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 viên quan trọng như nhau. RFID và ăng-ten phụ thuộc lẫn nhau và không thể tách rời. Cho dù đó là đầu đọc RFID hay thẻ RFID, cho dù đó là công nghệ RFID tần số cao hay công nghệ RFID siêu tần số cao, thì nó không thể tách rời khỏiăng ten.
Một RFIDăng tenlà một bộ chuyển đổi 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 được sử dụng để truyền hoặc nhận 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 thu sóng (chỉ thu được một phần nhỏ công suất) và gửi đến máy thu vô tuyến thông qua bộ cấp nguồn, như thể hiện 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, trường điện bị ràng buộc giữa hai dây, do đó bức xạ rất yếu; khi hai dây bị kéo ra xa nhau, trường điện bị kéo ra trong 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 được đề cập ở trên có thể tạo ra bức xạ đáng kể thường được gọi là dao động và dao động là một ăng-ten đơn giản.
Bước sóng của sóng điện từ càng dài thì kích thước của ăng-ten càng lớn. Càng nhiều năng lượng cần bức xạ thì kích thước của ăng-ten càng lớn.
Định hướng ăng-ten RFID
Sóng điện từ do ăng-ten phát ra có tính định hướng. Ở đầu phát của ăng-ten, tính định hướng đề cập đến khả năng ăng-ten phát ra sóng điện từ theo một hướng nhất định. Đối với đầu thu, tính định hướng có nghĩa là khả năng ăng-ten thu được sóng điện từ từ các hướng khác nhau. Đồ thị hàm số giữa các đặc điểm bức xạ của ăng-ten và tọa độ không gian chính là mẫu ăng-ten. Phân tích mẫu ăng-ten có thể phân tích các đặc điểm bức xạ của ăng-ten, tức là khả năng ăng-ten truyền (hoặc thu) sóng điện từ theo mọi hướng trong không gian. 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 diễn 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, do đó hình thành các loại ăng-ten khác nhau với các đặc điểm khác nhau.
Độ lợi ăng-ten RFID
Độ lợi ăng-ten mô tả định lượng mức độ mà ăng-ten phát ra công suất đầu vào theo cách tập trung. Theo quan điểm của mô hình, thùy chính càng hẹp, thùy bên càng nhỏ và độ lợi càng cao. Trong kỹ thuật, độ lợi ăng-ten được sử dụng để đo khả năng của ăng-ten trong việc gửi và nhận tín hiệu theo một hướng cụ thể. Tăng độ lợi có thể tăng phạm vi phủ sóng của mạng theo một hướng nhất định hoặc tăng biên độ 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, gồm hai dây 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 cánh tay 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 quấn thành các cấu trúc hình tròn hoặc hình chữ nhật để có thể nhận 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 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 phẳng đất. Ăng-ten vá vi dải có trọng lượng nhẹ, kích thước nhỏ và tiết diện mỏng. Bộ cấp nguồn và mạng lưới kết hợp có thể được sản xuất cùng lúc với ăng-ten và có liên quan chặt chẽ với hệ thống truyền thông. 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 nửa sóng. Chúng thường được sử dụng để tăng cường cường độ tín hiệu hoặc thực hiện truyền thông không dây định hướng.
Ăng-ten có khoang: Đây là loại ăng-ten mà ăng-ten và bộ cấp nguồn được đặt trong cùng một khoang sau. Chúng 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 cung cấp hiệu suất tốt trong kích thước nhỏ hơn.
Ăng ten xoắn ốc: Một ăng-ten có khả năng thu và truyền 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 để sử dụng trong các tình huống khác nhau như tần số khác nhau, mục đích khác nhau, dịp khác nhau và yêu cầu khác nhau. Mỗi loại ăng-ten có đặc điểm riêng và các tình huống áp dụng. Khi lựa chọn ăng-ten RFID phù hợp, bạn cần lựa chọn 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
