Vývoj a implementace technologie RFID do dvou tříd: anténa Anténa štítku nejen přenáší informace uložené ve štítku, ale také potřebuje zachytit identifikovaný objekt, což je systém pro operaci štítku Protože štítek by měl být připojen aby velikost štítku měla být malý konec a anténa by měla být malá Obecně impedance čipu štítku není 50 ohmů a anténa by měla realizovat konjugovanou shodu s čipem štítku přímo, aby poskytla náklady a snadno se vyrobila pro hromadnou výrobu V aplikacích by anténa štítku měla přijímat informace od štítku Obecně poloha nebo orientace štítku a připojení štítku k identifikovanému objektu nefixované. Anténa čtečky by tedy měla být kruhově polarizovaná anténa, aby se zabránilo, že je orientace identifikovaného objektu Změněno Mezitím by měla mít anténa nízký profil a realizovat miniaturizaci, z nichž některé měly jedno pásmo
Speciální technologie více antén nebo smartwillpassive RFID systém, energie pro udržení provozu štítku pochází z tromagnetické vlny vysílané anténou čtečky Zde je pasivní systém především (Keskilammi, Sydanheimo Kivikoski, 200Pro zdvojnásobení čtecího rozsahu, přenášeného výkonu, zisk antény nebo citlivost přijímače by se měla zvýšit alespoň o 12 dB Nejprve je popsán vliv zisku antény na výkon systému Když je přenášený výkon pevný, maximální čtecí rozsah systému RFID je omezen hlavně ziskem antény a provozní RF analýza spojení, elektry zpět k nim, nesoucí informace uložené v tagu Předpokládejme, že vf energie zachycená tagem může být zcela znovu vyzářena do prostoru Nechte výkon přenášený čtečkou pd a zisk antény čtečky být g Hustota výkonu ve vzdálenosti R, kde je značka umístěna, může být vyjádřena jako S = 4tnwsanintei Napájení na značku se vypočítá S, A kde A
Návrh antén pro aplikaci RFIDRKdyž je impedance čipu kapacitní, tj. Q<0, vyplývá z(13), že r>0 Zatímco impedance čipu je indukční, tj. Q>0, dr<0
Když Q=0, zatímco X4R R(R+R)Qc by měl být stejně malý z hlediska přenosu energie, když je štítková anténa připojena ke štítkové anténě Pro štítkovou anténu lze použít graf k vedení degn nebo k popisu antény tagu Tabulka je teoreticky důležitá a velmi užitečná pro jiné aplikace, přenos výkonu lze realizovat pouze tehdy, když anténa nespojí hodnotu impedance čipu, zatímco
Vývoj a implementace technologie RFIDhm nebo 75ohm struktura štítkové antény by měla být Anténa má schopnost realizovat několik pouzder pro použití v pásmu UhF s různou strukturou pa912MHz, jejichž skutečná část je přibližně 22ohm, 50ohm, 75ohm, 100ohm resp. výsledky pro tyto čtyři případy jsou znázorněny na obr. 7
Obr. 6 Výsledky symetrické antény obrácené F…………x32mmnce antény v různých případech
Návrh antén pro RF ID Application7 ukazuje, že symetrický kovový pásek obráceného F může realizovat několik impedančních známých typů štítkových antén, což jsou modifikace nebo transformace této struktury (Dobkin & Weigand, 2005) provedení několika štítkových antén Anténa B má menší výkon než anténa A, když je anténa zakřivená (Tikhov Won, 2004) AntC a d jsou napájeny indukčně vázanou smyčkou (Son Pyo, 2005)8 Vývoj osy antény tagu243Obr 9
Je použita geometrie meandrové dipólové antény obklopené obdélníkovým looUHF pásmem 43-j800 ohmů impedance a taganténa připojená k jeho čipu k čipu štítku Mezitím by štítková anténa mohla být malá. Na obr. 9 meandrovitý design a pár symetrických kovových pásků obklopený obdélníkem
Vývoj a implementace RFID Technologyloop je napájena Vyšší reálná část impedance může být realizována meandrovým dipólem, zatímco jeho hiární část může být napájena vazbou mezi obdélníkovou smyčkou a symetrickým meandrovým dipólem V této tagové anténě s vyšší absolutní hodnotou vyšší přenos Mezera podávacího místa je 0 Imm, šířka kovového putovaného pásu a hetální části obdélníkové smyčky je Imm a šířka její svislé části je 2 mm
Štítková anténa má tloušťku 0018 mm včetně její impedance a vyzařovacích diagramů, je vypočítána Simulované výsledky jsou v tabulce 1 a na obr. 10 Tyto výsledky ukazují, že anténa s malým použitím jako štítková anténa pro UHF pásmo rFiD čip aplikace Frekvenční (MHz) impedanceúčinný koeficient T009900009924487+i246222222Tabulka 1 Impedance a koeficient odrazu výkonu, koeficient přenosu výkonu pro anténu Tag (impedance čipu: 43-j800
Návrh antén pro RFID aplikaceneOtoMAeDOnorObr. 10 Vyzařovací diagram meandrové dipólové antény Vzhledem k tomu, že technologie RFiD se používá v širokých oblastech, RFID systémy se často objevují v kovovém prostředí a při návrhu antény je třeba vzít v úvahu vliv kovových předmětů (Penttila et al, 2006) RFID antény v mikrovlnném pásmu mají defekt při dopadu kovového prostředí. Chcete-li vyřešit problém, má RFID anténa prodlouženou část svého výkonu Měly by se prodiskutovat problémy s řazením Když je tradiční dipólová anténa připojena k mimořádně velkému kovovému záření, dojde k poškození Obecně V praxi se často používá štítková anténa s nízkým profilem, která je omezená
Na obr. 11, když se normální dipólová anténa přiblíží těsně ke kovovému povrchu, induktivní proud opačný proudem vyloučí vyzařování dipólu, což má za následek, že štítky antén, mikropásková anténa budou namontovány na kovové povrchy a identifikace kovových předmětů Fordinary tag čip, baltther obvod je potřeba k napájení potom Zde, na základě pólové antény, dva defor metalické povrchové oneodifikace k Yagi anténě, a druhý je dipólová anténa podporovaná EBGstructure A substrátem s vysokým dielektrikem koeficient je vložen mezi ponorný kovový povrch, jeho tloušťka obrátí orientaci indukčního proudu a záření se posílí Struktura EBG může snížit primární indukční proud,
Vývoj a implementace technologie RFIDbude k dispozici vyzařování dipólu a kovový povrch identifikovaného objektutaké uzemnění struktury EBGKovový povrchKovový povrchproudduproud8899Obr 11 Schéma návrhu pro antennametalické povrchya) Budicí proud v blízkosti kovového povrchu;(b) Schéma založené na Yagiho anténě(c)Schéma založené na struktuře EBGPodle představených schémat jsou na obr. 13 také uvedeny tři tagové anténysp1),6m(čip 3) aktivního dipólu (Qing &e Yang, 2004a).
Na obr. 12 je aktivní dipól připevněn k substrátu s relativním dielektrickým koeficientem er 102 Theth kovového pruhu Čipový dipól RFID (kovový proužek) 2Vysoký dielektrický koeficientKovová zemObr. 12 Štítková anténa pro čip 1 založená na anténě Yagi
Návrh antén pro RFID aplikaci4 osa y110mm39mmx axsp137mmobr. 13 Geometrie aktivního dipólu (rozměry v mm) npedance odpovídá impedanci čipu 15-j20 ohm v pásmu UHF Vyzařovací diagramy návrhu antény pro čip 2 s impedancí 67 ohm-j19 , struktura parametedjusted
Navržený dipól je znázorněn na obr. 15 a jeho simulované vyzařovací diagramy jsou znázorněny na obr. 16Cf štítkové antény pro čip 1
Návrh antén pro RFID aplikace Pak máme Pg=()G
G Pmemd4TRHustota výkonu zpětné vlny z tagu na pozici čtečky je tedy výkon přijímaný čtečkouPS,Amader =s,gTam, kde Gender znamená zisk antény čtečky, A,moder ekvivalentní aperturetenna, G, zisk antény štítku a A ekvivalentní aperturu štítku, Definujte ekvivalentní vysílaný PhenGreader(PEIRP) Označte Psnsitvinem prahovou sílu citlivosti Potom maximální úsek štítku, včetně antény a čipu, výkon prstenu tagPs1)
rozvoj a implementace technologie RFIDVýkonová hustota vlny zpětného rozptylu na pozici čtečky(12)丌R212PPack=S, Amader=S,grad4Úpravou impedance čipu tagu podle uložených dat v tagu se změnilo, a pak zpětná vlna přicházející z tagu a přijatá čtečkou zajistí, že lze realizovat amplitudovou modulaci a demodulaci V tomto lze číst informace tagu a objekt detekovaný teringem 03 zahrnuje: 915 MHz, 245 GHz a 5 8 GHz , odpovídající vlnové délky jsou přímo úměrné vlnové délce Ve skutečnosti je na stejnou vzdálenost prostorová ztráta na vyšší frekvenci větší než na nižší frekvenci
> Prostorová ztráta SL je definována jako 4TR4) Obvykle je velikost antény relevantní pro její pracovní frekvenci Pro nižší frekvenci bude anténa větší a velikost tagu se zvětší Když je anténa pevná, bude dosaženo vyššího zisku pro vyšší frekvenci Ing miniaturizace Abychom vhodně zvolili provozní frekvenci pro systém RFID, měli bychom současně zvážit mnoho faktorů, jejichž nesoulad způsobí, že anténa ztratí schopnost přijímat veškerý výkon antény pro příjem vln a p je vektor, který je ortogonální k polarizační vektor přijímající antény Polarizační faktor PLF je definován jako PLFcosp, neboli PLF(dB)=10lg PLFT, pak je výkon přijímaný anténou označen P=P PLF, nebo P(dB)=P(dB)+ PLF(dB )Návrh antén pro RF ID aplikace představuje výkon příchozí vlny nebo maximální výkon přijímaný anténou, když se polarizace shodují, p, jednotkový polarizační vektor přijímací antény a p jednotkový vektor příchozího signálu Předpokládejme, že přicházející vlna je kruhově polarizována Pak je jednotkový vektor vyjádřen jako PLF a PLF(dB)=-3dBantennObr.
2 Vývoj antén v technologii rFid inspiroval vývoj různých antén pro systémy RFID Spousta antén s vysokou perRFID anténou pro splnění určitých specifických specifikací RFID čelí mnoha výzvám, jako je struktura antény, velikost antény, provoz režim, šířka pásma, vyzařovací diagram, polarizace, vzájemná vazba mezi více anténami a rozptyl antény V systému RFID je theenna navržena jako kruhově polarizovaná anténa Patchirální anténa speciální případy, lineárně polarizovaná anténa Ve štítku, erodované nebo tištěné antény se běžně používají a dipól je typická struktura štítkové antény Některé kruhově polarizované antény pro štítek mohou být teorie pro přizpůsobení antény štítkovým čipem diskutovány o tom, jaký návrh antény štítku a analýza konfigurace štítku, Několik štítkových antén navržených s impedancí transformace pro přizpůsobení čipu speciální impedance, zejména pro aplikace v pásmu UHF Antény thetag jsou také navrženy pro integraci s již existujícími specifickými obvody s 50
Vývoj a implementace technologie RFIDSchémata pro návrh kruhově polarizované antény čtečky jsou také prezentována v některých dvou portech pro duální kruhovou polarizaci, upřednostňuje se aperturně vázaná patcha integrovaná s mikropáskovým odbočným spojovačem Některé úpravy pro dosažení širokého pásma, nebo splňují praktické požadavky Systém, ve kterém je použito více čtecích antén, je také diskutovánPři návrhu antény rFidother pchd Projektování se zabývalo návrhem antény namontované na kovových površích Je také představen a diskutován elektromagnetický rozptyl štítkové antény a relativní výpočty23 Anténanebo RFID aplikovat Účinné numerické metody podporují návrh antény Moderní design se stává výpočtem založeným na instrukcích relativní teorie nebo podle vypočtených výsledků Metoda návrhu antény založená na numerických metodách hasgn antény pro různé metody konečných prvků (FEM) a tyto metody, které mají různé vlastnosti a jsou široce používány
Obrázek 2 ukazuje některé známé metody, nástroje pro návrh Tyto nástroje pro návrh MoMbe se používají rychle a přesně, zejména u některých velkých anténních struktur. Sorptimizační metody, jako je optimalizační nástroj používaný v Zeland IE3D, lze začlenit do analýzy, aby byla anténa achThe Femnd Metody FDTD lze použít přímo k analýze výkonu antény Metoda FEM však získává přesné výsledky než metoda fdtd, metodu fdtd lze použít k analýze některých větších anténních struktur, řešení širokopásmových problémů v tirnamické ukázce distribuce elektromagnetického pole Některé nástroje jako např. HFSS, které jsou široce používány k návrhu antény pro rFIDtem, přidávají schopnost automatického záběru pro usnadnění a zlepšení vlastností Některé nástroje pro vhodnou analýzu vředů antény, ale ztrácejí schopnost řešit jiné antény nebo poskytují velké požadavky na paměť Innd designový software podporuje návrh antén v systému RFID a ntem pppa aa ro bdesignování antény, koncepce antény založená na obratně smíchaném s manipulačním softwarem a prototyp antény designpotantních numerických metod pomůže konstruktérovi tots perfoTo uspět při návrhu softwaru pod vedení antény prinPřestože funkce softwar
Návrh antén pro RFID aplikaciNumerická metodaMoMFEMFDTDIE3D FEKOHFSSXFDTDSnějaký simulátorEmpire FDTDSnějaký simulátorv designeru ADsg 2 Numerické metody a software3 Přenos energie mezi čipem a tagem; anténa Obecně se systém RFID skládá hlavně ze čtečky a štítku
Návrh tagu je nejrealizovanější, výkon tagu obvykle rozhoduje o výkonu tag se skládá z antény tagu a přenosu čipu přímo z konfigurace systému, relativní funkčnosti a také výkonu systému. Je tedy nutné analyzovat zapojení anténu štítku k čipu štítku rFid a prodiskutovat problém s impedanční shodou31 Teorie impedance Nejdůležitější faktor v dosahu čtení, kterým je štítek Ve srovnání s štítkem je u čtečky vždy zjištěno, že zpětný rozptyl mezi palubami je převážně omezený výkonem tagu Speciálně u pasivního tagu je tag a síla signálu přenášeného tagem z vysokofrekvenční energie, která je přenášena t. Impedance mezi anténou a čipem má přímý vliv na to, zda obvod tagu může dobře fungovat a čip je schopen komplementovat zpětnou komunikaci a omezuje přenos energie mezi anténou a čipem, impedanci teoretické frekvence ve vašem pásmu, problém přizpůsobení impedance se stává
Vývoj a implementace technologie RFID nebo vážná Impedance prototypu antény navrženého pro štítek je obvykle 50 návrh a vývoj vyžadují velké investice a čip Ateremeary s frekvencí a mají rozdíl, když se mění hnací výkon Je důležité dosáhnout antény a návrhu anténa, aby odpovídala stávajícímu čipu, je pohodlnější a praktičtější
Vzhledem k vlastnostem, jako je snadná výroba, nízká cena a malá velikost, přidání přímého nastavení přizpůsobením čipu libovolného při navrhování antény pro systém RFID (Nikitin et2005: Rao, Nikitin lam 2005lent obvod je znázorněn na obr. 3 Označeno Z anténní pedance aZ,=R+ jX,, pomocí Z impedance čipu a ZantennaDefinujte komplexní koeficient odrazu výkonu s asZ+ZPoté se koeficient odrazu výkonu vypočítá pomocí R,+r)+j(XRRX+Xr+ⅳy=Z
Návrh antén pro RF ID aplikaci, ať je impedance antény normalizovaná na skutečnou část impedance čipu, pakz oz +lčást a imaginární část na Smithově diagramu, jako je tradiční normalizovaná impedance Vzdálenost mezi každým Z a středovým bodem Smitha Znázorněte velikost komplexního koeficientu odrazu výkonu s, zatímco stopa impedančních bodů, které mají konstantní vzdálenost ke středu, tvoří soustřednou kružnici, která se nazývá ekvivalentní kružnice odrazu výkonu Středový bod Smithova diagramu je bodem dokonalé impedance. zatímco nejvzdálenější kruh označuje úplný nesoulad Koeficient přenosu energie O, Nikitin Lam, 2005b) lze také definovat jako IP,T, kde P znamená výkon ze čtečky zachycený štítkovou anténou, P výkon přenášený štítkovým anténním čipem. z obr. 3, že0≤r≤lXRX2=-, pak rovnice kruhu s konstantním koeficientem přenosu energie je vyjádřena následovně), graf impedance s R/Rnormalizovanou imaginární částí x,=X / R Kruhy s konstantní
75, 05, 025 jsou nakresleny na obr. 4 ThetheX, zatímco y volána jako úplná čára nesouladu. které impedanint nemůže dosáhnout, když čip a anténa XO, pak equ(24)bece
Vývoj a implementace technologie RFID69282-qc28284-Qcr=0524944-c13333Qc1-3333-e8283
928=249d4-028284Q-44140cPerfect Match56500E9282-eFig 4 Graf impedance s konstantním přenosem výkonu==(1-)5[rr-(2-r)=4(1-r)Vytváření derivace pro oba strany rovnice (2 samozřejmě znamená dokonalou shodu a O znamená úplnou neshodu, takže buď dokonalá shoda, nebo úplná neshoda je stálým bodem r