電信號,可以表示為電壓或電流的時間函數(shù),通常用時域波形或數(shù)學(xué)表達(dá)式來描述。
(2)時間特性的概念:無線電信號的時間特性就是指信號隨時間變化快慢的特性。它要求傳輸該信號的電路的時間特性(如時間常數(shù))與之相適應(yīng)。
2.頻譜特性
無線電信號的頻譜特性就是指信號中各頻率成分的特性。頻譜特性包含幅頻特性和相頻特性兩部分,它們分別反映信號中各個頻率分量的振幅和相位的分布情況。對于較復(fù)雜的信號(如語音信號、圖像信號等),用頻譜分析法表示較為方便。
對于周期性信號,以表示為許多離散的頻率分量(各分量間成諧頻關(guān)系),如圖2-2即為圖2-1所示信號的頻譜圖;對于非周期性信號,可將其用傅里葉變換的方法分解為連續(xù)譜,此時的非周期性信號即為連續(xù)譜的積分。
任何信號都會占據(jù)一定的帶寬。從頻譜特性上看,帶寬就是信號能量主要部分(一般為90%以上)所占據(jù)的頻率范圍或頻帶寬度。
3.傳播特性
無線電信號的傳播特性是指其傳播方式、傳播距離、傳播特點(diǎn)等。無線電信號的傳播特性主要根據(jù)其所處的頻段或波段來區(qū)分。
電磁波從發(fā)射天線輻射出去后,不僅電磁波的能量會擴(kuò)散,接收機(jī)只能收到其中極小的一部分,而且在傳播過程中,電磁波的能量會被地面、建筑物或高空的電離層吸收或反射,或者在大氣大氣層中產(chǎn)生折射或散射等現(xiàn)象,從而造成到達(dá)接收機(jī)時的強(qiáng)度大大衰減。根據(jù)無線電磁波在傳播過程所發(fā)生的現(xiàn)象,電磁波的傳播方式主要可分為直射(視距)傳播、繞射(地波)傳播、折射和反射(天波)傳播及散射傳播等,決定傳播方式和傳播特點(diǎn)的關(guān)鍵因素是無線電信號的頻率。
4.調(diào)制特性
無線電傳播一般都要采用高頻(射頻)的一個原因就是高頻適用于天線輻射和無線傳播。只有當(dāng)天線的尺寸可以與信號波長相比擬時,天線的輻射效率才會較高,從而可以較小的信號功率傳播較遠(yuǎn)的距離,接收天線也才能有效地接收信號。
所謂調(diào)制,就是用調(diào)制信號去控制高頻載波的參數(shù),使載波信號的某一個或幾個參數(shù)(振幅、頻率或相位)按照調(diào)制信號的規(guī)律變化。
根據(jù)載波受調(diào)制參數(shù)的不同,調(diào)制分為三種基本方式,即振幅調(diào)制(調(diào)幅)、頻率調(diào)制(調(diào)頻)、相位調(diào)制(調(diào)相),分別用AM、FM、PM表示。另外還有組合調(diào)制方式。