Van alle draadloze communicatietechnologieën is alleen de relatie tussen de draadloze zendontvanger en de antenne van het RFID-systeem het meest bijzonder. Binnen de RFID-familie zijn antennes en RFID-componenten even belangrijke leden. RFID en antennes zijn onderling afhankelijk en onlosmakelijk met elkaar verbonden. Of het nu gaat om een RFID-lezer of een RFID-tag, of het nu gaat om hoogfrequente RFID-technologie of ultrahoogfrequente RFID-technologie, ze zijn onlosmakelijk met elkaar verbonden.antenne.
Een RFID-kaartantenneEen omvormer zet geleide golven die zich voortplanten op een transmissielijn om in elektromagnetische golven die zich voortplanten in een onbegrensd medium (meestal de vrije ruimte), of omgekeerd. Een antenne is een onderdeel van radioapparatuur dat wordt gebruikt om elektromagnetische golven te verzenden of te ontvangen. Het radiofrequentiesignaal dat door de zender wordt uitgezonden, wordt via de voedingskabel naar de antenne getransporteerd en door de antenne uitgestraald in de vorm van elektromagnetische golven. Nadat de elektromagnetische golf de ontvangstlocatie heeft bereikt, wordt deze door de antenne opgevangen (slechts een klein deel van het vermogen wordt ontvangen) en via de voedingskabel naar de radio-ontvanger gestuurd, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.
Het principe van het uitzenden van elektromagnetische golven door RFID-antennes
Wanneer een draad een wisselstroom geleidt, zendt deze elektromagnetische golven uit. Het vermogen van deze straling is afhankelijk van de lengte en vorm van de draad. Als de afstand tussen twee draden klein is, blijft het elektrische veld tussen de twee draden beperkt, waardoor de straling zwak is. Wanneer de twee draden verder uit elkaar liggen, verspreidt het elektrische veld zich in de omringende ruimte, waardoor de straling sterker wordt. Wanneer de lengte van de draad veel kleiner is dan de golflengte van de uitgestraalde elektromagnetische golf, is de straling zeer zwak. Wanneer de lengte van de draad vergelijkbaar is met de golflengte van de uitgestraalde elektromagnetische golf, neemt de stroom in de draad sterk toe, wat resulteert in een sterkere straling. De bovengenoemde rechte draad die een aanzienlijke straling kan produceren, wordt meestal een oscillator genoemd, en een oscillator is een eenvoudige antenne.
Hoe langer de golflengte van elektromagnetische golven, hoe groter de antenne. Hoe meer vermogen er moet worden uitgestraald, hoe groter de antenne.
Richtingsgevoeligheid van RFID-antennes
De elektromagnetische golven die door de antenne worden uitgezonden, zijn gericht. Aan de zendzijde van de antenne verwijst de directiviteit naar het vermogen van de antenne om elektromagnetische golven in een bepaalde richting uit te zenden. Aan de ontvangstzijde betekent dit het vermogen van de antenne om elektromagnetische golven uit verschillende richtingen te ontvangen. De grafiek die de stralingskarakteristieken van de antenne weergeeft ten opzichte van de ruimtelijke coördinaten, is het antennepatroon. Door het antennepatroon te analyseren, kunnen de stralingskarakteristieken van de antenne worden bepaald, dat wil zeggen het vermogen van de antenne om elektromagnetische golven in alle richtingen in de ruimte uit te zenden (of te ontvangen). De directiviteit van de antenne wordt meestal weergegeven door curven in het verticale en horizontale vlak die het vermogen van de uitgestraalde (of ontvangen) elektromagnetische golven in verschillende richtingen weergeven.
Door overeenkomstige wijzigingen aan te brengen in de interne structuur van de antenne, kan de richtingsgevoeligheid van de antenne worden veranderd, waardoor verschillende soorten antennes met verschillende eigenschappen ontstaan.
RFID-antenneversterking
Antenneversterking beschrijft kwantitatief de mate waarin een antenne het ingangsvermogen geconcentreerd uitstraalt. Vanuit het perspectief van het stralingspatroon geldt: hoe smaller de hoofdlob, hoe kleiner de zijlobben en hoe hoger de versterking. In de techniek wordt antenneversterking gebruikt om het vermogen van een antenne te meten om signalen in een specifieke richting te verzenden en te ontvangen. Het verhogen van de versterking kan het bereik van het netwerk in een bepaalde richting vergroten, of de versterkingsmarge binnen een bepaald bereik vergroten. Onder dezelfde omstandigheden geldt: hoe hoger de versterking, hoe verder de radiogolf zich voortplant.
Classificatie van RFID-antennes
Dipoolantenne: Deze wordt ook wel een symmetrische dipoolantenne genoemd en bestaat uit twee rechte draden van gelijke dikte en lengte die in een rechte lijn zijn geplaatst. Het signaal wordt ingevoerd via de twee uiteinden in het midden, waardoor een bepaalde stroomverdeling in de twee armen van de dipool ontstaat. Deze stroomverdeling wekt een elektromagnetisch veld op in de ruimte rondom de antenne.
Spoelantenne: Dit is een van de meest gebruikte antennes in RFID-systemen. Ze zijn meestal gemaakt van draden die in een cirkelvormige of rechthoekige structuur zijn gewikkeld, waardoor ze elektromagnetische signalen kunnen ontvangen en verzenden.
Inductief gekoppelde RF-antenne: Een inductief gekoppelde RF-antenne wordt meestal gebruikt voor communicatie tussen RFID-lezers en RFID-tags. De koppeling verloopt via een gedeeld magnetisch veld. Deze antennes hebben doorgaans een spiraalvorm om een gedeeld magnetisch veld te creëren tussen de RFID-lezer en de RFID-tag.
Microstrip-patchantenne: Dit is meestal een dunne metalen patch die op het aardvlak is bevestigd. Microstrip-patchantennes zijn licht in gewicht, klein in formaat en dun in doorsnede. De voedingslijn en het aanpassingsnetwerk kunnen tegelijk met de antenne worden geproduceerd en zijn nauw verbonden met het communicatiesysteem. Printplaten zijn geïntegreerd en de patches kunnen worden vervaardigd met behulp van fotolithografieprocessen, wat goedkoop is en massaproductie mogelijk maakt.
Yagi-antenne: een richtantenne bestaande uit twee of meer halvegolfdipolen. Ze worden vaak gebruikt om de signaalsterkte te verbeteren of om gerichte draadloze communicatie mogelijk te maken.
Antenne met holte aan de achterzijde: Dit is een antenne waarbij de antenne en de voedingskabel zich in dezelfde holte aan de achterzijde bevinden. Ze worden veel gebruikt in hoogfrequente RFID-systemen en kunnen een goede signaalkwaliteit en stabiliteit bieden.
Microstrip lineaire antenne: Dit is een geminiaturiseerde en dunne antenne, die meestal wordt gebruikt in kleine apparaten zoals mobiele telefoons en RFID-tags. Ze zijn opgebouwd uit microstrip-lijnen die goede prestaties leveren in een kleiner formaat.
SpiraalantenneEen antenne die in staat is om circulair gepolariseerde elektromagnetische golven te ontvangen en te verzenden. Ze zijn meestal gemaakt van metaaldraad of plaatmetaal en hebben een of meer spiraalvormige structuren.
Er bestaan veel verschillende soorten antennes voor uiteenlopende toepassingen, zoals verschillende frequenties, doeleinden, gelegenheden en eisen. Elk type antenne heeft zijn eigen unieke kenmerken en toepassingsgebieden. Bij de keuze van een geschikte RFID-antenne moet u rekening houden met de specifieke toepassingsvereisten en omgevingsomstandigheden.
Ga voor meer informatie over antennes naar:
Telefoon: 0086-028-82695327
Geplaatst op: 15 mei 2024
