具體掌握知識
1.電路系統分析,射頻工程師需要負責對整個(gè)RF系統的電路進(jìn)行系統分析,指導系統設計指標、分配單元模塊指標、規范EMC設計原則、提出配附件功能和性能要求等等;
2.電路原理設計,包括框圖設計和電路設計,這是射頻工程師所必須具備的基本技能。這也是由系統設計延伸而來(lái)的,如何實(shí)現系統設計的目標,就是電路原理設計的目的,它也是器件選型評估的“前因”,因為設計電路的過(guò)程也是一個(gè)器件選型的過(guò)程。
3.器件選型與評估,要實(shí)現電路的指標要求,選擇合適的器件是必不可少的,這個(gè)過(guò)程其實(shí)與電路原理設計是同時(shí)進(jìn)行的。如何選擇相應的器件,成本、性能、工藝要求、封裝、供應商質(zhì)量、貨期等等,更是需要考慮的因素。
4.軟件仿真。仿真軟件不能讓你的設計達到百分百的準確度,但總不會(huì )讓設計偏離基本方向,起碼它們在定性的仿真方面是準確的。所以一定要學(xué)會(huì )使用一至兩種或更多種仿真軟件,它的基本作用就是讓你能夠定性的分析你的設計,誤差總是有的,但是它能增強你的信心。
5.PCBLAYOUT,原理就好比理論基礎,一萬(wàn)個(gè)應用可以只依據一個(gè)理論,幾個(gè)產(chǎn)品也有可能只有一個(gè)原理圖。性能的差異,其實(shí)就是PCBLAYOUT的差異。符合要求的PCB,其布局與布線(xiàn)兼顧性能、外觀(guān)、工藝、EMC等方面。所以,PCBLAYOUT也是一個(gè)非常重要的技能。
6.調試分析,這個(gè)調試和生產(chǎn)調試不一樣。生產(chǎn)調試是指令性的,研發(fā)產(chǎn)品的調試的重點(diǎn)在于發(fā)現問(wèn)題和解決問(wèn)題。調試是一個(gè)總結和積累經(jīng)驗的過(guò)程,不是說(shuō)通過(guò)調試來(lái)積累調試經(jīng)驗,而是通過(guò)調試來(lái)積累設計經(jīng)驗;很多問(wèn)題可能在設計時(shí)沒(méi)有被發(fā)現,那么通過(guò)調試發(fā)現以后,就知道以后在設計時(shí)如何規避這些問(wèn)題,如何改善這些問(wèn)題。調試也是一個(gè)實(shí)踐理論的最有效途徑。
7.測試,其實(shí)測試是為調試服務(wù)的,調試是為設計服務(wù)的(設計是為市場(chǎng)服務(wù)的)。射頻工程師必須熟練使用各種射頻測試儀器,不管是頻譜分析儀、網(wǎng)絡(luò )分析儀、信號源、示波器、功率計、噪聲系數測試儀、綜合測試儀等等。
射頻工程師是從事終端產(chǎn)品硬件射頻部分設計開(kāi)發(fā),并對產(chǎn)品的實(shí)現過(guò)程進(jìn)行跟蹤確認的專(zhuān)業(yè)人員。工作內容為負責射頻相關(guān)設計方案的可行性分析和實(shí)施; 制定和建立開(kāi)發(fā)流程,完成相應產(chǎn)品相關(guān)文擋(如原理圖、PCB板和BOM表和測試分析報告等)的擬制及評審; 射頻器件的新供應商、新元器件的評估; 和結構生產(chǎn)等部門(mén)密切協(xié)作,保證整個(gè)產(chǎn)品的相關(guān)目標按期實(shí)現; 項目量產(chǎn)后支持和維護生產(chǎn)線(xiàn),解決與射頻部分相關(guān)的問(wèn)題;為其他部門(mén)提供所需要的射頻技術(shù)支持。
射頻電路要快速入門(mén),不可能的。這東西對經(jīng)驗要求十分得高,除非你能找到一個(gè)很好的老師或者師傅,他愿意傾心相授。不過(guò)你也可以做一些工作。
1、復習一下高等數學(xué),既然有研一基礎,恐怕數學(xué)上應該有一些積累。主要是一些積分變換(傅立葉、拉普拉斯、Z),常微偏微方程這些東西,在微波和電磁波領(lǐng)域,最基礎的就是麥克斯韋方程,經(jīng)常跟它打交道,你的數學(xué)基礎好,會(huì )省力很多,也容易做論文什么。
2、有空的話(huà),溫習一下電路基礎里面的分布參數電路,模電中的基本放大電路,高頻電子線(xiàn)路。另外,你得補一下微波方面的課程,我記得我本科的時(shí)候,微波有三門(mén)課,應用電磁學(xué)(應該是對應你的微波原理),微波與光導波技術(shù),射頻電子技術(shù)(屬于高頻加強版,但不是高頻,高頻是另外單獨的課程)。也可以再看看《高速數學(xué)設計》這本書(shū),可能有用。
射頻電路這個(gè)領(lǐng)域難度很大,進(jìn)步比較慢,不過(guò)做的人很少,找工作容易。
最基本的RFID系統由三部分組成: 1。
標簽(Tag,即射頻卡):由耦合元件及芯片組成,標簽含有內置天線(xiàn),用于和射頻天線(xiàn)間進(jìn)行通信。 2。
閱讀器:讀取(在讀寫(xiě)卡中還可以寫(xiě)入)標簽信息的設備。 3。
天線(xiàn):在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。 有些系統還通過(guò)閱讀器的RS232或RS485接口與外部計算機(上位機主系統)連接,進(jìn)行數據交換。
系統的基本工作流程是:閱讀器通過(guò)發(fā)射天線(xiàn)發(fā)送一定頻率的射頻信號,當射頻卡進(jìn)入發(fā)射天線(xiàn)工作區域時(shí)產(chǎn)生感應電流,射頻卡獲得能量被激活;射頻卡將自身編碼等信息通過(guò)卡內置發(fā)送天線(xiàn)發(fā)送出去;系統接收天線(xiàn)接收到從射頻卡發(fā)送來(lái)的載波信號,經(jīng)天線(xiàn)調節器傳送到閱讀器,閱讀器對接收的信號進(jìn)行解調和解碼然后送到后臺主系統進(jìn)行相關(guān)處理;主系統根據邏輯運算判斷該卡的合法性,針對不同的設定做出相應的處理和控制,發(fā)出指令信號控制執行機構動(dòng)作。 [圖1。
電感耦合射頻識別系統高頻接口電路框圖。] 在耦合方式(電感-電磁)、通信流程(FDX、HDX、SEQ)、從射頻卡到閱讀器的數據傳輸方法(負載調制、反向散射、高次諧波)以及頻率范圍等方面,不同的非接觸傳輸方法有根本的區別,但所有的閱讀器在功能原理上,以及由此決定的設計構造上都很相似,所有閱讀器均可簡(jiǎn)化為高頻接口和控制單元兩個(gè)基本模塊。
高頻接口包含發(fā)送器和接收器,其功能包括:產(chǎn)生高頻發(fā)射功率以啟動(dòng)射頻卡并提供能量;對發(fā)射信號進(jìn)行調制,用于將數據傳送給射頻卡;接收并解調來(lái)自射頻卡的高頻信號。不同射頻識別系統的高頻接口設計具有一些差異,電感耦合系統的高頻接口原理圖如圖1所示。
閱讀器的控制單元的功能包括:與應用系統軟件進(jìn)行通信,并執行應用系統軟件發(fā)來(lái)的命令;控制與射頻卡的通信過(guò)程(主-從原則);信號的編解碼。 對一些特殊的系統還有執行反碰撞算法,對射頻卡與閱讀器間要傳送的數據進(jìn)行加密和解密,以及進(jìn)行射頻卡和閱讀器間的身份驗證等附加功能。
射頻識別系統的讀寫(xiě)距離是一個(gè)很關(guān)鍵的參數。目前,長(cháng)距離射頻識別系統的價(jià)格還很貴,因此尋找提高其讀寫(xiě)距離的方法很重要。
影響射頻卡讀寫(xiě)距離的因素包括天線(xiàn)工作頻率、閱讀器的RF輸出功率、閱讀器的接收靈敏度、射頻卡的功耗、天線(xiàn)及諧振電路的Q值、天線(xiàn)方向、閱讀器和射頻卡的耦合度,以及射頻卡本身獲得的能量及發(fā)送信息的能量等。大多數系統的讀取距離和寫(xiě)入距離是不同的,寫(xiě)入距離大約是讀取距離的40%~80%。
射頻卡的標準及分類(lèi) 目前生產(chǎn)RFID產(chǎn)品的很多公司都采用自己的標準,國際上還沒(méi)有統一的標準。目前,可供射頻卡使用的幾種標準有 ISO10536、ISO14443、ISO15693和ISO18OOO。
應用最多的是ISO14443和ISO15693,這兩個(gè)標準都由物理特性、射頻功率和信號接口、初始化和反碰撞以及傳輸協(xié)議四部分組成。 [圖2。
閱讀器的控制單元電路框圖。] 按照不同得方式,射頻卡有以下幾種分類(lèi): 1。
按供電方式分為有源卡和無(wú)源卡。有源是指卡內有電池提供電源,其作用距離較遠,但壽命有限、體積較大、成本高,且不適合在惡劣環(huán)境下工作;無(wú)源卡內無(wú)電池,它利用波束供電技術(shù)將接收到的射頻能量轉化為直流電源為卡內電路供電,其作用距離相對有源卡短,但壽命長(cháng)且對工作環(huán)境要求不高。
2。 按載波頻率分為低頻射頻卡、中頻射頻卡和高頻射頻卡。
低頻射頻卡主要有125kHz和134。2kHz兩種,中頻射頻卡頻率主要為13。
56MHz,高頻射頻卡主要為433MHz、915MHz、2。45GHz、5。
8GHz等。低頻系統主要用于短距離、低成本的應用中,如多數的門(mén)禁控制、校園卡、動(dòng)物監管、貨物跟蹤等。
中頻系統用于門(mén)禁控制和需傳送大量數據的應用系統;高頻系統應用于需要較長(cháng)的讀寫(xiě)距離和高讀寫(xiě)速度的場(chǎng)合,其天線(xiàn)波束方向較窄且價(jià)格較高,在火車(chē)監控、高速公路收費等系統中應用。 3。
按調制方式的不同可分為主動(dòng)式和被動(dòng)式。主動(dòng)式射頻卡用自身的射頻能量主動(dòng)地發(fā)送數據給讀寫(xiě)器;被動(dòng)式射頻卡使用調制散射方式發(fā)射數據,它必須利用讀寫(xiě)器的載波來(lái)調制自己的信號,該類(lèi)技術(shù)適合用在門(mén)禁或交通應用中,因為讀寫(xiě)器可以確保只激活一定范圍之內的射頻卡。
在有障礙物的情況下,用調制散射方式,讀寫(xiě)器的能量必須來(lái)去穿過(guò)障礙物兩次。而主動(dòng)方式的射頻卡發(fā)射的信號僅穿過(guò)障礙物一次,因此主動(dòng)方式工作的射頻卡主要用于有障礙物的應用中,距離更遠(可達 30米)。
4。 按作用距離可分為密耦合卡(作用距離小于1厘米)、近耦合卡(作用距離小于15厘米)、疏耦合卡(作用距離約1米)和遠距離卡(作用距離從1米到10米,甚至更遠)。
5。 按芯片分為只讀卡、讀寫(xiě)卡和CPU卡。
無(wú)線(xiàn)智能卡(又稱(chēng)射頻卡)是一種無(wú)源(免供電)內藏特殊密匙數碼的密碼卡,它利用雙向無(wú)線(xiàn)電射頻技術(shù),完成卡的數碼識別,亦即代表了持卡人的身份和相關(guān)信息。這種新科技因具有諸多優(yōu)點(diǎn),正在逐步取代光電卡,磁卡,接觸IC卡等,是未來(lái)智能IC卡發(fā)展的主流方向。
它廣泛應用在身份鑒別、信用鑒別、自動(dòng)化控制、安全防范領(lǐng)域,其安全性、保密性,實(shí)用性是目前各種通用防范電路無(wú)法比。
簡(jiǎn)單跟你說(shuō)一下單片機連接RFID(這里列舉普通ID卡),大方向,解碼芯片(淘寶上大推),51單片機,天線(xiàn)直接畫(huà)在電路板上(天線(xiàn)的作用看過(guò)射頻這個(gè)應該知道吧),還需要準備一個(gè)ID卡,
工作原理,通過(guò)51單片機控制解碼芯片來(lái)讀取ID卡,通俗點(diǎn)就是通過(guò)串口將就是向解碼芯片發(fā)送解碼命令,ID卡進(jìn)入到線(xiàn)圈后,通過(guò)讀取解碼芯片解出來(lái)的數據就得到了ID卡號。整個(gè)程序非常簡(jiǎn)單,原理圖涉及到你買(mǎi)的解碼芯片的型號,淘寶上店家會(huì )提供原理圖給你,天線(xiàn)和簡(jiǎn)單了,繞上幾圈就行了,沒(méi)那么復雜,軟件上做的功能也非常少,這個(gè)項目就完成了,這份畢業(yè)設計在過(guò)類(lèi)來(lái)說(shuō)就作為畢業(yè)設計還行,要想有點(diǎn)技術(shù)含量能出彩了,你把單片機,改成嵌入式系統wince系統或者linux系統,RFID改成超高頻,也就是遠距離讀卡,這個(gè)項目才算是比較好的項目
無(wú)線(xiàn)電是指在自由空間(包括空氣和真空)傳播的電磁波,其頻率 300GHz 以下 (下限頻率較不統一, 在各種射頻規范書(shū), 常見(jiàn)的有三 3KHz~300GHz, 9KHz~300GHz, 10KHz~300GHz)。
無(wú)線(xiàn)電技術(shù)是通過(guò)無(wú)線(xiàn)電波傳播信號的技術(shù)。 無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的原理在于,導體中電流強弱的改變會(huì )產(chǎn)生無(wú)線(xiàn)電波。
利用這一現象,通過(guò)調制可將信息加載于無(wú)線(xiàn)電波之上。當電波通過(guò)空間傳播到達收信端,電波引起的電磁場(chǎng)變化又會(huì )在導體中產(chǎn)生電流。
通過(guò)解調將信息從電流變化中提取出來(lái),就達到了信息傳遞的目的。 麥克斯韋最早在他遞交給英國皇家學(xué)會(huì )的論文《電磁場(chǎng)的動(dòng)力理論》中闡明了電磁波傳播的理論基礎。
他的這些工作完成于1861年至1865年之間。 海因里希·魯道夫·赫茲(Heinrich Rudolf Hertz)在1886年至1888年間首先通過(guò)試驗驗證了麥克斯韋爾的理論。
他證明了無(wú)線(xiàn)電輻射具有波的所有特性,并發(fā)現電磁場(chǎng)方程可以用偏微分方程表達,通常稱(chēng)為波動(dòng)方程。 1906年圣誕前夜,雷吉納德·菲森登(Reginald Fessenden)在美國麻薩諸塞州采用外差法實(shí)現了歷史上首次無(wú)線(xiàn)電廣播。
菲森登廣播了他自己用小提琴演奏“平安夜”和朗誦《圣經(jīng)》片段。位于英格蘭切爾姆斯福德的馬可尼研究中心在1922年開(kāi)播世界上第一個(gè)定期播出的無(wú)線(xiàn)電廣播娛樂(lè )節目。
發(fā)明 關(guān)于誰(shuí)是無(wú)線(xiàn)電臺的發(fā)明人還存在爭議。 1893年,尼科拉·特斯拉(Nikola Tesla)在美國密蘇里州圣路易斯首次公開(kāi)展示了無(wú)線(xiàn)電通信。
在為“費城富蘭克林學(xué)院”以及全國電燈協(xié)會(huì )做的報告中,他描述并演示了無(wú)線(xiàn)電通信的基本原理。他所制作的儀器包含電子管發(fā)明之前無(wú)線(xiàn)電系統的所有基本要素。
古列爾莫·馬可尼(Guglielmo Marconi)擁有通常被認為是世界上第一個(gè)無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的專(zhuān)利,英國專(zhuān)利12039號,“電脈沖及信號傳輸技術(shù)的改進(jìn)以及所需設備”。 尼科拉·特斯拉1897年在美國獲得了無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的專(zhuān)利。
然而,美國專(zhuān)利局于1904年將其專(zhuān)利權撤銷(xiāo),轉而授予馬可尼發(fā)明無(wú)線(xiàn)電的專(zhuān)利。這一舉動(dòng)可能是受到馬可尼在美國的經(jīng)濟后盾人物,包括湯瑪斯·愛(ài)迪生,安德魯·卡耐基影響的結果。
1909年,馬可尼和卡爾·費迪南德·布勞恩(Karl Ferdinand Braun)由于“發(fā)明無(wú)線(xiàn)電報的貢獻”獲得諾貝爾物理學(xué)獎。 1943年,在特斯拉去世后不久,美國最高法院重新認定特斯拉的專(zhuān)利有效。
這一決定承認他的發(fā)明在馬可尼的專(zhuān)利之前就已完成。有些人認為作出這一決定明顯是出于經(jīng)濟原因。
這樣二戰中的美國政府就可以避免付給馬可尼公司專(zhuān)利使用費。 1898年,馬可尼在英格蘭切爾姆斯福德的霍爾街開(kāi)辦了世界上首家無(wú)線(xiàn)電工廠(chǎng),雇傭了大約50人。
無(wú)線(xiàn)電的用途 無(wú)線(xiàn)電的最早應用于航海中,使用摩爾斯電報在船與陸地間傳遞信息。現在,無(wú)線(xiàn)電有著(zhù)多種應用形式,包括無(wú)線(xiàn)數據網(wǎng),各種移動(dòng)通信以及無(wú)線(xiàn)電廣播等。
以下是一些無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的主要應用: 通信 聲音 * 聲音廣播的最早形式是航海無(wú)線(xiàn)電報。它采用開(kāi)關(guān)控制連續波的發(fā)射與否,由此在接收機產(chǎn)生斷續的聲音信號,即摩爾斯電碼。
* 調幅廣播可以傳播音樂(lè )和聲音。調幅廣播采用幅度調制技術(shù),即話(huà)筒處接受的音量越大則電臺發(fā)射的能量也越大。
這樣的信號容易受到諸如閃電或其他干擾源的干擾。 * 調頻廣播可以比調幅廣播更高的保真度傳播音樂(lè )和聲音。
對頻率調制而言,話(huà)筒處接受的音量越大對應發(fā)射信號的頻率越高。調頻廣播工作于甚高頻段(Very High Frequency,VHF)。
頻段越高,其所擁有的頻率帶寬也越大,因而可以容納更多的電臺。同時(shí),波長(cháng)越短的無(wú)線(xiàn)電波的傳播也越接近于光波直線(xiàn)傳播的特性。
* 調頻廣播的邊帶可以用來(lái)傳播數字信號如,電臺標識、節目名稱(chēng)簡(jiǎn)介、網(wǎng)址、股市信息等。在有些國家,當被移動(dòng)至一個(gè)新的地區后,調頻收音機可以自動(dòng)根據邊帶信息自動(dòng)尋找原來(lái)的頻道。
* 航海和航空中使用的話(huà)音電臺應用VHF調幅技術(shù)。這使得飛機和船舶上可以使用輕型天線(xiàn)。
* 政府、消防、警察和商業(yè)使用的電臺通常在專(zhuān)用頻段上應用窄帶調頻技術(shù)。這些應用通常使用5KHz的帶寬。
相對于調頻廣播或電視伴音的16KHz帶寬,保真度上不得不作出犧牲。 * 民用或軍用高頻話(huà)音服務(wù)使用短波用于船舶,飛機或孤立地點(diǎn)間的通訊。
大多數情況下,都使用單邊帶技術(shù),這樣相對于調幅技術(shù)可以節省一半的頻帶,并更有效地利用發(fā)射功率。 * 陸地中繼無(wú)線(xiàn)電(Terrestial Trunked Radio, TETRA)是一種為軍隊、警察、急救等特殊部門(mén)設計的數字集群電話(huà)系統。
電話(huà) * 蜂窩電話(huà)或移動(dòng)電話(huà)是當前最普遍應用的無(wú)線(xiàn)通信方式。蜂窩電話(huà)覆蓋區通常分為多個(gè)小區。
每個(gè)小區由一個(gè)基站發(fā)射機覆蓋。理論上,小區的形狀為蜂窩狀六邊形,這也是蜂窩電話(huà)名稱(chēng)的來(lái)源。
當前廣泛使用的移動(dòng)電話(huà)系統標準包括:GSM,CDMA和TDMA。運營(yíng)商已經(jīng)開(kāi)始提供下一代的3G移動(dòng)通信服務(wù),其主導標準為UMTS和CDMA2000。
* 衛星電話(huà)存在兩種形式:INMARSAT 和 銥星系統。兩種系統都提供全球覆蓋服務(wù)。
INMARSAT使用地球同步衛星,需要定向的高增益天線(xiàn)。銥星則是低軌道衛星系統,直接使用手機天線(xiàn) 電視 * 通常的模擬電視信號采。
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