آنتن RFID چيست؟

اکنون عصر اینترنت اشیا است، به عنوان یکی از فناوری های کلیدی، فناوری RFID در حال ارتقاء توسعه کل اینترنت اشیا است،به خصوص در زمینه های حمل و نقل هوشمندو آنتن یک بخش ضروری از RFID است، پس آنتن RFID چیست؟امروز، از اصل آنتن، جهت گیری، سود و دیگر جنبه های درک جامع.

آنتن چیه؟

آنتن تبدیل کننده ای است که یک موج مسافرتی را که در یک خط انتقال حرکت می کند به یک موج الکترومغناطیسی که در یک محیط نامحدود (معمولاً فضای آزاد) حرکت می کند تبدیل می کند یا برعکس.قطعه ای از یک دستگاه رادیویی که برای ارسال یا دریافت امواج الکترومغناطیسی استفاده می شود.

اصول تابش آنتن موج الکترومغناطیسی

هنگامی که سیم جریان متناوب را حمل می کند، امواج الکترومغناطیسی را تاب می کند و توانایی تابش آن با طول و شکل سیم مرتبط است.اگر فاصله بین دو سیم خیلی نزدیک باشد، میدان الکتریکی بین دو سیم متصل است، بنابراین تشعشع بسیار ضعیف است. با گسترش دو سیم از هم جدا، میدان الکتریکی به فضای اطراف گسترش می یابد،در نتیجه تشعشع را افزایش می دهد.وقتی طول سیم بسیار کمتر از طول موج موج الکترومغناطیسی است، تشعشع بسیار ضعیف است.وقتی طول سیم را می توان با طول موج امواج الکترومغناطیسی تشعشع مقایسه کرد، جریان بر روی سیم به شدت افزایش می یابد و تابش قوی ایجاد می کند. سیم مستقیم بالا که می تواند تابش قابل توجهی تولید کند معمولاً نوسانگر نامیده می شود ،و نوسانگر یک آنتن ساده است.

هرچه طول موج موج الکترومغناطیسی طولانی تر باشد، اندازه آنتن بزرگتر است. هرچه قدرت تابش بیشتر باشد، اندازه آنتن بزرگتر است.

جهت گیری آنتن

تابش آنتن موج الکترومغناطیسی جهت دار است، در انتهای فرستنده آنتن، جهت پذیری به توانایی آنتن برای تابش امواج الکترومغناطیسی در یک جهت خاص اشاره دارد,برای انتهای گیرنده، توانایی آنتن برای دریافت امواج الکترومغناطیسی از جهت های مختلف است.

الگوی آنتن یک الگوی عملکردی بین ویژگی های تابش آنتن و مختصات فضایی است.بنابراین تجزیه و تحلیل الگوی آنتن می تواند ویژگی های تابش آنتن را تجزیه و تحلیل کند، یعنی توانایی آنتن برای انتقال (یا دریافت) امواج الکترومغناطیسی در تمام جهت های فضا.معمولاً در هواپیما عمودی و هواپیما افقی برای نشان دادن قدرت موج الکترومغناطیسی تابش (یا دریافت) منحنی استفاده می شود جهت گیری آنتن است.

الگوی آنتن

با ایجاد تغییرات مربوط به ساختار داخلی آنتن، جهت گیری آنتن می تواند تغییر کند و انواع مختلف و ویژگی های آنتن می تواند شکل گیرد.

چندین آرایه متماثل از نوسانگرها می توانند تابش را کنترل کنند و سیگنال را در جهت افقی متمرکز کنند، بنابراین یک الگوی مشابه "دونات مسطح" تولید می کنند.

بازتاب دهنده های مسطح که در یک طرف آرایه قرار دارند می توانند یک بخش را که آنتن را پوشش می دهد تشکیل دهند. نمودار افقی زیر نقش بازتاب دهنده را نشان می دهد:بازتاب دهنده قدرت را در یک جهت تک جانبه بازتاب می دهد.، افزایش سود.

عرض لوله آنتن

لوب

این الگوی معمولاً دو یا چند لوب دارد، لوب با بیشترین شدت تابش لوب اصلی نامیده می شود و بقیه لوب ثانویه یا لوب جانبی نامیده می شوند.

لوپ آنتن

در هر دو طرف جهت حداکثر تشعشع لوب اصلی، the Angle between two points where the radiation intensity is reduced by 3dB (the power density is reduced by half) is defined as the lobe width (also known as the beam width or main lobe width or half power Angle).

هرچه عرض لوب کوچکتر باشد، جهت پذیری بهتر است، فاصله عملیاتی بیشتر است، توانایی ضد تداخل قوی تر است. همچنین عرض لوب وجود دارد، یعنی عرض لوب 10dB،که، همان طور که از نامش معلوم است، زاویه بین دو نقطه در الگوی است که در آن شدت تابش 10dB کاهش می یابد ( چگالی قدرت به یک دهم کاهش می یابد).

افزایش آنتن

افزایش آنتن به طور کمی درجه ای را توصیف می کند که آنتن قدرت ورودی را متمرکز می کند. از نمودار جهت، هرچه لوب اصلی باریک تر و لوب ثانویه کوچکتر باشد،هرچه سود بیشتر باشددر مهندسی، افزایش آنتن برای اندازه گیری توانایی آنتن برای ارسال و دریافت سیگنال ها در یک جهت خاص استفاده می شود.افزایش سود می تواند منطقه پوشش شبکه را در یک جهت خاص افزایش دهددر شرایط مشابه، هرچه افزایش بیشتر باشد، موج بیشتر حرکت می کند.

سود نسبت چگالی قدرت سیگنال تولید شده توسط آنتن واقعی و واحد تابش ایده آل در همان نقطه در فضا در شرایط قدرت ورودی برابر است.این به طور کمی درجه ای را توصیف می کند که آنتن قدرت ورودی را متمرکز می کند. به طور واضح، افزایش به طور نزدیک به الگوی آنتن مرتبط است. هرچه لبه اصلی باریک تر و لبه فرعی کوچکتر باشد، افزایش بیشتر است.

معنی فیزیکی افزایش می تواند به این ترتیب درک شود: برای تولید یک سیگنال با اندازه خاصی در یک نقطه خاص در یک فاصله خاص،اگر یک منبع نقطه ای ایده آل غیر جهت دار به عنوان آنتن فرستنده استفاده شود، قدرت ورودی مورد نیاز 100/20=5W است، در حالی که یک آنتن جهت دار با افزایش G = 13 dB = 20 به عنوان آنتن فرستنده استفاده می شود. به عبارت دیگر، افزایش آنتن،از نظر اثر تابش آن در جهت حداکثر تابش، یک ضرب تقویت قدرت ورودی در مقایسه با یک منبع نقطه ای ایده آل غیر جهت است. سود نوسانگر تقارن نیمه موج G = 2.15 dBi است.چهار نوسانگر تقارن نیمه موج به سمت بالا و پایین خط عمودی تنظیم شده اند تا یک آرایه چهارگانه عمودی را با افزایش حدود G=8 تشکیل دهند.15dBi ((واحد dBi نشان می دهد که شیء مقایسه یک منبع نقطه ای ایده آل از تابش یکنواخت در همه جهت ها است).

اگر از نوسانگر تقارن نیمه موج به عنوان شیء مقایسه استفاده شود، واحد افزایش dBd است. افزایش نوسانگر تقارن نیمه موج G=0dBd است (چون با خود مقایسه می شود،نسبت 1 است، و لوگاریتم صفر است). ؛ افزایش یک ماتریس چهارگانه عمودی حدود G=8.15-2.15=6dBd است.

سود آنتن در مقایسه با یک نوسانگر موازی در dBd و سود آنتن در مقایسه با یک رادیاتور ایزوتروپ در dBi بیان می شود.

سرکوب لبه جانبی بالا

برای آنتن های پوشش بی سیم، که به کاربران بی سیم در زمین خدمت می کنند، تابش به سمت آسمان بی معنی است.مردم اغلب نیاز به اولین لوب جانبی بالاتر از لوب اصلی هواپیما عمودی به عنوان ضعیف به عنوان ممکن است، که به اصطلاح سرکوب لوب جانبی بالایی است.

در نمودار جهت، نسبت حداکثر ارزش لوب های جلو و عقب نسبت جلو و عقب نامیده می شود.

قطبی شدن آنتن

قطبی شدن آنتن توسط قطبی شدن یک موج الکترومغناطیسی تعیین می شود.جهت قطبی شدن یک موج الکترومغناطیسی معمولاً با جهت فضایی بردار میدان الکتریکی آن توصیف می شود، یعنی the trajectory depicted by the change of the orientation of its electric field vector in space over time when viewed along the propagation direction of an electromagnetic wave at a certain position in spaceاگر این مسیر یک خط مستقیم باشد، استقطب خطی نامیده می شود، اگر یک دایره باشد، استقطب دایره ای است، و اگر یک بیضوی باشد، استقطب بیضوی است.جهت قطبی شدن آنتن جهت میدان الکتریکی است.

ترکیبی از آنتن های قطبی عمودی و قطبی افقی، یا ترکیبی از آنتن های قطبی +45 درجه و قطبی -45 درجه، یک آنتن جدید را تشکیل می دهد - آنتن دو قطبی.آنتن دو قطب دار دو کانکتور دارد.