Unter den drahtlosen Kommunikationstechnologien ist nur die Beziehung zwischen dem drahtlosen Transceiver-Gerät und der Antenne des RFID-Systems besonders. In der RFID-Familie sind Antennen und RFID gleichermaßen wichtige Mitglieder. RFID und Antennen sind voneinander abhängig und untrennbar. Ob RFID-Lesegerät oder RFID-Tag, ob Hochfrequenz-RFID-Technologie oder Ultrahochfrequenz-RFID-Technologie, sie sind untrennbar miteinander verbunden.Antenne.
Ein RFIDAntenneist ein Konverter, der geführte Wellen, die sich auf einer Übertragungsleitung ausbreiten, in elektromagnetische Wellen umwandelt, die sich in einem unbegrenzten Medium (normalerweise im freien Raum) ausbreiten, oder umgekehrt. Eine Antenne ist ein Bestandteil einer Funkanlage zum Senden oder Empfangen elektromagnetischer Wellen. 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 folgenden Abbildung dargestellt.
Das Prinzip der Abstrahlung elektromagnetischer Wellen von RFID-Antennen
Wenn ein Draht Wechselstrom führt, strahlt er elektromagnetische Wellen ab. Seine Strahlungsfähigkeit hängt von seiner Länge und Form ab. Bei geringem Abstand zwischen den beiden Drähten ist das elektrische Feld zwischen ihnen gebunden, sodass die Strahlung sehr schwach ist. Sind die beiden Drähte auseinander, breitet sich das elektrische Feld im umgebenden Raum aus, sodass die Strahlung verstärkt wird. Ist die Länge des Drahtes deutlich kürzer als die Wellenlänge der abgestrahlten elektromagnetischen Welle, ist die Strahlung sehr schwach. Ist die Länge des Drahtes vergleichbar mit der Wellenlänge der abgestrahlten elektromagnetischen Welle, steigt der Strom durch den Draht stark an, wodurch die Strahlung stärker wird. Der oben erwähnte gerade Draht, der eine 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 muss die Antenne sein. Je mehr Leistung abgestrahlt werden muss, desto größer muss die Antenne sein.
Richtwirkung der RFID-Antenne
Die von der Antenne abgestrahlten elektromagnetischen Wellen sind gerichtet. Die Richtwirkung bezeichnet auf der Sendeseite der Antenne die Fähigkeit der Antenne, elektromagnetische Wellen in eine bestimmte Richtung abzustrahlen. Auf der Empfangsseite bezeichnet sie die Fähigkeit der Antenne, elektromagnetische Wellen aus verschiedenen Richtungen zu empfangen. Der Funktionsgraph zwischen den Strahlungseigenschaften der Antenne und den Raumkoordinaten bildet das Antennendiagramm. Durch die Analyse des Antennendiagramms lassen sich die Strahlungseigenschaften der Antenne analysieren, d. h. ihre Fähigkeit, elektromagnetische Wellen in alle Raumrichtungen zu senden (oder zu empfangen). Die Richtwirkung der Antenne wird üblicherweise durch Kurven in der vertikalen und horizontalen Ebene dargestellt, die die Leistung der in verschiedene Richtungen abgestrahlten (oder empfangenen) elektromagnetischen Wellen darstellen.
Durch entsprechende Änderungen an der inneren Struktur der Antenne kann die Richtwirkung der Antenne geändert werden, wodurch verschiedene Antennentypen mit unterschiedlichen Eigenschaften entstehen.
RFID-Antennengewinn
Der Antennengewinn beschreibt quantitativ, inwieweit eine Antenne die Eingangsleistung konzentriert abstrahlt. Je schmaler die Hauptkeule, desto kleiner die Nebenkeule und desto höher der Gewinn. In der Technik wird der Antennengewinn verwendet, um die Fähigkeit einer Antenne zu messen, Signale in eine bestimmte Richtung zu senden und zu empfangen. Eine Erhöhung des Gewinns kann die Netzabdeckung in eine bestimmte Richtung erhöhen oder die Gewinnspanne innerhalb eines bestimmten Bereichs steigern. Unter gleichen Bedingungen gilt: Je höher der Gewinn, 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, wodurch eine bestimmte Stromverteilung auf den beiden Armen des Dipols erzeugt wird. Diese Stromverteilung erzeugt ein elektromagnetisches Feld im Raum um die Antenne.
Spulenantenne: Sie ist eine der am häufigsten verwendeten Antennen in RFID-Systemen. Sie besteht üblicherweise aus Drähten, die zu kreisförmigen oder rechteckigen Strukturen gewickelt sind, um elektromagnetische Signale empfangen und senden zu können.
Induktiv gekoppelte HF-Antenne: Induktiv gekoppelte HF-Antennen werden üblicherweise für die Kommunikation zwischen RFID-Lesegeräten und RFID-Tags verwendet. Sie koppeln über ein gemeinsames Magnetfeld. Diese Antennen sind üblicherweise spiralförmig, um ein gemeinsames Magnetfeld zwischen RFID-Lesegerät und RFID-Tag zu erzeugen.
Mikrostreifen-Patchantenne: Sie besteht üblicherweise aus einer dünnen Metallschicht, die auf der Massefläche befestigt ist. Mikrostreifen-Patchantennen sind leicht, klein und dünnwandig. Das Speise- und Anpassungsnetzwerk kann gleichzeitig mit der Antenne hergestellt werden und ist eng mit dem Kommunikationssystem verbunden. Gedruckte Schaltungen werden integriert, und die Patches können mithilfe von kostengünstigen und einfach in Massenproduktion zu produzierenden Fotolithografieverfahren hergestellt werden.
Yagi-Antenne: Eine Richtantenne, die aus zwei oder mehr Halbwellendipolen besteht. Sie wird häufig zur Verstärkung der Signalstärke oder für gerichtete drahtlose Kommunikation eingesetzt.
Hohlraum-Rückseitenantenne: Hierbei handelt es sich um eine Antenne, bei der sich Antenne und Feeder im selben Hohlraum auf der Rückseite befinden. Sie werden häufig in Hochfrequenz-RFID-Systemen eingesetzt und bieten eine gute Signalqualität und -stabilität.
Mikrostreifen-Linearantenne: Es handelt sich um eine miniaturisierte und dünne Antenne, die üblicherweise in kleinen Geräten wie Mobilgeräten und RFID-Tags verwendet wird. Sie besteht aus Mikrostreifenleitungen, die eine gute Leistung bei geringerer Größe bieten.
Spiralantenne: Eine Antenne, die zirkular polarisierte elektromagnetische Wellen empfangen und senden kann. Sie bestehen üblicherweise aus Metalldraht oder Blech und haben eine oder mehrere spiralförmige Strukturen.
Es gibt viele Antennentypen für unterschiedliche Einsatzzwecke, Frequenzen, Anlässe und Anforderungen. Jeder Antennentyp hat seine eigenen Eigenschaften und Einsatzmöglichkeiten. Bei der Auswahl einer geeigneten RFID-Antenne müssen Sie die tatsächlichen Anwendungsanforderungen und Umgebungsbedingungen berücksichtigen.
Um mehr über Antennen zu erfahren, besuchen Sie bitte:
Telefon: 0086-028-82695327
Veröffentlichungszeit: 15. Mai 2024
