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, antenas e RFID são membros igualmente importantes. RFID e antenas são interdependentes e inseparáveis. Seja um leitor RFID ou uma etiqueta RFID, seja a tecnologia RFID de alta frequência ou a tecnologia RFID de ultra-alta frequência, é inseparável daantena.
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 por ela 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 da radiação de ondas eletromagnéticas de antenas RFID
Quando um fio conduz uma corrente alternada, ele irradia ondas eletromagnéticas, e sua capacidade de irradiação está relacionada ao comprimento e ao formato do fio. Se a distância entre os dois fios for muito próxima, o campo elétrico é limitado entre eles, então a radiação é muito fraca; quando os dois fios são afastados, o campo elétrico se espalha no espaço circundante, então a radiação é intensificada. 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 consideravelmente, 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 o tamanho da antena. Quanto maior a potência a ser irradiada, maior o tamanho da antena.
Diretividade da antena RFID
As ondas eletromagnéticas irradiadas pela antena são direcionais. Na extremidade transmissora da antena, a diretividade refere-se à capacidade da antena de irradiar ondas eletromagnéticas em uma determinada direção. Para a extremidade receptora, significa a capacidade da antena de receber ondas eletromagnéticas de diferentes direções. O gráfico da função entre as características de radiação da antena e as coordenadas espaciais é o padrão da antena. Analisando o padrão da antena, podemos analisar as características de radiação da antena, ou seja, a capacidade da antena de transmitir (ou receber) ondas eletromagnéticas em todas as direções no 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 da antena RFID
O ganho da antena descreve quantitativamente o grau em que uma antena irradia potência de entrada de forma concentrada. Da perspectiva do padrão, quanto mais estreito o lóbulo principal, menor o lóbulo lateral e maior o ganho. Em engenharia, o ganho da antena é usado para medir a capacidade de uma antena de 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 um determinado intervalo. Nas mesmas condições, quanto maior o ganho, maior a distância de propagação da onda de rádio.
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 pelas duas extremidades centrais, e uma certa distribuição de corrente será gerada nos dois braços do dipolo. Essa distribuição de corrente excitará um campo eletromagnético no espaço ao redor da antena.
Antena espiral: É uma das antenas mais utilizadas em sistemas RFID. Geralmente, são feitas de fios enrolados em estruturas circulares ou retangulares para receber e transmitir sinais eletromagnéticos.
Antena de RF acoplada indutivamente: A antena de RF acoplada indutivamente é geralmente usada para comunicação entre leitores RFID e etiquetas RFID. Elas se acoplam por meio 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 microstrip: Geralmente é uma fina camada de metal fixada ao plano de aterramento. A antena patch microstrip é leve, pequena e de seção transversal fina. O alimentador e a rede de acoplamento podem ser produzidos simultaneamente à 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. São frequentemente utilizadas para aumentar a intensidade do sinal ou conduzir comunicações sem fio direcionais.
Antena com fundo de cavidade: é uma antena na qual a antena e o alimentador são colocados na mesma cavidade traseira. São comumente utilizadas em sistemas RFID de alta frequência e podem fornecer boa qualidade de sinal e estabilidade.
Antena linear de microfita: É uma antena miniaturizada e fina, geralmente utilizada em dispositivos pequenos, como dispositivos móveis e etiquetas RFID. São construídas 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 circularmente polarizadas. Geralmente são feitas de fio 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 frequências, finalidades, ocasiões e requisitos. Cada tipo de antena possui características únicas e cenários de aplicação. Ao selecionar uma antena RFID adequada, você precisa escolher com base nos requisitos reais da aplicação e nas condições ambientais.
Para saber mais sobre antenas, visite:
Telefone: 0086-028-82695327
Data de publicação: 15 de maio de 2024
