Trong số các công nghệ truyền thông không dây, chỉ có mối quan hệ giữa thiết bị thu phát không dây và ăng-ten của hệ thống RFID là đặc biệt nhất. Trong họ RFID, ăng-ten và RFID là những thành phần quan trọng ngang nhau. RFID và ăng-ten phụ thuộc lẫn nhau và không thể tách rời. Cho dù là đầu đọc RFID hay thẻ RFID, cho dù là công nghệ RFID tần số cao hay công nghệ RFID siêu cao tần, chúng đều không thể tách rời.ăng-ten.
Một RFIDăng-tenlà một bộ chuyển đổi sóng có chức năng chuyển đổi sóng dẫn truyền trên đường truyền thành sóng điện từ truyền trong môi trường không giới hạn (thường là không gian tự do), hoặc ngược lại. Ăng-ten là một thành phần của thiết bị vô tuyến dùng để phát hoặc thu sóng điện từ. Công suất tín hiệu tần số vô tuyến do máy phát vô tuyến phát ra được truyền đến ăng-ten thông qua bộ cấp nguồn (cáp), và được ăng-ten bức xạ dưới dạng sóng điện từ. Sau khi sóng điện từ đến vị trí thu, ăng-ten sẽ thu sóng (chỉ một phần nhỏ công suất được thu) và truyền đến máy thu vô tuyến thông qua bộ cấp nguồn, như minh họa trong hình bên dưới.
Nguyên lý phát sóng điện từ từ ăng-ten RFID
Khi một dây dẫn mang dòng điện xoay chiều, nó sẽ phát ra sóng điện từ, và khả năng bức xạ của nó liên quan đến chiều dài và hình dạng của dây. Nếu khoảng cách giữa hai dây rất gần, điện trường bị ràng buộc giữa hai dây, do đó bức xạ rất yếu; khi hai dây bị kéo giãn ra, điện trường bị lan tỏa ra không gian xung quanh, do đó bức xạ được tăng cường. Khi chiều dài của dây nhỏ hơn nhiều so với bước sóng của sóng điện từ được bức xạ, bức xạ rất yếu; khi chiều dài của dây tương đương với bước sóng của sóng điện từ được bức xạ, dòng điện trên dây tăng lên rất nhiều, hình thành bức xạ mạnh hơn. Dây thẳng nói trên có thể tạo ra bức xạ đáng kể thường được gọi là bộ dao động, và bộ dao động là một ăng-ten đơn giản.
Sóng điện từ có bước sóng càng dài thì kích thước ăng-ten càng lớn. Công suất cần bức xạ càng lớn thì kích thước ăng-ten càng lớn.
Độ định hướng ăng-ten RFID
Sóng điện từ phát ra từ ăng-ten có tính định hướng. Ở đầu phát của ăng-ten, tính định hướng đề cập đến khả năng phát sóng điện từ theo một hướng nhất định của ăng-ten. Ở đầu thu, tính định hướng nghĩa là khả năng thu sóng điện từ từ các hướng khác nhau của ăng-ten. Đồ thị hàm số giữa đặc tính bức xạ của ăng-ten và tọa độ không gian chính là mẫu hình ăng-ten. Phân tích mẫu hình ăng-ten có thể phân tích các đặc tính bức xạ của ăng-ten, tức là khả năng phát (hoặc thu) sóng điện từ theo mọi hướng trong không gian của ăng-ten. Tính định hướng của ăng-ten thường được biểu diễn bằng các đường cong trên mặt phẳng thẳng đứng và mặt phẳng nằm ngang, biểu thị công suất của sóng điện từ phát ra (hoặc thu được) theo các hướng khác nhau.
Bằng cách thực hiện những thay đổi tương ứng với cấu trúc bên trong của ăng-ten, tính định hướng của ăng-ten có thể thay đổi, từ đó hình thành nên các loại ăng-ten khác nhau với những đặc điểm khác nhau.
Độ lợi ăng-ten RFID
Độ lợi anten mô tả định lượng mức độ tập trung công suất đầu vào của anten. Xét về mặt mô hình, thùy chính càng hẹp, thùy phụ càng nhỏ và độ lợi càng cao. Trong kỹ thuật, độ lợi anten được sử dụng để đo khả năng phát và thu tín hiệu của anten theo một hướng cụ thể. Việc tăng độ lợi có thể làm tăng vùng phủ sóng của mạng theo một hướng nhất định, hoặc tăng biên độ lợi trong một phạm vi nhất định. Trong cùng điều kiện, độ lợi càng cao, sóng vô tuyến truyền đi càng xa.
Phân loại ăng-ten RFID
Ăng-ten lưỡng cực: Còn được gọi là ăng-ten lưỡng cực đối xứng, bao gồm hai dây dẫn thẳng có cùng độ dày và chiều dài được sắp xếp theo đường thẳng. Tín hiệu được đưa vào từ hai điểm cuối ở giữa, và một sự phân bố dòng điện nhất định sẽ được tạo ra trên hai nhánh của lưỡng cực. Sự phân bố dòng điện này sẽ kích thích một trường điện từ trong không gian xung quanh ăng-ten.
Ăng-ten cuộn: Đây là một trong những ăng-ten được sử dụng rộng rãi nhất trong hệ thống RFID. Chúng thường được làm bằng dây dẫn quấn thành hình tròn hoặc hình chữ nhật để có thể thu và truyền tín hiệu điện từ.
Ăng-ten RF cảm ứng: Ăng-ten RF cảm ứng thường được sử dụng để giao tiếp giữa đầu đọc RFID và thẻ RFID. Chúng kết nối thông qua một từ trường chung. Các ăng-ten này thường có hình xoắn ốc để tạo ra một từ trường chung giữa đầu đọc RFID và thẻ RFID.
Ăng-ten vá vi dải: Thường là một lớp kim loại mỏng được gắn vào mặt đất. Ăng-ten vá vi dải có trọng lượng nhẹ, kích thước nhỏ và tiết diện mỏng. Bộ cấp nguồn và mạng lưới phối hợp có thể được sản xuất cùng lúc với ăng-ten, và có liên quan chặt chẽ với hệ thống thông tin liên lạc. Các mạch in được tích hợp với nhau, và các miếng vá có thể được sản xuất bằng quy trình quang khắc, chi phí thấp và dễ sản xuất hàng loạt.
Ăng-ten Yagi: là ăng-ten định hướng bao gồm hai hoặc nhiều lưỡng cực bán sóng. Chúng thường được sử dụng để tăng cường cường độ tín hiệu hoặc thực hiện truyền thông không dây định hướng.
Ăng-ten khoang: Là loại ăng-ten mà phần ăng-ten và bộ cấp nguồn được đặt trong cùng một khoang ở phía sau. Loại ăng-ten này thường được sử dụng trong các hệ thống RFID tần số cao và có thể cung cấp chất lượng tín hiệu tốt và ổn định.
Ăng-ten tuyến tính vi dải: Đây là loại ăng-ten thu nhỏ và mỏng, thường được sử dụng trong các thiết bị nhỏ như thiết bị di động và thẻ RFID. Chúng được chế tạo từ các đường vi dải, mang lại hiệu suất tốt trong kích thước nhỏ hơn.
Ăng-ten xoắn ốc: Ăng-ten có khả năng thu và phát sóng điện từ phân cực tròn. Chúng thường được làm bằng dây kim loại hoặc tấm kim loại và có một hoặc nhiều cấu trúc hình xoắn ốc.
Có nhiều loại ăng-ten được sử dụng trong các tình huống khác nhau, chẳng hạn như tần số, mục đích, thời điểm và yêu cầu khác nhau. Mỗi loại ăng-ten đều có những đặc điểm và ứng dụng riêng. Khi lựa chọn ăng-ten RFID phù hợp, bạn cần dựa trên yêu cầu ứng dụng thực tế và điều kiện môi trường.
Để tìm hiểu thêm về ăng-ten, vui lòng truy cập:
Điện thoại: 0086-028-82695327
Thời gian đăng: 15-05-2024
