Các yếu tố cần thiết trong thiết kế và các bước chung của ăng-ten RFID

Mục tiêu thiết kế của ăng-ten thẻ điện tử là truyền năng lượng tối đa vào và ra khỏi chip thẻ, điều này đòi hỏi phải thiết kế cẩn thận sự phù hợp giữa ăng-ten và không gian trống, cũng như sự phù hợp giữa ăng-ten và chip thẻ. Khi tần số hoạt động tăng lên đến dải vi sóng, vấn đề khớp giữa ăng-ten và chip thẻ điện tử trở nên nghiêm trọng hơn. Trong một thời gian dài, sự phát triển của ăng-ten thẻ điện tử dựa trên trở kháng đầu vào là 50 hoặc 75. Trong các ứng dụng RFID, trở kháng đầu vào của chip có thể là bất kỳ giá trị nào và rất khó để kiểm tra chính xác nó ở trạng thái làm việc . Việc thiếu các thông số chính xác khiến cho việc thiết kế anten gặp nhiều khó khăn. đạt được điều tốt nhất.

Các yếu tố cần thiết trong thiết kế và các bước chung của ăng-ten RFID

Việc thiết kế ăng-ten thẻ điện tử còn gặp nhiều khó khăn khác như yêu cầu kích thước nhỏ tương ứng, yêu cầu chi phí thấp, hình dạng và đặc tính vật lý của đối tượng được đánh dấu, khoảng cách giữa thẻ điện tử và đối tượng ghi nhãn, hằng số điện môi của đối tượng ghi nhãn, kim loại Các yêu cầu phản xạ của bề mặt, yêu cầu ảnh hưởng của cấu trúc cục bộ đến chế độ bức xạ, v.v., tất cả đều sẽ ảnh hưởng đến đặc tính của ăng-ten thẻ điện tử, đều là những vấn đề mà thiết kế thẻ điện tử gặp phải.

Thiết kế anten đầu đọc RFID

Đối với các hệ thống RFID tầm ngắn (chẳng hạn như hệ thống nhận dạng có tần số 13,56 MHz dưới 10 cm), ăng-ten thường được tích hợp với đầu đọc; đối với các hệ thống RFID khoảng cách xa (chẳng hạn như hệ thống nhận dạng có dải tần UHF lớn hơn 3m), ăng-ten và đầu đọc thường được tách biệt. cấu trúc, đầu đọc và ăng-ten được kết nối với nhau thông qua cáp đồng trục có trở kháng phù hợp. Do sự đa dạng về cấu trúc, môi trường lắp đặt và sử dụng của đầu đọc cũng như sự phát triển của các sản phẩm đầu đọc theo hướng thu nhỏ hoặc thậm chí siêu thu nhỏ, việc thiết kế ăng-ten của đầu đọc phải đối mặt với những thách thức mới.

Thiết kế ăng-ten của đầu đọc yêu cầu cấu hình thấp, thu nhỏ và phủ sóng đa băng tần. Đối với đầu đọc riêng biệt, nó cũng sẽ liên quan đến việc thiết kế mảng ăng-ten, hiệu suất thấp và mức tăng thấp do thu nhỏ, v.v. Đây hiện là những chủ đề nghiên cứu được quan tâm chung trong và ngoài nước. Hiện nay, chúng tôi đã bắt đầu nghiên cứu mảng anten quét chùm tia thông minh được áp dụng cho đầu đọc. Đầu đọc có thể sử dụng ăng-ten thông minh để cho phép hệ thống nhận biết các thẻ điện tử trong vùng phủ sóng của ăng-ten theo một trình tự xử lý nhất định, tăng phạm vi phủ sóng của hệ thống và cho phép đầu đọc đọc và ghi. Xác định thông tin về góc phương vị, tốc độ và hướng của mục tiêu bằng khả năng cảm biến không gian.

Các bước thiết kế Anten RFID

Hiệu suất của ăng-ten Thẻ điện tử RFID phụ thuộc phần lớn vào trở kháng phức tạp của chip. Trở kháng phức tạp thay đổi theo tần số, do đó kích thước ăng-ten và tần số hoạt động sẽ giới hạn mức tăng và băng thông tối đa có thể đạt được. Để có được hiệu suất thẻ tốt nhất, cần phải thỏa hiệp trong quá trình thiết kế để đáp ứng các yêu cầu thiết kế. Trong bước thiết kế ăng-ten, phạm vi đọc của thẻ điện tử phải được giám sát chặt chẽ. Khi thành phần thẻ thay đổi hoặc hiệu suất của ăng-ten với các vật liệu khác nhau và tần số khác nhau được tối ưu hóa, thiết kế ăng-ten có thể điều chỉnh thường được sử dụng để đáp ứng độ lệch mà thiết kế cho phép.

Khi thiết kế ăng-ten RFID, trước tiên hãy chọn loại ứng dụng và xác định các thông số cần thiết của ăng-ten thẻ điện tử; sau đó xác định vật liệu được sử dụng cho ăng-ten theo các thông số của ăng-ten thẻ điện tử và xác định cấu trúc của ăng-ten thẻ điện tử và trở kháng sau khi đóng gói; cuối cùng sử dụng Phương pháp tối ưu hóa phù hợp với trở kháng đóng gói với ăng-ten và mô phỏng toàn diện các thông số khác của ăng-ten để làm cho ăng-ten đáp ứng các chỉ số Kỹ thuật và sử dụng máy phân tích mạng để phát hiện các chỉ báo khác nhau.

Do môi trường phức tạp của nhiều ăng-ten nên phương pháp phân tích ăng-ten RFID cũng rất phức tạp. Các anten thường được phân tích bằng các mô hình điện từ và các công cụ mô phỏng. Các phương pháp phân tích mô hình điện từ điển hình của ăng-ten là phương pháp phần tử hữu hạn FEM, phương pháp mô men MOM và phương pháp miền thời gian sai phân hữu hạn FDTD, v.v. Công cụ mô phỏng rất quan trọng đối với việc thiết kế ăng-ten. Nó là một công cụ thiết kế ăng-ten nhanh chóng và hiệu quả và ngày càng được sử dụng nhiều hơn trong công nghệ ăng-ten hiện nay. Một phương pháp thiết kế ăng-ten điển hình là trước tiên lập mô hình ăng-ten, sau đó mô phỏng mô hình, giám sátphạm vi ăng-ten, mức tăng ăng-ten và trở kháng ăng-ten trong mô phỏng, đồng thời sử dụng phương pháp tối ưu hóa để điều chỉnh thêm thiết kế, cuối cùng xử lý và đo ăng-ten cho đến khi đáp ứng Yêu cầu.