Μεταξύ των τεχνολογιών ασύρματης επικοινωνίας, μόνο η σχέση μεταξύ της συσκευής ασύρματου πομποδέκτη και της κεραίας του συστήματος RFID είναι η πιο ιδιαίτερη.Στην οικογένεια RFID, οι κεραίες και το RFID είναι εξίσου σημαντικά μέλη.Το RFID και οι κεραίες είναι αλληλένδετα και αδιαχώριστα.Είτε πρόκειται για συσκευή ανάγνωσης RFID είτε για ετικέτα RFID, είτε πρόκειται για τεχνολογία RFID υψηλής συχνότητας είτε για τεχνολογία RFID εξαιρετικά υψηλής συχνότητας, είναι αδιαχώριστη από τηνκεραία.
Ένα RFIDκεραίαείναι ένας μετατροπέας που μετατρέπει τα κατευθυνόμενα κύματα που διαδίδονται σε μια γραμμή μεταφοράς σε ηλεκτρομαγνητικά κύματα που διαδίδονται σε ένα απεριόριστο μέσο (συνήθως ελεύθερο χώρο) ή το αντίστροφο.Μια κεραία είναι ένα στοιχείο ραδιοεξοπλισμού που χρησιμοποιείται για τη μετάδοση ή λήψη ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.Η ισχύς του σήματος ραδιοσυχνοτήτων που εξάγεται από τον πομπό ραδιοφώνου μεταφέρεται στην κεραία μέσω του τροφοδότη (καλωδίου) και ακτινοβολείται από την κεραία με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.Αφού το ηλεκτρομαγνητικό κύμα φτάσει στη θέση λήψης, λαμβάνεται από την κεραία (μόνο ένα μικρό μέρος της ισχύος λαμβάνεται) και αποστέλλεται στον ραδιοφωνικό δέκτη μέσω του τροφοδότη, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Η αρχή της ακτινοβολίας ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων από κεραίες RFID
Όταν ένα σύρμα φέρει ένα εναλλασσόμενο ρεύμα, θα εκπέμπει ηλεκτρομαγνητικά κύματα και η ικανότητα ακτινοβολίας του σχετίζεται με το μήκος και το σχήμα του σύρματος.Εάν η απόσταση μεταξύ των δύο καλωδίων είναι πολύ κοντά, το ηλεκτρικό πεδίο είναι δεσμευμένο μεταξύ των δύο καλωδίων, επομένως η ακτινοβολία είναι πολύ ασθενής.όταν τα δύο καλώδια απλώνονται μεταξύ τους, το ηλεκτρικό πεδίο απλώνεται στον περιβάλλοντα χώρο, επομένως η ακτινοβολία ενισχύεται.Όταν το μήκος του σύρματος είναι πολύ μικρότερο από το μήκος κύματος του ακτινοβολούμενου ηλεκτρομαγνητικού κύματος, η ακτινοβολία είναι πολύ ασθενής.όταν το μήκος του σύρματος είναι συγκρίσιμο με το μήκος κύματος του ακτινοβολούμενου ηλεκτρομαγνητικού κύματος, το ρεύμα στο σύρμα αυξάνεται πολύ, σχηματίζοντας ισχυρότερη ακτινοβολία.Το προαναφερθέν ευθύ σύρμα που μπορεί να παράγει σημαντική ακτινοβολία ονομάζεται συνήθως ταλαντωτής και ο ταλαντωτής είναι μια απλή κεραία.
Όσο μεγαλύτερο είναι το μήκος κύματος των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, τόσο μεγαλύτερο είναι το μέγεθος της κεραίας.Όσο περισσότερη ισχύς χρειάζεται να ακτινοβοληθεί, τόσο μεγαλύτερο είναι το μέγεθος της κεραίας.
Κατευθυντικότητα κεραίας RFID
Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα που εκπέμπονται από την κεραία είναι κατευθυντικά.Στο άκρο εκπομπής της κεραίας, η κατευθυντικότητα αναφέρεται στην ικανότητα της κεραίας να εκπέμπει ηλεκτρομαγνητικά κύματα προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση.Για το άκρο λήψης, σημαίνει την ικανότητα της κεραίας να δέχεται ηλεκτρομαγνητικά κύματα από διαφορετικές κατευθύνσεις.Το γράφημα συνάρτησης μεταξύ των χαρακτηριστικών ακτινοβολίας της κεραίας και των χωρικών συντεταγμένων είναι το σχέδιο της κεραίας.Η ανάλυση του σχεδίου της κεραίας μπορεί να αναλύσει τα χαρακτηριστικά ακτινοβολίας της κεραίας, δηλαδή την ικανότητα της κεραίας να μεταδίδει (ή να λαμβάνει) ηλεκτρομαγνητικά κύματα προς όλες τις κατευθύνσεις στο διάστημα.Η κατευθυντικότητα της κεραίας συνήθως αντιπροσωπεύεται από καμπύλες στο κατακόρυφο επίπεδο και στο οριζόντιο επίπεδο που αντιπροσωπεύουν την ισχύ των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων που ακτινοβολούνται (ή λαμβάνονται) σε διαφορετικές κατευθύνσεις.
Κάνοντας αντίστοιχες αλλαγές στην εσωτερική δομή της κεραίας, η κατευθυντικότητα της κεραίας μπορεί να αλλάξει, δημιουργώντας έτσι διαφορετικούς τύπους κεραιών με διαφορετικά χαρακτηριστικά.
Κέρδος κεραίας RFID
Το κέρδος κεραίας περιγράφει ποσοτικά τον βαθμό στον οποίο μια κεραία εκπέμπει ισχύ εισόδου με συγκεντρωμένο τρόπο.Από την οπτική γωνία του σχεδίου, όσο στενότερος είναι ο κύριος λοβός, τόσο μικρότερος είναι ο πλευρικός λοβός και τόσο υψηλότερο είναι το κέρδος.Στη μηχανική, το κέρδος κεραίας χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της ικανότητας μιας κεραίας να στέλνει και να λαμβάνει σήματα σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση.Η αύξηση του κέρδους μπορεί να αυξήσει την κάλυψη του δικτύου σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση ή να αυξήσει το περιθώριο κέρδους εντός ενός συγκεκριμένου εύρους.Υπό τις ίδιες συνθήκες, όσο μεγαλύτερο είναι το κέρδος, τόσο μακρύτερα διαδίδεται το ραδιοκύμα.
Ταξινόμηση κεραιών RFID
Διπολική κεραία: Ονομάζεται και συμμετρική διπολική κεραία, αποτελείται από δύο ευθύγραμμα σύρματα ίδιου πάχους και μήκους διατεταγμένα σε ευθεία γραμμή.Το σήμα τροφοδοτείται από τα δύο τελικά σημεία στη μέση, και μια ορισμένη κατανομή ρεύματος θα δημιουργηθεί στους δύο βραχίονες του διπόλου.Αυτή η κατανομή ρεύματος θα διεγείρει ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο στον χώρο γύρω από την κεραία.
Κεραία πηνίου: Είναι μια από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες κεραίες σε συστήματα RFID.Συνήθως κατασκευάζονται από σύρματα τυλιγμένα σε κυκλικές ή ορθογώνιες δομές για να μπορούν να λαμβάνουν και να μεταδίδουν ηλεκτρομαγνητικά σήματα.
Επαγωγικά συζευγμένη κεραία RF: Η επαγωγική σύζευξη κεραία RF χρησιμοποιείται συνήθως για επικοινωνία μεταξύ συσκευών ανάγνωσης RFID και ετικετών RFID.Ζευγαρώνουν μέσα από ένα κοινό μαγνητικό πεδίο.Αυτές οι κεραίες έχουν συνήθως σπειροειδές σχήμα για να δημιουργήσουν ένα κοινό μαγνητικό πεδίο μεταξύ του αναγνώστη RFID και της ετικέτας RFID.
Microstrip patch κεραία: Είναι συνήθως ένα λεπτό στρώμα από μεταλλικό έμπλαστρο προσαρτημένο στο επίπεδο γείωσης.Η κεραία Patch Microstrip είναι ελαφριά σε βάρος, μικρή σε μέγεθος και λεπτή τομή.Ο τροφοδότης και το δίκτυο αντιστοίχισης μπορούν να παραχθούν ταυτόχρονα με την κεραία και σχετίζεται στενά με το σύστημα επικοινωνίας.Τα τυπωμένα κυκλώματα είναι ενσωματωμένα μεταξύ τους και τα patches μπορούν να κατασκευαστούν χρησιμοποιώντας διαδικασίες φωτολιθογραφίας, οι οποίες είναι χαμηλού κόστους και εύκολο να παραχθούν μαζικά.
Κεραία Yagi: είναι μια κατευθυντική κεραία που αποτελείται από δύο ή περισσότερα δίπολα μισού κύματος.Συχνά χρησιμοποιούνται για τη βελτίωση της ισχύος του σήματος ή τη διεξαγωγή κατευθυντικών ασύρματων επικοινωνιών.
Κεραία με βάση κοιλότητας: Είναι μια κεραία στην οποία η κεραία και ο τροφοδότης τοποθετούνται στην ίδια πίσω κοιλότητα.Χρησιμοποιούνται συνήθως σε συστήματα RFID υψηλής συχνότητας και μπορούν να παρέχουν καλή ποιότητα και σταθερότητα σήματος.
Γραμμική κεραία Microstrip: Είναι μια μικροσκοπική και λεπτή κεραία, που χρησιμοποιείται συνήθως σε μικρές συσκευές όπως κινητές συσκευές και ετικέτες RFID.Είναι κατασκευασμένα από γραμμές microstrip που παρέχουν καλή απόδοση σε μικρότερο μέγεθος.
Σπειροειδής Κεραία: Κεραία ικανή να δέχεται και να εκπέμπει κυκλικά πολωμένα ηλεκτρομαγνητικά κύματα.Συνήθως κατασκευάζονται από μεταλλικό σύρμα ή λαμαρίνα και έχουν μία ή περισσότερες σπειροειδείς κατασκευές.
Υπάρχουν πολλοί τύποι κεραιών για χρήση σε διαφορετικές καταστάσεις, όπως διαφορετικές συχνότητες, διαφορετικούς σκοπούς, διαφορετικές περιπτώσεις και διαφορετικές απαιτήσεις.Κάθε τύπος κεραίας έχει τα μοναδικά χαρακτηριστικά του και τα εφαρμόσιμα σενάρια.Όταν επιλέγετε μια κατάλληλη κεραία RFID, πρέπει να επιλέξετε με βάση τις πραγματικές απαιτήσεις εφαρμογής και τις περιβαλλοντικές συνθήκες.
Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τις κεραίες, επισκεφθείτε:
Τηλέφωνο:0086-028-82695327
Ώρα δημοσίευσης: 15 Μαΐου 2024
