800/900MHz RFID設備測試方法研究

趙 越，郭 晴

（國家無線電監(jiān)測中心檢測中心，北京 100043）

0 引言

800/900 MHz RFID設備進入歐盟市場前需要進行CE認證，其中，射頻指標測試標準ETSI EN 302 208[1]于2022年5月31日起正式廢止舊版本，啟用全新版本V3.3.1。新版標準減少了1項發(fā)射測試，增加了3項接收測試，下文將具體介紹新版標準的測試方法。

1 一般要求

1.1 測試頻率

低頻段（865～868 MHz）：865.7 MHz、866.3 MHz、866.9 MHz、867.5 MHz，總共4個信道，每個信道帶寬為200 kHz。

高頻段（915～921 MHz）：916.3 MHz、917.5 MHz、918.7 MHz、919.9 MHz，總共4個信道，每個信道帶寬為400 kHz。

1.2 讀寫器類型

I類設備（e.r.p.＞30 dBm）：工作距離大于10米或在復雜電磁環(huán)境中使用，如倉庫中使用的固定式讀寫器。

II類設備（13 dBm＜e.r.p.≤30 dBm）：工作距離低于I類設備，如零售商店中使用的手持讀寫器。

III類設備（e.r.p.≤13 dBm）：工作距離明顯低于I類設備，如RFID標簽打印機或接觸式讀卡器。

2 測試項目及測試方法

2.1 頻率誤差

頻率誤差是指被測設備在正常條件下測得的發(fā)射頻率與在極限條件下測得的發(fā)射頻率之間的差異，其結果不得超過±10 ppm。

測試方法：①將被測設備連接至頻率計；②被測設備發(fā)射連續(xù)非調制載波信號；③記錄正常條件下頻率計讀數(shù)fn；④改變電壓和溫度，記錄極限條件下頻率計讀數(shù)fe；⑤計算頻率誤差值E=(fe-fn)/fc，其中fc為被測信道中心頻率。

2.2 低電壓條件下的頻率穩(wěn)定度

低壓條件下的頻率穩(wěn)定度是指當電壓降至最低極限電壓水平以下時，設備保持在其允許頻率范圍內的能力。被測設備應當滿足：當輻射或傳導功率低于雜散發(fā)射限值時，載波頻率在±10 ppm范圍內；或在低于制造商聲明的工作電壓時，設備自動停止工作。

測試方法：①將被測設備連接至頻率計；②被測設備發(fā)射連續(xù)非調制載波信號；③記錄頻率計讀數(shù)；④將電壓從制造商聲明的工作電壓下限逐漸降低至0，記錄此過程中的頻率計讀數(shù)。

2.3 有效輻射功率（e.r.p.）

低頻段每個信道不得超過33 dBm，高頻段每個信道不得超過36 dBm。

測試方法：①將被測設備連接至頻譜儀；②被測設備發(fā)射連續(xù)非調制載波信號；③記錄平均功率讀數(shù)Pc；④改變電壓和溫度，記錄極限條件下平均功率讀數(shù)；⑤計算e.r.p.值Perp=Pc+Gic-5.15-Cl，其中Gic為圓極化天線增益（單位dBic），Cl為鏈路損耗。

2.4 發(fā)射天線波束寬度

發(fā)射天線波束寬度是指在天線峰值響應的方向上，兩個半功率點（-3 dB）之間的寬度。

測試方法：①將被測設備放置在電波暗室的轉臺上；②將被測設備發(fā)射連續(xù)非調制載波信號；③調整天線高度和轉臺角度直到測到最大信號電平；④在水平方向上雙向旋轉轉臺至測到的信號電平降低3 dB的位置，記錄總旋轉角度（即天線的水平波束寬度）。

2.5 發(fā)射頻譜模板

發(fā)射頻譜模板規(guī)定了一組限值，信道內任何頻率的e.r.p.功率譜密度值（dBm/kHz）不得超過規(guī)定的限值。

測試方法：①將被測設備連接至頻譜儀；②被測設備發(fā)射正常調制信號；③設置頻譜儀，RBW=VBW=1 kHz，span=1 MHz，平均值檢波，最大保持；④記錄測試結果并截圖。

2.6 發(fā)射雜散

發(fā)射雜散是指被測設備在正常運行頻段范圍之外發(fā)射的任意信號。當被測設備處在工作狀態(tài)時，1 GHz以下不應超過-36 dBm（其中保護頻段不應超過-54 dBm），1 GHz以上不應超過-30 dBm；在待機狀態(tài)時，1 GHz以下不應超過-57 dBm，1 GHz以上不應超過-47 dBm。

測試方法：①將被測設備連接至頻譜儀；②被測設備發(fā)射正常調制信號；③在30 MHz至5 GHz范圍內測量雜散信號；④設置頻譜儀，平均值檢波，最大保持，RBW=VBW=100 kHz（1 GHz以下）/1 MHz（1 GHz以上），其中，中心頻率±2.5倍信道帶寬至中心頻率±10倍信道帶寬范圍內RBW=VBW=10 kHz；⑤記錄測試結果。

2.7 發(fā)射時間

為了最有效地使用信道資源，標準規(guī)定在低頻段同一信道上持續(xù)發(fā)射的最大時長不應超過4 s，最小間隔時長不應低于100 ms。高頻段沒有發(fā)射時間限制。

測試方法：①將被測設備放置在電波暗室的轉臺上；②在示波器前端連接一個探頭，探頭放置在靠近讀寫器天線的位置；③在讀寫器正常工作距離內放置多個標簽，使讀寫器進入連續(xù)工作狀態(tài)；④通過示波器測量發(fā)射時間和間隔時間。

2.8 鄰道選擇性

鄰道選擇性是指當相鄰信道存在干擾信號時，讀寫器識別標簽的能力。鄰道選擇性應優(yōu)于-26 dBm。

測試方法：①將讀寫器、帶射頻接口的標簽、可調衰減器以及信號源等設備按照標準要求搭建鏈路；②讀寫器以最大功率正常發(fā)射，調整可調衰減器，直到讀寫器剛好能夠識別標簽，然后將衰減器的衰減值減小10 dB，以保證標簽處于完全激活狀態(tài)；③信號源發(fā)射AM信號，調制頻率為40 kHz，調制深度80%；④調整信號源電平，直到讀寫器剛好有50%的概率停止識別標簽，然后信號源以1 dB為步進降低電平，直到讀寫器剛好再次識別標簽，計算此時信號源到達讀寫器接收端口的電平值，此電平值應滿足鄰道選擇性要求。

2.9 阻塞

阻塞是指當偏離信道中心fc一定頻率處存在干擾信號時，讀寫器識別標簽的能力。fc±2 MHz處，應優(yōu)于-23 dBm；fc±5 MHz處，應優(yōu)于-14 dBm；fc±10 MHz處，應優(yōu)于-8 dBm。

測試方法：①將讀寫器、帶射頻接口的標簽、可調衰減器以及信號源等設備按照標準要求搭建鏈路；②讀寫器以最大功率正常發(fā)射，調整可調衰減器，直到讀寫器剛好能夠識別標簽，然后將衰減器的衰減值減小10 dB，以保證標簽處于完全激活狀態(tài)；③信號源在測試頻率上發(fā)射非調制信號；④調整信號源電平，直到讀寫器剛好有50%的概率停止識別標簽，然后信號源以1 dB為步進降低電平，直到讀寫器剛好再次識別標簽，計算此時信號源到達讀寫器接收端口的電平值，此電平值應滿足阻塞要求。

2.10 接收機靈敏度

接收機靈敏度是指接收機可以接收到的并仍能正常工作的最低信號強度。I類設備應優(yōu)于-60 dBm；II類設備應優(yōu)于-55 dBm；III類設備應優(yōu)于-45 dBm。標準規(guī)定，接收機靈敏度只能通過傳導方式進行測試。

測試方法：①將讀寫器、帶射頻接口的標簽以及可調衰減器等設備按照標準要求搭建鏈路；②讀寫器以最大功率正常發(fā)射；③調整標簽反向信號電平，直到讀寫器剛好有50%的概率識別標簽；④測量此時標簽反向信號到達讀寫器接收端口的電平值，即為接收機靈敏度。

2.11 接收機互調抑制

接收機互調抑制是指當存在2個或2個以上與有用信號存在特定頻率關系的無用信號時，讀寫器識別標簽的能力。接收機互調抑制應優(yōu)于-34 dBm。

測試方法：①將讀寫器、帶射頻接口的標簽、可調衰減器以及信號源等設備按照標準要求搭建鏈路；②讀寫器以最大功率正常發(fā)射，調整可調衰減器，直到讀寫器剛好能夠識別標簽，然后將衰減器的衰減值減小10 dB，以保證標簽處于完全激活狀態(tài)；③設置信號源1的頻率為中心頻率fc+0.6 MHz（低頻段）或fc+1.2 MHz（高頻段），發(fā)射AM信號，調制頻率40 kHz，調制深度為80%；④設置信號源2頻率為中心頻率fc+1.2 MHz（低頻段）或fc+2.4 MHz（高頻段），其他參數(shù)與信號源1設置相同；⑤同時調整2個信號源電平，直到讀寫器剛好有50%的概率停止識別標簽，然后以1 dB為步進降低電平，直到讀寫器剛好再次識別標簽，計算此時信號源到達讀寫器接收端口的電平值，此電平值應滿足接收機互調抑制要求。

3 結束語

本文針對新版RFID設備CE測試標準展開了研究，介紹了設備分類原則，給出了發(fā)射項和接收項的測試方法，對RFID研發(fā)、生產、檢測和認證等各環(huán)節(jié)都具有重要的指導作用?！?/p>