O quanto você sabe sobre antenas RFID

A Internet das Coisas é considerada a terceira onda da indústria da informação depois dos computadores e da Internet. No processo de sua realização, requer os esforços conjuntos de muitas tecnologias de alta tecnologia, como comunicação, sensores, RFID e posicionamento. A combinação de RFID e Internet, comunicação e outras tecnologias pode realizar o rastreamento e o compartilhamento de informações de itens globais, por isso é considerada uma pedra angular importante da realização da Internet das Coisas e está listada como uma das dez principais tecnologias importantes do século XXI.

No processo de realização da comunicação sem fio, a antena é um componente essencial. O RFID usa ondas de rádio para transmitir informações, e a geração e recepção de ondas de rádio precisam ser concluídas por meio de antenas. Quando a etiqueta eletrônica entra na área de trabalho da antena do leitor, a antena da etiqueta eletrônica gerará corrente induzida suficiente para obter energia e ser ativada. Para sistemas RFID, a antena é uma parte crucial, que está intimamente relacionada ao desempenho do sistema.

Por exemplo, em um projeto de gerenciamento de depósito, o custo das antenas RFID representa menos de 1% do custo total. No entanto, se você escolher uma Antena RFID com baixo desempenho para reduzir custos às cegas ou por outros motivos, e escolher uma antena RFID com baixo desempenho, problemas como leitura instável, leitura perdida, leitura cruzada e falha de leitura ocorrerão facilmente durante o layout da antena RFID. Nesse caso, não apenas o custo não será reduzido, mas aumentará várias vezes. Portanto, quando o sistema RFID for implantado, é necessário prestar atenção à antena RFID.

Quais tipos de antenas RFID existem?

As antenas do sistema RFID podem ser divididas em duas categorias: antenas de etiquetas eletrônicas e antenas de leitor. Esses dois tipos de antenas também podem ser subdivididos em antenas omnidirecionais e antenas direcionais de acordo com a direcionalidade. De acordo com a diferença de formato, elas também podem ser divididas em antenas lineares e planas, etc. A antena do Leitor RFID precisa ter as características de banda larga e polarização circular. Nas bandas de baixa e alta frequência, as etiquetas eletrônicas e leitores basicamente usam antenas de bobina, geralmente usando fios de cobre. No entanto, devido à alta frequência usada pela alta frequência, o número de voltas da antena será muito menor do que o da baixa frequência, o que torna a produção da antena RFID de alta frequência mais simples e de menor preço. Na banda de frequência ultra-alta, mais processos de gravação são usados, incluindo antenas de gravação de cobre e antenas de gravação de alumínio, e os processos são relativamente maduros. Na banda de frequência de micro-ondas, a forma da antena é mais diversa, incluindo antena dipolo simétrica, antena microstrip, antena de matriz, antena de banda larga e assim por diante.

Diferentes bandas de frequência e diferentes campos de aplicação têm diferentes requisitos para a estrutura da antena de etiqueta eletrônica. Em geral, o projeto da antena tende a seguir os seguintes objetivos:

(1) O volume da antena deve ser miniaturizado o máximo possível;

(2) A antena fornece o maior sinal possível para o chip;

(3) A diretividade da cobertura da antena é a maior possível;

(4) A polarização da antena corresponde ao sinal de interrogação do leitor;

(5) O preço da antena deve ser o mais baixo possível e assim por diante.

Três processos principais de fabricação de antenas RFID

Para atender aos diferentes requisitos dos parâmetros de desempenho RFID em diferentes cenários de aplicação, vários processos de fabricação de antenas RFID surgiram. Atualmente, os processos de fabricação de antenas RFID mais comumente usados incluem principalmente o método de enrolamento de bobina, o método de gravação e o método de impressão.

(1) Método de enrolamento de bobina

Ao usar o método de enrolamento de bobina para fazer uma antena de Etiqueta RFID, é necessário enrolar a bobina da etiqueta em uma Ferramenta de enrolamento e fixá-la, o que requer um grande número de voltas da bobina da antena, e a bobina pode ser um anel circular ou retangular. . Este método é geralmente usado para etiquetas RFID na faixa de frequência de 125 a 134 KHz. As desvantagens de usar este método de processamento para fazer antenas são óbvias, o que pode ser resumido como alto custo, baixa eficiência de produção e consistência insuficiente dos produtos processados.

(2) Método de gravação

Cobre ou alumínio são frequentemente usados para fazer antenas porgravura, que é próxima ao processo de gravação de placas de circuito impresso flexíveis em termos de processo de produção. O método de gravação pode ser aplicado à produção em massa de etiquetas eletrônicas de largura de banda UHF de 13,56 MHz, que têm as vantagens de linhas finas, baixa resistividade, boa resistência às intempéries e sinais estáveis. No entanto, as deficiências desse método também são óbvias, como procedimentos de produção complicados e baixa capacidade de produção.

(3) método de impressão

A antena impressa é um circuito que imprime diretamente linhas condutoras em um substrato isolante (ou filme) com tinta condutora para formar uma antena. Os principais métodos de impressão foram estendidos de apenas serigrafia para impressão offset, impressão flexográfica, impressão em rotogravura e outros métodos de produção. O método de impressão é adequado para produção em massa de etiquetas eletrônicas nas bandas de frequência UHF de 13,56 MHz e RFID. É caracterizada pela rápida velocidade de produção, mas devido à alta resistência do circuito formado pela tinta condutora, sua faixa de aplicação é limitada até certo ponto. Devido ao avanço da tecnologia de antena impressa, o custo das etiquetas RFID foi efetivamente reduzido, o que promoveu a popularização das aplicações RFID.

A tendência de desenvolvimento futuro da antena RFID

(1) Miniaturização do tamanho

Com o desenvolvimento de requisitos inteligentes e tecnologia de processo, o tamanho das antenas RFID ainda está se desenvolvendo na direção da miniaturização. Em etiquetas eletrônicas de baixa e alta frequência, o tamanho da antena geralmente é muito maior do que o chip. Portanto, o tamanho da etiqueta geralmente é restrito pelo tamanho da antena. Da perspectiva da demanda do mercado, a miniaturização de etiquetas RFID também é propícia para sua entrada em mais cenários de aplicação.

(2) Produção em massa

Comparada com o processo tradicional, a antena de impressão de tinta condutiva tem menor custo e produção mais eficiente, o que se reflete principalmente no baixo preço dos materiais usados na tinta condutiva, e o equipamento de impressão usado no processo de serigrafia também é mais barato do que o equipamento de gravação. Além disso, esse processo de impressão é simples e rápido de operar, e todo o processo é relativamente simples, o que é mais adequado para produção em massa.

(3) O processo é verde e ecologicamente correto

Além disso, a reação de ataque químico no processo de gravação produzirá resíduos, o que pode facilmente causar poluição ao meio ambiente. Em contraste, a tecnologia de impressão com tinta condutiva é muito mais ecologicamente correta.

(4) Menor custo

Se a RFID quiser atingir aplicações em larga escala, o custo precisa ser reduzido ainda mais. Porque muitas vezes as pessoas não estão fora de consideração pela tecnologia RFID, mas é difícil aceitar a alta pressão de custo por trás da etiqueta eletrônica. Agora, a tecnologia de tinta condutiva pode fazer com que as aplicações RFID saiam do dilema de custo, reduzindo muito o custo de produção das antenas RFID. É previsível que a combinação da produção de antenas RFID e tecnologia de impressão avançada esteja mais próxima no futuro.

Com o desenvolvimento da tinta condutiva e da tecnologia de impressão, a tecnologia de antena de impressão RFID será ainda mais popularizada. Isso ajudará a reduzir o custo das etiquetas RFID, diminuindo assim o limite de aplicação do RFID, promovendo a implementação da tecnologia RFID em todas as esferas da vida e trazendo o mundo da Internet das Coisas com tudo conectado a ele o mais rápido possível.