Quali sono le tecnologie dell'antenna utilizzate nell'identificazione a radiofrequenza (RFID)?

Quali sono le tecnologie dell'antenna utilizzate nell'identificazione a radiofrequenza (RFID)?

 

Nel corso degli anni abbiamo gestito centinaia di casi di guasto e circa nove su dieci sono riconducibili a problemi dell'antenna piuttosto che a difetti del chip. Sfortunatamente la maggior parte dei clienti passa settimane a confrontare le schede tecniche dei chip mentre il progetto dell'antenna viene finalizzato in un giorno o due.

L'RFID si estende su quattro bande di frequenza. La fisica delle antenne differisce così tanto tra loro che confrontare una bobina da 125 kHz con un dipolo da 900 MHz è come confrontare un trasformatore con una torre di trasmissione televisiva.

 

 

A bassa e alta frequenza-125 kHz e 13,56 MHz-il tag si trova nel campo vicino dell'antenna del lettore. Trasferimenti di energia attraverso il collegamento del flusso magnetico tra due bobine, in modo simile a come funziona un trasformatore. Quindi di solito non la chiamiamo affatto "antenna"-"bobina" o "induttore" è più preciso. Le bobine LF avvolgono il filo di rame attorno alle aste di ferrite. La ferrite è una ceramica con elevata permeabilità magnetica che concentra il flusso in un volume più piccolo. Per 13,56 MHz, la maggior parte delle bobine sono spirali piatte incise su PCB o pellicola PET: nella nostra fabbrica lo standard è uno spessore della lamina di rame di 0,07 mm.

Il limite pratico per entrambe le bande è forse un metro di portata di lettura in condizioni ideali. Di solito meno.

 

Una volta arrivati ​​a 860-960 MHz il gioco cambia completamente. La lunghezza d'onda si riduce abbastanza da consentire a un'antenna di dimensioni ragionevoli di irradiare onde elettromagnetiche nel campo lontano. Dipoli, linee meandro-, patch: vere e proprie strutture di antenne con schemi di radiazione e caratteristiche di impedenza che contano.

 

Un dipolo a semi-onda a 915 MHz corre per circa 16 centimetri da punta a punta. I disegni a linea-meandro piegano la lunghezza avanti e indietro per adattarla a un'etichetta più piccola. Scambia la larghezza di banda con la compattezza. Il problema più grande è l'adattamento dell'impedenza. I chip RFID UHF presentano un'impedenza complessa con parte reale intorno a 20Ω e reattanza capacitiva tipicamente compresa tra -150 e -220Ω a seconda del modello di chip. L'antenna deve fornire il coniugato. Il software di simulazione ora gestisce questo problema, ma ottenere una corrispondenza affidabile tra le tolleranze di produzione richiede un'iterazione.

 

Non appena si attacca un tag su una superficie metallica, le prestazioni diminuiscono in modo significativo-questo è probabilmente il problema più comune nei progetti UHF. Le antenne patch con piani di terra risolvono questo problema ma aggiungono costi e spessore.

 

Esistono bande microonde a 2,45 GHz e superiori per l'RFID, ma vedono un'adozione limitata al di fuori della riscossione dei pedaggi e dei sistemi di localizzazione in tempo reale-.

La coerenza della produzione separa le implementazioni operative dai fallimenti sul campo. La tensione dell'avvolgimento della bobina influisce sull'induttanza. La chimica dell'incisione influisce sulla geometria della traccia. Le variabili della serigrafia influiscono sulla resistenza del foglio. La qualità dell'incollaggio dei trucioli influisce sulla-sopravvivenza a lungo termine. Niente di tutto questo appare su una scheda tecnica.

Quando si seleziona la frequenza, abbinare la fisica al problema. LF penetra nei tessuti e funziona vicino al metallo-l'identificazione degli animali viene eseguita su di esso per una buona ragione. HF gestisce NFC e applicazioni di pagamento. L'UHF offre portata e velocità per l'inventario e la logistica, ma richiede attenzione ai fattori ambientali.

 

 

Le specifiche dell'intervallo della scheda tecnica presuppongono condizioni di laboratorio ideali-tag rivolto verso il lettore, spazio libero, nessuna interferenza. Per la pianificazione effettiva del progetto, inizia dimezzando quel numero, quindi mantieni un altro margine del 20% in più. Tutto quanto sopra deriva da ciò che abbiamo imparato gestendo la nostra produzione di tag e lettori a Jingzhou negli ultimi diciotto anni-non esitare a contattarci se desideri discutere i dettagli.