Entre as tecnologias de comunicação sem fio, apenas a relação entre o dispositivo transceptor sem fio e a antena do sistema RFID é a mais especial.Na família RFID, as antenas e o RFID são membros igualmente importantes.RFID e antenas são interdependentes e inseparáveis.Quer se trate de um leitor RFID ou de uma etiqueta RFID, quer se trate de tecnologia RFID de alta frequência ou tecnologia RFID de ultra-alta frequência, é inseparável doantena.
Um RFIDantenaé um conversor que converte ondas guiadas que se propagam em uma linha de transmissão em ondas eletromagnéticas que se propagam em um meio ilimitado (geralmente espaço livre), ou vice-versa.Uma antena é um componente de equipamento de rádio usado para transmitir ou receber ondas eletromagnéticas.A potência do sinal de radiofrequência emitida pelo transmissor de rádio é transportada para a antena através do alimentador (cabo) e é irradiada pela antena na forma de ondas eletromagnéticas.Após a onda eletromagnética atingir o local de recepção, ela é recebida pela antena (apenas uma pequena parte da potência é recebida) e enviada ao receptor de rádio através do alimentador, conforme mostrado na figura abaixo.
O princípio de irradiação de ondas eletromagnéticas de antenas RFID
Quando um fio transporta corrente alternada, ele irradia ondas eletromagnéticas e sua capacidade de radiação está relacionada ao comprimento e formato do fio.Se a distância entre os dois fios for muito próxima, o campo elétrico ficará limitado entre os dois fios, portanto a radiação será muito fraca;quando os dois fios são separados, o campo elétrico se espalha no espaço circundante, de modo que a radiação é aumentada.Quando o comprimento do fio é muito menor que o comprimento de onda da onda eletromagnética irradiada, a radiação é muito fraca;quando o comprimento do fio é comparável ao comprimento de onda da onda eletromagnética irradiada, a corrente no fio aumenta muito, formando uma radiação mais forte.O fio reto mencionado acima, que pode produzir radiação significativa, é geralmente chamado de oscilador, e o oscilador é uma antena simples.
Quanto maior o comprimento de onda das ondas eletromagnéticas, maior será o tamanho da antena.Quanto mais energia precisar ser irradiada, maior será o tamanho da antena.
Diretividade da antena RFID
As ondas eletromagnéticas irradiadas pela antena são direcionais.Na extremidade de transmissão da antena, a diretividade refere-se à capacidade da antena de irradiar ondas eletromagnéticas em uma determinada direção.Para o lado receptor, significa a capacidade da antena de receber ondas eletromagnéticas de diferentes direções.O gráfico de função entre as características de radiação da antena e as coordenadas espaciais é o padrão da antena.A análise do padrão da antena pode analisar as características de radiação da antena, ou seja, a capacidade da antena de transmitir (ou receber) ondas eletromagnéticas em todas as direções do espaço.A diretividade da antena é geralmente representada por curvas no plano vertical e no plano horizontal que representam a potência das ondas eletromagnéticas irradiadas (ou recebidas) em diferentes direções.
Ao fazer alterações correspondentes na estrutura interna da antena, a diretividade da antena pode ser alterada, formando assim diferentes tipos de antenas com características diferentes.
Ganho de antena RFID
O ganho da antena descreve quantitativamente o grau em que uma antena irradia potência de entrada de maneira concentrada.Da perspectiva do padrão, quanto mais estreito for o lóbulo principal, menor será o lóbulo lateral e maior será o ganho.Na engenharia, o ganho da antena é usado para medir a capacidade de uma antena enviar e receber sinais em uma direção específica.Aumentar o ganho pode aumentar a cobertura da rede em uma determinada direção ou aumentar a margem de ganho dentro de uma determinada faixa.Nas mesmas condições, quanto maior o ganho, mais longe a onda de rádio se propaga.
Classificação de antenas RFID
Antena dipolo: Também chamada de antena dipolo simétrica, consiste em dois fios retos de mesma espessura e comprimento dispostos em linha reta.O sinal é alimentado a partir dos dois pontos finais no meio, e uma certa distribuição de corrente será gerada nos dois braços do dipolo.Esta distribuição de corrente irá excitar um campo eletromagnético no espaço ao redor da antena.
Antena em espiral: É uma das antenas mais utilizadas em sistemas RFID.Geralmente são feitos de fios enrolados em estruturas circulares ou retangulares para permitir a recepção e transmissão de sinais eletromagnéticos.
Antena RF acoplada indutivamente: A antena RF acoplada indutivamente é geralmente usada para comunicação entre leitores RFID e etiquetas RFID.Eles se acoplam através de um campo magnético compartilhado.Essas antenas geralmente têm formato espiral para criar um campo magnético compartilhado entre o leitor RFID e a etiqueta RFID.
Antena patch de microfita: Geralmente é uma fina camada de patch de metal presa ao plano de aterramento.A antena patch microstrip é leve, pequena em tamanho e de seção fina.O alimentador e a rede correspondente podem ser produzidos ao mesmo tempo que a antena e estão intimamente relacionados ao sistema de comunicação.Os circuitos impressos são integrados e os patches podem ser fabricados por meio de processos de fotolitografia, que são de baixo custo e fáceis de produzir em massa.
Antena Yagi: é uma antena direcional composta por dois ou mais dipolos de meia onda.Eles são frequentemente usados para aumentar a intensidade do sinal ou conduzir comunicações sem fio direcionais.
Antena com cavidade posterior: É uma antena na qual a antena e o alimentador são colocados na mesma cavidade posterior.Eles são comumente usados em sistemas RFID de alta frequência e podem fornecer boa qualidade e estabilidade de sinal.
Antena linear microfita: É uma antena miniaturizada e fina, geralmente utilizada em pequenos dispositivos como dispositivos móveis e etiquetas RFID.Eles são construídos a partir de linhas de microfita que proporcionam bom desempenho em um tamanho menor.
Antena Espiral: Uma antena capaz de receber e transmitir ondas eletromagnéticas polarizadas circularmente.Geralmente são feitos de arame metálico ou chapa metálica e possuem uma ou mais estruturas em formato de espiral.
Existem muitos tipos de antenas para uso em diferentes situações, como diferentes frequências, diferentes finalidades, diferentes ocasiões e diferentes requisitos.Cada tipo de antena possui características únicas e cenários aplicáveis.Ao selecionar uma antena RFID adequada, você precisa escolher com base nos requisitos reais da aplicação e nas condições ambientais.
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Horário da postagem: 15 de maio de 2024
