无源低频 （LF） RFID
无源低频（LF）RFID是射频识别（RFID）技术的一种，主要使用125kHz或134.2kHz的频段。这里介绍一种通过使用铁氧体芯来扩大LF RFID系统的工作距离的文章。
使用铁氧体磁芯的新型轻量级分段 RFID 地下非金属管道检测 参考文献
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使用铁氧体磁芯的新型轻量级分段 RFID
RFID 阅读器和标签的两个天线是能量传输和数据交换的耦合载体。它们的结构和特性会显着影响 RFID 系统的性能。
LF RFID 有两种不同的通信协议：半双工 （HDX） 和全双工 （FDX）。
与 FDX 标签相比，HDX 标签具有更长的通信距离，因为当 HDX 标签响应时，HDX 阅读器的磁场被关闭，阅读器可以专注于接收标签数据信号，从而消除阅读器磁场的干扰。
LF 标签基于感应耦合从 RFID 阅读器天线的交变磁场中收集能量。然后，感应电压V0 在标签的两端，铁氧体磁芯天线线圈可以表示如下
对于圆柱形铁氧体磁芯，μt 的计算公式如下
从公式中可以看出，有效磁导率μt 仅与μ我 和 k. 下图描述了μt 和St×μt 在半径 r 上表示两个核心长度。很明显，铁氧体磁芯的比率 k 越大，该值就越大μt .然而St×μt 随着比率 k 的增加而降低。此外，当半径 r 恒定时，长度 l 的较大值会导致St×μt .因此，在为地下RFID标签设计铁氧体磁芯线圈天线时，为了增加标签的感应电压，应增加长度l以提高比率k，然后，应增加铁氧体磁芯的半径r。
地下非金属管道检测
地下非金属管道的应用越来越广泛。然而，由于它们缺乏导电性或磁性，传统的金属管道检测方法无法应用。对于广泛采用的探地雷达 （GPR） 方法，管道直径、埋深和土壤条件等因素严重影响定位精度。
射频识别 （RFID） 提供了一种通过电子标签检测管道的新方法。基于 RFID 的地下非金属管道检测系统，地面上的 RFID 阅读器可以通过从埋地 RFID 标签收集数据信号来轻松识别管道的材料、类型和直径。
地下管道 RFID 检测由于其在土壤适用性、管道尺寸和易操作性方面的先天优势，已经成为研究热点。然而，地下介质引起的衰减严重限制了探测距离。考虑到衰减随着 RFID 工作频率的增加而增加，有效的解决方案是选择较小的工作频率。目前，已经提出了一种检测距离为 1.25 m 的无源低频 （LF） RFID 系统。另一种选择是使用更高频率的谐波标签，它们在基频接收查询信号，并在二次谐波频率处辐射回读取器。虽然通过这种方法的实现，可以避免自干扰以增加读取范围，并且由于衰减的距离不超过 60 cm。利用声表面波 （SAW） RFID 可能是一个有趣的解决方案，可以在潮湿的沙质土壤中实现 1.5 m 的检测距离。但是，SAW-RFID 标签的天线加工难度相对较高，导致生产成本较高。显然，LF RFID 被认为是更适合地下管道检测的选择。然而，其较近的探测距离不足以满足近年来管道埋设向深部的探测需求。
因此，扩大当前地下LF RFID系统的工作距离具有重要意义。
[1] J. Liang, C. Wu, J. Zhu, B. Tao and Z. Yin, "A Lightweight Segmented RFID Tag Antenna With a Combined Ferrite Core for Underground Applications," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 72, no. 9, pp. 7401-7406, Sept. 2024, doi: 10.1109/TAP.2024.3432310.
