描述
开 本: 16开纸 张: 轻型纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787111569565
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掌握智能制造、物联网核心技术，看懂UHF RFID综合技术和应用指南，详解RFID标签设计、制作，以及后向散射技术与RCS功能的设计方法。
UHF RFID广泛应用于工业4.0、物联网、库存物流、汽车钥匙，身份识别、访问控制等领域，是物联网的基础核心技术。
UHF RFID是一种热门的电子标签技术，UHF RFID在识别与追踪中的应用为标签天线设计和芯片工艺提供一个客观的参考文档，这些文档都是从前沿的学术论文，工业数据和作者的经验中提炼而来。其次是UHF RFID在识别与追踪中的应用包含了终端用户、市场和产品的观点。
UHF RFID在识别与追踪中的应用为读者提供了综合的技术和应用指南，介绍了UHF RFID的技术、性能、市场、应用情况，重点讲解RFID标签设计、制作，以及后向散射技术与RCS功能的设计方法。
掌握智能制造、物联网核心技术，看懂UHF RFID综合技术和应用指南，详解RFID标签设计、制作，以及后向散射技术与RCS功能的设计方法。
UHF RFID广泛应用于工业4.0、物联网、库存物流、汽车钥匙，身份识别、访问控制等领域，是物联网的基础核心技术。
UHF RFID是一种热门的电子标签技术，UHF RFID在识别与追踪中的应用为标签天线设计和芯片工艺提供一个客观的参考文档，这些文档都是从前沿的学术论文，工业数据和作者的经验中提炼而来。其次是UHF RFID在识别与追踪中的应用包含了终端用户、市场和产品的观点。
UHF RFID在识别与追踪中的应用为读者提供了综合的技术和应用指南，介绍了UHF RFID的技术、性能、市场、应用情况，重点讲解RFID标签设计、制作，以及后向散射技术与RCS功能的设计方法。
内容简介
UHF RFID是一种热门的电子标签技术，通过无线电波可以使物品、场所或人员实现视距外的远距离地自动识别。其广泛应用于工业4.0，智能制造，物联网，库存、物流追踪，处方药追踪与认证，高安全性汽车钥匙，身份识别以及安全设施的访问控制等领域，是物联网的基础核心技术。
UHF RFID识别与追踪中的应用为读者提供了综合的技术和应用指南，介绍了UHF RFID的技术、性能、市场、应用情况，重点讲解RFID标签设计、制作，以及后向散射技术与RCS功能的设计方法。
UHF RFID识别与追踪中的应用为读者提供了综合的技术和应用指南，介绍了UHF RFID的技术、性能、市场、应用情况，重点讲解RFID标签设计、制作，以及后向散射技术与RCS功能的设计方法。
目 录
译者序
原书前言
第1章 超高频标签集成电路的设计与实现
1.1 简介
1.2 集成电路架构
1.3 RF到DC的转换：系统建模
1.3.1 理想直流输出电压的选取
1.3.2 实际直流输出电压的选取
1.3.3 寄生效应和电容量在输出电压上的影响
1.3.4 匹配的考虑
1.3.5 得到的结果
1.4 RF到DC的转换：建议的电路及其性能
1.4.1 阈值电压消除电路
1.4.2 使用自动桥式消除电路的交叉耦合差分驱动
1.4.3 受控制的调谐电压的交叉耦合差分驱动
1.4.4 结果
1.5 电压限制器和调节器
1.6 解调器
1.7 振荡器
1.8 调制器
1.9 数字模块
1.10 技术、性能和发展趋势
1.10.1 技术选择
1.10.2 优化设计
1.10.3 电路性能
参考文献
第2章 超高频电子标签的设计
2.1 电子标签天线设计
2.1.1 偶极子天线的基本电路参数
2.1.2 Fat天线和顶端加载
2.1.3 弯折偶极子
2.1.4 介电材料和金属材料的影响——损耗和解调
2.1.5 近场、远场UHF RFID标签的行为
2.2. 天线的阻抗和微芯片阻抗之间的匹配
2.2.1 匹配条件
2.2.2 L-matching基础知识
2.2.3 等效电路图
2.2.4 双调谐匹配
2.2.5 合成双调谐标签和naive标签
2.2.6 最优双调谐匹配的备选方案
2.2.7 有关一个双调谐匹配标签及变量环境中的用法的例子
2.3 采用电感耦合反馈的RFID标签天线
2.3.1 分析模型
2.3.2 天线设计与结果
2.4 针对包含液体的接收器的组合RFID标签天线
2.4.1 模块描述
2.4.2 电感耦合和天线匹配
2.4.3 天线设计
2.4.4 原始标签的测量
2.4.5 结合空塑料容器和满塑料容器的测量
2.4.6 组合天线
2.4.7 匹配条件的讨论
2.5 金属上的标签
2.5.1 低剖面贴片天线的辐射效率
2.5.2 超薄金属标签
2.5.3 厚金属标签
2.5.4 在金属表面改善偶极子设计
参考文献
第3章 后向散射技术及其应用
3.1 通过基站和标签之间通信的后向散射原理
3.1.1 前向链路：从基站到标签的通信
3.1.2 回程链路：从标签到基站的通信
3.2 标签的品质因数，Δσe s或ΔRCS
3.2.1 雷达散射截面变化的定义，σe s或ΔRCS
3.2.2 函数参数为ΔΓ时，Δσe s的估计
3.2.3 变量Δσe s＝f（ΔΓ，Γ1）
3.3 Δσe s＝ f（a）的变化
3.4 理论分析后，讨论RFID在UHF和SHF上的实际运用
3.5 测量ΔRCS
3.6 “雷达”等式
3.7 主要公式的总结
第4章 RFID市场
4.1 引言
4.2 市场转折点：用户
4.3 RFID能用来干什么
4.4 闭环和开环应用
4.4.1 闭环应用
4.4.2 开环应用
4.5 RFID的投资收益率
4.5.1 介绍
4.5.2 降低成本
4.5.3 销售量增加
4.6 多种RFID技术
4.7 实例
4.8 下一代RFID：嵌入式产品和完善的基础设施
4.8.1 介绍
4.8.2 RFID：“即贴即送”
4.8.3 下一代RFID：从“摇篮”到“坟墓”
4.8.4 嵌入式RFID
4.8.5 基础设施的普遍化和无缝化
4.8.6 用于商务决策的软件
原书前言
第1章 超高频标签集成电路的设计与实现
1.1 简介
1.2 集成电路架构
1.3 RF到DC的转换：系统建模
1.3.1 理想直流输出电压的选取
1.3.2 实际直流输出电压的选取
1.3.3 寄生效应和电容量在输出电压上的影响
1.3.4 匹配的考虑
1.3.5 得到的结果
1.4 RF到DC的转换：建议的电路及其性能
1.4.1 阈值电压消除电路
1.4.2 使用自动桥式消除电路的交叉耦合差分驱动
1.4.3 受控制的调谐电压的交叉耦合差分驱动
1.4.4 结果
1.5 电压限制器和调节器
1.6 解调器
1.7 振荡器
1.8 调制器
1.9 数字模块
1.10 技术、性能和发展趋势
1.10.1 技术选择
1.10.2 优化设计
1.10.3 电路性能
参考文献
第2章 超高频电子标签的设计
2.1 电子标签天线设计
2.1.1 偶极子天线的基本电路参数
2.1.2 Fat天线和顶端加载
2.1.3 弯折偶极子
2.1.4 介电材料和金属材料的影响——损耗和解调
2.1.5 近场、远场UHF RFID标签的行为
2.2. 天线的阻抗和微芯片阻抗之间的匹配
2.2.1 匹配条件
2.2.2 L-matching基础知识
2.2.3 等效电路图
2.2.4 双调谐匹配
2.2.5 合成双调谐标签和naive标签
2.2.6 最优双调谐匹配的备选方案
2.2.7 有关一个双调谐匹配标签及变量环境中的用法的例子
2.3 采用电感耦合反馈的RFID标签天线
2.3.1 分析模型
2.3.2 天线设计与结果
2.4 针对包含液体的接收器的组合RFID标签天线
2.4.1 模块描述
2.4.2 电感耦合和天线匹配
2.4.3 天线设计
2.4.4 原始标签的测量
2.4.5 结合空塑料容器和满塑料容器的测量
2.4.6 组合天线
2.4.7 匹配条件的讨论
2.5 金属上的标签
2.5.1 低剖面贴片天线的辐射效率
2.5.2 超薄金属标签
2.5.3 厚金属标签
2.5.4 在金属表面改善偶极子设计
参考文献
第3章 后向散射技术及其应用
3.1 通过基站和标签之间通信的后向散射原理
3.1.1 前向链路：从基站到标签的通信
3.1.2 回程链路：从标签到基站的通信
3.2 标签的品质因数，Δσe s或ΔRCS
3.2.1 雷达散射截面变化的定义，σe s或ΔRCS
3.2.2 函数参数为ΔΓ时，Δσe s的估计
3.2.3 变量Δσe s＝f（ΔΓ，Γ1）
3.3 Δσe s＝ f（a）的变化
3.4 理论分析后，讨论RFID在UHF和SHF上的实际运用
3.5 测量ΔRCS
3.6 “雷达”等式
3.7 主要公式的总结
第4章 RFID市场
4.1 引言
4.2 市场转折点：用户
4.3 RFID能用来干什么
4.4 闭环和开环应用
4.4.1 闭环应用
4.4.2 开环应用
4.5 RFID的投资收益率
4.5.1 介绍
4.5.2 降低成本
4.5.3 销售量增加
4.6 多种RFID技术
4.7 实例
4.8 下一代RFID：嵌入式产品和完善的基础设施
4.8.1 介绍
4.8.2 RFID：“即贴即送”
4.8.3 下一代RFID：从“摇篮”到“坟墓”
4.8.4 嵌入式RFID
4.8.5 基础设施的普遍化和无缝化
4.8.6 用于商务决策的软件
前 言
无源超高频射频识别（Passive UHF RFID）是一个应用在860～960MHz 频段的商业化电子标签技术，它不依靠可见的直接路径，而是利用雷达无线电波交流使人或者目标在超过10m范围内被自动识别（见图0.1）。超高频（UHF）为链式管理应用提供了主流的技术支持，如箱子和货物的追踪及可返回集装箱的识别。它还广泛应用于实时库存、工业自动化、货物跟踪、资产管理、叉车监控、身份识别、车辆出入管理、文档的安全性管理和身份验证等方面。UHF标准有很多，如今最为典型的是ISO 18000-6和EPC global2。
如今，许多条形码的处理过程包括将条形码的代码对象和定向的条形码正确地呈现给阅读器。因此，传输系统的运行速度必须低于其最高速度，条形码阅读器才可以识别对象。不同于条形码，RFID标签并不需要限制在阅读器的视线内，它可以嵌入到跟踪对象中，并且RFID具有同时识别多个物体的能力。这是RFID优于条形码的地方，因此它不仅最大限度地减少了人工劳动，而且加快了读取的速度。
高频（HF）技术与UHF技术除了频率以外最主要区别在于它们的读写距离。HF在频率为13.56MHz时最大读写距离大约为1m。而UHF大约为10m。当需要较大读写距离时，就不能再使用13.56MHz频率，因为相对于辐射电阻几乎为零的波长，HF天线因为它们的长度太短而辐射距离过短。因此，HF天线需要被视为近磁场传感器。很多依靠无线电波通信的UHF系统可以传播很远的距离。然而，UHF系统也可以在短距离工作，可以找到商业化的近场UHF优化系统用作短距离阅读器的例子，并且在10m范围内能被读到的标签同样可以在10cm范围内被读到。例如，UHF技术可以同时满足在装配站的应用中所需要的短距离读取标签及长距离存储、运输和接收处理过程。通过阅读器不同的布置和配置，UHF系统对不同过程和读写距离进行了优化。
在早期部署应用时，相比较HF的解决方案，当UHF系统用于液体和金属环境时其性能下降。天线设计水平的提高、阅读器的优化和实践已经克服了这些限制。例如，一些UHF 标签专门为与金属临近的情况设计，利用金属的导电性增强RF的性能。而HF技术需要应用于金属和液体环境的这一想法如今更多的是概念而未应用于实际。在供应链的应用中，UHF被频繁应用在区分含有液体和金属的物件上。
UHF RFID在识别与追踪中的应用的目标不是为了穷尽所有的技术及应用，而是重点在无源UHF RFID技术。首先，UHF RFID在识别与追踪中的应用为标签天线设计和芯片工艺提供了一些客观的参考文档，这些文档都是从最新的学术论文、工业数据和作者的经验中提炼而来的。其次是UHF RFID在识别与追踪中的应用包含了来自最终用户、市场和产品的观点。然而，UHF RFID在识别与追踪中的应用没有讨论一些重要的UHF RFID话题，如阅读器架构、ISO 18000-6空中接口协议标准和在全球范围内的规定。
UHF RFID在识别与追踪中的应用是按以下内容组织的：
第1章介绍了UHF RFID集成电路技术和性能方面的新动态。包括直流电压生成电路及调节器，解调器部分恢复数据，车载振荡器控制数字部分以及数字部分存储的组织，重点在于应用于ISO 18000第六部分的第二代EPC协议。这部分添加了对集成电路功能、制造问题、匹配需求和测量测试的完整描述。这一基准可以帮助芯片设计者确定这一技术的主要约束。
第2章介绍了RFID标签的设计和制作。首先，使用低廉小型化材料设计天线只是众多设计者要解决的问题中的一个。当跟踪在不同的公司和世界各地之间货物流量的时候，尽管具有被扰乱的环境特征（如相关物品、其他标签、周围的对象等），标签必须具有良好的读取性能。实现条件是如果标签设计遵循一些规则，其中之一就是RFID 芯片的宽带阻抗匹配；另一个规则是限制标签对环境的敏感性，包括电介质、电导率和含标签物品形状特征的分析，以便利用它或抵消它。
因为大多数UHF RFID标签为偶极子结构，第2章首先介绍了偶极子天线的基本电路参数（输入阻抗、辐射阻抗、效率、品质因数和阻抗）。在描述标签介质和金属环境性能影响后，提出了基于fat偶极子加载的小型化策略。RFID芯片和天线之间阻抗匹配的基本问题用单、双调谐匹配策略进行了明确的解释。这也证明了双调谐匹配电路的带宽特性在电介质中是至关重要的。此外，对电感耦合馈电标签天线，以及相关的基于循环的商业化模块，也做了全面详细的介绍。给出了在有接收者还是无接收者时应用的例子，并且针对薄的和厚的结构也进行了检验。
第3章的重点在近场和远场的通信中的雷达散射截面（RCS）和ΔRCS的设计方法.
第4章对UHF的挑战进行了概述，包括其应用、市场、贸易和基本技术，尤其是在供应链管理和零售库存上。投资回报率（ROI）被证明是在购买RFID决定中关键的因素。RFID技术若要刺激相关投资必须要减少成本，增大销量。未来RFID的主要讨论话题也很明确：在产品的整个生命周期使用标签，智能嵌入式RFID解决方案，无缝和无处不在的基础设施和用来管理小型智能设备的大型网络中的未来软件。
如今，许多条形码的处理过程包括将条形码的代码对象和定向的条形码正确地呈现给阅读器。因此，传输系统的运行速度必须低于其最高速度，条形码阅读器才可以识别对象。不同于条形码，RFID标签并不需要限制在阅读器的视线内，它可以嵌入到跟踪对象中，并且RFID具有同时识别多个物体的能力。这是RFID优于条形码的地方，因此它不仅最大限度地减少了人工劳动，而且加快了读取的速度。
高频（HF）技术与UHF技术除了频率以外最主要区别在于它们的读写距离。HF在频率为13.56MHz时最大读写距离大约为1m。而UHF大约为10m。当需要较大读写距离时，就不能再使用13.56MHz频率，因为相对于辐射电阻几乎为零的波长，HF天线因为它们的长度太短而辐射距离过短。因此，HF天线需要被视为近磁场传感器。很多依靠无线电波通信的UHF系统可以传播很远的距离。然而，UHF系统也可以在短距离工作，可以找到商业化的近场UHF优化系统用作短距离阅读器的例子，并且在10m范围内能被读到的标签同样可以在10cm范围内被读到。例如，UHF技术可以同时满足在装配站的应用中所需要的短距离读取标签及长距离存储、运输和接收处理过程。通过阅读器不同的布置和配置，UHF系统对不同过程和读写距离进行了优化。
在早期部署应用时，相比较HF的解决方案，当UHF系统用于液体和金属环境时其性能下降。天线设计水平的提高、阅读器的优化和实践已经克服了这些限制。例如，一些UHF 标签专门为与金属临近的情况设计，利用金属的导电性增强RF的性能。而HF技术需要应用于金属和液体环境的这一想法如今更多的是概念而未应用于实际。在供应链的应用中，UHF被频繁应用在区分含有液体和金属的物件上。
UHF RFID在识别与追踪中的应用的目标不是为了穷尽所有的技术及应用，而是重点在无源UHF RFID技术。首先，UHF RFID在识别与追踪中的应用为标签天线设计和芯片工艺提供了一些客观的参考文档，这些文档都是从最新的学术论文、工业数据和作者的经验中提炼而来的。其次是UHF RFID在识别与追踪中的应用包含了来自最终用户、市场和产品的观点。然而，UHF RFID在识别与追踪中的应用没有讨论一些重要的UHF RFID话题，如阅读器架构、ISO 18000-6空中接口协议标准和在全球范围内的规定。
UHF RFID在识别与追踪中的应用是按以下内容组织的：
第1章介绍了UHF RFID集成电路技术和性能方面的新动态。包括直流电压生成电路及调节器，解调器部分恢复数据，车载振荡器控制数字部分以及数字部分存储的组织，重点在于应用于ISO 18000第六部分的第二代EPC协议。这部分添加了对集成电路功能、制造问题、匹配需求和测量测试的完整描述。这一基准可以帮助芯片设计者确定这一技术的主要约束。
第2章介绍了RFID标签的设计和制作。首先，使用低廉小型化材料设计天线只是众多设计者要解决的问题中的一个。当跟踪在不同的公司和世界各地之间货物流量的时候，尽管具有被扰乱的环境特征（如相关物品、其他标签、周围的对象等），标签必须具有良好的读取性能。实现条件是如果标签设计遵循一些规则，其中之一就是RFID 芯片的宽带阻抗匹配；另一个规则是限制标签对环境的敏感性，包括电介质、电导率和含标签物品形状特征的分析，以便利用它或抵消它。
因为大多数UHF RFID标签为偶极子结构，第2章首先介绍了偶极子天线的基本电路参数（输入阻抗、辐射阻抗、效率、品质因数和阻抗）。在描述标签介质和金属环境性能影响后，提出了基于fat偶极子加载的小型化策略。RFID芯片和天线之间阻抗匹配的基本问题用单、双调谐匹配策略进行了明确的解释。这也证明了双调谐匹配电路的带宽特性在电介质中是至关重要的。此外，对电感耦合馈电标签天线，以及相关的基于循环的商业化模块，也做了全面详细的介绍。给出了在有接收者还是无接收者时应用的例子，并且针对薄的和厚的结构也进行了检验。
第3章的重点在近场和远场的通信中的雷达散射截面（RCS）和ΔRCS的设计方法.
第4章对UHF的挑战进行了概述，包括其应用、市场、贸易和基本技术，尤其是在供应链管理和零售库存上。投资回报率（ROI）被证明是在购买RFID决定中关键的因素。RFID技术若要刺激相关投资必须要减少成本，增大销量。未来RFID的主要讨论话题也很明确：在产品的整个生命周期使用标签，智能嵌入式RFID解决方案，无缝和无处不在的基础设施和用来管理小型智能设备的大型网络中的未来软件。
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