射頻識別(RFID)測試儀校準規(guī)范

1本規(guī)范適用于800MHz/900MHz頻段(840MHz～960MHz)和2.45GHz頻段(2.402GHz～2.484GHz)的射頻識別(RFID)測試儀的校準，其他頻段的射頻識別GB/T28925—2012信息技術(shù)射頻識別2.45GHz空中接口協(xié)議GB/T29768—2013信息技術(shù)射頻識別800/900MHz空中接口協(xié)議ISO/IEC18000-4:2008信息技術(shù)用于物品管理的射頻識別第4部分：frequencyidentificationforitemmanagement—Part4:ISO/IEC18000-6:2013信息技術(shù)用于物品管理的射頻識別第6部分：860frequencyidentificationforitemmanagement—Part凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3.1射頻識別radiofrequencyidentifiRFID是一種無線通信技術(shù)，可以通過無線電信號識別特定目標并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)RFID技術(shù)是在頻譜的射頻部分，利用電磁耦合或感應耦合，通過各種調(diào)制和編碼射頻識別(RFID)測試儀由射頻發(fā)射器和射頻接收器組成。射頻識別(RFID)測試儀模擬射頻識別讀寫器時，射頻發(fā)射器發(fā)射調(diào)制的射頻信號，射頻識別標簽(卡)接收到發(fā)射信號后進行解調(diào)，再發(fā)送調(diào)制后的信號至射頻接收器進行測量；射頻識別(RFID)測試儀模擬射頻識別標簽(卡)時，射頻接收器收到25計量特性5.1輸出頻率5.1.2頻率準確度5.2輸出功率最大允許誤差：±1.0dB。5.3.1.1840MHz～960MHz頻段調(diào)制深度調(diào)制深度范圍：30%～100%;調(diào)制深度最大允許誤差：±2%。調(diào)制深度范圍：80%～100%;調(diào)制深度最大允許誤差：±2%。5.3.1.22.402GHz～2.484GHz頻段調(diào)制指數(shù)調(diào)制指數(shù)范圍：90%～100%;調(diào)制指數(shù)最大允許誤差：±2%。5.3.2O-QPSK,DBPSK誤差矢量幅度優(yōu)于5%。5.4頻率測量準確度最大允許誤差：±1.0dB。5.6.1ASK調(diào)制測量[僅適用于射頻識別(RFID)測試儀模擬射頻識別標簽(卡)時]5.6.1.1840MHz～960MHz頻段調(diào)制深度調(diào)制深度范圍：30%～100%;調(diào)制深度最大允許誤差：±2%。3調(diào)制深度最大允許誤差：±2%。5.6.1.22.402GHz～2.484GHz頻段調(diào)制指數(shù)調(diào)制指數(shù)范圍：90%～100%;調(diào)制指數(shù)最大允許誤差：±2%5.6.2O-QPSK,BPSK誤差矢量幅度測量優(yōu)于5%。5.7數(shù)字調(diào)制信號鄰道功率ISO/IEC18000-6:2013標準要求見表1,示意圖見圖1。士250kHz士500kHz(|M-N|=2)士750kHz(|M-N|=3)士750kHz以上(|M-N|>3)注：括號內(nèi)的M為發(fā)送信號的頻道號，N為待測信號FGB/T29768—2013標準要求見表2,示意圖見圖2。士250kHz士500kHz(|M-N|=2)注：括號內(nèi)的M為發(fā)送信號的頻道號，N為待測信號4F5.7.22.45GHz頻段ISO/IEC18000-4:2008要求見表3。GB/T28925—2012要求見表4。6.1環(huán)境條件6.1.1環(huán)境溫度：23℃±5℃。6.1.2相對濕度：20%～80%。6.1.3電源電壓及頻率：220(1±10%)V、(50±1)Hz。6.1.4周圍無影響儀器正常工作的電磁干擾和機械振動。6.2測量標準及其他設備6.2.1功率計參考功率測量最大允許誤差：±1%;功率測量線性：±3%。5頻率范圍：10MHz～6GHz;頻率準確度：1×10-7。6.2.3矢量信號發(fā)生器(支持ASK,O-QPSK,DBPSK調(diào)制信號輸出)頻率范圍：10MHz～6GHz,頻率準確度：1×10-?;功率電平最大允許誤差：±1.0dB。6.2.4矢量信號分析儀(支持ASK,O-QPSK,BPSK調(diào)制信號分析)頻率范圍：10MHz～6GHz,頻率準確度：1×10~?;6.2.5功率分配器頻率范圍：10MHz～6GHz,最大允許輸入功率0.5W;兩臂的功率分配比最大允許誤差：0.1dB。7校準項目和校準方法7.1.1外觀及工作正常性檢查。7.1.2輸出頻率。7.1.7調(diào)制測量。7.2外觀及工作正常性檢查7.2.1射頻識別(RFID)測試儀(以下簡稱測試儀)應有說明書及全部配套附件。7.2.2測試儀各開關(guān)、按鍵等應安裝牢固，調(diào)節(jié)正常；儀表不應有影響電氣性能的機7.2.3校準之前，儀器應按照儀器說明書要求預熱。7.3輸出頻率7.3.1儀器連接如圖3所示。射頻識別測試儀頻率計7.3.2將測試儀輸出通過電纜連接至頻率計輸入端。7.3.3設定測試儀輸出頻率為被校頻率點。7.3.4測試儀輸出功率設定為0dBm,方式為連續(xù)發(fā)射、不加調(diào)制，打開測試儀的發(fā)97.3.5設置頻率計參數(shù)，由頻率計讀取頻率測量值，并記錄于附錄A表A.1中。7.3.6改變測試儀的輸出頻率，重復步驟7.3.4～7.3.5。7.4.1儀器連接如圖4所示。7.4.4設定測試儀的信號發(fā)送方式為連續(xù)發(fā)射、不加調(diào)制，設定輸出功率為10dBm,7.4.6測試儀的輸出功率減少10dB,重復步驟7.4.5,直至功率為一50dBm。7.4.7設定測試儀的輸出頻率為f?。7.4.8重復步驟7.4.4～7.4.6。7.5.1.1儀器連接如圖5所示。7.5.1.2將測試儀的輸出通過電纜連接至7.5.1.3按照要求設定測試儀的輸出頻率，設定測試儀的輸出功率為0dBm,并選擇測試儀發(fā)送信號的RFID標準，設定測試儀的信號發(fā)送方式為重復發(fā)射、加調(diào)制，打開7.5.1.4設定矢量信號分析儀的中心頻率與測試儀發(fā)射頻率相同，設定矢量信號分析儀的參考電平為5dBm。7.5.1.5如果矢量信號分析儀中有RFID解調(diào)選件，則選擇與測試儀相一致的標準，選擇前向信號/后向信號解調(diào)，讀取矢量信號分析儀的調(diào)制深度或者是調(diào)制指數(shù)，并記7.5.1.6如果矢量信號分析儀中無專用的ASK調(diào)制解調(diào)分析選件，需要按照如下步7設定頻譜分析儀的中心頻率與測試儀一致，首先設定其參考電平大于其輸入電平5dB,頻譜分析儀的掃頻寬度(span)設定為0,設定分辨力帶寬為1MHz,選擇頻譜分析儀的觸發(fā)方式為視頻觸發(fā)(videotrig),設定觸發(fā)為上升沿觸發(fā)，設定觸發(fā)延時(trigdelay)使信號至頻譜儀的中間位置，掃描方式為連續(xù)掃描，合理設定掃描時間使頻譜分析儀顯示合適的波形。讀取ASK調(diào)制信號幅度的峰值a(dBm),最小值b(dBm),使用公式(1)和公式(2)將讀數(shù)a和b轉(zhuǎn)換為線性值VA和VB。使用公式(3)計算得到調(diào)制深度D。使用公式(4)計算得到調(diào)制指數(shù)M。并將計算結(jié)果記錄于附錄A表A.3中。7.5.2.1儀器連接如圖5所示。7.5.2.2將測試儀的輸出通過電纜連接至矢量信號分析儀的信號輸入端。7.5.2.3按照要求設定測試儀的輸出頻率，設定測試儀的輸出功率為0dBm,并選擇測試儀發(fā)送信號的RFID標準，設定測試儀的信號發(fā)送方式為重復發(fā)射、加調(diào)制，打開測試儀的發(fā)射信號。7.5.2.4設定矢量信號分析儀的中心頻率與測試儀發(fā)射頻率相同，設定矢量信號分析儀的參考電平為5dBm。7.5.2.5設定矢量信號分析儀的掃描寬度，掃描寬度的設定原則是包含發(fā)送信號的所用頻譜。在矢量信號分析儀中設定與測試儀所對應標準相一致的調(diào)制類型，信號速率、濾波器類型、濾波器Alpha因子。對于O-QPSK調(diào)制，矢量信號分析儀選擇解調(diào)類型為O-QPSK調(diào)制，調(diào)制符號率選擇2Mbit/s,測量濾波器選擇關(guān)閉(MeasurementFilter:off),參考濾波器選擇Halfsine,Alpha因子設定為0.35,結(jié)果長度選擇200。對于DBPSK調(diào)制，矢量信號分析儀選擇DBPSK(BPSK)調(diào)制，符號率選擇2Mbit/s,測量濾波器選擇關(guān)閉(MeasurementFilter:off),參考濾波器選擇RaisedCosine,Alpha因子設定為1,結(jié)果長度選擇200。7.5.2.6讀取矢量信號分析儀的誤差矢量幅度(EVM)和頻率誤差，并記錄于附錄A7.6頻率測量87.6.1儀表連接如圖6所示。圖6頻率測量7.6.3按照要求設定矢量信號發(fā)生器的輸出頻率，設置輸出功率為一10dBm,輸出方7.6.4測試儀設定為頻率測量，讀取信號頻率，并7.6.5逐次改變信號發(fā)生器的輸出頻率至測試儀接收機的頻率上限，重復步驟7.6.3～7.6.4。7.7.1儀表連接如圖7所示。矢量信號圖7功率測量7.7.2功分器的輸入端口通過電纜連接至矢量信號發(fā)生器輸出端，功分器的輸出端口1接功率計探頭，功分器輸出端口2接測試儀的輸入端。7.7.3矢量信號發(fā)生器輸出連續(xù)波信號，按要求設定輸出頻率，根據(jù)測試功率的頻率值設定功率計的校準因子，調(diào)節(jié)矢量信號發(fā)生器輸出電平使功率計上指示0dBm,即為7.7.4測試儀設定為功率測量，設定輸入頻率與矢量信號發(fā)生器相同，期待電平設置為0dBm或自動，在測試儀的功率測量屏幕上讀取功率值P。(dBm),并記錄于附錄7.7.5根據(jù)附錄A表A.5中不同的電平值重復步驟7.7.3、7.7.4。7.7.6根據(jù)附錄A表A.5中不同的頻率點重復步驟7.7.3～7.7.5。7.8調(diào)制測量[僅適用于測試儀模擬射頻識別標簽(卡)時]7.8.1儀表連接如圖8所示。9矢量信號圖8調(diào)制測量7.8.2矢量信號發(fā)生器的輸出通過功分器分別連接至測試儀的接收端口和矢量信號分7.8.3按照要求設定矢量信號發(fā)生器的輸出頻率，設定輸出功率為0dBm。7.8.4選擇測試儀為調(diào)制參數(shù)測量，選7.8.5設定矢量信號發(fā)生器的調(diào)制類型與測試儀的標準相匹配，即調(diào)制類型設定為ASK、O-QPSK或BPSK,按照要求設定輸出信號的速率，濾波器類型、濾波器Alpha7.8.6矢量信號分析儀使用7.5的方法測量出矢量信號發(fā)生器輸出信號的調(diào)制深度或7.8.7打開測試儀的調(diào)制測量，對于ASK調(diào)制讀取調(diào)制深度或者調(diào)制指數(shù)，對于O-QPSK或BPSK,則讀取EVM值；以矢量信號分析儀的讀數(shù)為標準值，測試儀的讀7.8.8根據(jù)不同的頻率和調(diào)制類型，重復以上步驟7.8.3～7.8.7。7.9.1.1儀器連接如圖5所示。7.9.1.2測試儀選擇工作于915MHz,選擇標準為ISO/IEC18000-6:2013,輸出信7.9.1.3矢量分析儀中心頻率設置為915MHz,參考電平量程設置為5dBm,掃描帶寬(span)設定為2.5MHz,分辨力帶寬(RBW)設定為30kHz,軌跡設定為最大保持，使用通帶功率(bandpower)測量功能，設定頻率為中心頻率915MHz,帶寬設定為500kHz,讀取功率值A?(dBm);將中心頻率偏置+250kHz,讀取此時的通帶功率值A?+(dBm),再將中心頻率偏置一250kHz,讀取此時的通帶功率值A?-(dBm),A?+和A?-應該比A?小20dB以上。依次類推，讀取頻率偏置±500kHz的功率值，應該比A?小50dB以上；讀取頻率偏置±750kHz的功率值，應該比A?小60dB以上；讀取頻率偏置±1MHz的功率值，應該比A?小65dB以上。840MHz～960MHz頻段的GB/T29768—2013標準調(diào)制信號鄰道功率(發(fā)射頻譜模板)檢查步驟參照7.9.1,并將結(jié)果填于附錄A表A.7中相對應位置。7.9.3其他頻段的鄰道功率(發(fā)射頻譜模板)其他頻段的鄰道功率(發(fā)射頻譜模板)檢查步驟參照7.9.1。校準后，出具校準證書。校準證書由封面和校準數(shù)據(jù)組成。封面由校準機構(gòu)確定同一格式，校準數(shù)據(jù)按附錄所列數(shù)據(jù)表格，并可根據(jù)被測儀表的情況進行填寫。證書至少c)進行校準的地點(如果與實驗室的地址不同);d)證書的唯一性標識(如編號),每頁及總頁數(shù)的標識；g)進行校準的日期，如果與校準結(jié)果的有效性和應用有關(guān)時，應說明被校對象的h)如果與校準結(jié)果的有效性應用有關(guān)時，應對被校j)本次校準所用測量標準的溯源性及有效性說明；n)校準證書簽發(fā)人的簽名、職務或等效標識；p)未經(jīng)實驗室書面批準，不得部分復制證書的聲明。復校時間間隔由用戶根據(jù)使用情況自行確定，推薦為1年。原始記錄格式表A.1輸出頻率實測值不確定度表A.2輸出功率實測值不確定度00不確定度表A.4頻率測量不確定度不確定度00不確定度表A.7數(shù)字調(diào)制信號鄰道功率不確定度附錄B校準證書內(nèi)頁格式實測值不確定度表B.2輸出功率實測值不確定度00表B.3調(diào)制不確定度表B.4頻率測量不確定度表B.5功率測量不確定度00表B.6調(diào)制測量不確定度表B.7數(shù)字調(diào)制信號鄰道功率不確定度主要項目校準結(jié)果不確定度評定示例C.1輸出頻率校準不確定度C.1.1測量模型f=f?f——被校準射頻識別(RFID)測試儀輸出頻率示值；f?——頻率計數(shù)器頻率讀數(shù)示值。C.1.2不確定度來源1)頻率計頻率測量準確度引入的不確定度u;2)頻率計顯示分辨力引入的不確定度uz;3)頻率計讀數(shù)重復性引入的不確定度u?。C.1.3不確定度評定1)頻率計頻率測量準確度引入的不確定度u?頻率計頻率測量準確度為1×10-7,即a?=1×10-7;設測量值落在該區(qū)間內(nèi)的概率分布為均勻分布，k=√3。u?=a?/k=1×10-?/√3=5.8×2)頻率計顯示分辨力引入的標準不確定度u?由頻率計的技術(shù)說明書，當測量頻率為915MHz時，頻率計的頻率分辨力為0.5Hz,則頻率計顯示分辨力引入的相對誤差a?=5.5×10-10,設測量值落在該區(qū)間內(nèi)的概率分布為均勻分布，k=√3。u?=a?/k=5.5×10-10/√3=3.2×13)頻率計讀數(shù)重復性引入的不確定度u?使用頻率計對915MHz的輸出頻率進行10次測量，測量結(jié)果如表C.1所示。表C.1輸出頻率測量結(jié)果123456789則單次測量結(jié)果的實驗標準差為：C.1.4不確定合成1)不確定度分量匯總見表C.2類型分布標準不確定度1頻率計頻率測量準確度B均勻u?=5.8×10-2頻率計顯示分辨力B均勻u?=3.2×10-3A 2)合成標準不確定度以上各分量之間獨立不相關(guān)，顯示分辨力和讀數(shù)重復性只考慮到其中較大值參與到不確定度合成。合成標準不確定度：C.1.5擴展不確定度包含因子k=2,擴展不確定度U為：U=k×ue=2×5.8×10-?=1.2×C.2輸出功率校準不確定度C.2.1測量模型P=PAP——射頻識別(RFID)測試儀功率讀數(shù)PA——功率計測量射頻識別(RFID)測試儀輸出端口功率示值。C.2.2不確定度來源1)功率計參考源輸出電平最大允許誤差a?;2)功率計探頭線性誤差a?;3)功率計探頭校準因子誤差ag;4)自校準時功率傳感器與參考源的失配誤差a?;5)功率傳感器與RFID輸出端口失配誤差as;6)測量重復性。C.2.3不確定度評定1)功率計參考源輸出電平最大允許誤差a?引入的標準不確定度u?根據(jù)功率計的技術(shù)指標，參考源輸出電平最大允許誤差為±1%,轉(zhuǎn)化成dB表示標準不確定度u?=0.03dB。2)功率計探頭線性誤差a?引入的標準不確定度uz功率計線性誤差為±3%,轉(zhuǎn)換為dB表示為0.13dB,假設為均勻分布，k=√3。標準不確定度u?=0.08dB。3)功率計探頭校準因子標準不確定度u?根據(jù)校準證書，校準因子的校準不確定度為2.4%,包含因子為2,因此其標準不確定度分量為1.2%,轉(zhuǎn)換為dB表示為：標準不確定度u?=0.05dB。4)自校準時功率傳感器與參考源的失配誤差引入的標準不確定度u?功率計輸入端電壓駐波比≤1.1;功率計內(nèi)置校準源的輸入端口駐波比≤1.1。失配誤差極限用下式估計：△?——失配誤差極限值；Is——被測輸出端反射系數(shù)；Iu——功率計輸入端反射系數(shù)。根據(jù)儀表的技術(shù)指標得到：即a?=0.02dB,在該區(qū)間內(nèi)的概率分布為反正弦分布，k=√2。標準不確定度u?=0.01dB。5)功率傳感器與RFID輸出端口失配誤差引入的標準不確定度us功率傳感器輸入端電壓駐波比≤1.1;射頻識別(RFID)測試儀輸出端口電壓駐波比≤1.5。失配誤差極限用下式估計：△?——失配誤差極限值；Ts——被測輸出端反射系數(shù)；Fu功率計輸入端反射系數(shù)。根據(jù)儀表的技術(shù)指標得到：△?=4.34×2×|Fs||Fu|=0.09所以as=0.09dB,在該區(qū)間內(nèi)的概率分布為反正弦分布，k=√2。us=as/k=0.06dB6)測量重復性引入的標準不確定度u?被校射頻識別(RFID)測試儀輸出頻率為915MHz、功率為10dBm信號，使用功率計進行10次重復性測量，測量結(jié)果見表C.3所示。123456789則單次測量結(jié)果的實驗標準差為：標準不確定度用實驗標準差表示，則us=0.02dB。C.2.4計算合成標準不確定度1)不確定度分量匯總見表C.4。類型分布標準不確定度允許誤差B均勻2功率計探頭線性誤差B均勻3功率計探頭校準因子B上級24自校準時功率傳感器與參考源的失配誤差B均勻5功率傳感器與RFID輸出B6A 2)合成標準不確定度各分量獨立不相關(guān)，因此，C.2.5擴展不確定度包含因子k=2,擴展不確定度U為：C.3功率測量校準不確定度C.3.1測量模型P=PA+δP——射頻識別(RFID)測試儀功率讀數(shù)，dBm;PA——功率計測量功分器輸出端口1輸出功率示值，dBm;δ1——功分器功率分配比誤差。C.3.2不確定度來源1)功率計參考源輸出電平最大允許誤差a?;2)功率計探頭線性誤差az;3)功率計探頭校準因子誤差ag;4)自校準時功率傳感器與參考源的失配誤差a?;5)功分器輸出端口2與射頻識別(RFID)測試儀輸入端口失配誤差as;6)功分器輸出端口1與功率計探頭失配誤差a?;7)功分器功率分配比誤差δ?;8)測量重復性。C.3.3不確定度評定1)功率計參考源輸出電平最大允許誤差a?引入的標準不確定度u?根據(jù)功率計的技術(shù)指標，參考源輸出電平最大允許誤差為±1%,轉(zhuǎn)化成dB表示為0.04dB,假設為均勻分布，k=√3。標準不確定度u?=0.03dB。2)功率計探頭線性誤差a?引入的標準不確定度u?功率計線性誤差為±3%,轉(zhuǎn)換為dB表示為0.13dB,假設為均勻分布，k=√3。標準不確定度u?=0.08dB。3)功率計探頭校準因子標準不確定度u?根據(jù)校準證書，校準因子的校準不確定度為2.4%,包含因子為2,因此其標準不確定度分量為1.2%,轉(zhuǎn)換為dB表示為：標準不確定度u?=0.05dB。4)自校準時功率傳感器與參考源的失配誤差引入的標準不確定度u?功率計輸入端電壓駐波比≤1.1;功率計內(nèi)置校準源的輸入端口駐波比≤1.1。失配誤差極限用下式估計：△?——失配誤差極限值Is——被測輸出端反射系數(shù)；Fu——功率計輸入端反射系數(shù)。根據(jù)儀表的技術(shù)指標得到：△?=4.34×2×