了解与规划RFID多径环境

简介

如果你目前拥有RFID系统，或者正在考虑购买，在开始安装系统时，有几个术语应该放在心里。

读卡器产生的射频能量以电磁波（EM）形式发射，像任何波一样，它们的传播会受到周围环境的极大影响。有些是直线飞行，有些则是从瞄准镜（或天线中心）以不同角度向外移动。为了更好地预测射频波在系统中的路径，你需要更深入地理解电磁波。

电磁波和光波、水波和声波一样，在不同环境中的反应非常不同。以下是这些波对特定物体和材料产生的一些反应，这些反应可能会极大影响您的RFID系统的性能。

共同波反应

（1）反思

像所有波一样，电磁波在特定材料上以与接近材料时相同的角度（反射角）反射（入射角）。电磁波会从金属表面反射，也会反射在介电表面，如土壤、木材、冰、沥青、纸板、纸张、玻璃和混凝土上。湿润的表面也能提供更好的反射，比如水池、海洋、湖泊，甚至水壶。通过阻挡金属或介电表面，或调整读卡器的读取范围灵敏度，可以避免反射。

（2）折射

折射不像RFID系统中的反射那么令人担忧，折射是指电磁波以一定角度穿过特定材料，穿透时角度发生变化。折射的一个典型例子是光波穿过水体并以不同角度传播。标签和天线之间的水和其他介质材料可以折射电磁波。

（3）衍射

当射频波似乎绕过物体而非穿过物体时，称为绕射。金属杆、建筑物的角落以及其他金属物体的角落是这种情况最常见的地方。

（4）吸收

当电磁波被被发射的物体吸收时，称为吸收。例如，像碳充填泡沫这样的特殊吸收材料非常适合吸收电磁波。水和大多数材料在一定程度上会吸收射频波，同时也会折射、反射或衍射。

多径

多径的定义是“当读卡天线与标签之间存在两个或以上有利的无线电路径时”。当读卡器向天线发送信号以“ping标签”时，天线不会直接向前发射一束射频波。读卡天线通过多条不同路径发送波形以接收标签信号。这时反射、折射、绕射和吸收就发挥作用了。

除直接路径外，每条路径都与中心有较小的角度，且根据附近材料或物体的不同，发生反射、折射、绕射或吸收的概率较高。当读取字段中有多个标签，而你只想读取特定子集标签时，这就成了问题。缓解这一问题的一种方法是用射频屏蔽材料建造隧道式外壳。例如，如果你使用传送带RFID系统读取仓库地板上的标记箱，但只想读取通过传送带的特定标签组，安装读卡天线在封闭的隧道中将形成多径效应的边界。

多径的另一个问题是，如果直接射频波与相位不同的射频波相交，会在读场中产生零点。空白点在你的读取区内可能会多次出现。在空波中，天线无法读取你的RFID标签，因为相位异波会相互抵消。

波的相位定义为第一个零点交叉点与空间中定义为原点的距离。这基本上意味着，如果波的频率相同且不相交，那么波是“同相”的。如果有两个波有两个不同的频率，或者彼此相交，这些波就叫做“相位错”。更多信息请参见下方的图纸。

同相波会在同一相位相交，从而产生相长干涉。你可以看到，相长干涉增强了波长，使得读取信号远超该天线的正常读距。举个例子，如果你的天线通常读到大约6英尺，在两个射频波以相同相位相位汇聚的区域，你的天线能读到更多几英尺。

确定什么是空区或扩展读区并非易事。为了确定这些区域，你需要在x轴、y轴和z轴上移动标签。

以上关于电磁波和多径的信息可以帮助您预测如何最大化利用RFID系统。如果你有效设计系统周围区域，可以避免多径带来的不同影响。