习题 1
1-1 什么是RFID？ RFID系统主要由哪几部分组成？
RFID 是Radio Frequency Identification的首字母缩写，意为射频识别。RFID技术通过射频信号对电子标签自动识别，是物联网技术中的核心和关键技术。典型的RFID系统主要由读写器、电子标签、应用系统软件组成。
1-2 简述其中两个主要的协议RFID的工作原理。
标签进入发射天线的工作区域后，接收读写器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（无源标签或被动标签），或者由标签主动发送某一频率的信号（有源标签或主动标签），读写器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。
1-3 简述RFID系统的电感耦合方式和反方向散射耦合方式的原理。
在电感耦合方式中，读写器将射频能量束缚在读写器电感线圈的周围，通过交变闭合的线圈磁场，沟通读写器线圈与射频标签线圈之间的射频通道，没有向空间辐射电磁能量。而反方向散
射耦合方式中，读写器将射频能量以电磁波的形式发送出去，标签线圈与读写器线圈通过射频信号双向通信。

习题2
2-1  说明电磁波产生的基本原理。
    根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场在其周围空间产生变化的磁场，而变化的磁场又产生变化的电场。这样，变化的电场和变化的磁场之间相互依赖，相互激发，交替产生，并以一定速度由近及远地在空间传播。
2-2  什么是天线? 对天线性能的要求有哪些？
用来辐射和接收无线电波的装置称为天线。
对天线性能的要求： （1）天线应能将导波能量尽可能多地转变为电磁波能量。 （2）天线应能使电磁波尽可能集中于确定的方向上，或对确定方向的来波最大限度地接受，即天线应
具有方向性。（3）天线应能发射或接收具有规定极化特性的电磁波。（4）天线应具有足够宽的工作频带。
2-3  简述磁场耦合式天线的基本工作原理和主要参数。
    磁场耦合式天线的基本工作原理是，当交变电流在线圈中流动时，会在线圈周围产生较强的磁场，磁场穿过线圈的横截面和线圈周围空间，可以把读写器与电子标签耦合起来，读写器通过磁场耦合方式与标签实现通信。
  磁场耦合式天线的主要参数有：线圈的电感L；线圈的面积；线圈天线的Q值等。
2-4  RFID天线的工作频段有几个？典型的工作频率有哪些？
  目前RFID天线的工作频率主要分布在4个频段，低频(125KHz)、高频(13.56MHz）、特高频（850MHz～910MFz）和微波（2.45GHz）。
    典型的工作频率有：125kHz、133kHz、13.56MHz、27.12MHz、433MHz、902MHz～928MHz、2.45GHz、5.8GHz等。
2-5 RFID天线设计要点主要有哪些？试分别说明。
  RFID天线结构和环境因素对天线性能有很大影响。天线的结构决定了天线方向图、阻抗特性、驻波比、天线增益、极化方向和工作频段等特性。天线特性也受所附着物体的形状及物理特性的影响。例如，磁场不能穿透金属等导磁材料，金属物附近磁力线形状会发生改变，而且，由于磁场能在金属表面引起涡流，由楞次定律可知,涡流会产生抵抗激励的磁通量,导致金属表面磁通量大大衰减。读写器天线发出的能量被金属吸收，会导致读写距离大大减小。另外，液体对电磁信号有吸收作用，弹性基层会造成标签及天线变形，宽频带信号源（如发动机、水泵、发电机）会产生电磁干扰等，这些都是设计天线时必须细致考虑的要点。 
2-6  简述RFID天线的设计流程。
  RFID天线的性能指标与天线的微带单元尺寸、基板尺寸、馈电点位置等密切相关，而这些参数又直接由RFID系统的工作频率、基片介电系数、基片厚度、馈电方式决定，因此在选定基片介电系数和基板厚度、馈电方式之后，可使用相关公式，计算出贴片尺寸、馈电点的位置，再使用工具软件计算出馈线的尺寸。得到以上设计参数之后，再在电磁仿真软件HFSS
中进行仿真。
2-7  蚀刻法制作RFID标签天线应注意哪些问题?
一般来说，要注意以下几个方面的问题： 1) 注意减少侧蚀和产生突沿； 2) 提高线路板之间蚀刻速率的一致性； 3) 保证线路板表面蚀刻速率的均匀性； 4) 注意薄铜箔完好； 5) 注意绿环保，减少环境污染。
2-8 冷烫印制作RFID标签天线的主要特点有哪些？
RFID冷烫印的主要特点如下： 1)印刷速度快； 2)方法简单； 3)导电率好；4) 精细程度高，产品美观。
2-9  用导电油墨印刷法制作RFID天线有哪些优点？
  用导电油墨印刷法制作RFID天线，替代传统的压箔法或蚀刻法，是近年来新推出的较好的方法。这种方法具有两个明显的优点，首先，传统的压箔法或蚀刻法制作的金属天线，工艺复杂，成品制作时间长，而应用导电油墨印刷天线则省去了覆箔、印刷抗蚀油墨、蚀刻、去
除抗蚀油墨层等众多工序，采用丝网印刷、凹版印刷等直接将导电油墨按照天线设计的图案印刷在基材表面，快速高效，与传统的蚀刻法相比，它不仅可大大缩短生产流程，降低成本，还可减少生产过程对环境的污染，是印刷天线和电路中多快好省的首选方法。其次传统的压箔法或蚀刻法制作的金属天线要消耗浪费金属材料，成本较高，而导电油墨的原材料成本要低于传统的金属天线，这对于降低智能标签的制作成本有很大的意义。

习题3
3-1  RFID电子标签主要包括哪些部分? 功能有哪些？
电子标签一般由耦合元件（天线）及芯片组成。
RFID标签最基本的功能有三个。第一，能以某种方式贴附到一个物品上；第二，具有—定的存储容量，可以存储被识别物品的相关信息；第三，能通过某种频率以一定方式实现信息通信，即能由读写器识读其中的内容。
3-2  RFID电子标签可以分为哪几类？
根据封装形式的不同可分为信用卡标签、线形标签、纸状标签、玻璃管标签、圆形标签以及特殊用途的异形标签等。根据标签的供电形式不同可分为有源标签和无源标签。根据标签的数据调制方式不同可分为主动式、被动式和半主动式。根据工作频率的不同可分为低频电子标签、中高频电子标签、特高频电子标签与微波电子标签。
3-3  RFID电子标签芯片主要由那几个部分组成？它们的功能如何？
芯片是电子标签的核心部分，由微处理器、存储器、整流电路（AC/DC）、编解码电路等几个部分组成，它的作用包括标签信息的获取和存取、标签接收信号的处理和标签发射信号的处理。
3-4  RFID电子标签芯片的主要封装形式有哪几种？
信用卡与半信用卡标签、线形标签、盘形标签、自粘标签、片上线圈、钥匙扣形标签、手表形标签等等。

习题4
4-1 读写器的硬件包括哪些部分?它们的功能如何？
读写器的基本构成包括：控制器、射频模块、发射接收天线、显示模块、输出模块、键盘输入模块、数据存储器、程序存储器、接口电路、供电电源等。
控制器：控制器是读写器的控制中心；
射频模块：射频模块包括发射部分和接收部分；
天线：天线的作用是定向地发送UHF射频能量和 调制的载波信号，接收反射的调制载波信号；
显示模块：用以显示读写器工作或信息采集的信息；
输出模块：其作用是在标签上印刷可视信息；
键盘输入模块：其作用是输人控制信号和参数；
数据存储器：用来存储接收到的标签信息，需要足够的容量；
程序存储器：用来存停控制程序；
接口电路：是与上位机通信的接口。
4-2 U2270B芯片内部由哪些部分构成？画出由U2270B构成的低频读写器框图。
U2270B内部由振荡器、天线驱动器、电源供给电路、频率调节电路、低通滤波电路、高通滤波电路、输出控制电路等部分组成。
4-3 简述TRF7970A芯片的特点。
TRF7970A是德州仪器（TI）推出的一款业界功耗最低的适用于近场通信（NFC）的非接触式短距离通信收发器。此TRF7970A收发器适用于基础设备，其电池寿命是竞争产品的两倍，可提供功率范围为1μA~120mA的8个不同的功率模式。该收发器带有可配置的辅助软件，以帮助开发人员更快入手，收发器与软件通过一系列超低功耗 MSP微控制器兼容。该收发器支持点对点通信，例如用于医疗设备、移动支付以及卡仿真。它也还具有读写能力，两个晶体振荡频率（
13.56MHz或27.12M赫兹）和一个容量为128字节的“先进先出（FIFO）”缓冲器，使之能够处理大量数据的传输。

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