Wie viel wissen Sie über RFID-Antennen?

Das Internet der Dinge gilt nach Computern und dem Internet als dritte Welle der Informationsindustrie. Bei seiner Verwirklichung bedarf es der gemeinsamen Anstrengung vieler Hightech-Technologien wie Kommunikation, Sensorik, RFID und Ortung. Die Kombination von RFID und Internet, Kommunikation und anderen Technologien kann die Verfolgung und den Informationsaustausch globaler Güter ermöglichen, daher gilt sie als wichtiger Eckpfeiler der Verwirklichung des Internets der Dinge und wird als einer der zehn wichtigsten aufgeführt Technologien im 21. Jahrhundert.

Bei der Realisierung drahtloser Kommunikation ist die Antenne ein wesentlicher Bestandteil. RFID verwendet Funkwellen zur Übertragung von Informationen, und die Erzeugung und der Empfang von Funkwellen müssen über Antennen erfolgen. Wenn das elektronische Etikett in den Arbeitsbereich der Antenne des Lesegeräts gelangt, erzeugt die Antenne des elektronischen Etiketts genügend induzierten Strom, um Energie zu gewinnen und aktiviert zu werden. Bei RFID-Systemen ist die Antenne ein entscheidender Bestandteil, der eng mit der Leistung des Systems zusammenhängt.

Beispielsweise machen die Kosten für RFID-Antennen in einem Lagerverwaltungsprojekt weniger als 1 % der Gesamtkosten aus. Wenn Sie jedoch blind oder aus anderen Gründen eine RFID-Antenne mit schlechter Leistung wählen, um die Kosten zu senken, und eine RFID-Antenne mit schlechter Leistung wählen, kann es leicht zu Problemen wie instabilem Lesen, fehlendem Lesen, Kreuzlesen und Lesefehlern kommen beim Layout der RFID-Antenne. In diesem Fall werden die Kosten nicht nur nicht gesenkt, sondern um ein Vielfaches erhöht. Daher muss beim Einsatz des RFID-Systems auf die RFID-Antenne geachtet werden.

Welche Arten von RFID-Antennen gibt es?

Die Antennen des RFID-Systems lassen sich grob in zwei Kategorien einteilen: Antennen für elektronische Tags und Antennen für Lesegeräte. Diese beiden Antennentypen können entsprechend der Richtwirkung auch in Rundstrahlantennen und Richtantennen unterteilt werden. Je nach Formunterschied können sie auch in lineare Antennen unterteilt werden. und Planarantennen usw. Die RFID-Leseantenne muss die Eigenschaften von Breitband und Zirkularpolarisation aufweisen. In den Niederfrequenz- und Hochfrequenzbändern verwenden elektronische Tags und Lesegeräte grundsätzlich Spulenantennen, in der Regel Kupferdrähte. Aufgrund der bei Hochfrequenz verwendeten Hochfrequenz ist die Anzahl der Windungen der Antenne jedoch viel geringer als bei Niederfrequenz, was die Herstellung von Hochfrequenz-RFID-Antennen einfacher und kostengünstiger macht. Im Ultrahochfrequenzband werden mehr Ätzverfahren eingesetzt, darunter Kupferätzantennen und Aluminiumätzantennen, und die Verfahren sind relativ ausgereift. Im Mikrowellenfrequenzband ist die Form der Antenne vielfältiger und umfasst symmetrische Dipolantennen, Mikrostreifenantennen, Array-Antennen, Breitbandantennen usw.

Unterschiedliche Frequenzbänder und unterschiedliche Anwendungsbereiche stellen unterschiedliche Anforderungen an die Struktur der elektronischen Tag-Antenne. Im Allgemeinen verfolgt das Antennendesign die folgenden Ziele:

(1) Das Volumen der Antenne sollte so weit wie möglich miniaturisiert werden;

(2) Die Antenne stellt dem Chip ein möglichst großes Signal zur Verfügung;

(3) Die Richtwirkung der Antennenabdeckung ist so groß wie möglich;

(4) Die Polarisation der Antenne passt zum Abfragesignal des Lesegeräts;

(5) Der Preis der Antenne sollte so niedrig wie möglich sein und so weiter.

Drei Hauptprozesse der RFID-Antennenherstellung

Um den unterschiedlichen Anforderungen an RFID-Leistungsparameter in verschiedenen Anwendungsszenarien gerecht zu werden, haben sich verschiedene Herstellungsverfahren für RFID-Antennen entwickelt. Zu den derzeit am häufigsten verwendeten Verfahren zur Herstellung von RFID-Antennen gehören hauptsächlich Spulenwickelverfahren, Ätzverfahren und Druckverfahren.

(1) Spulenwickelverfahren

Bei der Verwendung der Spulenwickelmethode zur Herstellung einer RFID-Tag-Antenne ist es erforderlich, die Tag-Spule auf ein WickelWerkzeug zu wickeln und zu befestigen, was eine große Anzahl von Windungen der Antennenspule erfordert, und die Spule kann entweder ein kreisförmiger Ring sein oder ein rechteckiger Ring. . Diese Methode wird im Allgemeinen für RFID-Tags im Frequenzbereich von 125 bis 134 kHz verwendet. Die Nachteile dieser Verarbeitungsmethode zur Herstellung von Antennen liegen auf der Hand und lassen sich in hohen Kosten, geringer Produktionseffizienz und unzureichender Konsistenz der verarbeiteten Produkte zusammenfassen.

(2) Ätzmethode

Für die Herstellung von Antennen wird häufig Kupfer oder Aluminium verwendetÄtzen, das vom Herstellungsprozess her dem Ätzverfahren flexibler Leiterplatten nahe kommt. Das Ätzverfahren kann auf die Massenproduktion von elektronischen Tags mit 13,56 MHz und UHF-Bandbreite angewendet werden, die die Vorteile feiner Linien, niedrigem Widerstand, guter Wetterbeständigkeit und stabiler Signale bieten. Allerdings liegen auch die Nachteile dieser Methode auf der Hand, wie z. B. umständliche Produktionsabläufe und geringe Produktionskapazität.

(3) Druckverfahren

Die gedruckte Antenne ist eine Schaltung, die Leiterbahnen mit leitfähiger Tinte direkt auf ein isolierendes Substrat (oder eine Folie) druckt, um eine Antenne zu bilden. Die Hauptdruckverfahren wurden vom reinen Siebdruck auf Offsetdruck, Flexodruck, Tiefdruck und andere Produktionsverfahren ausgeweitet. Das Druckverfahren eignet sich für die Massenproduktion elektronischer Tags im 13,56-MHz- und RFID-UHF-Frequenzband. Es zeichnet sich durch eine hohe Produktionsgeschwindigkeit aus, aufgrund des hohen Widerstands des durch leitfähige Tinte gebildeten Stromkreises ist sein Anwendungsbereich jedoch in gewissem Maße begrenzt. Durch die Weiterentwicklung der gedruckten Antennentechnologie konnten die Kosten für RFID-Tags effektiv gesenkt werden, was die Popularisierung von RFID-Anwendungen vorangetrieben hat.

Der zukünftige Entwicklungstrend der RFID-Antenne

(1) Miniaturisierung der Größe

Mit der Entwicklung intelligenter Anforderungen und Prozesstechnik entwickelt sich die Größe von RFID-Antennen weiterhin in Richtung Miniaturisierung. Bei elektronischen Niederfrequenz- und Hochfrequenz-Tags ist die Antenne oft viel größer als der Chip. Daher ist die Größe des Tags häufig durch die Größe der Antenne begrenzt. Aus Sicht der Marktnachfrage trägt die Miniaturisierung von RFID-Tags auch dazu bei, dass sie in mehr Anwendungsszenarien Einzug halten.

(2) Massenproduktion

Im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren weist die Druckantenne mit leitfähiger Tinte geringere Kosten und eine effizientere Produktion auf, was sich hauptsächlich im niedrigen Preis der für leitfähige Tinte verwendeten Materialien widerspiegelt, und die im Siebdruckverfahren verwendeten Druckgeräte sind auch billiger als Ätzgeräte. Darüber hinaus ist dieses Druckverfahren einfach und schnell durchzuführen und der gesamte Prozess ist relativ einfach, was eher für die Massenproduktion geeignet ist.

(3) Der Prozess ist grün und umweltfreundlich

Darüber hinaus entsteht durch die chemische Angriffsreaktion im Ätzprozess Abfall, der leicht die Umwelt verschmutzen kann. Im Gegensatz dazu ist die Drucktechnologie mit leitfähiger Tinte deutlich umweltfreundlicher.

(4) Geringere Kosten

Wenn RFID größere Anwendungen erreichen will, müssen die Kosten weiter gesenkt werden. Denn oft haben die Menschen kein Interesse an der RFID-Technologie, dennoch ist es schwierig, den hohen Kostendruck hinter dem elektronischen Etikett zu akzeptieren. Jetzt kann die leitfähige Tintentechnologie RFID-Anwendungen aus dem Kostendilemma befreien und die Produktionskosten von RFID-Antennen erheblich senken. Es ist absehbar, dass die Kombination aus RFID-Antennenproduktion und fortschrittlicher Drucktechnologie in Zukunft enger wird.

Mit der Entwicklung leitfähiger Tinte und Drucktechnologie wird die RFID-Druckantennentechnologie weiter populär gemacht. Dies wird dazu beitragen, die Kosten für RFID-Tags zu senken, wodurch die Anwendungsschwelle von RFID gesenkt wird, die Implementierung der RFID-Technologie in allen Lebensbereichen gefördert wird und die Welt des Internets der Dinge mit allem, was damit verbunden ist, so schnell wie möglich entsteht.