در مورد آنتن های RFID چقدر می دانید؟

اینترنت اشیا به عنوان موج سوم صنعت اطلاعات پس از کامپیوتر و اینترنت در نظر گرفته می شود. در فرآیند تحقق، نیاز به همکاری بسیاری از فناوری های پیشرفته مانند ارتباطات، حسگرها، RFID و موقعیت یابی است. ترکیبی از RFID، اینترنت، ارتباطات و سایر فناوری‌ها می‌تواند ردیابی و اشتراک‌گذاری اطلاعات اقلام جهانی را محقق کند. بنابراین، سنگ بنای مهمی برای تحقق اینترنت اشیا به حساب می آید و به عنوان یکی از ده فناوری مهم در قرن بیست و یکم فهرست شده است.

در فرآیند ارتباط بی سیم، آنتن یک جزء ضروری است. RFID از امواج رادیویی برای انتقال اطلاعات استفاده می کند و تولید و دریافت امواج رادیویی باید از طریق آنتن انجام شود. هنگامی که برچسب الکترونیکی وارد ناحیه کاری آنتن خواننده/نویسنده می شود، آنتن برچسب الکترونیکی جریان القایی کافی برای به دست آوردن انرژی برای فعال شدن تولید می کند. برای سیستم RFID، آنتن یک بخش حیاتی است و ارتباط نزدیکی با عملکرد سیستم دارد.

به عنوان مثال، در یک پروژه مدیریت انبار، هزینه آنتن های RFID کمتر از 1 درصد از هزینه کلی را تشکیل می دهد. با این حال، اگر به منظور کاهش کورکورانه هزینه ها یا دلایل دیگر، آنتن RFID با عملکرد ضعیف را انتخاب کنید، مشکلاتی مانند خواندن ناپایدار، خواندن از دست رفته، خواندن متقاطع و خرابی خواندن به راحتی در هنگام چیدمان آنتن RFID رخ می دهد. در این صورت نه تنها هزینه کاهش نمی یابد بلکه چندین برابر افزایش می یابد. بنابراین توجه به آنتن های RFID هنگام استقرار سیستم های RFID ضروری است.

انواع آنتن های RFID چیست؟

آنتن‌های سیستم RFID را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد: آنتن‌های برچسب الکترونیکی و آنتن‌های خواننده. این دو نوع آنتن را می توان بر اساس جهت دهی به آنتن های همه جهته و آنتن های جهت دار تقسیم کرد و با توجه به تفاوت شکل به آنتن های خطی نیز تقسیم می شود. و آنتن های مسطح. آنتن‌های خواننده/نویسنده RFID باید ویژگی‌های قطبش باند پهن و دایره‌ای داشته باشند. در باندهای فرکانس پایین و فرکانس بالا، برچسب‌ها و ریدرهای الکترونیکی اساساً از آنتن‌های کویل استفاده می‌کنند و عموماً از سیم‌های مسی استفاده می‌شود. اما با توجه به فرکانس بالای استفاده شده توسط فرکانس بالا، تعداد دور آنتن بسیار کمتر از فرکانس پایین خواهد بود که تولید آنتن RFID فرکانس بالا را آسانتر و قیمت آن را پایین می آورد. در باند فرکانسی UHF از فرآیندهای اچینگ بیشتر از جمله آنتن های اچ مسی و آنتن های اچ آلومینیومی استفاده می شود و فرآیندها نسبتا بالغ هستند. در باند فرکانس مایکروویو، اشکال آنتن ها متنوع تر است، از جمله آنتن های دوقطبی متقارن، آنتن های میکرواستریپ، آنتن های آرایه ای، آنتن های باند پهن و غیره.

باندهای فرکانسی مختلف و زمینه های کاربردی مختلف، نیازمندی های متفاوتی برای ساختار آنتن تگ الکترونیکی دارند. به طور کلی، طراحی آنتن به دنبال اهداف زیر است:

(1) حجم آنتن را تا حد امکان کوچک کنید.

(2) آنتن بزرگترین سیگنال ممکن را به تراشه ارائه می دهد.

(3) جهت پوشش آنتن باید تا حد امکان بزرگ باشد.

(4) قطبش آنتن با سیگنال بازجویی خواننده مطابقت دارد.

(5) قیمت آنتن تا حد امکان پایین است و غیره.

سه فرآیند اصلی تولید آنتن RFID

به منظور انطباق با الزامات مختلف پارامترهای عملکرد RFID در سناریوهای کاربردی مختلف، فرآیندهای مختلف تولید آنتن RFID پدیدار شده‌اند. در حال حاضر، متداول ترین فرآیندهای تولید آنتن RFID عمدتاً شامل روش سیم پیچی سیم پیچ، روش اچینگ و روش چاپ است.

(1) روش سیم پیچ

هنگام استفاده از روش سیم پیچی سیم پیچ برای ساخت آنتن تگ RFID، سیم پیچ برچسب باید بر روی یک ابزار سیم پیچی پیچیده و ثابت شود. سیم پیچ آنتن باید تعداد زیادی چرخش داشته باشد. سیم پیچ می تواند یک حلقه دایره ای یا یک حلقه مستطیلی باشد. . این روش عموماً برای تگ های RFID با محدوده فرکانسی 125 تا 134 کیلوهرتز استفاده می شود. کاستی های استفاده از این روش پردازش برای ساخت آنتن مشهود است که عمدتاً می توان آن را هزینه بالا، راندمان تولید پایین و عدم ثبات کافی محصولات فرآوری شده خلاصه کرد.

(2) روش اچینگ

در روش اچینگ معمولا از مس یا آلومینیوم برای ساخت آنتن استفاده می شود. این روش در فرآیند تولید مشابه فرآیند اچینگ بردهای مدار چاپی انعطاف پذیر است. از روش اچ می توان در تولید انبوه برچسب های الکترونیکی با پهنای باند 13.56 مگاهرتز و UHF استفاده کرد. دارای مزایای مدار خوب، مقاومت کم، مقاومت در برابر آب و هوای خوب و سیگنال پایدار است. با این حال، کاستی های این روش نیز مشهود است، مانند روش های دست و پا گیر تولید و بهره وری پایین.

(3) روش چاپ

آنتن چاپی مداری است که در آن جوهر رسانا مستقیماً بر روی یک لایه عایق (یا فیلم) چاپ می شود تا یک مدار آنتن را تشکیل دهد. روش چاپ اصلی از تنها استفاده از چاپ صفحه به چاپ افست، چاپ فلکسوگرافی، چاپ گراور و سایر روش های تولید گسترش یافته است. روش چاپ برای تولید انبوه برچسب های الکترونیکی 13.56 مگاهرتز و RFID UHF مناسب است. با سرعت تولید سریع مشخص می شود، اما به دلیل مقاومت زیاد مدار تشکیل شده توسط جوهر رسانا، دامنه کاربرد آن تا حدی محدود است. با توجه به پیشرفت فناوری آنتن چاپی، هزینه برچسب های RFID به طور موثر کاهش یافته است، که باعث محبوبیت برنامه های RFID شده است.

روند توسعه آینده آنتن های RFID

(1) کوچک سازی اندازه

با توسعه تقاضای هوشمند و فناوری فرآیند، اندازه آنتن‌های RFID هنوز در جهت کوچک‌سازی در حال توسعه است. در برچسب های الکترونیکی فرکانس پایین و فرکانس بالا، اندازه آنتن اغلب بسیار بزرگتر از تراشه است. بنابراین، اندازه برچسب اغلب توسط اندازه آنتن محدود می شود. از منظر تقاضای بازار، کوچک‌سازی برچسب‌های RFID نیز برای ورود آن به سناریوهای کاربردی بیشتر مفید است.

(2) تولید انبوه

در مقایسه با فرآیند سنتی، آنتن چاپی جوهر رسانا دارای هزینه کمتر و تولید کارآمدتر است که عمدتاً در قیمت پایین مواد مورد استفاده در جوهر رسانا منعکس می‌شود و تجهیزات چاپ مورد استفاده در فرآیند چاپ روی صفحه نیز ارزان‌تر است. نسبت به تجهیزات حکاکی علاوه بر این، این فرآیند چاپ ساده و سریع عمل می کند و کل جریان فرآیند نسبتا ساده است که برای تولید انبوه مناسب تر است.

(3) فرآیند حفاظت از محیط زیست و سبز

علاوه بر این، واکنش خوردگی شیمیایی در فرآیند اچ باعث تولید زباله می شود که به راحتی محیط را آلوده می کند. در مقابل، فناوری چاپ جوهر رسانا بسیار سازگار با محیط زیست است.

(4) هزینه کمتر

اگر RFID بخواهد به برنامه های کاربردی در مقیاس بزرگتر دست یابد، هزینه باید بیشتر کاهش یابد. از آنجا که بسیاری از اوقات مردم به فناوری RFID بی توجه نیستند، اما پذیرش فشار هزینه بالای پشت برچسب های الکترونیکی دشوار است. اکنون فناوری جوهر رسانا می تواند برنامه های RFID را از معضل هزینه خارج کند و هزینه تولید آنتن های RFID را تا حد زیادی کاهش دهد. می‌توان پیش‌بینی کرد که ترکیب تولید آنتن RFID و فناوری چاپ پیشرفته در آینده نزدیک‌تر شود.

با توسعه جوهر رسانا و فناوری چاپ، فناوری آنتن چاپ شده RFID بیشتر رایج خواهد شد. این امر به کاهش هزینه تگ های RFID کمک می کند، در نتیجه آستانه کاربرد RFID را کاهش می دهد، اجرای فناوری RFID را در همه جنبه های زندگی ترویج می دهد و اجازه می دهد تا اینترنت همه چیز در اسرع وقت عرضه شود.