Unter den drahtlosen Kommunikationstechnologien ist nur die Beziehung zwischen dem drahtlosen Transceivergerät und der Antenne des RFID-Systems die besondere.In der RFID-Familie sind Antennen und RFID gleichermaßen wichtige Mitglieder.RFID und Antennen sind voneinander abhängig und untrennbar miteinander verbunden.Ob es sich um einen RFID-Leser oder ein RFID-Tag handelt, ob es sich um Hochfrequenz-RFID-Technologie oder Ultrahochfrequenz-RFID-Technologie handelt, es ist untrennbar mit dem verbundenAntenne.
Ein RFIDAntenneist ein Konverter, der geführte Wellen, die sich auf einer Übertragungsleitung ausbreiten, in elektromagnetische Wellen umwandelt, die sich in einem unbegrenzten Medium (normalerweise freier Raum) ausbreiten, oder umgekehrt.Eine Antenne ist eine Komponente von Funkgeräten, die zum Senden oder Empfangen elektromagnetischer Wellen dient.Die vom Funksender abgegebene Hochfrequenzsignalleistung wird über die Zuleitung (Kabel) zur Antenne transportiert und von der Antenne in Form elektromagnetischer Wellen abgestrahlt.Nachdem die elektromagnetische Welle den Empfangsort erreicht hat, wird sie von der Antenne empfangen (nur ein kleiner Teil der Leistung wird empfangen) und über die Zuleitung an den Funkempfänger gesendet, wie in der Abbildung unten dargestellt.
Das Prinzip der Abstrahlung elektromagnetischer Wellen von RFID-Antennen
Wenn ein Draht Wechselstrom führt, strahlt er elektromagnetische Wellen aus, und seine Strahlungsfähigkeit hängt von der Länge und Form des Drahtes ab.Wenn der Abstand zwischen den beiden Drähten sehr gering ist, wird das elektrische Feld zwischen den beiden Drähten gebunden, sodass die Strahlung sehr schwach ist.Wenn die beiden Drähte auseinander gespreizt werden, breitet sich das elektrische Feld im umgebenden Raum aus, sodass die Strahlung verstärkt wird.Wenn die Länge des Drahtes viel kleiner ist als die Wellenlänge der abgestrahlten elektromagnetischen Welle, ist die Strahlung sehr schwach;Wenn die Länge des Drahtes mit der Wellenlänge der abgestrahlten elektromagnetischen Welle vergleichbar ist, nimmt der Strom durch den Draht stark zu und es entsteht eine stärkere Strahlung.Der oben erwähnte gerade Draht, der erhebliche Strahlung erzeugen kann, wird üblicherweise als Oszillator bezeichnet, und der Oszillator ist eine einfache Antenne.
Je länger die Wellenlänge elektromagnetischer Wellen ist, desto größer ist die Antenne.Je mehr Leistung abgestrahlt werden muss, desto größer ist die Antenne.
Richtwirkung der RFID-Antenne
Die von der Antenne abgestrahlten elektromagnetischen Wellen sind gerichtet.Am Sendeende der Antenne bezieht sich die Richtwirkung auf die Fähigkeit der Antenne, elektromagnetische Wellen in eine bestimmte Richtung abzustrahlen.Für den Empfänger bedeutet dies die Fähigkeit der Antenne, elektromagnetische Wellen aus verschiedenen Richtungen zu empfangen.Der Funktionsgraph zwischen den Strahlungseigenschaften der Antenne und den Raumkoordinaten ist das Antennendiagramm.Durch die Analyse des Antennenmusters können die Strahlungseigenschaften der Antenne analysiert werden, d. h. die Fähigkeit der Antenne, elektromagnetische Wellen in alle Richtungen im Raum zu senden (oder zu empfangen).Die Richtwirkung der Antenne wird normalerweise durch Kurven auf der vertikalen und der horizontalen Ebene dargestellt, die die Leistung elektromagnetischer Wellen darstellen, die in verschiedene Richtungen abgestrahlt (oder empfangen) werden.
Durch entsprechende Änderungen an der internen Struktur der Antenne kann die Richtwirkung der Antenne geändert werden, wodurch verschiedene Antennentypen mit unterschiedlichen Eigenschaften entstehen.
RFID-Antennengewinn
Der Antennengewinn beschreibt quantitativ den Grad, in dem eine Antenne die Eingangsleistung konzentriert abstrahlt.Aus der Perspektive des Musters gilt: Je schmaler die Hauptkeule, desto kleiner die Nebenkeule und desto höher die Verstärkung.In der Technik wird der Antennengewinn verwendet, um die Fähigkeit einer Antenne zu messen, Signale in eine bestimmte Richtung zu senden und zu empfangen.Durch Erhöhen des Gewinns kann die Abdeckung des Netzwerks in einer bestimmten Richtung erhöht oder der Gewinnspielraum innerhalb eines bestimmten Bereichs erhöht werden.Unter den gleichen Bedingungen gilt: Je höher die Verstärkung, desto weiter breitet sich die Funkwelle aus.
Klassifizierung von RFID-Antennen
Dipolantenne: Auch symmetrische Dipolantenne genannt. Sie besteht aus zwei geraden Drähten gleicher Dicke und Länge, die in einer geraden Linie angeordnet sind.Das Signal wird von den beiden Endpunkten in der Mitte eingespeist und es entsteht eine bestimmte Stromverteilung auf den beiden Armen des Dipols.Diese Stromverteilung regt im Raum um die Antenne ein elektromagnetisches Feld an.
Spulenantenne: Sie ist eine der am häufigsten verwendeten Antennen in RFID-Systemen.Sie bestehen normalerweise aus Drähten, die zu kreisförmigen oder rechteckigen Strukturen gewickelt sind, um elektromagnetische Signale empfangen und übertragen zu können.
Induktiv gekoppelte HF-Antenne: Induktiv gekoppelte HF-Antennen werden üblicherweise für die Kommunikation zwischen RFID-Lesegeräten und RFID-Tags verwendet.Sie koppeln sich über ein gemeinsames Magnetfeld.Diese Antennen haben normalerweise eine Spiralform, um ein gemeinsames Magnetfeld zwischen dem RFID-Lesegerät und dem RFID-Tag zu erzeugen.
Mikrostreifen-Patchantenne: Es handelt sich normalerweise um eine dünne Schicht eines Metallpatches, der auf der Grundplatte befestigt ist.Die Mikrostreifen-Patchantenne ist leicht, klein und hat einen dünnen Querschnitt.Das Speise- und Anpassungsnetzwerk kann gleichzeitig mit der Antenne hergestellt werden und steht in engem Zusammenhang mit dem Kommunikationssystem.Gedruckte Schaltkreise werden miteinander integriert und die Patches können mit fotolithografischen Verfahren hergestellt werden, die kostengünstig und einfach in Massenproduktion herzustellen sind.
Yagi-Antenne: ist eine Richtantenne, die aus zwei oder mehr Halbwellendipolen besteht.Sie werden häufig verwendet, um die Signalstärke zu verbessern oder gerichtete drahtlose Kommunikation durchzuführen.
Antenne mit Hohlraumrückseite: Hierbei handelt es sich um eine Antenne, bei der Antenne und Einspeisung im gleichen Rückhohlraum untergebracht sind.Sie werden häufig in Hochfrequenz-RFID-Systemen verwendet und können eine gute Signalqualität und -stabilität bieten.
Mikrostreifen-Linearantenne: Es handelt sich um eine miniaturisierte und dünne Antenne, die normalerweise in kleinen Geräten wie Mobilgeräten und RFID-Tags verwendet wird.Sie bestehen aus Mikrostreifenleitungen, die eine gute Leistung bei kleinerer Größe bieten.
Spiralantenne: Eine Antenne, die zirkular polarisierte elektromagnetische Wellen empfangen und senden kann.Sie bestehen meist aus Metalldraht oder Blech und weisen eine oder mehrere spiralförmige Strukturen auf.
Es gibt viele Arten von Antennen für den Einsatz in unterschiedlichen Situationen, z. B. bei unterschiedlichen Frequenzen, unterschiedlichen Zwecken, unterschiedlichen Anlässen und unterschiedlichen Anforderungen.Jeder Antennentyp hat seine einzigartigen Eigenschaften und anwendbaren Szenarien.Bei der Auswahl einer geeigneten RFID-Antenne müssen Sie sich an den tatsächlichen Anwendungsanforderungen und Umgebungsbedingungen orientieren.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 15. Mai 2024
