UHF频段RFID产品CE认证的射频RF测试介绍

随着物联网高速扩张，越来越多的港口，超市，畜牧养殖场，以及公路交通，都配备了RFID电子标签技术，RFID凭借其高效的识别定位技术，以及有效的管理模式，促进了整个产业的良好发展,而国内RFID产品的出口也明显日益增长。近期，摩尔实验室（MORLAB）完成了数款RFID产品的测试及认证，在此总结其中一款UHF频段 RFID的RF测试要点,奉献给广大读者。

    目前欧洲所使用的UHF RFID工作频段在865MHz～868MHz，功率不超过2W，依据R&TTE指令，CE认证中的射频测试需要参考协调标准EN302 208-2进行测试。通常，一个完整的RFID系统具备扫描器(Interrogators)与标签(Tags)两部分，而这二者的测试也有所区别。

    下面针对一款扫描机的测试进行介绍，该产品调制方式为ASK，功率为30±3dBm,有效工作频点为：865.7MHz，866.3MHz，866.9MHz，867.5MHz。

                         产品工作状态下的频谱图示

    经过摩尔实验室（MORLAB）工程师对客户产品的综合评估，该产品划为手持式RFID扫描器，需要依据标准进行以下测试：

    一：频率误差：

    定义f为正常工作模式下的测量频率点，fe为频率漂移幅度最大频率点，两者比较即为频率误差。在测试时，需要注意：首先设置发射机为非调制的载波，使用频率计进行各种条件下各频率点的测量并予以记录，然后依据公式进行计算，标准要求频率误差不能超过±10ppm。

                      requency error =(f-fe)/f×106ppm

   二：低压状态下的频率稳定度：

    该测试是主要针对电池供电类产品评估其进入极限低电压供电情况下是否能够持续工作。

    主要步骤如下：
    1：设置发射机为非调制的载波持续发射，正确接入频率计；
    2：记录各种条件，包含极限条件的频率值；
    3：调节供电电源电压，从极限低压继续往下调，直到0，中间记录发射频率的状况；
    4：记录停止发射时的工作电压节点；

    此项测试要求:
    1：低电压的条件下工作频率误差不超过±10ppm,且发射功率在杂散限制范围内；
    2：停止发射电压需低于制造商宣告的工作电压；

    三：发射功率ERP的测试：

    该项测试与其他RF产品测试ERP方法类似，分为辐射方式测试与传导方式测试，通常实验室采用辐射方式来完成测试。与其他RF产品不同的是，在限制值有所区别：

    1:500mW erp以下，对其发射机射束带宽不限制；
    2:500mW至1000mW erp的，其发射机射束带宽不超过180°；
    3:1000mW至2000mW erp的，其发射机射束带宽不超过90°。

    参考如下法规要求：

    测试时的布置如下图所示：
   

    四：发射频谱：

    定义载波±500KHz范围的的平均功率在限制值范围内。如下图所示：

    主要测试步骤如下：
    1：发射机工作于正常的调制模式，频谱仪加以适当的衰减器以便足够显示有用信号；
    2：设置发射机保持持续工作，每一个信道都需要测试；
    3：设置频谱仪如下：
    a) Resolution bandwidth: 1 kHz.
    b) Video bandwidth: Equal to the RBW.
    c) Sweep Time: Auto.
    d) Span: 1 MHz.
    e) Trace mode: Max. hold sufficient to capture all emissions.
    f) Detection mode: Average.
    4：待频谱稳定后，记录该频谱，确定其包络在限值内。

    五：杂散发射：

    定义为除去主频信号的±500KHz内的有用信号外的发射机杂散发射，称之为带外杂散辐射。

    该项测试分为两类：

    1：有外接天线端口的的产品：
    a) 使用传导方式进行杂散测试；
    b) 使用仿真天线代替进行辐射方式的测试；

    2：没有外接天线的，属于内置天线的产品；
    a) 使用辐射方式进行杂散测试；

    杂散发射的测试需要测试工作模式与待机模式，其限值有所不同，如下标所示：

    六：传输时间：

    定义为发射机持续发射的周期时间，目的是验证是否其在有效的进行发射。通过验证产品的持续发射时间与停止发射的时间，来判断其是否符合标准中的要求。持续发射时间A不能大于4S，发射间隙B不能小于100ms.

    主要测试步骤如下：

    1：将EUT按照辐射测试布置于暗室，将EUT设置在功率最大的频道；
    2：准备数张（通常3张）的典型标签放置在EUT的感应区内；
    3：将数字存储示波器的感应探头靠近RFID发射机的天线，以便读取波形；
    4：重复多次测量并，记录相应的测试波形；
    5：取出最大的发射时间和发射间隙并判断是否符合上述限制要求。

    有些应用的产品（如传输装置系统）还有一些特殊要求需要制造商宣告：
    a)扫描机20s内不读卡，发射机将停止发射；
    b)需要有一个触发才能进行再次发射；
    c)重新触发后的发射需遵守100ms的发射间隙再发射原来同信道的频率。

    七：接收机杂散
    定义为接收机的杂散发射，包括谐波辐射，寄生辐射以及互调与频率变换，不包括带外辐射。该测试的要求与发射杂散要求一致，测试方法也相同。

    其限制值参考如下：
    • 2 nW e.r.p. below 1 000 MHz;
    • 20 nW e.r.p. above 1 000 MHz.

    以上就是对UHF超高频RFID产品的RF射频测试介绍，相信大家都能有所了解，同时在标准中针对标签（Tags）类产品还需要测试标签的辐射功率和杂散。