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半主動式電子標籤(BAP Tag)讀取距離和讀取器接收靈敏度之關係


最近有位台灣天線工程師和我連繫並說明他們正在開發的半主動式電子標籤在一般商用讀取器上的讀距約10公尺,但在Tagformance量測系統上所量測到的距離為什麼是40公尺?我反問這位工程師: "你知道你現在所使用的讀取器,其接收靈敏度是多少dBm嗎?"

什麼是半主動式電子標籤

半主動式電子標籤Semi-Active Tag又可稱為Battery Assisted Passive Tag (BAP Tag),BAP Tag基本上都會含有電池,這個電池主要目的是要供電給RFID IC,但像一般被動式標籤Passive Tag一樣,BAP Tag並不含有發射器Active Transmitter,BAP Tag的特點之一就是其讀取距離會比被動式標籤長。


一般Passive Tag的讀取距離大都受限於順向連結Forward Link,換句話說,Passive Tag的讀取距離是取決於在多遠處該標籤的IC是否可被啟動Activated,因此被動式標籤的靈敏度是決定讀取距離最主要因素。基於上述原因,在BAP Tag上加裝電池並供電給RFID IC以增加其標籤靈敏度,如此就可提高讀取距離,但是該電池並未增加BAP Tag的反向散射功率強度Backscatter Power,結果造成反向連結Return Link成為限制BAP Tag讀取距離主要因素,為了實現BAP Tag長距離讀取目標,讀取器的接收靈敏度Receiver Sensitivity就變得非常重要。

BAP_Battery Assisted Passive_Tag



BAP Tag 性能

要評估BAP電子標籤的性能,一般都以量測標籤靈敏度和其頻率的相對關係開始,以下曲線是用Tagformance Pro所量測,在頻率930MHz處,其理論順向讀距Theoretical Read Range Forward約為37公尺。*一般被動式標籤其讀距大約只有10公尺左右。

Sensitivity of a BAP RFID Tag Measured with Tagformance Pro


上述的37公尺讀距是該BAP Tag理論順向讀取距離的上限,下圖我們將用Tagformance Pro的Read Range量測功能來測試在不同讀取器參數下該BAP Tag的讀取距離。首先將讀取器輸出功率設訂在2W ERP,讀取器接收靈敏度設為-85 dBm,在頻率930MHz處,我們可得到讀距19公尺。

Read Range of a BAP Tag Measured with Tagformance Pro; 2W ERP & -85 dBm Sensitivity


使用者可在Tagformance 軟體介面上修改讀取器的接收靈敏度,如此就可找出該BAP Tag理論順向讀取距離上限(37公尺)所該搭配的讀取器接收靈敏度,如下圖所示,當讀取器接收靈敏度設為-97 dBm時,讀取距離在930MHz可達37公尺。

Read Range of a BAP Tag Measured with Tagformance Pro; 2W ERP & -97 dBm Sensitivity


依目前RFID市場所銷售的讀取器,其接收靈敏度大都在-97 dBm之下,因此為了能將該BAP Tag讀距拉到37公尺,我已建議該天線工程師試著調整天線設計,以提升BAP Tag反向散射功率強度Backscatter Power。


這兩年來因為BAP Tag已漸漸被市場接受以及一般被動式標籤IC靈敏度的提升,為了確保讀取距離的最大化,讀取器的接收靈敏度已扮演著關鍵性角色,有趣的是大部份的RFID系統整合商甚至UHF讀取器供應商並不知道該如何量測讀取器的接收靈敏度,本公司所提供的Readformance正是最佳測試工具,詳細資訊請參閱本公司網站Readformance或是連絡本公司。 



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