移动管家汽车无钥匙进入一键启动系统射频天线工作原理?

如题所述

一、天线原理

1.1 天线的定义：

能够有效地向空间某特定方向辐射电磁波或能够有效的接收空间某特定方向来的电磁波的装置。

1.2 天线的功能：

Ø 能量转换-导行波和自由空间波的转换;

Ø 定向辐射(接收)-具有一定的方向性。

1.3 天线辐射原理

天线

二、射频原理

2.1 射频的定义：

射频（RF）是Radio Frequency的缩写，表示可以辐射到空间的电磁频率，频率范围从300kHz～300GHz之间。射频就是射频电流，简称RF，它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流，大于10000次的称为高频电流，而射频就是这样一种高频电流。射频（300K-300G）是高频（大于10K）的较高频段，微波频段（300M-300G）又是射频的较高频段。

在电子学理论中，电流流过导体，导体周围会形成磁场；交变电流通过导体，导体周围会形成交变的电磁场，称为电磁波。在电磁波频率低于100kHz时，电磁波会被地表吸收，不能形成有效的传输，但电磁波频率高于100kHz时，电磁波可以在空气中传播，并经大气层外缘的电离层反射，形成远距离传输能力。我们把具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频。射频技术在无线通信领域中被广泛使用，有线电视系统就是采用射频传输方式。

射频

2.2 最基本的RFID系统由三部分组成：

2.2.1.标签（Tag，即射频卡）：由耦合元件及芯片组成，标签含有内置天线，用于和射频天线间进行通信；

2.2.2.阅读器：读取（在读写卡中还可以写入）标签信息的设备；

2.2.3.天线：在标签和读取器间传递射频信号。有些系统还通过阅读器的RS232或RS485接口与外部计算机（上位机主系统）连接，进行数据交换。

2.3 系统的基本工作流程是：阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号，当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流，射频卡获得能量被激活；射频卡将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去；系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号，经天线调节器传送到阅读器，阅读器对接收的信号进行解调和解码然后送到后台主系统进行相关处理；主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构动作。

在耦合方式（电感-电磁）、通信流程（FDX、HDX、SEQ）、从射频卡到阅读器的数据传输方法（负载调制、反向散射、高次谐波）以及频率范围等方面，不同的非接触传输方法有根本的区别，但所有的阅读器在功能原理上，以及由此决定的设计构造上都很相似，所有阅读器均可简化为高频接口和控制单元两个基本模块。高频接口包含发送器和接收器，其功能包括：产生高频发射功率以启动射频卡并提供能量；对发射信号进行调制，用于将数据传送给射频卡；接收并解调来自射频卡的高频信号。不同射频识别系统的高频接口设计具有一些差异。

阅读器的控制单元的功能包括：与应用系统软件进行通信，并执行应用系统软件发来的命令；控制与射频卡的通信过程（主-从原则）；信号的编解码。对一些特殊的系统还有执行反碰撞算法，对射频卡与阅读器间要传送的数据进行加密和解密，以及进行射频卡和阅读器间的身份验证等附加功能。

无线射频识别系统的读写距离是一个很关键的参数。长距离无线射频识别系统的价格还很贵，因此寻找提高其读写距离的方法很重要。影响射频卡读写距离的因素包括天线工作频率、阅读器的RF输出功率、阅读器的接收灵敏度、射频卡的功耗、天线及谐振电路的Q值、天线方向、阅读器和射频卡的耦合度，以及射频卡本身获得的能量及发送信息的能量等。大多数系统的读取距离和写入距离是不同的，写入距离大约是读取距离的40%～80%。

射频前端产业链
终端设备的无线通信模块主要分为天线、射频前端模块（RF FEM）、射频收发模块、以及基带信号处理器四部分。其中射频前端是无线连接的核心，是在天线和射频收发模块间实现信号发送和接收的基础零件。 射频前端芯片主要是实现信号在不同频率下的收发，包括射频功率放大器（PA）、射频低噪声放大器（LNA）、射频开关、滤波器、双工器等。目前射频前端芯片主要应用于手机和通讯模块市场、WiFi路由器市场和通讯基站市场等。

天线的原理是什么
小时候家里的收音机、电视机，都带着可以灵活转动拉伸的杆子，大家一定对这个可以转来转去的杆子记忆犹新，或许也好奇的发现这个杆子的长度与方向和收音机、电视的接收效果有某种神秘的联系。

RFID技术原理
通过介绍RFID应用系统的基本工作原理来具体说明射频天线的设计是RFID不同应用系统的关键.然后分别介绍几种典型的RFID天线及其设计原理.

人体结构对天线性能的影响
天线是手机、智能手表、蓝牙耳机、可植入医疗设备等无线电子产品收发信号必不可少的装置，其性能好坏将直接影响通信质量。除了考虑天线在电子产品物理结构内的性能评估外，我们不得不考虑人体对天线性能的影响。以可穿戴设备天线为例，其工作频率大多为2.4GHz~2.48GHz或者5.725~5.875GHz，且多以倒F天线为基础进行设计和优化。

电磁干扰影响天线接收灵敏度案例分析
在无线网络中，射频模块有传导TRP和传导TIS两项重要指标，而模块装上天线后，整机在OTA暗室中需测试TRP与TIS，在此我们将其定义为辐射TRP和辐射TIS。辐射TRP一般不会出问题，而辐射TIS容易受产品内部电磁噪声的干扰。当辐射TIS不达标时，首先要考虑传导TIS是否达标，传导TIS和射频电路中的器件（如双工器的隔离度）、各节电路的匹配等因素有关。射频电路部分工作流程如下：

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