Quanto ne sai sulle antenne RFID?

L'Internet delle cose è considerata la terza ondata dell'industria dell'informazione dopo i computer e Internet. Nel processo di realizzazione, richiede gli sforzi congiunti di molte tecnologie high-tech come comunicazione, sensori, RFID e posizionamento. La combinazione di RFID e Internet, comunicazione e altre tecnologie può realizzare il tracciamento e la condivisione di informazioni di oggetti globali, quindi è considerata una pietra angolare importante della realizzazione dell'Internet delle cose ed è elencata come una delle prime dieci tecnologie importanti nel 21° secolo.

Nel processo di realizzazione della comunicazione wireless, l'antenna è un componente essenziale. L'RFID utilizza onde radio per trasmettere informazioni e la generazione e la ricezione di onde radio devono essere completate tramite antenne. Quando il tag elettronico entra nell'area di lavoro dell'antenna del lettore, l'antenna del tag elettronico genererà abbastanza corrente indotta per ottenere energia ed essere attivata. Per i sistemi RFID, l'antenna è una parte cruciale, che è strettamente correlata alle prestazioni del sistema.

Ad esempio, in un progetto di gestione del magazzino, il costo delle antenne RFID rappresenta meno dell'1% del costo complessivo. Tuttavia, se si sceglie un'Antenna RFID con scarse prestazioni per ridurre ciecamente i costi o per altri motivi, e si sceglie un'antenna RFID con scarse prestazioni, si verificheranno facilmente problemi come lettura instabile, lettura mancata, lettura incrociata e errore di lettura durante la disposizione dell'antenna RFID. In questo caso, non solo il costo non verrà ridotto, ma aumenterà più volte. Pertanto, quando il sistema RFID viene distribuito, è necessario prestare attenzione all'antenna RFID.

Quali tipi di antenne RFID esistono?

Le antenne del sistema RFID possono essere approssimativamente divise in due categorie: antenne per tag elettronici e antenne per lettori. Questi due tipi di antenne possono anche essere suddivisi in antenne omnidirezionali e antenne direzionali in base alla direzionalità. In base alla differenza di forma, possono anche essere suddivisi in antenne lineari e antenne planari, ecc. L'antenna del Lettore RFID deve avere le caratteristiche di banda larga e polarizzazione circolare. Nelle bande a bassa e alta frequenza, i tag elettronici e i lettori utilizzano fondamentalmente antenne a bobina, generalmente utilizzando fili di rame. Tuttavia, a causa dell'alta frequenza utilizzata dall'alta frequenza, il numero di spire dell'antenna sarà molto inferiore a quello della bassa frequenza, il che rende la produzione di antenne RFID ad alta frequenza più semplice e più economica. Nella banda di frequenza ultra-alta, vengono utilizzati più processi di incisione, tra cui antenne di incisione in rame e antenne di incisione in alluminio, e i processi sono relativamente maturi. Nella banda di frequenza a microonde, la forma dell'antenna è più diversificata, tra cui antenna dipolo simmetrica, antenna microstrip, antenna array, antenna a banda larga e così via.

Bande di frequenza e campi di applicazione diversi hanno requisiti diversi per la struttura dell'antenna del tag elettronico. In generale, la progettazione dell'antenna tende a seguire i seguenti obiettivi:

(1) Il volume dell'antenna dovrebbe essere miniaturizzato il più possibile;

(2) L'antenna fornisce un segnale il più ampio possibile al chip;

(3) La direttività della copertura dell'antenna è la più ampia possibile;

(4) La polarizzazione dell'antenna corrisponde al segnale di interrogazione del lettore;

(5) Il prezzo dell'antenna dovrebbe essere il più basso possibile e così via.

Tre processi principali di produzione di antenne RFID

Per soddisfare i diversi requisiti dei parametri di prestazione RFID in diversi scenari applicativi, sono emersi vari processi di produzione di antenne RFID. Attualmente, i processi di produzione di antenne RFID più comunemente utilizzati includono principalmente il metodo di avvolgimento della bobina, il metodo di incisione e il metodo di stampa.

(1) Metodo di avvolgimento della bobina

Quando si utilizza il metodo di avvolgimento della bobina per realizzare un'antenna tag RFID, è necessario avvolgere la bobina tag su uno strumento di avvolgimento e fissarla, il che richiede un gran numero di giri della bobina antenna, e la bobina può essere un anello circolare o un anello rettangolare. . Questo metodo è generalmente utilizzato per tag RFID nella gamma di frequenza da 125 a 134 KHz. Gli svantaggi dell'utilizzo di questo metodo di elaborazione per realizzare antenne sono evidenti, che possono essere riassunti in costi elevati, bassa efficienza di produzione e insufficiente coerenza dei prodotti elaborati.

(2) Metodo di incisione

Spesso rame o alluminio vengono utilizzati per realizzare antenne tramiteincisione, che è vicina al processo di incisione di circuiti stampati flessibili in termini di processo di produzione. Il metodo di incisione può essere applicato alla produzione in serie di tag elettronici a larghezza di banda UHF da 13,56 MHz, che presentano i vantaggi di linee sottili, bassa resistività, buona resistenza alle intemperie e segnali stabili. Tuttavia, anche le carenze di questo metodo sono evidenti, come procedure di produzione ingombranti e bassa capacità produttiva.

(3) metodo di stampa

L'antenna stampata è un circuito che stampa direttamente linee conduttive su un substrato isolante (o pellicola) con inchiostro conduttivo per formare un'antenna. I principali metodi di stampa sono stati estesi dalla sola serigrafia alla stampa offset, alla stampa flessografica, alla stampa rotocalco e ad altri metodi di produzione. Il metodo di stampa è adatto alla produzione in serie di tag elettronici nelle bande di frequenza UHF da 13,56 MHz e RFID. È caratterizzato da una rapida velocità di produzione, ma a causa dell'elevata resistenza del circuito formato da inchiostro conduttivo, il suo campo di applicazione è limitato in una certa misura. Grazie al progresso della tecnologia delle antenne stampate, il costo dei tag RFID è stato effettivamente ridotto, il che ha promosso la diffusione delle applicazioni RFID.

La futura tendenza allo sviluppo dell'antenna RFID

(1) Miniaturizzazione delle dimensioni

Con lo sviluppo di requisiti intelligenti e tecnologia di processo, le dimensioni delle antenne RFID si stanno ancora sviluppando nella direzione della miniaturizzazione. Nei tag elettronici a bassa e alta frequenza, le dimensioni dell'antenna sono spesso molto più grandi del chip. Pertanto, le dimensioni del tag sono spesso limitate dalle dimensioni dell'antenna. Dal punto di vista della domanda di mercato, la miniaturizzazione dei tag RFID è anche favorevole al suo ingresso in più scenari applicativi.

(2) Produzione di massa

Rispetto al processo tradizionale, l'antenna per stampa a inchiostro conduttivo ha un costo inferiore e una produzione più efficiente, il che si riflette principalmente nel basso prezzo dei materiali utilizzati nell'inchiostro conduttivo e anche l'attrezzatura di stampa utilizzata nel processo di serigrafia è più economica dell'attrezzatura di incisione. Inoltre, questo processo di stampa è semplice e veloce da utilizzare e l'intero processo è relativamente semplice, il che è più adatto alla produzione di massa.

(3) Il processo è ecologico e rispettoso dell'ambiente

Inoltre, la reazione di attacco chimico nel processo di incisione produrrà rifiuti, che sono facili da causare inquinamento per l'ambiente. Al contrario, la tecnologia di stampa a inchiostro conduttivo è molto più rispettosa dell'ambiente.

(4) Costi inferiori

Se la tecnologia RFID vuole raggiungere applicazioni su larga scala, i costi devono essere ulteriormente ridotti. Perché molte volte le persone non sono fuori considerazione per la tecnologia RFID, ma è difficile accettare l'elevata pressione sui costi dietro il tag elettronico. Ora la tecnologia dell'inchiostro conduttivo può rendere le applicazioni RFID fuori dal dilemma dei costi, riducendo notevolmente i costi di produzione delle antenne RFID. È prevedibile che la combinazione di produzione di antenne RFID e tecnologia di stampa avanzata sarà più vicina in futuro.

Con lo sviluppo della tecnologia di stampa e inchiostro conduttivo, la tecnologia dell'antenna di stampa RFID sarà ulteriormente diffusa. Ciò contribuirà a ridurre i costi dei tag RFID, abbassando così la soglia di applicazione della tecnologia RFID, promuovendo l'implementazione della tecnologia RFID in tutti gli ambiti della vita e portando il mondo dell'Internet delle cose con tutto ciò che vi è connesso il prima possibile.