UHF RFID antennani loyihalash texnologiyasi bo'yicha tadqiqotlar

0 Muqaddima

RFID radiochastotasini identifikatsiya qilish texnologiyasini qo'llash (Radio Frequency Identification, RFID) uzoq tarixga ega. Buni Ikkinchi Jahon urushi paytida Britaniya havo kuchlari samolyotlari tomonidan qo'llanilgan samolyotlarni identifikatsiya qilish tizimidan kuzatish mumkin. So'nggi paytlarda RFID radiochastotasini identifikatsiyalash texnologiyasi buyumlarni boshqarish, tranSport vositalarini joylashtirish va er osti xodimlarini joylashtirishda keng qo'llanilmoqda. Bu texnologiya kontaktsiz avtomatik identifikatsiyalash texnologiyasi boʻlib, u fazoviy bogʻlanish (oʻzgaruvchan magnit maydon yoki elektromagnit maydon) orqali kontaktsiz maʼlumotlarni uzatishga erishish uchun radiochastota signallaridan foydalanadi va uzatilayotgan axborot orqali avtomatik identifikatsiya qilish maqsadiga erishadi.

1 RFID radiochastota texnologiyasiga umumiy nuqtai

1.1 RFID simsiz identifikatsiya tizimining asosiy tarkibi

RFID simsiz identifikatsiya tizimi asosan RFID elektron teglar, RFID o'quvchilari, antennalar va asosiy kompyuter boshqaruv tizimlaridan iborat. RFID elektron yorlig'i va RFID o'quvchi o'rtasidagi ma'lumotlar simsiz uzatiladi, shuning uchun ular orasida simsiz qabul qiluvchi modullar va antennalar (induksion bobinlar) mavjud. Ta'sir diagrammasi 1-rasmda ko'rsatilgan.

UHF RFID antennani loyihalash texnologiyasi bo'yicha tadqiqotlar

(1) RFID elektron yorlig'i (Teg): RFID elektron yorlig'i radiochastotani identifikatsiya qilish tizimining ma'lumotlar tashuvchisi. Birlashtiruvchi elementlar va chiplardan tashkil topgan har bir RFID elektron yorlig'i maqsadli ob'ektni aniqlash uchun ob'ektga biriktirilgan noyob EPC (Elektron mahsulot kodi) elektron kodiga ega. An'anaviy shtrix kodlari bilan taqqoslaganda, EPC kodlari nafaqat ma'lum turdagi mahsulotni aks ettirishi, balki ma'lum bir mahsulotga xos bo'lishi mumkin.

(2) RFID o'quvchi (Reader): O'quvchi elektron teg ma'lumotlarini o'qish yoki yozishga qodir qurilma. Uning asosiy vazifasi teg bilan ma'lumotlarni uzatishdir. U qo'lda o'quvchi yoki sobit o'quvchi sifatida ishlab chiqilishi mumkin.

(3) Antenna (antenna): teg va o'quvchi o'rtasida radio chastotasi signallarini uzatadi.

1.2 RFID tizimining ishlash printsipi

RFID elektron yorlig'i RFID o'quvchi tomonidan chiqarilgan magnit maydonga kirgandan so'ng, u o'quvchi tomonidan yuborilgan radio chastota signalini oladi va chipda saqlangan mahsulot ma'lumotlarini (passiv teg, passiv teg yoki passiv teg) yuboradi. induksiyalangan oqim tomonidan olingan energiya yoki teg ma'lum chastotali signalni faol ravishda yuboradi (faol teg, faol teg yoki faol teg) va dekoder o'qiydi va dekodlaydi. ma'lumotlarni taqdim etadi, so'ngra tegishli ma'lumotlarni qayta ishlash uchun markaziy axborot tizimiga yuboradi. Radiochastotani identifikatsiya qilish jarayonining sxematik diagrammasi 2-rasmda ko'rsatilgan.

2 RFID tegli antennaning ishlash ko'rsatkichi

RFID tizimining identifikatsiyalash jarayonidan antenna RFID elektron yorlig'i va RFID o'quvchi o'rtasida RFID elektronini sezish jarayonida radio chastota signallarini uzatish uchun RFID o'quvchi uchun ko'prik sifatida muhim rol o'ynashini ko'rish qiyin emas. teg. RFID o'quvchi antennasi, RFID elektron yorlig'i antennasining ishlashi butun identifikatsiya tizimining ishlashini yaxshilash uchun katta ahamiyatga ega. RFID elektron yorlig'i belgilangan ob'ektga biriktirilganligi sababli, RFID elektron yorlig'i antennasi belgilangan ob'ektning shakli va jismoniy xususiyatlaridan ta'sirlanadi. Ta'sir etuvchi omillarga belgilangan ob'ektning materiali, belgilangan elementning ish muhiti va boshqalar kiradi. Bundan tashqari, RFID radiochastota qurilmasida, ish chastotasi mikroto'lqinli hududga ko'tarilganda, antenna va RFID elektron o'rtasidagi mos keladigan muammo. teg chipi yanada jiddiyroq bo'ladi. Ushbu omillar RFID elektron yorlig'i antennalarini loyihalash uchun yuqori talablarni ilgari surdi, lekin ayni paytda katta qiyinchiliklarni keltirib chiqardi.

Antenna - bu elektromagnit to'lqinlar ko'rinishidagi oldingi radiochastota signalining kuchini qabul qiluvchi yoki chiqaradigan qurilma. Bu kontaktlarning zanglashiga olib boradigan va bo'sh joy o'rtasidagi interfeysdagi qurilma bo'lib, boshqariladigan to'lqin va bo'sh kosmik to'lqin o'rtasidagi energiya konversiyasini amalga oshirish uchun ishlatiladi. Hozirgi RFID simsiz radiochastota tizimlari asosan past chastotali, yuqori chastotali, ultra yuqori chastotali va mikroto'lqinli chastota diapazonlarida to'plangan. Turli xil chastota diapazonlarida RFID antennalarining printsiplari va dizaynlari tubdan farq qiladi:

(1) Yo'nalish xususiyatlari

Antenna radiatsiyasi yo'naltirilgan. Nurlanishning amplitudasi va yo'nalishi o'rtasidagi bog'liqlik egri chizig'in maydon yo'nalish diagrammasi deb ataladi, bu aslida bir xil yo'nalishdagi uzoq maydon maydonining istalgan yo'nalishidagi nuqtadagi maydon kuchining munosabatlar egri chizig'idir. Yo'nalish diagrammasi odatda normallashtirilgan yo'nalish diagrammasini, ya'ni uzoq maydon maydonining istalgan yo'nalishidagi nuqtadagi maydon kuchining bir xil masofadagi maksimal maydonga nisbati bilan bir xil yo'nalishdagi munosabatlar egri chizig'ini anglatadi.

(2) Direktivlik koeffitsienti

Yo'nalish koeffitsienti antennaning ma'lum bir yo'nalishda elektromagnit to'lqinlarni chiqarish darajasini ko'rsatish uchun ishlatiladigan parametrdir. Har qanday yo'nalishli antennaning yo'naltiruvchilik koeffitsienti qabul qilish nuqtasida teng elektr maydon kuchi sharoitida yo'nalishsiz antennaning umumiy nurlanish kuchining yo'nalishli antennaning umumiy nurlanish kuchiga nisbatini bildiradi. Ushbu ta'rifga ko'ra, yo'nalishli antennaning radiatsiya intensivligi barcha yo'nalishlarda o'zgarganligi sababli, antennaning yo'nalish koeffitsienti ham kuzatish nuqtasining pozitsiyasiga qarab o'zgaradi. Radiatsiya elektr maydoni eng katta bo'lgan yo'nalishda yo'nalish koeffitsienti ham eng katta. Umuman olganda, yo'nalishli antennaning yo'naltiruvchilik koeffitsienti maksimal radiatsiya yo'nalishining yo'nalish koeffitsienti, ya'ni antennadan ma'lum masofada, maksimal radiatsiya yo'nalishidagi antennaning radiatsiya quvvati oqimining zichligi Smax bilan bir xil bo'ladi. bir xil nurlanish kuchiga ega bo'lgan ideal yo'nalishsiz antennaning Radiatsiya quvvati oqimining zichligi nisbati Shunday qilib, bir xil masofada D bilan belgilanadi.

(3) Antenna samaradorligi

Antenna samaradorligi - energiyani aylantirishda antennaning samaradorligini o'lchash uchun ishlatiladigan indeks. Antenna samaradorligi 1 dan kam, ya'ni antennaning kirish quvvatining bir qismi radiatsiyaviy quvvatga aylanadi va uning bir qismi quvvatni yo'qotadi. Antennaning samaradorligi antenna nurlanish quvvatining kirish quvvatiga nisbati sifatida aniqlanadi, ēA sifatida belgilanadi.

(4) Antennaning kuchayishi

Antenna koeffitsienti faqat antenna radiatsiya energiyasining eng konsentrlangan darajasini aks ettiradi va antenna daromadi nafaqat antennaning radiatsiya qobiliyatini aks ettiradi, balki antennaning yo'qotish omilini ham hisobga oladi. Xuddi shu kirish quvvati shartida, yo'nalishli antennaning fazoda ma'lum bir yo'nalishdagi (th, ph) nurlanish quvvati zichligi S (th, ph) ning yo'qolgan nuqta manba antennasining nurlanish quvvati zichligiga nisbati. bu yo'nalish antennaning daromadi deb ataladi, G (th, ph) bilan belgilanadi.

Daromad koeffitsienti katta chiziqning energiya konvertatsiyasini va yo'nalish xususiyatlarini har tomonlama o'lchaydigan parametrdir. Bu yo'nalish koeffitsienti va antenna samaradorligining mahsuloti bo'lib, u G bilan belgilanadi, xususan:

G=D·ķA

UHF va mikroto'lqinli RFID radio chastotasini identifikatsiya qilish tizimlari uchun antennaning daromadi RFID elektron yorlig'i antennasining kichik maydoni tuFayli cheklangan. Daromad miqdori antenna radiatsiya naqshining turiga bog'liq.

(5) Empedans xarakteristikalari

Antennaning kirish empedansi antennaning besleme nuqtasida kuchlanishning oqimga nisbati sifatida, odatda chastota funktsiyasi sifatida ifodalanishi mumkin. RFID antennasining empedansi an'anaviy oziqlantiruvchi bilan mos keladigan empedansga erishish uchun 50 Ō yoki 70 Ō bo'lishi kerak. RFID antennasi o'quvchining terminal yukiga va elektron tegning chiqishiga tengdir va kirish impedansi Zin antennaning kirish kuchlanishining Io kirish oqimiga nisbati sifatida aniqlanadi.

RFID antennasining nurlanish kuchi P∑ ekvivalent empedansdagi yo'qotishga teng. Bu ekvivalent empedans radiatsiya empedansi Z∑ deb ataladi,

3 Xulosa

RFID simsiz radiochastota texnologiyasini qo'llash talablarining doimiy ravishda aniqlanishi va dastur maydonining doimiy ravishda kengayishi bilan RFID tizimining asosiy komponenti sifatida antennani loyihalash va tadqiq qilish juda dolzarb va dolzarb bo'lib qoldi. Antenna texnologiyasi RFID tizimining asosiy texnologiyalaridan biri bo'lib, RFID texnologiyasining etukligi va keng qo'llanilishi uchun nazariy ahamiyatga ega va amaliy ahamiyatga ega.