Radiofrequenzwellen (RF) werden erzeugt, wenn ein Wechselstrom durch ein leitendes Material fließt. Wellen werden durch ihre Frequenz und Länge charakterisiert. Die Frequenz wird in Hertz (oder Zyklen pro Sekunde) und die Wellenlänge in Metern (oder Zentimetern) gemessen.
Funkwellen sind elektromagnetische Wellen und bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit im freien Raum.
Die Gleichung, die Frequenz und Länge verbindet, ist die folgende: Lichtgeschwindigkeit (c) = Frequenz x Wellenlänge.
In der Gleichung kann man sehen, dass, wenn die RF-Frequenz steigt, die Wellenlänge abnimmt.
Die RFID-Technologie verwendet vier Frequenzbänder: Nieder-, Hoch-, Ultrahoch- und Mikrowellen . Niederfrequenz nutzt das Band von 120-140 Kilohertz. Hochfrequenz nutzt die RFID-Technologie im 13,56-MHz-Bereich. Ultrahochfrequenz-RFID verwendet den Frequenzbereich 860 bis 960 Megahertz. Mikrowellen-RFID verwendet in der Regel 2,45 Giga-Hertz und höher. Von den vier Frequenzbändern, die in RFID verwendet werden, haben die Mikrowellenfrequenzen die kürzere Wellenlänge.
Elektromagnetische Wellen bestehen aus zwei verschiedenen (aber verwandten) Feldern: einem elektrischen Feld (bekannt als „E“-Feld) und einem magnetischen Feld (bekannt als „H“-Feld). Das elektronische Feld wird durch Spannungsunterschiede erzeugt. Da es sich bei einem Hochfrequenzsignal um eine Wechselspannung handelt, wird durch ständige Spannungsänderungen ein elektrisches Feld erzeugt, das mit der Frequenz des Hochfrequenzsignals zu- und abnimmt. Das elektronische Feld strahlt von einem Bereich mit erhöhter Spannung zu einem mit geringerer Spannung.
Bei RFID ist es wichtig, sich beider Felder bewusst zu sein, die die elektromagnetischen Wellen ausmachen. Das liegt daran, dass RFID-Tags je nach Frequenz sowohl ein elektrisches als auch ein magnetisches Feld nutzen, um ihre Informationen zu übertragen. RFID-Tags in LF- und HF-Frequenzbändern nutzen das magnetische Feld, während RFID-UHF- und Mikrowellen-Tags das elektrische Feld nutzen.
Wenn ein Lesegerät Hochfrequenzsignale aussendet, verursacht es Veränderungen im elektrischen und magnetischen Feld. Wenn sich ein leitfähiges Material, wie die Antenne eines Tags, im gleichen variablen Feld befindet, wird in seiner Antenne ein Strom erzeugt.
Wenn sich ein Tag in der Nähe des Feldes eines Lesegeräts befindet, erzeugt die Kopplung der Antenne des Tags mit dem Magnetfeld des Lesegeräts einen Strom. Diese Kopplung wird als induktive Kopplung bezeichnet. Die induktive Kopplung ist das Kommunikationsverfahren, das von passiven LF- und HF-Tags verwendet wird.
Im Falle von UHF- und Mikrowellen-Tags modulieren und reflektieren die Tags das Zeichen des Lesegeräts, um mit dem Leser zu kommunizieren. Dies wird als passive Rückstreukommunikation (oder Rückstreumodulation) bezeichnet.
Der Begriff „Energie“ bezieht sich auf die Funkfrequenzsignalstärke. Sie kann als die Summe der gesendeten HF oder die Signalstärke des Empfängers betrachtet werden. Die Grundeinheit der Energie ist das Watt. In der HF-Welt sprechen wir jedoch über Energie in Form von Milliwatt, abgekürzt mW. Ein mW = 0,001 Watt.
Die Durchführung von Berechnungen mit der dezimalen Form von Milliwatt kann mühsam sein, daher ist es Standard, in Dezibel oder in Zehnerpotenzen zu rechnen. Die Abkürzung „dB“ wird verwendet, wenn Dezibel verwendet werden. Bei HF-Berechnungen werden die Energiepegel in der Regel als 1 mW Dezibel angegeben, und es wird die Abkürzung „dBm“ verwendet.