Die Designgrundlagen und allgemeinen Schritte einer RFID-Antenne

Das Designziel der elektronischen Tag-Antenne besteht darin, die maximale Energie in den Tag-Chip hinein und aus ihm heraus zu übertragen, was eine sorgfältige Gestaltung der Anpassung der Antenne und des freien Raums sowie der Anpassung der Antenne und des Tag-Chips erfordert. Wenn die Betriebsfrequenz auf das Mikrowellenband ansteigt, wird das Anpassungsproblem zwischen der Antenne und dem elektronischen Tag-Chip schwerwiegender. Lange Zeit basierte die Entwicklung der elektronischen Tag-Antenne auf einer Eingangsimpedanz von 50 oder 75. Bei RFID-Anwendungen kann die Eingangsimpedanz des Chips einen beliebigen Wert haben, und es ist schwierig, ihn im Betriebszustand genau zu testen . Das Fehlen genauer Parameter erschwert den Entwurf der Antenne. das Beste erreichen.

Die Designgrundlagen und allgemeinen Schritte einer RFID-Antenne

Das Design der Antenne für elektronische Tags ist auch mit vielen anderen Schwierigkeiten konfrontiert, wie z. B. den entsprechenden Anforderungen an die geringe Größe, die Anforderungen an niedrige Kosten, die Form und die physikalischen Eigenschaften des markierten Objekts, den Abstand zwischen dem elektronischen Tag und dem Etikettierungsobjekt und die Dielektrizitätskonstante von das Etikettierungsobjekt, Metall. Die Reflexionsanforderungen der Oberfläche, die Einflussanforderungen der lokalen Struktur auf den Strahlungsmodus usw., die sich alle auf die Eigenschaften der Antenne für elektronische Tags auswirken, sind alles Probleme, mit denen das Design elektronischer Tags konfrontiert ist.

Das Design der RFID-Leseantenne

Bei RFID-Systemen mit kurzer Reichweite (z. B. Identifikationssystemen mit 13,56 MHz unter 10 cm) ist die Antenne im Allgemeinen in das Lesegerät integriert; Bei Langstrecken-RFID-Systemen (z. B. Identifikationssystemen mit UHF-Frequenzband größer als 3 m) sind Antenne und Lesegerät häufig getrennt. Struktur, und das Lesegerät und die Antenne sind über ein impedanzangepasstes Koaxialkabel miteinander verbunden. Aufgrund der Vielfalt des Aufbaus, der Installations- und Einsatzumgebung von Lesegeräten sowie der Entwicklung von Lesegeräten in Richtung Miniaturisierung oder sogar Ultraminiaturisierung steht das Design von Leseantennen vor neuen Herausforderungen.

Das Design der Leseantenne erfordert ein niedriges Profil, Miniaturisierung und eine Mehrbandabdeckung. Für den separaten Leser wird es auch um das Design des Antennenarrays, den geringen Wirkungsgrad und den geringen Gewinn aufgrund der Miniaturisierung usw. gehen. Dies sind derzeit die Forschungsthemen, die im In- und Ausland von allgemeiner Bedeutung sind. Derzeit haben wir damit begonnen, das vom Lesegerät verwendete Smart-Beam-Scanning-Antennenarray zu untersuchen. Das Lesegerät kann die intelligente Antenne verwenden, um dem System die Wahrnehmung der elektronischen Tags im Antennenabdeckungsbereich gemäß einer bestimmten Verarbeitungsreihenfolge zu ermöglichen, die Abdeckung des Systems zu erhöhen und dem Lesegerät das Lesen und Schreiben zu ermöglichen. Bestimmen Sie den Azimut, die Geschwindigkeit und die Richtungsinformationen des Ziels mit Raumerfassungsfunktionen.

Entwurfsschritte einer RFID-Antenne

Die Leistung der RFID-Antenne für elektronische Tags hängt weitgehend von der komplexen Impedanz des Chips ab. Die komplexe Impedanz ändert sich mit der Frequenz, sodass die Antennengröße und die Betriebsfrequenz den maximal erreichbaren Gewinn und die maximal erreichbare Bandbreite begrenzen. Um die beste Tag-Leistung zu erzielen, müssen beim Design Kompromisse eingegangen werden, um die Designanforderungen zu erfüllen. Im Schritt des Antennendesigns muss die Lesereichweite des elektronischen Tags genau überwacht werden. Wenn sich die Tag-Zusammensetzung ändert oder die Leistung von Antennen mit unterschiedlichen Materialien und unterschiedlichen Frequenzen optimiert wird, wird normalerweise ein anpassbares Antennendesign verwendet, um die vom Design zugelassenen Abweichungen zu berücksichtigen.

Wählen Sie beim Entwurf einer RFID-Antenne zunächst die Art der Anwendung aus und bestimmen Sie die erforderlichen Parameter der Antenne für elektronische Tags. Bestimmen Sie dann das für die Antenne verwendete Material gemäß den Parametern der elektronischen Tag-Antenne und bestimmen Sie die Struktur der elektronischen Tag-Antenne und die Impedanz nach dem Verpacken. schließlich verwenden Die Optimierungsmethode passt die Paketimpedanz an die Antenne an und simuliert umfassend andere Parameter der Antenne, damit die Antenne den technischen Indikatoren entspricht, und verwendet einen Netzwerkanalysator, um verschiedene Indikatoren zu erkennen.

Aufgrund der komplexen Umgebung vieler Antennen ist auch die Analysemethode von RFID-Antennen sehr kompliziert. Die Antennen werden üblicherweise durch elektromagnetische Modelle und Simulationstools analysiert. Die typischen Methoden zur Analyse elektromagnetischer Modelle von Antennen sind die Finite-Elemente-Methode FEM, die Momentenmethode MOM und die Finite-Differenzen-Zeitbereichsmethode FDTD usw. Das Simulationstool ist für den Entwurf der Antenne sehr wichtig. Es ist ein schnelles und effektives Antennendesign-Tool und wird derzeit immer häufiger in der Antennentechnologie eingesetzt. Eine typische Antennenentwurfsmethode besteht darin, zunächst die Antenne zu modellieren, dann das Modell zu simulieren und zu überwachenErmitteln Sie die Antennenreichweite, den Antennengewinn und die Antennenimpedanz in der Simulation und verwenden Sie eine Optimierungsmethode, um das Design weiter anzupassen, und verarbeiten und messen Sie schließlich die Antenne, bis sie den Anforderungen entspricht.