Среди беспроводных коммуникационных технологий только связь между беспроводным приемопередающим устройством и антенной системы RFID является наиболее особенной. В семействе RFID антенны и RFID являются одинаково важными членами. RFID и антенны взаимозависимы и неразделимы. Будь то считыватель RFID или метка RFID, будь то высокочастотная технология RFID или сверхвысокочастотная технология RFID, она неотделима отантенна.
RFID-меткаантенна— преобразователь, преобразующий 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, выдаваемая 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 только небольшая часть мощности) и отправляется на радиоприемник через фидер, как показано на рисунке ниже.
Принцип излучения электромагнитных волн антеннами RFID
Когда провод несет переменный ток, он будет излучать электромагнитные волны, и его способность к излучению связана с длиной и формой провода. Если расстояние между двумя проводами очень близко, электрическое поле связано между двумя проводами, поэтому излучение очень слабое; когда два провода разнесены, электрическое поле распространяется в окружающем пространстве, поэтому излучение усиливается. Когда длина провода намного меньше длины волны излучаемой электромагнитной волны, излучение очень слабое; когда длина провода сравнима с длиной волны излучаемой электромагнитной волны, ток в проводе значительно увеличивается, образуя более сильное излучение. Вышеупомянутый прямой провод, который может производить значительное излучение, обычно называется осциллятором, а осциллятор представляет собой простую антенну.
Чем больше длина волны электромагнитных волн, тем больше размер антенны. Чем больше мощность, которую необходимо излучить, тем больше размер антенны.
Направленность антенны RFID
Электромагнитные волны, излучаемые антенной, являются направленными. На передающем конце антенны направленность относится к способности антенны излучать электромагнитные волны в определенном направлении. Для приемного конца это означает способность антенны принимать электромагнитные волны с разных направлений. График функции между характеристиками излучения антенны и пространственными координатами является диаграммой направленности антенны. Анализ диаграммы направленности антенны может проанализировать характеристики излучения антенны, то есть способность антенны передавать (или принимать) электромагнитные волны во всех направлениях в пространстве. Направленность антенны обычно представлена кривыми на вертикальной плоскости и горизонтальной плоскости, которые представляют мощность электромагнитных волн, излучаемых (или принимаемых) в разных направлениях.
Внося соответствующие изменения во внутреннюю структуру антенны, можно изменять ее направленность, тем самым формируя различные типы антенн с различными характеристиками.
Усиление антенны RFID
Коэффициент усиления антенны количественно описывает степень, в которой антенна излучает входную мощность концентрированным образом. С точки зрения диаграммы направленности, чем уже главный лепесток, тем меньше боковой лепесток и тем выше коэффициент усиления. В инженерии коэффициент усиления антенны используется для измерения способности антенны отправлять и принимать сигналы в определенном направлении. Увеличение коэффициента усиления может увеличить покрытие сети в определенном направлении или увеличить запас усиления в определенном диапазоне. При тех же условиях, чем выше коэффициент усиления, тем дальше распространяется радиоволна.
Классификация RFID-антенн
Дипольная антенна: Также называется симметричной дипольной антенной, состоит из двух прямых проводов одинаковой толщины и длины, расположенных по прямой линии. Сигнал подается с двух конечных точек в середине, и на двух плечах диполя будет генерироваться определенное распределение тока. Это распределение тока будет возбуждать электромагнитное поле в пространстве вокруг антенны.
Антенна-катушка: Это одна из наиболее широко используемых антенн в системах RFID. Обычно они изготавливаются из проводов, скрученных в круглые или прямоугольные структуры, чтобы иметь возможность принимать и передавать электромагнитные сигналы.
Индуктивно связанная антенна RF: Индуктивно связанная антенна RF обычно используется для связи между считывателями RFID и метками RFID. Они соединяются через общее магнитное поле. Эти антенны обычно имеют спиральную форму для создания общего магнитного поля между считывателем RFID и меткой RFID.
Микрополосковая патч-антенна: Обычно это тонкий слой металлической патч-антенны, прикрепленной к заземляющей плоскости. Микрополосковая патч-антенна легкая по весу, небольшая по размеру и тонкая по сечению. Фидер и согласующая сеть могут быть изготовлены одновременно с антенной и тесно связаны с системой связи. Печатные схемы интегрируются вместе, а патчи могут быть изготовлены с использованием фотолитографических процессов, которые являются недорогими и простыми для массового производства.
Антенна Yagi: направленная антенна, состоящая из двух или более полуволновых диполей. Они часто используются для усиления сигнала или осуществления направленной беспроводной связи.
Антенна с полостью сзади: Это антенна, в которой антенна и фидер размещены в одной и той же задней полости. Они обычно используются в высокочастотных системах RFID и могут обеспечить хорошее качество сигнала и стабильность.
Микрополосковая линейная антенна: Это миниатюрная и тонкая антенна, обычно используемая в небольших устройствах, таких как мобильные устройства и RFID-метки. Они построены из микрополосковых линий, которые обеспечивают хорошую производительность при меньших размерах.
Спиральная антенна: Антенна, 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 для использования в различных ситуациях, таких как разные частоты, разные цели, разные случаи и разные требования. Каждый тип антенны имеет свои уникальные характеристики и применимые сценарии. При выборе подходящей антенны RFID вам необходимо сделать выбор на основе фактических требований к применению и условий окружающей среды.
Чтобы узнать больше об антеннах, посетите сайт:
Телефон:0086-028-82695327
Время публикации: 15 мая 2024 г.
