[发明专利]一种UHF RFID ETC应用的标签接收功率预测方法

摘要

本发明公开了一种UHF RFID ETC应用的标签接收功率预测方法，将阅读器天线置为笛卡尔坐标原点，标签笛卡尔坐标设为未知，通过应用场景几何参数与几何关系，求出一次反射面方程，即汽车引擎盖平面、左侧临道车辆右侧面、右侧临道车辆左侧面的平面方程；通过自由空间电波传播公式，计算阅读器天线至标签的视距电场强度矢量；分别计算上述反射面上反射点坐标；通过电磁波的一次反射矩阵方程分别计算反射面处入射波和反射波到达标签处的电场强度矢量；求出标签电场矢量和、标签芯片天线端口匹配系数、极化匹配系数，最终得到空间中标签接收功率计算结果。本发明能获得比现有对数正态模型、莱斯模型更高的预测精度，获得比基于麦克斯韦方程组的商用电磁计算软件更便捷快速的预测速度。

主权项

1.一种UHF RFID ETC应用的标签接收功率预测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将ETC典型应用场景分为无临道车辆情形、单侧临道车辆情形、双侧临道车辆情形三种情形；2)基于镜像方法，根据ETC应用场景，分别计算引擎盖平面、临道车辆反射面上一次反射点P1、P2、P3的坐标：P₁:P₂:P₃:其中，Hreader为阅读器高度；Hcar为被识别车辆的引擎盖高度；Dl和Dr为临道车辆两个侧面到ETC车道的距离；Dlane为车道宽度；无临道车辆情形时计算P1，单侧临道车辆情形时计算P1和P2、或计算P1和P3，双侧临道情形计算P1，P2，P3；设发射天线位置为笛卡尔坐标原点T(0,0,0)，标签坐标为R(x,y,z)；3)分别计算三组一次反射射线的入射波和反射波方向单位矢量和反射面法向量4)计算自由空间中方位角为(θ,φ)，距离发射天线r处的电场强度矢量E(r,θ,φ)：其中：P_T是阅读器天线发射功率，G_θ(θ,φ)和G_φ(θ,φ)分别是发射天线在θ和φ方向的增益分量，而和分别表示这两个方向的单位矢量；ψ_θ和ψ_φ是电场在r处，θ和φ分量的相对相位；β是波数，ω是RFID‑ETC的工作载波角频率，c为光速；η₀为自由空间阻抗；5)计算一次反射的入射场强度Eⁱ的垂直分量和平行分量其中：其中，对于引擎盖一次反射，即m＝1、左侧临道车辆一次反射，即m＝2，以及右侧临道车辆一次反射，即m＝3，分别有：6)计算反射电场强度：其中：其中ε_r为的相对透射率，为入射波与反射面间的夹角；7)计算标签处电场矢量和：其中，对于Em(θm,φm)，m＝0,1分别表示视距和引擎盖反射，m＝2,3分别表示两侧大型临车反射；8)计算标签接收功率P：其中，G为标签天线增益，λ为载波波长，X表示标签天线与阅读器天线间的极化匹配系数，τ表示标签芯片与天线间的匹配因子，Lws表示汽车挡风玻璃穿透损耗系数。