أساسيات التصميم والخطوات الشائعة لهوائي RFID

الهدف من تصميم هوائي العلامة الإلكترونية هو نقل الحد الأقصى من الطاقة داخل وخارج شريحة العلامة، الأمر الذي يتطلب تصميمًا دقيقًا لمطابقة الهوائي والمساحة الحرة، بالإضافة إلى مطابقة الهوائي وشريحة العلامة. عندما يزيد تردد التشغيل إلى نطاق الميكروويف، تصبح مشكلة المطابقة بين الهوائي وشريحة العلامة الإلكترونية أكثر خطورة. لفترة طويلة، يعتمد تطوير هوائي العلامة الإلكترونية على مقاومة الإدخال 50 أو 75. في تطبيقات RFID، قد تكون مقاومة الإدخال للرقاقة أي قيمة، ومن الصعب اختبارها بدقة في حالة العمل . عدم وجود معلمات دقيقة يجعل تصميم الهوائي أمرًا صعبًا. تحقيق الأفضل.

أساسيات التصميم والخطوات الشائعة لهوائي RFID

يواجه تصميم هوائي العلامة الإلكترونية أيضًا العديد من الصعوبات الأخرى، مثل متطلبات الحجم الصغير المقابلة، ومتطلبات التكلفة المنخفضة، والشكل والخصائص الفيزيائية للكائن المحدد، والمسافة بين العلامة الإلكترونية وكائن وضع العلامات، وثابت العزل الكهربائي كائن وضع العلامات، المعدن، متطلبات انعكاس السطح، ومتطلبات تأثير الهيكل المحلي على وضع الإشعاع، وما إلى ذلك، وكلها ستؤثر على خصائص هوائي العلامة الإلكترونية، كلها مشاكل يواجهها تصميم العلامة الإلكترونية.

تصميم هوائي قارئ RFID

بالنسبة لأنظمة RFID قصيرة المدى (مثل أنظمة تحديد الهوية بتردد 13.56 ميجا هرتز أقل من 10 سم)، يتم دمج الهوائي بشكل عام مع القارئ؛ بالنسبة لأنظمة RFID بعيدة المدى (مثل أنظمة تحديد الهوية ذات نطاق تردد UHF أكبر من 3 أمتار)، غالبًا ما يتم فصل الهوائي والقارئ. الهيكل، ويتم توصيل القارئ والهوائي معًا من خلال كابل محوري مطابق للمقاومة. نظرًا لتنوع بنية أجهزة القراءة وبيئة تركيبها واستخدامها، وتطوير منتجات القارئ نحو التصغير أو حتى التصغير الفائق، يواجه تصميم هوائيات القارئ تحديات جديدة.

يتطلب تصميم هوائي القارئ مظهرًا منخفضًا وتصغيرًا وتغطية متعددة النطاقات. بالنسبة للقارئ المنفصل، سيتضمن أيضًا تصميم مصفوفة الهوائي، وانخفاض الكفاءة والكسب المنخفض الناجم عن التصغير، وما إلى ذلك. وهذه هي موضوعات البحث ذات الاهتمام المشترك حاليًا في الداخل والخارج. في الوقت الحاضر، بدأنا بدراسة مصفوفة هوائي مسح الشعاع الذكي التي يطبقها القارئ. يمكن للقارئ استخدام الهوائي الذكي لتمكين النظام من إدراك العلامات الإلكترونية في منطقة تغطية الهوائي حسب ترتيب معالجة معين، وزيادة تغطية النظام، وتمكين القارئ من القراءة والكتابة. تحديد معلومات سمت الهدف وسرعته واتجاهه مع إمكانية استشعار المساحة.

خطوات تصميم هوائي RFID

يعتمد أداء هوائي العلامة الإلكترونية RFID إلى حد كبير على المعاوقة المعقدة للرقاقة. تتغير المعاوقة المعقدة مع التردد، وبالتالي فإن حجم الهوائي وتردد التشغيل يحدان من الحد الأقصى للكسب وعرض النطاق الترددي الذي يمكن تحقيقه. للحصول على أفضل أداء للعلامة، من الضروري إجراء تنازلات أثناء التصميم لتلبية متطلبات التصميم. في خطوة تصميم الهوائي، يجب مراقبة نطاق قراءة العلامة الإلكترونية عن كثب. عندما يتغير تكوين العلامة أو يتم تحسين أداء الهوائيات بمواد مختلفة وترددات مختلفة، عادةً ما يتم استخدام تصميم هوائي قابل للتعديل لتلبية الانحراف الذي يسمح به التصميم.

عند تصميم هوائي RFID، حدد أولاً نوع التطبيق وحدد المعلمات المطلوبة لهوائي العلامة الإلكترونية؛ ثم تحديد المواد المستخدمة للهوائي وفقًا لمعلمات هوائي العلامة الإلكترونية، وتحديد هيكل هوائي العلامة الإلكترونية والمقاومة بعد التغليف؛ أخيرًا، استخدم طريقة التحسين لمطابقة المعاوقة المعبأة مع الهوائي، وتحاكي بشكل شامل معلمات الهوائي الأخرى لجعل الهوائي يفي بالمؤشرات الفنية، ويستخدم محلل الشبكة للكشف عن المؤشرات المختلفة.

نظرًا للبيئة المعقدة للعديد من الهوائيات، فإن طريقة تحليل هوائيات RFID معقدة للغاية أيضًا. يتم تحليل الهوائيات عادةً بواسطة النماذج الكهرومغناطيسية وأدوات المحاكاة. إن طرق تحليل النموذج الكهرومغناطيسي النموذجي للهوائيات هي طريقة العناصر المحدودة FEM، وطريقة اللحظات MOM، وطريقة المجال الزمني للفرق المحدود FDTD، وما إلى ذلك. أداة المحاكاة مهمة جدًا لتصميم الهوائي. إنها أداة تصميم هوائي سريعة وفعالة، ويتم استخدامها أكثر فأكثر في تكنولوجيا الهوائي في الوقت الحاضر. تتمثل الطريقة النموذجية لتصميم الهوائي في تصميم نموذج للهوائي أولاً، ثم محاكاة النموذج، ومراقبة نطاق الهوائي، وكسب الهوائي، ومقاومة الهوائي في المحاكاة، واستخدام طريقة التحسين لضبط التصميم بشكل أكبر، وأخيرًا معالجة الهوائي وقياسه حتى يفي بالمتطلبات.