800/900MHz,RFID设备测试方法研究

赵 越，郭 晴

（国家无线电监测中心检测中心，北京 100043）

800/900 MHz RFID设备进入欧盟市场前需要进行CE认证，其中，射频指标测试标准ETSI EN 302 208[1]于2022年5月31日起正式废止旧版本，启用全新版本V3.3.1。新版标准减少了1项发射测试，增加了3项接收测试，下文将具体介绍新版标准的测试方法。

1.1 测试频率

低频段（865～868 MHz）：865.7 MHz、866.3 MHz、866.9 MHz、867.5 MHz，总共4个信道，每个信道带宽为200 kHz。

高频段（915～921 MHz）：916.3 MHz、917.5 MHz、918.7 MHz、919.9 MHz，总共4个信道，每个信道带宽为400 kHz。

1.2 读写器类型

I类设备（e.r.p.＞30 dBm）：工作距离大于10米或在复杂电磁环境中使用，如仓库中使用的固定式读写器。

II类设备（13 dBm＜e.r.p.≤30 dBm）：工作距离低于I类设备，如零售商店中使用的手持读写器。

III类设备（e.r.p.≤13 dBm）：工作距离明显低于I类设备，如RFID标签打印机或接触式读卡器。

2.1 频率误差

频率误差是指被测设备在正常条件下测得的发射频率与在极限条件下测得的发射频率之间的差异，其结果不得超过±10 ppm。

测试方法：①将被测设备连接至频率计；
②被测设备发射连续非调制载波信号；
③记录正常条件下频率计读数fn；
④改变电压和温度，记录极限条件下频率计读数fe；
⑤计算频率误差值E=(fe-fn)/fc，其中fc为被测信道中心频率。

2.2 低电压条件下的频率稳定度

低压条件下的频率稳定度是指当电压降至最低极限电压水平以下时，设备保持在其允许频率范围内的能力。被测设备应当满足：当辐射或传导功率低于杂散发射限值时，载波频率在±10 ppm范围内；
或在低于制造商声明的工作电压时，设备自动停止工作。

测试方法：①将被测设备连接至频率计；
②被测设备发射连续非调制载波信号；
③记录频率计读数；
④将电压从制造商声明的工作电压下限逐渐降低至0，记录此过程中的频率计读数。

2.3 有效辐射功率（e.r.p.）

低频段每个信道不得超过33 dBm，高频段每个信道不得超过36 dBm。

测试方法：①将被测设备连接至频谱仪；
②被测设备发射连续非调制载波信号；
③记录平均功率读数Pc；
④改变电压和温度，记录极限条件下平均功率读数；
⑤计算e.r.p.值Perp=Pc+Gic-5.15-Cl，其中Gic为圆极化天线增益（单位dBic），Cl为链路损耗。

2.4 发射天线波束宽度

发射天线波束宽度是指在天线峰值响应的方向上，两个半功率点（-3 dB）之间的宽度。

测试方法：①将被测设备放置在电波暗室的转台上；
②将被测设备发射连续非调制载波信号；
③调整天线高度和转台角度直到测到最大信号电平；
④在水平方向上双向旋转转台至测到的信号电平降低3 dB的位置，记录总旋转角度（即天线的水平波束宽度）。

2.5 发射频谱模板

发射频谱模板规定了一组限值，信道内任何频率的e.r.p.功率谱密度值（dBm/kHz）不得超过规定的限值。

测试方法：①将被测设备连接至频谱仪；
②被测设备发射正常调制信号；
③设置频谱仪，RBW=VBW=1 kHz，span=1 MHz，平均值检波，最大保持；
④记录测试结果并截图。

2.6 发射杂散

发射杂散是指被测设备在正常运行频段范围之外发射的任意信号。当被测设备处在工作状态时，1 GHz以下不应超过-36 dBm（其中保护频段不应超过-54 dBm），1 GHz以上不应超过-30 dBm；
在待机状态时，1 GHz以下不应超过-57 dBm，1 GHz以上不应超过-47 dBm。

测试方法：①将被测设备连接至频谱仪；
②被测设备发射正常调制信号；
③在30 MHz至5 GHz范围内测量杂散信号；
④设置频谱仪，平均值检波，最大保持，RBW=VBW=100 kHz（1 GHz以下）/1 MHz（1 GHz以上），其中，中心频率±2.5倍信道带宽至中心频率±10倍信道带宽范围内RBW=VBW=10 kHz；
⑤记录测试结果。

2.7 发射时间

为了最有效地使用信道资源，标准规定在低频段同一信道上持续发射的最大时长不应超过4 s，最小间隔时长不应低于100 ms。高频段没有发射时间限制。

测试方法：①将被测设备放置在电波暗室的转台上；
②在示波器前端连接一个探头，探头放置在靠近读写器天线的位置；
③在读写器正常工作距离内放置多个标签，使读写器进入连续工作状态；
④通过示波器测量发射时间和间隔时间。

2.8 邻道选择性

邻道选择性是指当相邻信道存在干扰信号时，读写器识别标签的能力。邻道选择性应优于-26 dBm。

测试方法：①将读写器、带射频接口的标签、可调衰减器以及信号源等设备按照标准要求搭建链路；
②读写器以最大功率正常发射，调整可调衰减器，直到读写器刚好能够识别标签，然后将衰减器的衰减值减小10 dB，以保证标签处于完全激活状态；
③信号源发射AM信号，调制频率为40 kHz，调制深度80%；
④调整信号源电平，直到读写器刚好有50%的概率停止识别标签，然后信号源以1 dB为步进降低电平，直到读写器刚好再次识别标签，计算此时信号源到达读写器接收端口的电平值，此电平值应满足邻道选择性要求。

2.9 阻塞

阻塞是指当偏离信道中心fc一定频率处存在干扰信号时，读写器识别标签的能力。fc±2 MHz处，应优于-23 dBm；
fc±5 MHz处，应优于-14 dBm；
fc±10 MHz处，应优于-8 dBm。

测试方法：①将读写器、带射频接口的标签、可调衰减器以及信号源等设备按照标准要求搭建链路；
②读写器以最大功率正常发射，调整可调衰减器，直到读写器刚好能够识别标签，然后将衰减器的衰减值减小10 dB，以保证标签处于完全激活状态；
③信号源在测试频率上发射非调制信号；
④调整信号源电平，直到读写器刚好有50%的概率停止识别标签，然后信号源以1 dB为步进降低电平，直到读写器刚好再次识别标签，计算此时信号源到达读写器接收端口的电平值，此电平值应满足阻塞要求。

2.10 接收机灵敏度

接收机灵敏度是指接收机可以接收到的并仍能正常工作的最低信号强度。I类设备应优于-60 dBm；
II类设备应优于-55 dBm；
III类设备应优于-45 dBm。标准规定，接收机灵敏度只能通过传导方式进行测试。

测试方法：①将读写器、带射频接口的标签以及可调衰减器等设备按照标准要求搭建链路；
②读写器以最大功率正常发射；
③调整标签反向信号电平，直到读写器刚好有50%的概率识别标签；
④测量此时标签反向信号到达读写器接收端口的电平值，即为接收机灵敏度。

2.11 接收机互调抑制

接收机互调抑制是指当存在2个或2个以上与有用信号存在特定频率关系的无用信号时，读写器识别标签的能力。接收机互调抑制应优于-34 dBm。

测试方法：①将读写器、带射频接口的标签、可调衰减器以及信号源等设备按照标准要求搭建链路；
②读写器以最大功率正常发射，调整可调衰减器，直到读写器刚好能够识别标签，然后将衰减器的衰减值减小10 dB，以保证标签处于完全激活状态；
③设置信号源1的频率为中心频率fc+0.6 MHz（低频段）或fc+1.2 MHz（高频段），发射AM信号，调制频率40 kHz，调制深度为80%；
④设置信号源2频率为中心频率fc+1.2 MHz（低频段）或fc+2.4 MHz（高频段），其他参数与信号源1设置相同；
⑤同时调整2个信号源电平，直到读写器刚好有50%的概率停止识别标签，然后以1 dB为步进降低电平，直到读写器刚好再次识别标签，计算此时信号源到达读写器接收端口的电平值，此电平值应满足接收机互调抑制要求。

本文针对新版RFID设备CE测试标准展开了研究，介绍了设备分类原则，给出了发射项和接收项的测试方法，对RFID研发、生产、检测和认证等各环节都具有重要的指导作用。■