De essentiële ontwerpprincipes en algemene stappen van RFID-antennes

Het ontwerpdoel van de elektronische tag-antenne is om de maximale energie in en uit de tag-chip te sturen, wat een zorgvuldig ontwerp vereist van de afstemming van de antenne en de vrije ruimte, evenals de afstemming van de antenne en de tag-chip. Wanneer de werkfrequentie toeneemt tot de microgolfband, wordt het afstemmingsprobleem tussen de antenne en de elektronische tag-chip ernstiger. Lange tijd was de ontwikkeling van de elektronische tag-antenne gebaseerd op de ingangsimpedantie van 50 of 75. In RFID-toepassingen kan de ingangsimpedantie van de chip elke waarde zijn en is het moeilijk om deze nauwkeurig te testen in de werkende staat. Gebrek aan nauwkeurige parameters maakt het ontwerp van de antenne moeilijk. het beste bereiken.

De essentiële ontwerpelementen en algemene stappen van RFID-antennes

Het ontwerp van de elektronische tag-antenne kent ook veel andere moeilijkheden, zoals de bijbehorende kleine afmetingen, lage kosten, de vorm en fysieke kenmerken van het gemarkeerde object, de afstand tussen de elektronische tag en het labelobject, de diëlektrische constante van het labelobject, metaal De reflectievereisten van het oppervlak, de invloedsvereisten van de lokale structuur op de stralingsmodus, enz., die allemaal van invloed zijn op de kenmerken van de elektronische tag-antenne, zijn allemaal problemen waarmee het elektronische tag-ontwerp te maken krijgt.

Het ontwerp van de RFID-lezerantenne

Voor RFID-systemen met een kort bereik (zoals identificatiesystemen met 13,56 MHz van minder dan 10 cm) is de antenne over het algemeen geïntegreerd met de lezer; voor RFID-systemen over lange afstanden (zoals identificatiesystemen met een UHF-frequentieband groter dan 3 m) zijn de antenne en de lezer vaak gescheiden. structuur, en de lezer en de antenne zijn met elkaar verbonden via een impedantie-aangepaste coaxiale kabel. Vanwege de verscheidenheid aan structuur, installatie en gebruiksomgeving van lezers, en de ontwikkeling van lezerproducten richting miniaturisatie of zelfs ultra-miniaturisatie, kent het ontwerp van lezerantennes nieuwe uitdagingen.

Het ontwerp van de lezerantenne vereist een laag profiel, miniaturisatie en multi-banddekking. Voor de afzonderlijke lezer zal het ook het ontwerp van de antenne-array, de lage efficiëntie en lage winst veroorzaakt door miniaturisatie, enz. omvatten. Dit zijn momenteel de onderzoeksonderwerpen van gemeenschappelijke zorg in binnen- en buitenland. Momenteel zijn we begonnen met het bestuderen van de slimme bundelscanningantenne-array die door de lezer wordt toegepast. De lezer kan de slimme antenne gebruiken om het systeem in staat te stellen de elektronische tags in het antennedekkingsgebied waar te nemen volgens een bepaalde verwerkingsvolgorde, de dekking van het systeem te vergroten en de lezer in staat te stellen te lezen en te schrijven. Bepaal de azimut, snelheid en richtingsinformatie van het doel, met ruimtedetectiemogelijkheden.

Ontwerpstappen van RFID-antenne

De prestaties van de RFID-elektronische tagantenne zijn grotendeels afhankelijk van de complexe impedantie van de chip. De complexe impedantie verandert met de frequentie, dus de antennegrootte en de bedrijfsfrequentie beperken de maximaal haalbare winst en bandbreedte. Om de beste tagprestaties te verkrijgen, is het noodzakelijk om compromissen te sluiten tijdens het ontwerp om aan de ontwerpvereisten te voldoen. In de antenneontwerpstap moet het leesbereik van de elektronische tag nauwlettend worden bewaakt. Wanneer de tagsamenstelling verandert of de prestaties van antennes met verschillende materialen en verschillende frequenties worden geoptimaliseerd, wordt meestal een instelbaar antenneontwerp gebruikt om te voldoen aan de afwijking die door het ontwerp is toegestaan.

Selecteer bij het ontwerpen van een RFID-antenne eerst het type toepassing en bepaal de vereiste parameters van de elektronische tagantenne; bepaal vervolgens het materiaal dat voor de antenne is gebruikt volgens de parameters van de elektronische tagantenne, en bepaal de structuur van de elektronische tagantenne en de impedantie na verpakking; gebruik ten slotte De optimalisatiemethode past de verpakte impedantie aan de antenne aan en simuleert uitgebreid andere parameters van de antenne om de antenne te laten voldoen aan de technische indicatoren, en gebruikt een netwerkanalysator om verschillende indicatoren te detecteren.

Vanwege de complexe omgeving van veel antennes is de analysemethode van RFID-antennes ook erg ingewikkeld. De antennes worden meestal geanalyseerd door elektromagnetische modellen en simulatietools. De typische elektromagnetische modelanalysemethoden van antennes zijn de eindige-elementenmethode FEM, de momentenmethode MOM en de eindige-verschiltijddomeinmethode FDTD, enz. De simulatietool is erg belangrijk voor het ontwerp van de antenne. Het is een snelle en effectieve antenneontwerptool en wordt tegenwoordig steeds meer gebruikt in de antennetechnologie. Een typische antenneontwerpmethode is om eerst de antenne te modelleren, vervolgens het model te simuleren, thet antennebereik, de antenneversterking en de antenne-impedantie in de simulatie, en gebruik een optimalisatiemethode om het ontwerp verder aan te passen, en verwerk en meet ten slotte de antenne totdat deze voldoet aan de vereisten.