解釋背散射——從基礎到高級原理

2026年4月3日RFID內部指南 100

簡介

本文將介紹UHF RFID被動標簽如何通過背散射進行通信的基礎知識和高級原理。在閱讀之前，了解每種耦合的類型以及使用時間非常重要。如果你不了解耦合是什么及其工作原理，請在閱讀本文前參考《耦合原理》。

101 – 基礎

背散射是一種通信方法，其中沒有電池（或任何內部電源）的RFID標簽接收RFID讀取器的能量，并利用相同的能量回饋回復。標簽通過從讀卡器/天線傳播的電磁波接收能量。一旦波到達標簽，能量會通過標簽內部天線傳遞，激活芯片或集成電路（IC）。剩余能量會被芯片數據調制，并通過標簽的天線以電磁波的形式回流到讀取器的天線。

理解背散射原理的最佳方法是想象兩個人用手電筒和鏡子進行交流。在這種情況下，手電筒代表RFID讀卡器，鏡子代表RFID標簽。手電筒通過開關光束向鏡子發送信號。雖然鏡子本身沒有電，但它仍可以通過反射手電筒部分初始信號來與手電筒進行通信。同樣的基本原理也適用于RFID讀卡器和標簽之間的關系——只是當RFID標簽返回信號時，選擇遠不止全或無（尤其是考慮到使用軟件過濾標簽讀數的能力）。（CITE）

在進入202節之前，你可以先看看下面介紹耦合作原理的前身文章。

http://m.shanghaibinks.cn/31075.html

202 – 高級

深入反向散射時，無法忽視電場的存在和使用，而非僅僅使用磁場。RFID最常用的三種頻率是低頻（LF）、高頻（HF）和超高頻（UHF）;但只有其中一種，即超高頻，使用了后向散射，因此采用了電磁場。電磁場的延伸遠超磁場，使得通常與UHF RFID相關的讀取距離更長。

下面是背散射耦合和磁耦合的并排比較。

需要注意的是，背散射是一種雙向通信方式——即能量先從讀者傳到標簽，然后再從標簽傳回讀者。由于通信讀者標記（前向鏈路）和標簽到讀者通信（反向鏈路）所用能量相同，我們先談談正向鏈路。

前向鏈路（UHF）

前向鏈路是讀取器發出的詢問信號，用于激活現場的RFID標簽以接收響應。讀卡器通過 DSB-ASK、SSB-ASK 或 PR-ASK 和 PIE 編碼調制 860-960 MHz 的射頻信號。頻率的選擇由地區廣播法規決定。

ASK代表幅度移位鍵控，是前向鏈路最常用的鍵控方法。振幅移鍵控通過移動振幅表示1或0。
DSB-ASK代表雙邊帶ASK，是最常見的ASK調制方法
SSB-ASK代表單邊帶ASK，主要用于限制所占頻譜的寬度。
PR-ASK代表相位反轉ASK，也用于不同信道寬度。
PIE編碼，或稱脈沖間隔編碼，是前向鏈路最常見的編碼方法。

請參見下方的來源引文。

以下是用于前向鏈路的編碼和調制類型的表示。

這三種調制方式在前向鏈路中最常用。圖表展示了它們如何通過改變波形幅度來傳遞數據。

btv — 這是前向鏈路中使用的編碼類型。如上所述，這顯示了數據如何用1或0編碼。

參考上面的圖表，對于二進制數據為0，你先發送一個短高脈沖，接著是低脈沖;對于數據為1，你先發送一個長高脈沖，然后再發送一個低脈沖。這樣做是為了避免標簽在通信交換過程中失去能量。如果我們簡單地用低電壓表示0，高電壓表示1，那么標簽ID比如5000 000 0000會收到一整組尾隨的零——也就是說，讀取器尋址時電壓很低，可能會回到睡眠狀態。

請參見下方的來源引文。

反向鏈路（UHF）

反向鏈路是字段中標簽發送回讀器時的響應信號。標簽通過在高電平和低電平之間切換天線反射系數來回傳數據。標簽的背散射調制將采用固定的調制格式，可以是ASK或PSK。RFID標簽還通過FM0基帶或子載波的米勒調制方式，在傳輸數據速率下對后向散射數據進行編碼。標簽的響應在讀者端被檢測并解碼。