ماذا تعرف عن هوائيات RFID؟

يعتبر إنترنت الأشياء بمثابة الموجة الثالثة لصناعة المعلومات بعد أجهزة الكمبيوتر والإنترنت. وفي عملية تحقيقه، يتطلب الأمر جهودًا مشتركة للعديد من التقنيات عالية التقنية مثل الاتصالات وأجهزة الاستشعار وRFID وتحديد المواقع. يمكن للجمع بين RFID والإنترنت والاتصالات والتقنيات الأخرى تحقيق التتبع وتبادل المعلومات للعناصر العالمية، لذلك يعتبر حجر الزاوية المهم في تحقيق إنترنت الأشياء، ويتم إدراجه كواحد من العشرة الأوائل المهمين التقنيات في القرن الحادي والعشرين.

في عملية تحقيق الاتصالات اللاسلكية، يعد الهوائي مكونًا أساسيًا. يستخدم نظام RFID موجات الراديو لنقل المعلومات، ويجب إكمال توليد واستقبال موجات الراديو من خلال الهوائيات. عندما تدخل العلامة الإلكترونية إلى منطقة عمل هوائي القارئ، سيولد هوائي العلامة الإلكترونية تيارًا مستحثًا كافيًا للحصول على الطاقة وتنشيطه. بالنسبة لأنظمة RFID، يعد الهوائي جزءًا مهمًا، ويرتبط ارتباطًا وثيقًا بأداء النظام.

على سبيل المثال، في مشروع إدارة المستودعات، تمثل تكلفة هوائيات RFID أقل من 1% من التكلفة الإجمالية. ومع ذلك، إذا اخترت هوائي RFID ذو أداء ضعيف من أجل تقليل التكاليف بشكل أعمى أو لأسباب أخرى، واخترت هوائي RFID ذو أداء ضعيف، فستحدث بسهولة مشاكل مثل القراءة غير المستقرة، والقراءة الفائتة، والقراءة المتقاطعة، وفشل القراءة أثناء تخطيط هوائي RFID. في هذه الحالة، لن يتم تخفيض التكلفة فحسب، بل ستزيد عدة مرات. لذلك، عند نشر نظام RFID، من الضروري الانتباه إلى هوائي RFID.

ما هي أنواع هوائيات RFID الموجودة؟

يمكن تقسيم هوائيات نظام RFID تقريبًا إلى فئتين: هوائيات العلامات الإلكترونية وهوائيات القارئ. يمكن أيضًا تقسيم هذين النوعين من الهوائيات إلى هوائيات شاملة الاتجاهات وهوائيات اتجاهية وفقًا للاتجاه. وفقًا للاختلاف في الشكل، يمكن أيضًا تقسيمها إلى هوائيات خطية. والهوائيات المستوية، وما إلى ذلك. يحتاج هوائي قارئ RFID إلى خصائص النطاق العريض والاستقطاب الدائري. في نطاقات التردد المنخفض والعالي التردد، تستخدم العلامات الإلكترونية وأجهزة القراءة بشكل أساسي هوائيات ملفوفة، وعادةً ما تستخدم الأسلاك النحاسية. ومع ذلك، نظرًا للتردد العالي الذي يستخدمه التردد العالي، فإن عدد دورات الهوائي سيكون أقل بكثير من التردد المنخفض، مما يجعل إنتاج هوائي RFID عالي التردد أبسط وأقل سعرًا. في نطاق التردد العالي للغاية، يتم استخدام المزيد من عمليات النقش، بما في ذلك هوائيات النقش النحاسية وهوائيات النقش الألومنيوم، وتكون العمليات ناضجة نسبيًا. في نطاق تردد الميكروويف، يكون شكل الهوائي أكثر تنوعًا، بما في ذلك هوائي ثنائي القطب متماثل، وهوائي شريطي صغير، وهوائي مصفوفي، وهوائي واسع النطاق، وما إلى ذلك.

نطاقات التردد المختلفة ومجالات التطبيق المختلفة لها متطلبات مختلفة لهيكل هوائي العلامة الإلكترونية. بشكل عام، يميل تصميم الهوائي إلى تحقيق الأهداف التالية:

(1) ينبغي تصغير حجم الهوائي قدر الإمكان؛

(2) يوفر الهوائي إشارة كبيرة قدر الإمكان للرقاقة؛

(3) تكون اتجاهية تغطية الهوائي كبيرة قدر الإمكان؛

(4) يتطابق استقطاب الهوائي مع إشارة استجواب القارئ؛

(5) يجب أن يكون سعر الهوائي منخفضًا قدر الإمكان وهكذا.

ثلاث عمليات رئيسية لتصنيع هوائي RFID

من أجل تلبية المتطلبات المختلفة لمعلمات أداء RFID في سيناريوهات التطبيق المختلفة، ظهرت عمليات تصنيع هوائي RFID المختلفة. في الوقت الحاضر، تشمل عمليات تصنيع هوائي RFID الأكثر استخدامًا بشكل أساسي طريقة لف الملف وطريقة النقش وطريقة الطباعة.

(1) طريقة لف الملف

عند استخدام طريقة لف الملف لصنع هوائي بطاقة RFID، من الضروري لف ملف العلامة على أداة لف وتثبيته، الأمر الذي يتطلب عددًا كبيرًا من لفات ملف الهوائي، ويمكن أن يكون الملف إما حلقة دائرية أو حلقة مستطيلة. . تُستخدم هذه الطريقة بشكل عام لعلامات RFID في نطاق التردد من 125 إلى 134 كيلو هرتز. إن عيوب استخدام طريقة المعالجة هذه لصنع الهوائيات واضحة، والتي يمكن تلخيصها في التكلفة العالية، وانخفاض كفاءة الإنتاج، وعدم اتساق المنتجات المعالجة بشكل كافٍ.

(2) طريقة النقش

غالبًا ما يستخدم النحاس أو الألومنيوم في صناعة الهوائيات عن طريق النقش، وهي قريبة من عملية النقش على لوحات الدوائر المطبوعة المرنة من حيث عملية الإنتاج. يمكن تطبيق طريقة النقش على الإنتاج الضخم للعلامات الإلكترونية ذات النطاق الترددي UHF 13.56 ميجا هرتز، والتي تتميز بمزايا الخطوط الدقيقة، والمقاومة المنخفضة، ومقاومة الطقس الجيدة، والإشارات المستقرة. ومع ذلك، فإن عيوب هذه الطريقة واضحة أيضًا، مثل إجراءات الإنتاج المرهقة وانخفاض القدرة الإنتاجية.

(3) طريقة الطباعة

ال

الهوائي المطبوع عبارة عن دائرة تطبع مباشرة خطوطًا موصلة على طبقة عازلة (أو فيلم) باستخدام حبر موصل لتشكيل هوائي. تم توسيع طرق الطباعة الرئيسية من طباعة الشاشة فقط إلى طباعة الأوفست والطباعة الفلكسوغرافية والطباعة بالحفر وطرق الإنتاج الأخرى. طريقة الطباعة مناسبة للإنتاج الضخم للعلامات الإلكترونية في نطاقات التردد 13.56MHz وRFID UHF. إنه يتميز بسرعة إنتاج عالية، ولكن بسبب المقاومة العالية للدائرة التي يتكونها الحبر الموصل، فإن نطاق تطبيقه محدود إلى حد معين. نظرًا لتقدم تكنولوجيا الهوائيات المطبوعة، تم تقليل تكلفة علامات RFID بشكل فعال، مما عزز تعميم تطبيقات RFID.

اتجاه التطوير المستقبلي لهوائي RFID

(1) تصغير الحجم

مع تطور المتطلبات الذكية وتكنولوجيا العمليات، لا يزال حجم هوائيات RFID يتطور في اتجاه التصغير. في العلامات الإلكترونية منخفضة التردد وعالية التردد، غالبًا ما يكون حجم الهوائي أكبر بكثير من الشريحة. لذلك، غالبًا ما يكون حجم العلامة مقيدًا بحجم الهوائي. ومن منظور الطلب في السوق، فإن تصغير علامات RFID يساعد أيضًا على دخولها في المزيد من سيناريوهات التطبيق.

(2) الإنتاج الضخم

بالمقارنة مع العملية التقليدية، يتميز هوائي الطباعة بالحبر الموصل بتكلفة أقل وإنتاج أكثر كفاءة، وهو ما ينعكس بشكل أساسي في انخفاض سعر المواد المستخدمة في الحبر الموصل، كما أن معدات الطباعة المستخدمة في عملية طباعة الشاشة أرخص أيضًا من معدات الحفر. بالإضافة إلى ذلك، عملية الطباعة هذه بسيطة وسريعة التشغيل، والعملية برمتها بسيطة نسبيًا، وهي أكثر ملاءمة للإنتاج الضخم.

(3) العملية خضراء وصديقة للبيئة

بالإضافة إلى ذلك، فإن تفاعل الهجوم الكيميائي في عملية النقش سوف ينتج نفايات، والتي من السهل أن تسبب التلوث للبيئة. وفي المقابل، فإن تكنولوجيا الطباعة بالحبر الموصل أكثر صديقة للبيئة.

(4) تكلفة أقل

إذا أراد RFID تحقيق تطبيقات واسعة النطاق، فيجب تخفيض التكلفة بشكل أكبر. نظرًا لأن الناس في كثير من الأحيان لا يهتمون بتكنولوجيا RFID، إلا أنه من الصعب قبول ضغط التكلفة المرتفع وراء العلامة الإلكترونية. الآن يمكن لتكنولوجيا الحبر الموصل أن تجعل تطبيقات RFID خارج معضلة التكلفة، مما يقلل بشكل كبير من تكلفة إنتاج هوائيات RFID. ومن المتوقع أن يكون الجمع بين إنتاج هوائي RFID وتكنولوجيا الطباعة المتقدمة أقرب في المستقبل.

مع تطور الحبر الموصل وتكنولوجيا الطباعة، سيتم نشر تقنية هوائي الطباعة RFID بشكل أكبر. سيساعد ذلك في تقليل تكلفة علامات RFID، وبالتالي خفض عتبة تطبيق RFID، وتعزيز تطبيق تقنية RFID في جميع مناحي الحياة، وجلب عالم إنترنت الأشياء بكل ما يتصل به في أسرع وقت ممكن.