RFID-teknologian kehittäminen ja käyttöönotto kahteen luokkaan: antenni Tunnisteantenni ei ainoastaan lähetä tunnisteeseen tallennettua tietoa, vaan sen on myös otettava kiinni tunnistetusta kohteesta, tunnisteen toiminnan sis ergia Koska tunniste on kiinnitettävä Tunnisteen koon tulee olla pieni ja antennin tulee olla pieni. Yleensä tunnistesirun impedanssi ei ole 50 ohmia, ja antennin tulisi ymmärtää konjugaatin yhteensopivuus tunnisteen kanssa suoraan, jotta se maksaa ja on helppo valmistaa massatuotantoon Sovelluksissa tunnisteantennin tulisi vastaanottaa tietoa tunnisteesta Yleensä tunnisteen sijainti tai suunta ja tunnistetun kohteen kiinnittäminen kiinnittämättä Lukija-antennin tulee olla ympyräpolarisoitu antenni, jotta tunnistetun kohteen suunta ei muutu. muutettu Sillä välin antennin tulisi olla matalaprofiilinen ja toteuttaa miniatyrisointi, joista osa on yksi kaista
Erityinen usean antennin tekniikka tai älykäs tahto-passiivinen RFID-järjestelmä, energia tunnisteen toiminnan ylläpitämiseen tulee lukijaantennin lähettämästä tromagneettisesta aallosta Tässä passiivinen järjestelmä on pääosin antennivahvistuksen tai vastaanottimen herkkyyden tulisi kasvaa vähintään 12 dB Ensin kuvataan antennin vahvistuksen vaikutus järjestelmän suorituskykyyn Kun lähetysteho on kiinteä, RFID-järjestelmän maksimilukualuetta rajoittavat pääasiassa antennin vahvistus ja toimintaRF. linkkianalyysi, sähköt takaisin thederiin kuljettaen tunnisteeseen tallennetut tiedot Oletetaan, että tunnisteen keräämä rF-energia voidaan säteillä uudelleen tilaan kokonaan. Olkoon lukijan lähettämä teho pd ja lukijan antennin vahvistus gTehon tiheys etäisyydellä Rjohon tunniste sijoitetaan voidaan ilmaista kaavallaS=4tnwsaninteiTunnisteen tehot lasketaanS,AwhereA
Antennien suunnittelu RFID-sovelluksilleRKun sirun impedanssi on kapasitiivinen, eli Q<0, seuraa siitä(13), että r>0Kun sirun impedanssi on induktiivinen, eli Q<0, dr<0
Kun Q=0, kun X4R R(R+R)Qc:n pitäisi olla yhtä pieni tehonsiirron näkökulmasta,kun tunnisteantenni on kytketty tag-chiriin. kuvaamaan tunnisteantennia Kaavio on teoreettisesti tärkeä ja erittäin hyödyllinen muihin sovelluksiin. Tehonsiirto voidaan toteuttaa vain, jos antennin sirun impedanssin injugoitu arvo samalla
RFID-tekniikan kehittäminen ja toteutushm tai 75ohm tunnisteantennin rakenteen tulisi ollaAntennin kyky toteuttaa useita esto-UhF-kaistasovellustapauksia, joilla on erilainen rakenne pa912MHz, joiden todellinen osa on vastaavasti noin 22ohm, 50ohm, 75ohm, vastaavasti 100ohm. näiden neljän tapauksen tulokset on esitetty kuvassa 7
Kuva 6 Antennin symmetrinen käänteinen F-antenni…………x32mmnce antennin tulokset eri tapauksissa
Antennien suunnittelu RF ID -sovellukselle7 osoittaa, että symmetrinen käänteinen F-metallinauha voi toteuttaa useita impedanssia, tutut tunnisteantennityypit ovat tämän rakenteen teodifikaatioita tai muunnoksia (Dobkin &e Weigand, 2005) useiden tunnisteantennien Antenna B sillä on vähemmän suorituskykyä kuin antennilla A, kun antenni on kaareva (Tikhov Won, 2004) AntC ja d syötetään induktiivisesti kytketystä silmukasta (Son Pyo, 2005)8 Tunnisteen antennin akselin kehitys243Kuva 9
Käytetään suorakaiteen muotoisen looUHF-kaistan 43-j800 ohmin impedanssin ympäröimän mutkaisen dipoliantennin geometriaa, jonka siru on liitetty tag-sirulle tag-antenni. Samaan aikaan tunnisteantenni on pieni. Kuvassa 9 on mutkaisesti suunniteltu ja symmetrinen metallinauhapari jota ympäröi suorakaiteen muotoinen
RFID-teknologian kehittäminen ja käyttöönotto Silmukka syötetään Impedanssin korkeampi reaaliosa voidaan toteuttaa mutkaisella dipolilla, kun taas sen hiaariosa voidaan syöttää suorakaiteen muotoisen silmukan ja symmetrisen mutkaisen dipolin välisellä kytkennällä. Tässä tunnisteantennissa korkeampi absoluuttinen arvo. voimansiirto Syöttökohdan rako on 0 Imm, metallisen vaeltavan nauhan ja suorakaiteen muotoisen silmukan hetal-osan leveys on Imm ja sen pystysuoran osan leveys on 2 mm
Tunnisteantennin paksuus on 0018 mm, mukaan lukien sen impedanssi ja säteilykuviot, lasketaan. Simuloidut tulokset ovat taulukossa 1 ja kuvassa 10 Nämä tulokset osoittavat, että antennia, jossa on pieni, on käytetty tunnisteantennina UHF-kaistan rFiD-sirusovelluksessa Freq(MHz) impedanssitehokerroin T009900009924487+i246222222Taulukko 1 Impedanssi- ja tehoheijastuskerroin, Tag-antennin tehonsiirtokerroin (sirun impedanssi: 43-j800
Antennien suunnittelu RFID-sovellukseenneOtoMAeDOnorKuva 10 Kaareva dipoliantennin säteilykuvio Koska RFID-tekniikkaa käytetään laajoilla kentillä, RFID-järjestelmiä esiintyy usein metalliympäristössä, ja metalliesineiden vaikutus on otettava huomioon antennin suunnittelussa (Penttila et. al, 2006) Mikroaaltokaistan RFID-antenneissa on puutteita metallisen ympäristön vaikutuksen alaisena. Ongelman ratkaisemiseksi RFID-antennin lisätty osa suorituskyvystä Lajitteluongelmista tulisi keskustellaKun perinteinen dipoliantenni kiinnitetään erittäin suureen metalliseen säteilyyn Yleisesti ottaen , tarra-antenni tarvitaan Käytännön sovelluksessa matalaprofiilista tunnisteantennia käytetään usein, ja sen käyttö on rajallista.
Kuvassa 11, kun normaali dipoliantenni lähestyy metallipintaa, virran aiheuttama induktiivinen virtakohta eliminoi dipolin säteilyn, mikä johtaa siihen, että antennien tunnisteet, mikroliuska-antenni on asennettu metallipinnoille ja tunnistaa metalliesineet Fordinary tag siru, baltther-piiri tarvitaan syöttämään sitten. Tässä napa-antennin perusteella kaksi metallipintojen defibointia Yagi-antenniin ja toinen on dipoliantenni, jota tukee EBGstructure A -substraatti, jolla on korkea dielektrisyys kerroin on kerrostettu dip-metallipinnan väliin, sen paksuus kääntää induktiivisen virran suunnan ja säteily vahvistuu. EBG-rakenne voi painaa ensisijaisen induktiivisen virran,
RFID-teknologian kehittäminen ja käyttöönotto dipolin säteily on käytettävissä ja tunnistetun kohteen metallipinta myös EBG-rakenteen pohja.MetallipintaMetallin pintavirtavirta8899Kuva 11 Antennimetallipintojen suunnittelukaavioa) Herätysvirta lähellä metallipintaa;(b) Kaavio, joka perustuu Yagi-antenniin(c) Kaavio, joka perustuu EBG-rakenteeseen esiteltyjen kaavioiden mukaisesti, kolme tag-antenniasp1),6m(chip 3) aktiivisesta dipolista (Qing &e Yang, 2004a) on myös esitetty kuvassa 13.
Kuvassa 12 dipoli on kiinnitetty substraattiin suhteellisella dielektrisyyskertoimella er 102 Theth of the metal strilRFID Chipctive dipoli (metallinauha) 2Suuri dielektrisyyskerroinMetallikiviKuva 12 Merkkiantenni sirulle 1 perustuu Yagi-antenniin
Antennien suunnittelu RFID-sovellukselle4 y akseli110mm39mmx axsp137mm Kuva 13 Aktiivisen dipolin geometria (mitat mm)npedanssi vastaa sirun impedanssia 15-j20 ohmia UHF-kaistalla. , rakenne parametroituna
Suunniteltu dipoli on esitetty kuvassa 15, ja sen simuloidut säteilykuviot on esitetty kuvassa 16Cf sirun 1 tunnisteantenni
Antennien suunnittelu RFID-sovelluksilleSitten meillä on Pg=()G
G Pmemd4TRPaluuaallon tehotiheys tunnisteesta lukijan kohdassa on siis lukijan vastaanottama tehoPS,Amader =s,gEttä missä sukupuoli tarkoittaa lukijan antennin vahvistusta, A,moder vastaavaa aperturetennaa, G, tunnisteantennin vahvistus ja A vastaava aukko Määrittele vastaava lähetetty PThenGreader(PEIRP) Merkitse Psnsitvin herkkyyden kynnystehoa Sitten tunnisteen suurin lukemaosuus, mukaan lukien antenni ja siru, tagiPs1)
RFID-tekniikan kehittäminen ja käyttöönottoTakaisinsirontaaallon tehotiheys lukijan sijainnissa(12)丌R212PPack=S, Amader=S,grad4Säätämällä tunnisteen sirun impedanssi tunnisteeseen tallennettujen tietojen mukaan muuttunut, ja sitten tunnisteesta tuleva ja lukijan vastaanottama paluuaalto varmistaa, että amplitudimodulaatio ja demodulaatio voidaan toteuttaa. Tässä tunnistetiedot voidaan lukea ja 03-teringin havaitsema kohde sisältää: 915MHz, 245GHz ja 5 8GHz , vastaavat aallonpituudet ovat suoraan verrannollisia aallonpituuteen. Itse asiassa samalla etäisyydellä tilahäviö korkeammalla taajuudella on suurempi kuin pienemmällä taajuudella
> Tilahäviö SL määritellään 4TR4) Yleisesti antennin koko on olennainen sen toimintataajuuden kannalta Matalalla taajuudella antenni on suurempi ja tagin koko kasvaa Kun antenni on kiinteä, saavutetaan suurempi vahvistus korkeamman taajuuden Ing miniatyrisointi Jotta voisimme valita RFID-järjestelmän toimintataajuuden oikein, meidän on otettava samanaikaisesti huomioon monia tekijöitä, jotka eivät vastaa yhteensopivuutta, jolloin antenni menettää kyvyn vastaanottaa koko aaltovastaanottoantennin tehoa, ja p on vektori, joka on ortogonaalinen vastaanottavan antennin polarisaatiovektori Polarisaatiokerroin PLF määritellään muodossa PLFcosp tai PLF(dB)=10lg PLFT, jolloin antennin vastaanottamaa tehoa merkitään P=P PLF tai P(dB)=P(dB)+ PLF(dB) )Antennien suunnittelu RF ID -sovelluksille Tarkoittaa saapuvan aallon tehoa tai antennin vastaanottamaa maksimitehoa, kun polarisaatiot täsmäävät, p, vastaanottoantennin yksikköpolarisaatiovektori ja p saapuvan antennin yksikkövektori. saapuva aalto on ympyräpolarisoitu. Sitten yksikkövektori ilmaistaan PLF:nä ja PLF(dB)=-3dBantennina Kuva 1 Antennin polarisaatiot ja antennin ja aallon välinen yhteensopivuus vähentävät järjestelmää, joten sopivan polarisaation valinta on myös tärkeä askel antennin suunnittelussa2
2 Antennien kehittäminen rFid-tekniikassa inspiroi erilaisten antennien kehittämistä RFID-järjestelmiin. Monet antennit, joissa on korkea perRFID-antenni vastaamaan tiettyjä RFID-spesifikaatioita, kohtaavat monia haasteita, kuten antennin rakenne, antennin koko, toiminta tila, kaistanleveys, säteilykuvio, polarisaatio, keskinäinen kytkentä useiden antennien välillä ja antennin sironta RFID-järjestelmässä theenna on suunniteltu ympyräpolarisoiduksi antenniksi. käytetään yleisesti, ja dipoli on tyypillinen tunnisteantennin rakenne. Jotkut tunnisteen ympyräpolarisoidut antennit voivat olla teoriassa antennin yhteensovittamiseksi tag-sirun kanssa. Keskustellaan mikä merkkiantennin guiche-suunnittelu ja tunnistekonfiguraation analyysi, Useita tunnisteantenneja, jotka on suunniteltu impedanssilla muunnos piirin erityisimpedanssin sovittamiseksi, erityisesti UHF-kaistasovelluksiin. Thetag-antennit on myös suunniteltu integroitaviksi jo olemassa oleviin erityispiireihin, joissa on 50
RFID-teknologian kehittäminen ja käyttöönotto Kaaviot ympyräpolarisoidun lukijaantennin suunnittelua varten esitetään myös joissakin kaksoiskiertopolarisaation porteissa, mikroliuskahaaroitusliittimeen integroitu aukkokytketty patcha on edullinen. Joitakin muutoksia laajakaistan saavuttamiseksi, tai vastaa käytännön vaatimuksia Järjestelmästä, jossa käytetään useita lukijaantenneja, keskustellaan myös antennin suunnittelussa rFidother pcd. Suunnittelu johti metallipinnoille asennetun antennin suunnitteluun. Myös tunnisteantennin sähkömagneettista sirontaa esitellään ja käsitellään sekä suhteellisia laskelmia23 Antenni tai RFID sovellusTehokkaat numeeriset menetelmät edistävät antennisuunnittelua Modernista suunnittelusta tulee laskentaa, joka perustuu suhteellisen teorian anteoriakäskyyn tai laskettujen tulosten mukaan Numeerisiin menetelmiin perustuva antennisuunnittelumenetelmä hasgn antenneja erilaisilleFinite Element Method (FEM) -menetelmille ja näille menetelmille, jotka ovat ominaisuuksiltaan erilaisia ja joita käytetään laajalti
Kuvassa 2 on tuttuja menetelmiä suunnittelutyökalut Näitä suunnittelua voidaan käyttää nopeasti ja tarkasti, erityisesti joissakin suurissa antennirakenteissa. Sorptimointimenetelmiä, kuten Zeland IE3D:ssä käytetty optimointityökalu, voidaan käyttää analyysissä, jotta antenni saadaan kuntoon. FDTD-menetelmiä voidaan käyttää suoraan antennin suorituskyvyn analysointiin Kuitenkin FEM-menetelmällä saadaan tarkempia tuloksia kuin fdtd-menetelmällä fdtd-menetelmällä voidaan analysoida joitain suurempia antennirakenteita, ratkaista laajakaista-ongelmia sähkömagneettisen kentän jakautumista käsittelevässä demossa. Jotkut työkalut, kuten esim. HFSS:t, joita käytetään laajalti antennin määrittämiseen rFIDtemille, lisäävät automaattisen niveltymiskyvyn helpottaakseen ja parantaakseen ominaisuuksia. Jotkut työkalut, jotka analysoivat antennin haavaumia sopivasti, mutta menettävät kyvyn ratkaista muita antenneja tai tarjoavat suuren muistintarpeen. Suunnitteluohjelmisto edistää RFID-järjestelmän antennien suunnittelu ntem pppa aa ro bdesigning antenni, niihin perustuva antennikonsepti yhdistettynä taitavasti manipulointiohjelmiston kanssa ja antenniprototyyppi designpotanttant lative numeerisista menetelmistä auttavat suunnittelijaa menestymään ohjelmistojen suunnittelussa. Antenniprin-opastusVaikka ohjelmistosodan toiminto
Antennien suunnittelu RFID-sovellukselleNumeerinen menetelmäMoMFEMFDTDIE3D FEKOHFSSXFDTDSimulaattoriEmpire FDTDSOma simulaattori ADsg 2:ssa Numeeriset menetelmät ja ohjelmisto3 Tehonsiirto tunnistesirun ja amp; antenniYleensä RFID-järjestelmä koostuu pääasiassa lukijasta ja tunnisteesta
Tunnisteen suunnittelu on suurin toteutus, tunnisteen suorituskyky ratkaisee yleensä tunnisteen suorituskyvyn. Tunniste koostuu tunnisteantennista ja sirun lähetyksestä suoraan järjestelmän kokoonpanosta, suhteellisesta toiminnan toteutumisesta ja myös järjestelmän suorituskyvystä. Siksi on tarpeen analysoida tunnisteantenni rFid-tunnisteeseen ja keskustella impedanssisovitusongelmasta31 Impedanssin teoriaLukualueen tärkein tekijä, joka on tunniste Tagiin verrattuna lukija voi aina havaita, että takaisinsironta veneilyalueen välillä on pääosin rajoitettu tunnisteen suorituskyvyn perusteella Erityisesti passiiviselle tunnisteelle g tunniste ja tunnisteen uudelleenlähettämän signaalin teho ovat peräisin rF-energiasta, joka välittyy antennin ja sirun välisellä impedanssisovituksella on suora, voiko tunnistepiiri toimia hyvin. ja siru pystyy toteuttamaan takaisinsirontaviestinnän ja rajoittaa antennin ja sirun välistä tehonsiirtoa, taajuuden impedanssia kaistalle, impedanssisovitusongelmasta tulee
RFID-teknologian kehittäminen ja käyttöönotto tai vakavasti Tavallisesti tunnisteelle suunnitellun antennin prototyypin impedanssi on 50. Suunnittelu ja kehitys vaativat suuria investointeja, ja Chip Ateremearylla ja taajuudella on ero, kun ajotehoa muutetaan On tärkeää saavuttaa antenni ja suunnittelu olemassa olevaan siruun sopiva antenni on kätevämpi ja käytännöllisempi
Johtuen tarpeista, kuten helppo valmistus, alhainen hinta ja pieni koko, mielivaltaisen sirun lisääminen suoraan säätämällä RFID-järjestelmän antennin suunnittelussa (Nikitin et2005: Rao, Nikitin lam 2005lent -piiri näkyy kuvassa 3. Merkitse Z:llä antennipedanssi jaZ,=R+ jX,, Z:lla sirun impedanssi ja ZantennaMääritä kompleksitehoheijastuskerroin s asZ+Z Sitten tehoheijastuskerroin lasketaan kaavalla R,+r)+j(XRRX+Xr+ⅳy=Z
Antennien suunnittelu RF ID -sovelluksiinOle antennin impedanssi normalisoitu sirun impedanssin todelliseen osaan, sitten z o z +lpart ja kuvitteellinen osa Smith Chartissa, kuten perinteinen normalisoitu impedanssi. Jokaisen Z:n ja Smithin keskipisteen välinen etäisyys Kaavio kompleksisen tehoheijastuskertoimen s suuruus, kun taas impedanssipisteiden jälki, joiden etäisyys keskipisteeseen on vakio, muodostaa samankeskisen ympyrän, jota kutsutaan ekvivalenttitehoheijastusympyräksi Smith-kaavion keskipiste on täydellinen impedanssin sovituspiste, kun taas uloin ympyrä tarkoittaa täydellistä yhteensopimattomuutta. VoimansiirtokerroinO, Nikitin Lam, 2005b) voidaan myös määritellä IP,T, jossa P, tarkoittaa tunnisteantennin sieppaamaa lukijan tehoa, Ptunnisteantennimerkkisirun lähettämää tehoa. kuvasta 3, että0≤r≤lXRX2=-, niin ympyrän yhtälö vakioteholähetyskertoimella ilmaistaan seuraavasti), impedanssikaavio R/Rnormalisoidulla imaginaariosalla x,=X / R Ympyrät vakiolla
75, 05, 025 piirretään kuvassa 4 ThetheX, kun taas y kutsutaan täydelliseksi yhteensopimattomuusviivaksi Kun pienenee, niiden ympyröiden säde, joilla on vakio tehonsiirtokerroin kasvaa, kun taas r→0vakiolähetyskerroin lähestyy standgenttiaan eli y-akselia. jota impedanintti ei voi saavuttaa, kun siru ja antenni XO, niin equ(24)bece
RFID-teknologian kehittäminen ja käyttöönotto69282-qc28284-Qcr=0524944-c13333Qc1-3333-e8283
928=249d4-028284Q-44140cPerfect Match56500E9282-eKuva 4 Impedanssikaavio vakiotehon siirtoteholla==(1-)5[rr-(2-r)=4(1-r) Derivaata molemmille yhtälön puolet (2Tarkoittaa ilmeisesti täydellistä yhteensopivuutta, ja O tarkoittaa täydellistä yhteensopimattomuutta, joten joko täydellinen vastaavuus tai täydellinen yhteensopimattomuus on r:n vakaa piste