1、微波微波(wib)技術(shù)與天線技術(shù)與天線第一頁，共42頁。圖10 1 雷達(dá)(lid)系統(tǒng)的基本組成框圖第1頁/共42頁第二頁，共42頁。 傳統(tǒng)的雷達(dá)主要用于探測目標(biāo)的距離、方位、速度(sd)等尺度信息，但隨著計算機(jī)技術(shù)、信號處理技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)還能識別目標(biāo)的類型、姿態(tài)等或?qū)崟r顯示航跡甚至實現(xiàn)實時圖像顯示。所以現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)一般由天饋子系統(tǒng)、射頻收發(fā)子系統(tǒng)、信號處理子系統(tǒng)、控制子系統(tǒng)、顯示子系統(tǒng)及中央處理子系統(tǒng)等組成，其原理框圖如圖10-2所示。第2頁/共42頁第三頁，共42頁。圖 10 2 現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)的組成(z chn)框圖第3頁/共42頁第四頁，共42頁。

2、 (1) 測距 電磁波在自由空間是以光速這一有限(yuxin)速度傳播的。 設(shè)雷達(dá)與目標(biāo)之間的距離為s, 則由發(fā)射機(jī)經(jīng)天線發(fā)射的雷達(dá)脈沖經(jīng)目標(biāo)反射后回到雷達(dá), 共走了2s的距離。若能測得發(fā)射脈沖與回波脈沖之間的時間間隔t, 則目標(biāo)距雷達(dá)的距離可由下式求得: tcs21(10-1-1)1. 雷達(dá)探測原理雷達(dá)探測原理(yunl)第4頁/共42頁第五頁，共42頁。 2)測向 傳統(tǒng)雷達(dá)是利用尖銳的天線波束瞄準(zhǔn)目標(biāo)，從而來確定目標(biāo)的方位。天線波束越尖銳，則測向就越精確。由天線理論可知，在工作頻率一定時，波束越窄要求天線的口徑越大，反之，天線口徑一定，則要求的頻率越高，因此雷達(dá)一般在微波波段工作。為了實現(xiàn)

3、窄波束全方位搜索，傳統(tǒng)的雷達(dá)系統(tǒng)必須使天線波束按一定規(guī)律在要搜索的空間進(jìn)行掃描以捕獲目標(biāo)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)時，停止掃描，微微轉(zhuǎn)動天線，使接收信號最強(qiáng)時，天線所指的方向就是目標(biāo)所在方向。 從原理上講利用天線波束尖端的最強(qiáng)方向指向目標(biāo)從而測定目標(biāo)的方位是準(zhǔn)確的，但由天線方向圖可知，波束最強(qiáng)的方向附近，對方向性是很不敏感(mngn)的，這給測向帶來了較大的誤差，因此這種方法適合搜索雷達(dá)而不適合跟蹤雷達(dá)。 第5頁/共42頁第六頁，共42頁。 (3) 測速 由振蕩源發(fā)射的電磁波以不變的光速c傳播時, 如果接收者相對振蕩源是不動的, 那么它在單位時間內(nèi)所收到的振蕩數(shù)目與振蕩源產(chǎn)生的相同; 如果振蕩源與接收者之間

4、有相對接近(jijn)運動, 則接收者在單位時間內(nèi)接收的振蕩數(shù)目比它不動時要多一點, 也就是接收到的頻率升高, 當(dāng)兩者相反方向運動時接收到的頻率會下降。這就是多卜勒效應(yīng)?？梢宰C明, 當(dāng)飛行目標(biāo)向雷達(dá)靠近運動時, 接收到的頻率f與雷達(dá)振蕩源發(fā)出的頻率f0的頻差為(10-1-2) 式中, fd稱為多卜勒頻率, 為飛行目標(biāo)相對雷達(dá)的運動速度。可見, 只要測得飛行目標(biāo)的多卜勒頻率，就可利用上式求得飛行目標(biāo)的速度。這就是雷達(dá)測速原理。rcvffffr00d2第6頁/共42頁第七頁，共42頁。 (4) 目標(biāo)識別原理 所謂目標(biāo)識別就是利用雷達(dá)接收到的飛行(fixng)目標(biāo)的散射信號, 從中提取特征信息并進(jìn)行

5、分析處理, 從而分辨出飛行(fixng)目標(biāo)的類別和姿態(tài)。目標(biāo)識別的關(guān)鍵是目標(biāo)特征信息的提取, 這涉及到對目標(biāo)的編碼、特征選擇與提取、 自動匹配算法的研制等過程。 第7頁/共42頁第八頁，共42頁。 2. 幾種典型的雷達(dá)系統(tǒng)幾種典型的雷達(dá)系統(tǒng) (1) 單脈沖雷達(dá)單脈沖雷達(dá) 前面在探測原理中講到前面在探測原理中講到, 用尖銳的方向圖的最大值來測向的誤差是較大的用尖銳的方向圖的最大值來測向的誤差是較大的, 對跟蹤雷達(dá)來說是不合適的。單脈沖技術(shù)是提高測向誤差的有效手段。對跟蹤雷達(dá)來說是不合適的。單脈沖技術(shù)是提高測向誤差的有效手段。 由此技術(shù)構(gòu)成的雷達(dá)稱為單脈沖雷達(dá)。下面簡單分析其中一種由此技術(shù)構(gòu)成的

6、雷達(dá)稱為單脈沖雷達(dá)。下面簡單分析其中一種(y zhn)單脈沖雷達(dá)的工作原理。單脈沖雷達(dá)的工作原理。 第8頁/共42頁第九頁，共42頁。 圖 10 - 3饋源口面不對稱照射激起TE10、TE20模單脈沖雷達(dá)采用的天線一般為卡塞格倫天線, 其饋源為矩形多模喇叭。 當(dāng)天線完全對準(zhǔn)目標(biāo)方向時, 接收的電磁波在喇叭饋源中激發(fā)的電磁場只有主模TE10模, 當(dāng)天線偏離目標(biāo)方向時, 除主模外還會產(chǎn)生高次模, 其中TE20模會隨著天線角度的變化而變化。 對如圖 10 - 3 所示的矩形喇叭饋源, 當(dāng)目標(biāo)在喇叭中心線右面時, 使喇叭右側(cè)的能量較大而左側(cè)較小, 這時等效為主模TE10和高次模TE20按圖中相位關(guān)系疊

7、加, 即右側(cè)是兩個模式分量的相加, 而左側(cè)是兩個模式分量的相減; 當(dāng)目標(biāo)在喇叭中心線左面時, 激起的TE20模極性與上述情形相反。于是只要設(shè)法從喇叭饋源中取出TE20模, 它的幅度隨目標(biāo)偏離天線軸而增加, 相位取決于偏離方向而相差180, 從而為單脈沖接收機(jī)提供了方向性。檢測到的角度誤差(wch)信號去控制驅(qū)動機(jī)構(gòu)使天線轉(zhuǎn)動, 改變其方位和俯仰, 當(dāng)誤差(wch)為零時天線瞄準(zhǔn)目標(biāo), 從而實現(xiàn)自動跟蹤的目的。這就是單脈沖雷達(dá)的工作原理。 第9頁/共42頁第十頁，共42頁。 圖 10 3 饋源口面不對稱(duchn)照射激起TE10、TE20模第10頁/共42頁第十一頁，共42頁。 (2) 相控

8、陣?yán)走_(dá) 一般雷達(dá)對目標(biāo)的搜索是用機(jī)械掃描來實現(xiàn)的, 但這種搜索的速度有限, 而且一旦發(fā)現(xiàn)目標(biāo)進(jìn)入跟蹤狀態(tài), 就不能顧及來自不同方向的其他(qt)目標(biāo)。相控陣?yán)走_(dá)就能實現(xiàn)多個目標(biāo)的同時跟蹤, 而且采用自動波束掃描方式實現(xiàn)快速搜索。 第11頁/共42頁第十二頁，共42頁。 相控陣?yán)走_(dá)實際上是陣列天線的一種應(yīng)用, 它由為數(shù)眾多的天線單元組成的陣列, 在計算機(jī)的控制下對各天線單元的射頻功率和相位進(jìn)行控制，從而實現(xiàn)波束的掃描。由前面陣列天線的原理可知：當(dāng)饋送給陣列天線單元的微波載波幅度與相位不同時, 就得到不同的天線陣列輻射方向圖, 當(dāng)隨著時間的變化連續(xù)不停地改變單元之間的相位時, 便能使形成的波束在一

9、定的空間范圍內(nèi)掃描。這就是稱其為“相控陣?yán)走_(dá)”的原因。 相控陣?yán)走_(dá)的組成原理與其他雷達(dá)一樣, 但相對要復(fù)雜一些, 實質(zhì)上它是由多部“子雷達(dá)”組成的“母雷達(dá)”, 天線波束的掃描、 組合和賦形以及雷達(dá)工作狀態(tài)(zhungti)的選擇、轉(zhuǎn)換、目標(biāo)的識別等均由計算機(jī)來完成。它能在幾微秒之內(nèi), 使波束從一個方向變換到另一個方向, 其掃描速度之快是機(jī)械掃描雷達(dá)望塵莫及的。 第12頁/共42頁第十三頁，共42頁。 (3) 合成孔徑雷達(dá) 要提高雷達(dá)的角分辨率, 必須增大天線的口徑或采用更短的工作波長。這兩方面的努力都受到實際條件的限制, 而用于衛(wèi)星和飛機(jī)上的雷達(dá)對天線的限制就更嚴(yán)了。 合成孔徑雷達(dá)是一種相干多

10、卜勒雷達(dá), 它分為不聚焦型和聚焦型兩種。 不聚焦型合成孔徑雷達(dá)是利用雷達(dá)天線隨運載工具的有規(guī)律運動而依次移動到若干位置上, 在每個位置上發(fā)射(fsh)一個相干脈沖信號, 并依次對一連串回波信號進(jìn)行接收存儲, 存儲時保持接收信號的幅度和相位。當(dāng)雷達(dá)天線移動一段相當(dāng)長的距離L后, 合成接收信號就相當(dāng)于一個天線尺寸為L的大天線收到的信號, 從而提高了分辨率。所謂聚焦型合成孔徑雷達(dá)是在數(shù)據(jù)存儲后, 扣除接收到的回波信號中由雷達(dá)天線移動帶來的附加相移, 使其同相合成, 分辨率更高, 當(dāng)然處理也就變得更復(fù)雜了。 第13頁/共42頁第十四頁，共42頁。 微波中繼通信(tng xn)也稱為微波接力通信(tng

11、 xn)。由第7章可知, 微波在空間是直線傳播的, 設(shè)地球上A,B兩點天線的架設(shè)高度分別為h1,h2, 則由式（7 -2 -2）可得兩者間的最大傳輸距離為10.2 微波通信系統(tǒng)微波通信系統(tǒng)(xtng)m1057. 3213vhh 天線架設(shè)高度一般在100m以下, 所以一般視距為50km左右。因此要利用微波進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，必須在遠(yuǎn)距離的兩個微波站之間設(shè)置許多中間站（稱為中繼站），按接力的方式將信號一站一站傳遞下去，從而實現(xiàn)(shxin)遠(yuǎn)距離通信，這種通信方式就稱為微波中繼通信。 第14頁/共42頁第十五頁，共42頁。 1. 微波中繼轉(zhuǎn)接方式微波中繼轉(zhuǎn)接方式 按傳輸信號的形式，微波中繼通信可分為

12、模擬微波中繼通信和數(shù)字微波中繼通信。按中繼方式可分為基帶轉(zhuǎn)接、中頻轉(zhuǎn)接和微波轉(zhuǎn)接三種。按傳輸信號的形式，微波中繼通信可分為模擬微波中繼通信和數(shù)字微波中繼通信。按中繼方式可分為基帶轉(zhuǎn)接、中頻轉(zhuǎn)接和微波轉(zhuǎn)接三種。 所謂所謂(suwi)基帶轉(zhuǎn)接，是在中繼站首先將接收到載頻為基帶轉(zhuǎn)接，是在中繼站首先將接收到載頻為fI的微波信號經(jīng)混頻變成中頻信號的微波信號經(jīng)混頻變成中頻信號, 然后經(jīng)中放送到解調(diào)器然后經(jīng)中放送到解調(diào)器, 解調(diào)還原出基帶信號解調(diào)還原出基帶信號, 然后又對發(fā)射機(jī)的載波進(jìn)行調(diào)制然后又對發(fā)射機(jī)的載波進(jìn)行調(diào)制, 并經(jīng)微波功率放大后并經(jīng)微波功率放大后, 以載頻以載頻fI發(fā)射出去。所謂發(fā)射出去。所謂(

13、suwi)中頻轉(zhuǎn)接，是指在中繼站將接收到的載頻為中頻轉(zhuǎn)接，是指在中繼站將接收到的載頻為fI的微波信號經(jīng)混頻變成中頻信號的微波信號經(jīng)混頻變成中頻信號, 然后經(jīng)中放后直接上變頻得到載頻為然后經(jīng)中放后直接上變頻得到載頻為fI微波信號微波信號, 最后經(jīng)微波功率放大后發(fā)射出去。顯然它沒有上下話路分離與信碼再生的功能最后經(jīng)微波功率放大后發(fā)射出去。顯然它沒有上下話路分離與信碼再生的功能, 只起到了增加通信距離的作用，這樣設(shè)備就相對簡單了。所謂只起到了增加通信距離的作用，這樣設(shè)備就相對簡單了。所謂(suwi)微波轉(zhuǎn)接微波轉(zhuǎn)接, 是在中繼站直接對接收到的微波信號放大、變頻后再經(jīng)微波功率放大后直接發(fā)射出去是在中繼

14、站直接對接收到的微波信號放大、變頻后再經(jīng)微波功率放大后直接發(fā)射出去, 這種轉(zhuǎn)接的設(shè)備更為簡單。這種轉(zhuǎn)接的設(shè)備更為簡單。第15頁/共42頁第十六頁，共42頁。圖 10-4 基帶轉(zhuǎn)接的原理(yunl)框圖第16頁/共42頁第十七頁，共42頁。 2.SDH數(shù)字微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波通信系統(tǒng) 數(shù)字微波中繼通信與光纖通信、衛(wèi)星通信一起被稱為現(xiàn)代通信傳輸?shù)娜髷?shù)字微波中繼通信與光纖通信、衛(wèi)星通信一起被稱為現(xiàn)代通信傳輸?shù)娜?sn d)主要手段。它具有傳輸容量大、長途傳輸質(zhì)量穩(wěn)定、投資少、建設(shè)周期短、維護(hù)方便等特點主要手段。它具有傳輸容量大、長途傳輸質(zhì)量穩(wěn)定、投資少、建設(shè)周期短、維護(hù)方便等特點, 因此受到各國

15、普遍重視。因此受到各國普遍重視。 第17頁/共42頁第十八頁，共42頁。 同步數(shù)字系列(xli)（SDH）是新一代數(shù)字傳輸網(wǎng)體制, 它是通信容量迅速增長、光纖通信持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)物。SDH的應(yīng)用很廣泛, 它不僅可用于光纖通信系統(tǒng), 而且在微波傳輸中也被大量采用, 從而成為數(shù)字微波中繼通信的主要方式。SDH數(shù)字微波中繼通信系統(tǒng)廣泛采用一些新技術(shù)，諸如: 全新的基帶數(shù)字信號處理方式、高效率的數(shù)字載波調(diào)制技術(shù)、自適應(yīng)的發(fā)信功率控制技術(shù)等。SDH數(shù)字微波中繼通信系統(tǒng)一般由終端站、樞紐站、分路站及若干中繼站組成,如圖 10 -5 所示。 第18頁/共42頁第十九頁，共42頁。圖 10 5 SDH數(shù)字微波中繼

16、通信(tng xn)系統(tǒng)組成框圖第19頁/共42頁第二十頁，共42頁。 處于線路兩端或分支線路終點的站稱為終端站, 它可上、 下全部支路信號, 配備SDH數(shù)字微波傳輸設(shè)備和復(fù)用設(shè)備; 處于線路中間, 除了可以在本站上、下某收、發(fā)信波道的部分支路外, 還可以溝通干線上兩個方向之間通信的站稱為分路站, 有時還完成(wn chng)部分波道的信號再生后繼續(xù)傳輸, 一般配備SDH數(shù)字微波傳輸設(shè)備和SDH分插復(fù)用設(shè)備, 有時還需再生型傳輸設(shè)備; 樞紐站一般處于干線上, 需完成(wn chng)數(shù)個方向上的通信任務(wù), 它要完成(wn chng)某些波道的轉(zhuǎn)接、復(fù)接與分接, 還有某些波道的信號可能需要再生后

17、繼續(xù)傳輸, 故這一類站的設(shè)備最多; 中繼站是處于線路中間不上、下話路的站, 可分為信碼再生中繼和非再生中繼, 在SDH系統(tǒng)中一般采用再生中繼方式, 它可以去掉傳輸中引入的噪聲、干擾和失真, 這也體現(xiàn)了數(shù)字通信的優(yōu)越性。 第20頁/共42頁第二十一頁，共42頁。 1. 微波遙感系統(tǒng)的工作原理微波遙感系統(tǒng)的工作原理 現(xiàn)代遙感系統(tǒng)由遙感工作平臺、現(xiàn)代遙感系統(tǒng)由遙感工作平臺、 遙感器、遙感器、 無線電通信系統(tǒng)及信號處理系統(tǒng)組成無線電通信系統(tǒng)及信號處理系統(tǒng)組成,其中遙感工作平臺是安裝遙感儀器的運載工具其中遙感工作平臺是安裝遙感儀器的運載工具; 遙感器是用來接收、遙感器是用來接收、 記錄被測目標(biāo)電磁輻射記

18、錄被測目標(biāo)電磁輻射(din c f sh)的傳感器，如掃描儀、雷達(dá)等的傳感器，如掃描儀、雷達(dá)等; 無線電通信系統(tǒng)用于控制、跟蹤遙感儀器設(shè)備和傳輸遙感器所獲得的目標(biāo)信息無線電通信系統(tǒng)用于控制、跟蹤遙感儀器設(shè)備和傳輸遙感器所獲得的目標(biāo)信息; 信號處理系統(tǒng)用以分析、處理、解譯各種遙感信息。信號處理系統(tǒng)用以分析、處理、解譯各種遙感信息。10.3 微波遙感系統(tǒng)微波遙感系統(tǒng)(xtng)第21頁/共42頁第二十二頁，共42頁。 微波遙感的一般過程是: 地面目標(biāo)的電磁輻射通過周圍環(huán)境(如大氣)進(jìn)入遙感器后，遙感器將目標(biāo)的特征信息加以接收、 記錄和處理后, 再以無線電方式送給信息處理系統(tǒng); 信息處理系統(tǒng)將遙感信

19、息進(jìn)行加工處理, 變成人們能夠識別和分析的信號或圖像。 微波遙感之所以能夠根據(jù)收集到的電磁輻射信息識別地面目標(biāo)和現(xiàn)象, 是基于電磁波與物質(zhì)的相互作用 一切(yqi)物質(zhì)由于其種類(性質(zhì)、形狀、結(jié)構(gòu)等)和環(huán)境條件的不同, 它就具有完全不同的電磁輻射特性。當(dāng)電磁波與物體(不論是固體、液體、 氣體還是等離子體)相遇時, 會發(fā)生各種相互作用, 并滿足動量和能量守恒定律。在物質(zhì)表面發(fā)生的相互作用稱為面效應(yīng), 電磁波透入物體表面以下一定距離發(fā)生的相互作用稱為體效應(yīng), 相互作用的結(jié)果會使入射波的振幅、方向、頻率、相位和極化等發(fā)生變化, 從而產(chǎn)生各種有用的特征信息, 以此便能識別不同的物體。 第22頁/共42

20、頁第二十三頁，共42頁。 2. 微波遙感器 (1) 微波輻射計 任何溫度高于絕對零度的物體, 都會有熱輻射, 熱輻射的波長范圍從1m到1m左右, 而熱輻射的頻率主要取決于物體的溫度和比輻射率。比輻射率表示物質(zhì)通過輻射釋放熱量的難易程度, 兩個在同樣環(huán)境中溫度相同(xin tn)的物體, 具有較高比輻射率的物體將更強(qiáng)烈地輻射出熱射線。圖 10-6所示就是微波輻射計的一種微波比較輻射計, 下面討論其工作原理。 第23頁/共42頁第二十四頁，共42頁。圖 10 6 微波(wib)比較輻射計工作原理圖第24頁/共42頁第二十五頁，共42頁。 從天線接收到的微波輻射能量和參考負(fù)載(fzi)在開關(guān)的控制下

21、交替輸入到接收機(jī), 開關(guān)周期s一般為10-310-1s。于是檢波前部分的輸入功率分別來自天線的信號和參考負(fù)載(fzi)的噪聲功率, 忽略輸入開關(guān)的上升、衰落時間對接收機(jī)波形的影響, 則平方律檢波后的直流電壓為()0/2()/2dARECsddREFRECssC GkB TTtuC GkB TTt (10-3-1)第25頁/共42頁第二十六頁，共42頁。 式中, Cd為平方律檢波(jinb)靈敏度(V/W), k為玻爾茲曼常數(shù), s為開關(guān)周期, G, B分別為濾波放大部分的增益和帶寬。則積分器輸出的平均電壓為2/2/0sssdtudtuGuddspout 式中, Gp為檢波輸出到積分器輸出間的電

22、壓(diny)增益。 將式(10 -3 -1)代入式(10 -3 -2), 并令 Gs=2GpCdGkB, 則有(10-3-2)21REFASoutTTGu(10-3-3)第26頁/共42頁第二十七頁，共42頁。 (2) 微波成像雷達(dá) 主動式微波遙感器實質(zhì)上就是遙感雷達(dá), 它向目標(biāo)發(fā)射微波信號, 由于目標(biāo)的幾何形狀、性質(zhì)不同, 接收到的回波的強(qiáng)度、 極化、 散射特性也不相同, 從而可以提取所需信息。 在遙感雷達(dá)中, 微波成像雷達(dá)是最典型的, 它能提供目標(biāo)圖像, 因此得到了廣泛的應(yīng)用。微波成像雷達(dá)可分為真實孔徑側(cè)視雷達(dá)和合成孔徑側(cè)視雷達(dá)兩類, 在上一節(jié)已經(jīng)簡單介紹了合成孔徑雷達(dá)的工作原理, 下面

23、主要介紹一下(yxi)真實孔徑側(cè)視雷達(dá)(也稱為機(jī)載側(cè)視雷達(dá))。 第27頁/共42頁第二十八頁，共42頁。 機(jī)載側(cè)視雷達(dá)是將一個長的水平孔徑天線裝在飛機(jī)的一側(cè)或兩側(cè), 天線將微波能量集中成一個窄的扇形波束并在地面形成窄帶, 如圖 10-7 所示。天線將脈沖微波能量相繼照射到窄帶上各點, 不同距離目標(biāo)反射回來的回波在接收機(jī)中按時間先后分開, 一個同步的強(qiáng)度調(diào)制光點在攝影膠片或顯示器上橫掃一條線, 以便在與目標(biāo)的地面距離成比例的地方記錄目標(biāo)的回波, 當(dāng)各條回波記錄好后, 再發(fā)另一個脈沖進(jìn)行另一次掃描, 從而(cng r)產(chǎn)生條帶狀的雷達(dá)圖像。 第28頁/共42頁第二十九頁，共42頁。圖 10 7 機(jī)

24、載側(cè)視雷達(dá)地面航跡(hn j)與照射窄帶示意圖第29頁/共42頁第三十頁，共42頁。 3. 微波遙感的應(yīng)用 微波遙感除用在軍事上外, 還在民用方面， 諸如水文、 農(nóng)業(yè)、氣象等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，如下表所示。 由此可見, 微波遙感在保護(hù)生態(tài)環(huán)境、 監(jiān)測自然災(zāi)害等方面起著越來越重要的作用, 這在強(qiáng)調(diào)環(huán)境保護(hù)的今天(jntin)尤為重要。 另一方面, 隨著遙感技術(shù)、 信號處理技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)等相關(guān)學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展, 微波遙感的分辨率會進(jìn)一步提高, 微波遙感勢必為人類的生存與發(fā)展作出更大的貢獻(xiàn)。 第30頁/共42頁第三十一頁，共42頁。第31頁/共42頁第三十二頁，共42頁。射頻識別(Radio Fr

25、equency Identification, RFID)系統(tǒng)主要由閱讀器, 應(yīng)答器和后臺計算機(jī)系統(tǒng)組成, 如圖10 8所示。它是利用無線電波將電子數(shù)據(jù)載體(即應(yīng)答器)中的數(shù)據(jù)非接觸地與閱讀器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換從而實現(xiàn)識別的系統(tǒng)。 由于RFID系統(tǒng)采用無線電技術(shù), 因此其具有在惡劣環(huán)境(如灰塵、雪、煙霧等)下可正常工作、抗磨損、檢測范圍寬、閱讀速度快等特點, 故它被廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)流水線管理、產(chǎn)品跟蹤、無鑰匙門禁、不停車收費、動物(dngw)跟蹤、 出入口監(jiān)視、 交通管理等領(lǐng)域。 10.4 射頻射頻(sh pn)識別系統(tǒng)識別系統(tǒng) 第32頁/共42頁第三十三頁，共42頁。圖 10-8 射頻(sh pn

26、)識別器的組成框圖 第33頁/共42頁第三十四頁，共42頁。1. RFID的分類RFID系統(tǒng)按數(shù)據(jù)量來分, 可分為1比特系統(tǒng)和電子數(shù)據(jù)載體系統(tǒng)。1比特系統(tǒng)只能識別“有響應(yīng)”和“無響應(yīng)”兩種狀態(tài), 該系統(tǒng)雖然不能區(qū)分各個應(yīng)答器, 但由于系統(tǒng)簡單、可靠,被廣泛應(yīng)用于商場(shngchng)的防盜系統(tǒng)中； 電子數(shù)據(jù)載體系統(tǒng)是一類編碼系統(tǒng), 每個應(yīng)答器都有一個識別碼, 同時還可以存儲1664 kb的數(shù)據(jù), 而且一般需要將識別碼和數(shù)據(jù)調(diào)制到一個載波上。第34頁/共42頁第三十五頁，共42頁。RFID系統(tǒng)(xtng)按工作頻段可分為低頻(50150 kHz, 13.56 MHz)、超高頻(260470 M

27、Hz)和微波(902928 MHz, 2.45 GHz, 5.8 GHz)波段。低頻段的應(yīng)答器一般是無源的, 應(yīng)答器所需要的能量是由閱讀器通過耦合元件傳遞給應(yīng)答器的。因此, 一般情況下, 該類應(yīng)答器和閱讀器之間的有效距離是很近的,也稱之為密耦合。而微波波段的應(yīng)答器一般是遠(yuǎn)距離系統(tǒng)(xtng), 其作用距離從1 m到10 m甚至更遠(yuǎn)。 第35頁/共42頁第三十六頁，共42頁。2. 微波波段典型微波波段典型RFID的工作的工作(gngzu)原理原理 1) 微波(wib)1比特應(yīng)答器微波(wib)1比特應(yīng)答器是利用電容二極管的非線性特性和能量存儲特性來實現(xiàn)的, 其典型原理圖如圖10-9所示。 第36頁/共42頁第三十