人們都對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)懷有無(wú)限愿景：比如借助更高的網(wǎng)絡(luò)容量和更快的速度，醫(yī)生可以為患者進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷。同時(shí)物聯(lián)網(wǎng)（IoT）時(shí)代接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備將會(huì)大幅增長(zhǎng)，促使智能樓宇和智慧城市成為現(xiàn)實(shí)。

天線(xiàn)方向圖，又叫輻射方向圖、遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖。所謂天線(xiàn)方向圖，是指在離天線(xiàn)一定距離處，輻射場(chǎng)的相對(duì)場(chǎng)強(qiáng)隨方向變化的圖形，通常采用通過(guò)天線(xiàn)最大輻射方向上的兩個(gè)相互垂直的平面方向圖來(lái)表示，天線(xiàn)方向圖是衡量天線(xiàn)性能的重要圖形；天線(xiàn)增益則是天線(xiàn)把輸入功率（能量）集中輻射的程度，從通信角度講，就是在某個(gè)方向上和范圍內(nèi)產(chǎn)生信號(hào)能力的大小。本文介紹了如何利用芬蘭的標(biāo)簽性能測(cè)試儀來(lái)測(cè)試超高頻RFID讀寫(xiě)器天線(xiàn)的方向圖和增益。

1、測(cè)試中使用的系統(tǒng)和組件

測(cè)試中會(huì)用到芬蘭的超高頻標(biāo)簽性能測(cè)試主機(jī)，標(biāo)簽設(shè)計(jì)套件軟件包，金標(biāo)簽（讀寫(xiě)器性能測(cè)試系統(tǒng)中的連接標(biāo)簽），大型RFID測(cè)試暗箱以及轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)。

2、測(cè)試天線(xiàn)的方向圖

這里用芬蘭的超高頻標(biāo)簽性能測(cè)試儀配合金標(biāo)簽來(lái)測(cè)試天線(xiàn)的方向圖，首先將金標(biāo)簽連接在超高頻天線(xiàn)的端口，讓芬蘭的超高頻天線(xiàn)作為金標(biāo)簽的天線(xiàn)來(lái)工作，如下圖所示：

測(cè)試環(huán)境是大型RFID測(cè)試暗箱以及轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)，將金標(biāo)簽與超高頻天線(xiàn)連接好后，放在暗箱里的轉(zhuǎn)臺(tái)上，標(biāo)簽性能測(cè)試儀配合暗箱中的轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)，再通過(guò)標(biāo)簽設(shè)計(jì)套件軟件包即可全自動(dòng)化測(cè)試，如下圖所示：

3、測(cè)試天線(xiàn)增益

用這種方法來(lái)測(cè)試天線(xiàn)的增益要知道芬蘭參考標(biāo)簽和平板天線(xiàn)的詳細(xì)參數(shù)指標(biāo)，軟件方面用標(biāo)簽設(shè)計(jì)套件軟件包中的閾值測(cè)試功能，閾值測(cè)試功能中會(huì)用到讀寫(xiě)器發(fā)射功率閾值，即讀寫(xiě)器發(fā)多大的功率能夠激活標(biāo)簽；還要用到激活標(biāo)簽的功率閾值，即標(biāo)簽處的功率也就是標(biāo)簽激活靈敏度。在相同的環(huán)境下用標(biāo)簽性能測(cè)試儀配合芬蘭的平板天線(xiàn)和被測(cè)天線(xiàn)來(lái)測(cè)試標(biāo)簽激活靈敏度和讀寫(xiě)器發(fā)射功率閾值，發(fā)射功率的閾值會(huì)因?yàn)椴煌奶炀€(xiàn)增益而測(cè)試結(jié)果不同，通過(guò)這種差別可以計(jì)算出被測(cè)天線(xiàn)的增益。

測(cè)試流程：首先用標(biāo)簽性能測(cè)試儀和芬蘭的天線(xiàn)搭建一個(gè)系統(tǒng)，用這個(gè)系統(tǒng)來(lái)做測(cè)試，再用參考標(biāo)簽驗(yàn)證這個(gè)系統(tǒng)的正確性，如何驗(yàn)證呢？即測(cè)試芬蘭參考標(biāo)簽的靈敏度功率閾值，然后導(dǎo)入?yún)⒖紭?biāo)簽的曲線(xiàn)（點(diǎn)擊綠色標(biāo)簽的按鈕），差值小于1dB即驗(yàn)證通過(guò)。再用被測(cè)天線(xiàn)代替芬蘭的天線(xiàn)，其他的連接不變。這時(shí)再用被測(cè)天線(xiàn)來(lái)測(cè)試參考標(biāo)簽的閾值。

根據(jù)芬蘭天線(xiàn)的增益、用芬蘭天線(xiàn)測(cè)試參考標(biāo)簽的結(jié)果以及用被測(cè)天線(xiàn)測(cè)試參考標(biāo)簽的結(jié)果，來(lái)計(jì)算被測(cè)天線(xiàn)的增益，每一頻點(diǎn)下的增益計(jì)算公式如下：

G2 = G1 + Pt1 – Pt2
這里，G2是被測(cè)天線(xiàn)的增益，單位dB；
G1是芬蘭天線(xiàn)的增益，單位dB，詳見(jiàn)附件1；
Pt1是用芬蘭天線(xiàn)來(lái)測(cè)試參考標(biāo)簽的發(fā)射功率閾值，單位是dBm；
Pt2是用被測(cè)天線(xiàn)來(lái)測(cè)試參考標(biāo)簽的發(fā)射功率閾值，單位是dBm。

附錄1-芬蘭天線(xiàn)指標(biāo)

頻率（MHz）	芬蘭天線(xiàn)增益（dB）
800	7.1
810	7.35
820	7.45
830	7.6
840	7.75
850	7.85
860	8
870	8.15
880	8.3
890	8.45
900	8.55
910	8.6
920	8.65
930	8.65
940	8.65
950	8.7
960	8.5
970	8.2
980	7.5
990	7.1
1000	5.2

4、結(jié)論

通過(guò)芬蘭Voyantic公司的超高頻標(biāo)簽性能測(cè)試儀配合測(cè)試軟件、暗箱、轉(zhuǎn)臺(tái)等可以完成天線(xiàn)的方向圖測(cè)試以及天線(xiàn)的增益測(cè)試，操作簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確度高。