Дальность считывания UHF RFID — Impinj R420 + Alien Higgs-3

RFID Ukraine › Лаборатория › Расчёт дальности › Impinj R420 + Alien Higgs-3

🌍 Язык: RU UA EN

Лаборатория · Расчёт дальности считывания

Инженерный расчёт по модели Фриса (свободное пространство). Три сценария подложки. Соответствие ETSI EN 302 208. Теоретический максимум и практические значения с запасом.

Считыватель

Impinj R420

EU · 30 дБм · 4 порта

Антенна

Times-7 Far-Field

9 дБи · RHCP

Метка / Чип

Alien Higgs-3

−18 дБм · 93×19 мм

Стандарт

ETSI EN 302 208

865 МГц · ERP 2 Вт

01 · Бюджет линии 

Входные параметры

Параметр	Значение	Источник / Примечание
Частота	865 МГц	Центр диапазона ETSI EU
Длина волны (λ)	0.347 м	λ = c / f
Мощность TX (ERP)	33 дБм (2 Вт)	Максимум ETSI EN 302 208
Усиление антенны считывателя	9 дБи	Times-7 Far-Field, типовое
Чувствительность чипа метки	−18 дБм	Datasheet Alien Higgs-3
Усиление антенны метки	~2 дБи	Диполь-инлей 93×19 мм
Потери поляризации (RHCP→Линейная)	3 дБ	Фиксировано, круговая→линейная
Потери кабеля / разъёмов	~0.5 дБ	Типовый короткий кабель
Бюджет линии (воздух)	~52 дБ	До потерь подложки

02 · Результаты R_max 

Дальность считывания по подложке — три сценария

Сценарий 1 · Воздух / Пена

~11^m

Практически в помещении: ~3–4 m

Потери рассогл.: 0 dB
Бюджет линии: ~52 dB

Сценарий 2 · Дерево (сухое)

~6^m

Практически в помещении: ~~2 m

Потери рассогл.: ~5 dB
Бюджет линии: ~47 dB

Сценарий 3 · Пластик

~8^m

Практически в помещении: ~~2.5 m

Потери рассогл.: ~3 dB
Бюджет линии: ~49 dB

⚡ Ключевой вывод: заявленные 6–7 м — теоретическое значение для близких к идеальным условий. В помещении с многолучёвостью, случайной ориентацией меток и потерями поляризации практическая дальность составляет 3–4 м.

Ограничение моделиУравнение Фриса предполагает дальнюю зону, изотропное излучение и единственный путь. Замирания (±10–20 дБ), потери ориентации метки (до 20 дБ) и чувствительность обратного канала не учитываются. Все значения — теоретический максимум. Полевые измерения обязательны.

03 · Потери рассогласования 

Влияние материала подложки

Материал	ε_r	Потери рассогл.	R_max (теор.)	Механизм
Воздух / пенопласт	1.0	0 дБ	~11 м	—
Пластик (ABS, PP)	2.5–3.5	~3 дБ	~8 м	Диэлектрическая нагрузка
Дерево (сухое)	2–4	~3–6 дБ	~6 м	Диэлектрик + влага
Стекло	6–8	~4–7 дБ	~4–5 м	Высокая ε, расстройка
Металл (без феррита)	—	+10–20 дБ	< 0.5 м	Вихревые токи, помехи
Жидкость / влажная поверхность	~80	+15–25 дБ	< 0.3 м	Высокое поглощение

04 · Условия 

При каких условиях достижимы 6–7 м?

✓ Достижимо при соблюдении всех условий:

✓ Прямая видимость (LOS), без препятствий
✓ Метка на воздушном зазоре или пенопласте (≥10 мм)
✓ Оптимальная ориентация метки к антенне
✓ ОВ < 50%, температура +15–25°C
✓ Один считыватель, нет помех WiFi / RFID
✓ КСВН < 1.5, откалиброванные разъёмы
✓ Запас на замирания ≤ 3 дБ (контролируемая среда)

✗ Недостижимо в этих условиях:

✗ Метка на металле без феррита — вихревые токи убирают дальность
✗ Случайная ориентация меток (конвейер, навалом)
✗ Помещение с многолучёвостью
✗ ОВ > 60% или конденсат на метке
✗ Несколько считывателей в одной зоне

05 · Ограничения модели 

Что не учитывает модель Фриса

#	Фактор	Влияние	Где критично
1	Замирания (многолучёвость)	±10–20 дБ	Основной фактор в помещении
2	Ориентация метки (случайная)	до 20 дБ	Неконтролируемое размещение
3	Расстройка антенны (подложка)	5–15 дБ	Металл / жидкость рядом
4	Чувствительность обратного канала	лимитирует	Приёмник считывателя
5	КСВН кабеля	1–3 дБ	Качество монтажа
6	Разброс чипов	±3 дБ	Партии Higgs-3
7	Температура / влажность	2–5 дБ	Улица / холодная цепь
8	Соседние помехи	5–10 дБ	Плотные зоны считывания

Фрис предполагает

· Изотропные антенны

· Свободное пространство LOS

· Статичный канал

· Единственный путь

· Только прямой канал

· Идеальное согласование

Реальный RFID

· Направленные + поляризация

· Многолучёвость + отражения

· Динамичная среда

· Замирания доминируют

· Обратный канал ограничивает

· Расстройка от подложки

06 · Рекомендация 

Инженерное резюме

Параметр	Проектное значение	Примечание
Надёжная дальность (помещение)	3–4 м	Запас 10 дБ на замирания
Теоретический максимум (воздух, LOS)	~11 м	Только идеальные условия
Заявление производителя (6–7 м)	достижимо	Только контролируемая среда
Минимальный запас по мощности	15 дБ	Замирания + ориентация
Рекомендуемое проектное значение	3–4 м	Проектировать на наихудший случай
Вариант улучшения	+3 дБ	Перейти на линейно-поляризованную антенну

Итоговая рекомендацияПроектируйте систему на 3–4 м надёжной дальности. Считайте 6–7 м теоретическим потолком, а не проектным значением. Проведите site survey с реальными метками и подложкой перед финальным размещением антенн.

07 · FAQ

Часто задаваемые вопросы

Какова реальная дальность считывания Impinj R420 с Alien Higgs-3?

В типичных условиях помещения практическая дальность составляет около 3–4 м с запасом 10 дБ на замирания. Заявленные 6–7 м достижимы только при прямой видимости, воздушном зазоре под меткой, оптимальной ориентации и ОВ менее 50%.

Как материал подложки влияет на дальность RFID?

Диэлектрическая проницаемость подложки вызывает расстройку антенны. Воздух: 0 дБ потерь. Пластик (ε_r 2.5–3.5): ~3 дБ. Дерево (ε_r 2–4): ~5 дБ. Металл без феррита: 10–20 дБ, дальность менее 0.5 м.

Почему модель Фриса переоценивает дальность RFID?

Фрис предполагает свободное пространство и единственный путь распространения. Реальные условия добавляют замирания при многолучёвости (±10–20 дБ), потери ориентации метки (до 20 дБ) и ограничение по обратному каналу.

rfid.org.ua · Laboratory · 2026-02-27Model: Friis · ETSI EN 302 208

Задать вопрос