Среди беспроводных коммуникационных технологий наиболее специфичным является только взаимодействие между беспроводным приемопередающим устройством и антенной RFID-системы. В семействе RFID антенны и RFID-технологии одинаково важны. RFID и антенны взаимозависимы и неразделимы. Будь то RFID-считыватель или RFID-метка, будь то высокочастотная RFID-технология или сверхвысокочастотная RFID-технология, они неотделимы друг от друга.антенна.
RFIDантеннаАнтенна — это преобразователь, который преобразует направленные волны, распространяющиеся по линии передачи, в электромагнитные волны, распространяющиеся в неограниченной среде (обычно в свободном пространстве), или наоборот. Антенна — это компонент радиооборудования, используемый для передачи или приема электромагнитных волн. Мощность радиочастотного сигнала, выдаваемого радиопередатчиком, передается на антенну через фидер (кабель) и излучается антенной в виде электромагнитных волн. После того, как электромагнитная волна достигает места приема, она принимается антенной (принимается лишь небольшая часть мощности) и передается на радиоприемник через фидер, как показано на рисунке ниже.
Принцип излучения электромагнитных волн от RFID-антенн
Когда по проводу протекает переменный ток, он излучает электромагнитные волны, и его излучательная способность зависит от длины и формы провода. Если расстояние между двумя проводами очень мало, электрическое поле локализовано между ними, поэтому излучение очень слабое; когда провода разнесены, электрическое поле распространяется в окружающее пространство, поэтому излучение усиливается. Когда длина провода значительно меньше длины волны излучаемой электромагнитной волны, излучение очень слабое; когда длина провода сопоставима с длиной волны излучаемой электромагнитной волны, ток в проводе значительно возрастает, что приводит к более сильному излучению. Вышеупомянутый прямой провод, способный производить значительное излучение, обычно называют осциллятором, а осциллятор — это простая антенна.
Чем больше длина волны электромагнитных волн, тем больше размер антенны. Чем больше мощность, которую необходимо излучать, тем больше размер антенны.
Направленность RFID-антенны
Электромагнитные волны, излучаемые антенной, являются направленными. На передающем конце антенны направленность обозначает способность антенны излучать электромагнитные волны в определенном направлении. На приемном конце это означает способность антенны принимать электромагнитные волны с разных направлений. График зависимости характеристик излучения антенны от пространственных координат представляет собой диаграмму направленности антенны. Анализ диаграммы направленности позволяет проанализировать характеристики излучения антенны, то есть ее способность передавать (или принимать) электромагнитные волны во всех направлениях в пространстве. Направленность антенны обычно представляется кривыми в вертикальной и горизонтальной плоскостях, которые отображают мощность электромагнитных волн, излучаемых (или принимаемых) в разных направлениях.
Внося соответствующие изменения во внутреннюю структуру антенны, можно изменять её направленность, тем самым формируя различные типы антенн с разными характеристиками.
коэффициент усиления RFID-антенны
Коэффициент усиления антенны количественно описывает степень концентрации излучения входной мощности антенной. С точки зрения диаграммы направленности, чем уже главный лепесток, тем меньше боковые лепестки и тем выше коэффициент усиления. В технике коэффициент усиления антенны используется для измерения способности антенны передавать и принимать сигналы в определенном направлении. Увеличение коэффициента усиления может увеличить зону покрытия сети в определенном направлении или увеличить запас усиления в определенном диапазоне. При одинаковых условиях, чем выше коэффициент усиления, тем дальше распространяется радиоволна.
Классификация RFID-антенн
Дипольная антенна: также называемая симметричной дипольной антенной, она состоит из двух прямых проводов одинаковой толщины и длины, расположенных по прямой линии. Сигнал подается с двух концов, находящихся посередине, и на двух плечах диполя генерируется определенное распределение тока. Это распределение тока возбуждает электромагнитное поле в пространстве вокруг антенны.
Катушечная антенна: это одна из наиболее широко используемых антенн в системах RFID. Обычно они изготавливаются из проводов, намотанных в круглые или прямоугольные структуры, что позволяет им принимать и передавать электромагнитные сигналы.
Радиочастотная антенна с индуктивной связью: Радиочастотная антенна с индуктивной связью обычно используется для связи между считывателями RFID и метками RFID. Связь между ними обеспечивается общим магнитным полем. Такие антенны обычно имеют спиральную форму, чтобы создать общее магнитное поле между считывателем RFID и меткой RFID.
Микрополосковая патч-антенна: обычно это тонкий слой металлической пластины, прикрепленный к заземляющей плоскости. Микрополосковая патч-антенна имеет малый вес, небольшие размеры и тонкое сечение. Фидер и согласующая сеть могут быть изготовлены одновременно с антенной и тесно связаны с системами связи. Печатные платы интегрируются между собой, а пластины могут быть изготовлены с использованием фотолитографических процессов, что является недорогим и простым в массовом производстве.
Антенна Яги: это направленная антенна, состоящая из двух или более полуволновых диполей. Они часто используются для усиления сигнала или для осуществления направленной беспроводной связи.
Антенна с полостью за фидером: это антенна, в которой антенна и фидер размещены в одной и той же полости за фидером. Они широко используются в высокочастотных RFID-системах и обеспечивают хорошее качество и стабильность сигнала.
Микрополосковая линейная антенна: это миниатюрная и тонкая антенна, обычно используемая в небольших устройствах, таких как мобильные телефоны и RFID-метки. Она состоит из микрополосковых линий, обеспечивающих хорошие характеристики при меньших размерах.
Спиральная антеннаАнтенна, способная принимать и передавать электромагнитные волны с круговой поляризацией. Обычно они изготавливаются из металлической проволоки или листового металла и имеют одну или несколько спиралевидных структур.
Существует множество типов антенн, предназначенных для использования в различных ситуациях, таких как разные частоты, разные цели, разные условия и разные требования. Каждый тип антенны имеет свои уникальные характеристики и сценарии применения. При выборе подходящей RFID-антенны необходимо учитывать фактические требования к применению и условия окружающей среды.
Чтобы узнать больше об антеннах, посетите:
Телефон: 0086-028-82695327
Дата публикации: 15 мая 2024 г.
