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Antenas RFID

Antenas RFID

La antena RFID es un elemento clave del sistema RFID, ya que el rendimiento afecta muchos aspectos del sistema en general y es necesario considerar una serie de parámetros clave.

Los requisitos para las antenas RFID ubicadas en el lector / escritor y las etiquetas son muy diferentes y, como resultado, las antenas normalmente son diferentes entre los dos. Las etiquetas son normalmente muy pequeñas, pero las limitaciones de la antena del lector / escritor son mucho menores y pueden ser mucho mayores.

Algunas de las características clave que se deben considerar al diseñar una antena RFID incluyen la frecuencia de operación, el mecanismo de acoplamiento, así como la resistencia a la radiación, el ancho de banda, la eficiencia y Q.

El diseño de la antena RFID puede ser bastante desafiante ya que el tamaño y los requisitos generales de espacio pueden limitar el rendimiento en muchas áreas.

Conceptos básicos de la antena

Como con cualquier antena, la antena RFID sigue las reglas básicas de cualquier sistema de antena. La antena es básicamente una forma de circuito sintonizado. La energía se alimenta a la antena y gran parte se irradia. Como todas las antenas pasivas funcionan de manera equivalente en recepción como en transmisión, a menudo es más fácil considerarlas como un elemento radiante, ya que a menudo es más fácil considerar los conceptos en términos de radiación.

Hay una serie de parámetros y definiciones de antenas que son útiles cuando se buscan antenas RFID:

  • Resistencia a la radiación: La resistencia que equivale a la que se requeriría para disipar cualquier poder que se irradia.
  • Pérdidas resistivas: Las pérdidas que se producen como resultado de la resistencia de los elementos de la antena: estas pérdidas más la potencia radiada equivalen a la potencia total de entrada.
  • Banda ancha: La banda sobre la que funcionará satisfactoriamente la antena. Normalmente, las antenas funcionan como elementos resonantes y, por lo tanto, su rendimiento cae a ambos lados de la frecuencia central. Esto debe tenerse en cuenta en el diseño de la antena RFID, o cualquier otra antena para el caso.
  • Impedancia de alimentación: La corriente y el voltaje variarán a lo largo del elemento de antena. El voltaje aumenta hacia los extremos y la corriente cae y también depende de la longitud de la antena, etc. Como la impedancia es la relación entre la corriente y el voltaje, esto significa que la impedancia de alimentación varía. PARA asegurar la máxima transferencia de potencia, las impedancias de la fuente y la carga deben coincidir y, por lo tanto, la impedancia de alimentación de la antena es particularmente importante para garantizar un funcionamiento eficiente.

Estos y muchos otros parámetros se utilizan al diseñar antenas y, en este caso, antenas RFID.

Ancho de banda de antena RFID

Dado que las antenas de muchos sistemas RFID son muy pequeñas en comparación con la longitud de onda, el ancho de banda de la antena tiende a ser pequeño. Esto puede crear problemas cuando se usa con sistemas de modulación que pueden usar anchos de banda más amplios.

Algunos sistemas RFID envían datos a velocidades de datos muy bajas y de forma sencilla; otros utilizan una subportadora y esto aumenta el ancho de banda requerido. En vista del pequeño tamaño de la antena con respecto a la longitud de onda, el ancho de banda de la antena puede ser lo suficientemente estrecho como para que la frecuencia central pueda irradiar bien, pero las bandas laterales que surgen de la subportadora y la modulación pueden estar fuera del ancho de banda de la antena y no irradiar con eficacia.

El ancho de banda de antena RFID requerido se puede determinar a partir de la siguiente fórmula:

Banda ancha = Ftol + FCarolina del Sur + Tasa de datos máxima

Dónde
El ancho de banda está en hercios
Ftol es la tolerancia de frecuencia de la antena
FCarolina del Sur es la frecuencia de la subportadora en Hertz
La velocidad máxima de datos se expresa en bits por segundo

Acoplamiento de antena RFID

Muchas antenas RFID utilizarán efectos de campo cercano, es decir, acoplamiento inductivo. Cuando las antenas RFID utilizan estos efectos de campo cercano, el lector RFID y la etiqueta RFID estarán relativamente acoplados entre sí. Esto tiene un efecto importante en el ancho de banda y el rendimiento de la antena. En consecuencia, el acoplamiento de la antena RFID debe tenerse en cuenta al diseñar las antenas.

Las antenas RFID varían considerablemente en su diseño dependiendo de la frecuencia, el tipo de acoplamiento y si se utilizan en la etiqueta o en el lector / escritor. Los requisitos y parámetros varían considerablemente según la aplicación específica. El diseño puede ser bastante interesante porque a menudo el espacio es una limitación importante y el rendimiento, como con cualquier antena, es clave. Como resultado, la antena RFID a menudo necesita una optimización cuidadosa para garantizar el mejor rendimiento.

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