Hulumtimi mbi teknologjinë e projektimit të antenës UHF RFID

0 Parathënie

Zbatimi i teknologjisë së identifikimit të frekuencave radio RFID (Radio Frequency Identification, RFID) ka një histori të gjatë. Ajo mund të gjurmohet në sistemin e identifikimit të avionit të përdorur nga avioni i Forcave Ajrore Britanike gjatë Luftës së Dytë Botërore. Kohët e fundit, teknologjia e identifikimit të frekuencës radio RFID është përdorur gjerësisht në menaxhimin e artikujve, pozicionimin e autoMjeteve dhe pozicionimin e personelit nëntokësor. Kjo teknologji është një teknologji identifikimi automatik pa kontakt, e cila përdor sinjalet e radiofrekuencës për të arritur transmetimin e informacionit pa kontakt përmes bashkimit hapësinor (fushë magnetike alternative ose fushë elektromagnetike) dhe arrin qëllimin e identifikimit automatik përmes informacionit të transmetuar.

1 Përmbledhje e teknologjisë së frekuencës radio RFID

1.1 Përbërja bazë e RFID Sistemi i identifikimit me valë

Sistemi i identifikimit me valë RFID përbëhet kryesisht nga Etiketat elektronike RFID, lexuesit RFID, antenat dhe sistemet e menaxhimit të kompjuterit pritës. Informacioni ndërmjet etiketës elektronike RFID dhe lexuesit RFID transmetohet me valë, kështu që ndërmjet tyre ka module të transmetuesit me valë dhe antena (mbështjellje induksioni). Diagrami i efektit është paraqitur në figurën 1.

Kërkim mbi teknologjinë e projektimit të antenës UHF RFID

< p>(1) Etiketa elektronike RFID (Tag): Etiketa elektronike RFID është bartësi i të dhënave të sistemit të identifikimit të radiofrekuencave. E përbërë nga elementë bashkues dhe çipa, çdo etiketë elektronike RFID ka një kod elektronik unik EPC (Electronic ProductCode), i cili i bashkëngjitet objektit për të identifikuar objektin e synuar. Krahasuar me barkodet tradicionale, kodet EPC jo vetëm që mund të pasqyrojnë një lloj produkti të caktuar, por gjithashtu mund të jenë specifikë për një produkt të caktuar.

(2) Lexuesi RFID ( Reader): Lexuesi është një pajisje e aftë për të lexuar ose shkruar informacionin e etiketës elektronike. Funksioni i tij themelor është të transmetojë të dhëna me etiketën. Mund të projektohet si një lexues dore ose një lexues fiks.

(3) Antena (Antena): transmetoni sinjale të frekuencës radio midis etiketës dhe lexuesit.

1.2 Parimi i punës së sistemit RFID

Pasi etiketa elektronike RFID hyn në magnetike fusha e emetuar nga Lexuesi RFID, ai merr sinjalin e radiofrekuencës të dërguar nga lexuesi dhe dërgon informacionin e produktit (Etiketa pasive, etiketa pasive ose etiketa pasive) e ruajtur në çip për shkak të energjisë së marrë nga rryma e induktuar, ose etiketa dërgon në mënyrë aktive një sinjal i një frekuence të caktuar (Etiketë aktive, etiketë aktive ose etiketë aktive), dhe dekoderi lexon dhe dekodon informacionin dhe më pas e dërgon atë në informacionin qendror sistemi për përpunimin e të dhënave përkatëse. Diagrami skematik i procesit të identifikimit të radiofrekuencës është paraqitur në figurën 2.

2 indeksi i performancës së antenës së etiketës RFID

Nuk është e vështirë të shihet nga procesi i identifikimit të sistemit RFID se antena luan një rol të rëndësishëm si një urë për lexuesin RFID për të transmetuar sinjale të frekuencës radio ndërmjet etiketës elektronike RFID dhe lexuesi RFID në procesin e ndjeshmërisë së etiketës elektronike RFID. Antena e lexuesit RFID, Performanca e antenës së etiketës elektronike RFID është e një rëndësie të madhe për të përmirësuar performancën e të gjithë sistemit të identifikimit. Meqenëse etiketa elektronike RFID është ngjitur në objektin e shënuar, antena e etiketës elektronike RFID do të ndikohet nga forma dhe karakteristikat fizike të objektit të shënuar. Faktorët ndikues përfshijnë materialin e objektit të shënuar, mjedisin e punës së artikullit të shënuar, etj. Përveç kësaj, në pajisjen e radiofrekuencës RFID, kur frekuenca e funksionimit rritet në rajonin e mikrovalës, problemi i përputhjes midis antenës dhe elektronikës RFID çipi i etiketës bëhet më i rëndë. Këta faktorë kanë paraqitur kërkesa më të larta për projektimin e antenave elektronike RFID, por gjithashtu kanë sjellë sfida të mëdha.

Antena është një pajisje që merr ose rrezaton fuqia e sinjalit të frekuencës së radios së përparme në formën e valëve elektromagnetike. Është një pajisje në ndërfaqen midis qarkut dhe hapësirës dhe përdoret për të realizuar konvertimin e energjisë midis valës së drejtuar dhe valës së hapësirës së lirë. Sistemet aktuale të frekuencës radio pa tela RFID janë të përqendruara kryesisht në brezat e frekuencës me frekuencë të ulët, me frekuencë të lartë, me frekuencë ultra të lartë dhe në brezat e frekuencës së mikrovalëve. Parimet dhe dizajnet e antenave të sistemit RFID në breza të ndryshëm të frekuencës operative janë thelbësisht të ndryshme:

(1) Karakteristikat e drejtimit

Rrezatimi i antenës është i drejtuar. Kurba e marrëdhënies ndërmjet amplitudës dhe drejtimit të fushës së rrezatimit quhet diagrami i drejtimit, i cili në fakt është kurba e marrëdhënies së fuqisë së fushës në një pikë në çdo drejtim të fushës së largët të fushës në të njëjtin drejtim. Diagrami i drejtimit në përgjithësi i referohets në diagramin e drejtimit të normalizuar, domethënë, kurba e marrëdhënies në të njëjtin drejtim si raporti i forcës së fushës në një pikë në çdo drejtim të fushës së fushës së largët me fushën maksimale në të njëjtën distancë.

< p>

(2) Koeficienti i direktivitetit

Koeficienti i direktivitetit është një parametër që përdoret për të treguar shkallën në të cilën antena rrezaton valë elektromagnetike në a drejtim të caktuar. Koeficienti i drejtimit të çdo antene të drejtuar i referohet raportit të fuqisë totale të rrezatimit të antenës jo-drejtuese me fuqinë totale të rrezatimit të antenës së drejtimit në kushtet e fuqisë së barabartë të fushës elektrike në pikën marrëse. Sipas këtij përkufizimi, meqenëse intensiteti i rrezatimit të antenës së drejtimit ndryshon në të gjitha drejtimet, edhe koeficienti i drejtimit të antenës ndryshon me pozicionin e pikës së vëzhgimit. Në drejtimin ku fusha elektrike e rrezatimit është më e madhja, koeficienti i drejtimit është gjithashtu më i madhi. Në përgjithësi, koeficienti i drejtimit të një antene të drejtuar është koeficienti i drejtimit të drejtimit maksimal të rrezatimit, domethënë, në një distancë të caktuar nga antena, densiteti i fluksit të fuqisë së rrezatimit Smax i antenës në drejtimin maksimal të rrezatimit është i njëjtë me atë. të një antene ideale jo-drejtuese me të njëjtën fuqi rrezatimi Raporti i densitetit të fluksit të fuqisë së rrezatimit Pra, në të njëjtën distancë shënohet si D.

(3) Efikasiteti i antenës

Efikasiteti i antenës është një indeks që përdoret për të matja e efektivitetit të një antene në konvertimin e energjisë. Efiçencat e antenës janë të gjitha më pak se 1, që do të thotë se një pjesë e fuqisë hyrëse të antenës shndërrohet në fuqi të rrezatuar, dhe një pjesë e saj është fuqi e humbur. Efikasiteti i antenës përcaktohet si raporti i fuqisë së rrezatimit të antenës ndaj fuqisë hyrëse, i shënuar si ηA.

(4) Fitimi i antenës

< br/>

Koeficienti i antenës pasqyron vetëm shkallën më të përqendruar të energjisë së rrezatimit të antenës dhe fitimi i antenës jo vetëm që pasqyron aftësinë e rrezatimit të antenës, por gjithashtu merr parasysh faktori i humbjes së antenës. Në kushtet e së njëjtës fuqi hyrëse, raporti i densitetit të fuqisë së rrezatuar S(θ, φ) të antenës së drejtimit në një drejtim të caktuar (θ, φ) në hapësirë ​​me densitetin e fuqisë së rrezatuar Pra të antenës së burimit pikësor pa humbje në ky drejtim quhet fitimi i antenës, i shënuar si G(θ, φ).

Koeficienti i fitimit është një parametër që mat plotësisht energjinë karakteristikat e konvertimit dhe të drejtimit të linjës së madhe. Është produkt i koeficientit të drejtimit dhe efikasitetit të antenës, i cili shënohet si G, përkatësisht:

G=D·ηA

Për sistemet e identifikimit të frekuencës radio UHF dhe RFID me mikrovalë, fitimi i antenës është i kufizuar për shkak të zonës së vogël të antenës së etiketës elektronike RFID. Sasia e fitimit varet nga lloji i modelit të rrezatimit të antenës.

(5) Karakteristikat e impedancës

Rezistenca e hyrjes së një antene mund të shprehet si raporti i tensionit ndaj rrymës në pikën e furnizimit të antenës, zakonisht në funksion të frekuencës. Rezistenca e rezistencës së antenës RFID duhet të projektohet të jetë 50 Ω ose 70 Ω në mënyrë që të arrihet përputhje e rezistencës me furnizuesin konvencional. Antena RFID është ekuivalente me ngarkesën e terminalit të lexuesit dhe daljen e etiketës elektronike, dhe impedanca hyrëse Zin përcaktohet si raporti i tensionit të hyrjes së antenës me rrymën hyrëse Io.

/>

Fuqia e rrezatuar P∑ e antenës RFID është ekuivalente me humbjen në një impedancë ekuivalente. Kjo rezistencë ekuivalente quhet impedanca e rrezatimit Z∑,

3 Përfundim

Me sqarimi i vazhdueshëm i kërkesave të aplikimit të teknologjisë së radiofrekuencave pa tela RFID dhe zgjerimi i vazhdueshëm i fushës së aplikimit, projektimi dhe hulumtimi i antenës si një komponent kyç i sistemit RFID është bërë shumë urgjent dhe urgjent. Teknologjia e antenave është një nga teknologjitë kryesore të sistemit RFID dhe ka rëndësi teorike dhe vlerë praktike për pjekurinë dhe aplikimin e gjerë të teknologjisë RFID.