تصميم هوائي RFID متعدد الاتجاهات متعدد الاتجاهات لصناعة الخدمات اللوجستية

0 مقدمة

في الوقت الحاضر، مع التطبيق الواسع لتحديد الترددات الراديوية (RFID) في تحديد الهوية، والخدمات المصرفية، وبطاقات المرور، وما إلى ذلك، فقد اجتذب المزيد والمزيد من الاهتمام من مختلف مجالات المجتمع. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن الدولة تشير إلى بناء "إنترنت الأشياء" لحالة الصناعة الإستراتيجية، فقد حظي تطبيق RFID في الخدمات اللوجستية والتخزين باهتمام متزايد من قبل شركات الخدمات اللوجستية المختلفة. تتضمن عملية تطبيق RFID في الخدمات اللوجستية والتخزين تتبع البضائع في العملية اللوجستية، والجمع التلقائي للمعلومات، وتطبيقات إدارة المستودعات، وتطبيقات الموانئ، والطرود البريدية، والتسليم السريع، وما إلى ذلك. على سبيل المثال، تم إجراء الكثير من الأبحاث على هوائيات RFID المستخدمة في مجالات مثل تحديد الهوية في الأدب. في صناعة الخدمات اللوجستية، يختلف تطبيق RFID عن تطبيق RFID في تحديد الهوية. يجب أن تكون قادرة على إرسال واستقبال الإشارات على مسافة طويلة وفي اتجاهات مختلفة، الأمر الذي يتطلب أن تكون الهوائيات المستخدمة في صناعة الخدمات اللوجستية ذات انتحاء شامل. وفي الوقت نفسه، نظرًا لأن نظام الإرسال والاستقبال الرئيسي لنظام تحديد الهوية اللوجستية لا يمكن أن يكون كبيرًا جدًا، فقد لا يكون اتجاه استقطاب الهوائي الخاص به قادرًا على الاستقطاب الدائري. يتطلب ذلك أن يتم تحويل هوائي RFID إلى هوائي مزدوج الاستقطاب بحيث يمكن لأي اتجاه أن يمكّن نظام الاستقبال الرئيسي من استقبال إشارة لوحة علامات RFID.

1 تصميم هوائي رقعة دائري بنقاط تغذية مزدوجة

في الوقت الحاضر، تميل الأبحاث المتعلقة بهوائيات الرقعة الدائرية بشكل أساسي إلى التصغير، ولم يتم تضمين الأبحاث المتعلقة بالاستقطاب المزدوج بشكل أساسي. هوائي الرقعة الدائرية بنقاط تغذية مزدوجة هو جعل الرقعة الدائرية مزدوجة الاستقطاب.

1.1 أبعاد هوائي التصحيح الثابت بنقطة تغذية مزدوجة

ينقسم هوائي الرقعة الدائرية ذات نقاط التغذية المزدوجة إلى قسمين: جزء التغذية وجزء الرقعة الدائرية. جزء التغذية عبارة عن وحدة تغذية تخرج من وحدة التغذية، ثم تتفرع على وحدة التغذية لتشكيل خطي تغذية، يتم تغذيتهما على التوالي إلى القطرين المتقاطعين بشكل متعامد لهوائي التصحيح الدائري، وأطوال خطي التغذية الفرعيين تختلف بمقدار / 4. من أجل جعل قيمة مطابقة مقاومة الهوائي 50 أوم، يتم ضبط فرع مطابقة الضبط في منفذ التغذية، كما هو موضح في الشكل 1. من خلال ضبط أطوال L2 وL1، يمكن أن تكون مقاومة الهوائي يمكن تعديلها إلى 50 Ω. هذا النوع من دوائر المطابقة سهل التصنيع ومنخفض التكلفة.

1.2 نتائج محاكاة هوائي التصحيح الدائري بنقاط تغذية مزدوجة

تظهر نتائج محاكاة هوائي التصحيح الدائري مع نقاط التغذية المزدوجة في الشكل 3 والشكل 4. ويبين الشكل 3 نسبة الموجة الدائمة، والشكل 4 هو نمط الإشعاع لمستوى E الخاص به. ويمكن ملاحظة أن نسبة الموجة الدائمة أقل من 2 في نطاق 2.8-2.92 جيجا هرتز. يتبين من الشكل 3 والشكل 4 أن غرض التصميم الأولي قد تحقق.

2 تصميم هوائي L مقلوب تشوه النطاق العريض

2.1 أبعاد هوائي L المقلوب ذو النطاق العريض والمشوه

يتكون الهوائي L المقلوب من عنصر أفقي وعنصر رأسي، وله أداء استقطاب أفقي واستقطاب رأسي، ويبلغ مجموع طوله حوالي 4/4، لذلك يتميز بخصائص منخفضة المظهر. لكن نطاق تردده ضيق نسبيًا، وعادة ما يكون 1% فقط من التردد المركزي. سيتم توسيع عرض النطاق الترددي للهوائي L المقلوب المشوه المصمم في هذه الورقة بشكل كبير. يظهر الرسم التخطيطي للهوائي L المقلوب في الشكل 5.

اللوحة العازلة المستخدمة هي لوحة FR4، وثابت العزل الكهربائي ε=4.4، وسمك اللوحة العازلة 1.5 مم، وعرض الخط W=1 مم.

2.2 نتائج محاكاة الهوائي L المقلوب المشوه

تظهر نتائج محاكاة الهوائي L المقلوب المشوه في الشكل 6 والشكل 7. ويبين الشكل 6 نسبة الموجة الدائمة، ويبين الشكل 7 مخطط اتجاه الطائرة الإلكترونية. يتبين من الشكل 6 أن نسبة الموجة الدائمة البالغة 2.37-3.29 جيجا هرتز أقل من 2، وعرض النطاق الترددي 32.3٪، وهو أعلى بكثير من عرض النطاق الترددي للهوائيات L المقلوبة العادية. يمكن ملاحظة أنه تم استيفاء متطلبات التصميم.

3 - الخلاصة

يقوم هذا البحث بتصميم ومحاكاة هوائيين ثنائي الاستقطاب متعدد الاتجاهات بتردد مركزي قدره 2.85 جيجا هرتز. نتائج المحاكاة للهوائيين تلبي متطلبات التصميم. من بينها، هوائي التصحيح الدائري ذو نقطة التغذية المزدوجة مناسب لجمع وتتبع معلومات البضائع الخاصة بالطرود غير المنتظمة. اللوحة العازلة المستخدمة في هذا التصميم هي مادة عازلة ناعمة بسمك 0.2 مم. يصل عرض النطاق الترددي للهوائي L المقلوب المشوه إلى 32.3%، والذي يمكن استخدامه لتتبع معلومات الشحن عند الحاجة إلى النطاق العريض.