كم تعرف عن هوائيات RFID

تعتبر إنترنت الأشياء الموجة الثالثة لصناعة المعلومات بعد أجهزة الكمبيوتر والإنترنت. في عملية تحقيقه ، يتطلب تعاون العديد من التقنيات عالية التقنية مثل الاتصالات ، وأجهزة الاستشعار ، و RFID ، وتحديد المواقع. يمكن للجمع بين RFID والإنترنت والاتصالات وغيرها من التقنيات تحقيق تتبع وتبادل المعلومات للعناصر العالمية. لذلك ، يعتبر حجر الزاوية مهمًا لتحقيق إنترنت الأشياء ويتم إدراجه كواحد من أهم عشر تقنيات مهمة في القرن الحادي والعشرين.

في عملية الاتصال اللاسلكي ، يعتبر الهوائي مكونًا لا غنى عنه. يستخدم RFID موجات الراديو لنقل المعلومات ، ويجب إكمال توليد واستقبال موجات الراديو من خلال هوائي. عندما تدخل العلامة الإلكترونية منطقة عمل هوائي القارئ / الكاتب ، يولد هوائي العلامة الإلكترونية تيارًا مستحثًا كافيًا للحصول على الطاقة ليتم تنشيطها. بالنسبة لنظام RFID ، يعد الهوائي جزءًا حيويًا ، فهو وثيق الصلة بأداء النظام.

على سبيل المثال ، في مشروع إدارة المستودعات ، تمثل تكلفة هوائيات RFID أقل من 1 بالمائة من التكلفة الإجمالية. ومع ذلك ، إذا اخترت هوائي RFID مع أداء ضعيف لتقليل التكاليف بشكل أعمى أو لأسباب أخرى ، فستحدث بسهولة مشاكل مثل القراءة غير المستقرة ، والقراءة المفقودة ، والقراءة المتقاطعة ، وفشل القراءة أثناء تخطيط هوائي RFID. في هذه الحالة ، لن يتم تخفيض التكلفة فحسب ، بل ستزداد عدة مرات. لذلك ، من الضروري الانتباه إلى هوائيات RFID عند نشر أنظمة RFID.

ما هي أنواع هوائيات RFID؟

يمكن تقسيم هوائيات نظام RFID تقريبًا إلى فئتين: هوائيات العلامات الإلكترونية وهوائيات القارئ. يمكن تقسيم هذين النوعين من الهوائيات إلى هوائيات شاملة الاتجاهات وهوائيات اتجاهية وفقًا للاتجاهية ، ويمكن أيضًا تقسيمها إلى هوائيات خطية وفقًا للاختلاف في الشكل. والهوائيات المستوية. يجب أن تتمتع هوائيات قارئ / كاتب RFID بخصائص استقطاب عريض النطاق ودائري. في النطاقات منخفضة التردد وعالية التردد ، تستخدم العلامات الإلكترونية والقارئات بشكل أساسي هوائيات لولبية ، وتستخدم الأسلاك النحاسية بشكل عام. ومع ذلك ، نظرًا للتردد العالي الذي يستخدمه التردد العالي ، سيكون عدد دورات الهوائي أقل بكثير من التردد المنخفض ، مما يجعل إنتاج هوائي RFID عالي التردد أسهل وسعر أقل. في نطاق التردد UHF ، يتم استخدام المزيد من عمليات النقش ، بما في ذلك هوائيات حفر النحاس وهوائيات النقش المصنوعة من الألومنيوم ، والعمليات ناضجة نسبيًا. في نطاق تردد الميكروويف ، تكون أشكال الهوائيات أكثر تنوعًا ، بما في ذلك الهوائيات المتناظرة ثنائية القطب ، وهوائيات microstrip ، وهوائيات المصفوفة ، وهوائيات النطاق العريض ، وما إلى ذلك.

نطاقات التردد المختلفة ومجالات التطبيق المختلفة لها متطلبات مختلفة لهيكل هوائي العلامة الإلكترونية. بشكل عام ، يميل تصميم الهوائي إلى اتباع الأهداف التالية:

(1) تصغير حجم الهوائي قدر الإمكان ؛

(2) يوفر الهوائي أكبر إشارة ممكنة للرقاقة ؛

(3) ينبغي أن تكون اتجاهية تغطية الهوائي كبيرة بقدر الإمكان ؛

(4) تطابق استقطاب الهوائي مع إشارة استجواب القارئ ؛

(5) سعر الهوائي منخفض قدر الإمكان وهكذا.

ثلاث عمليات رئيسية لتصنيع هوائي RFID

من أجل التكيف مع المتطلبات المختلفة لمعلمات أداء RFID في سيناريوهات التطبيق المختلفة ، ظهرت العديد من عمليات تصنيع هوائي RFID. في الوقت الحاضر ، تشتمل عمليات تصنيع هوائي RFID الأكثر استخدامًا بشكل أساسي على طريقة لف الملف وطريقة الحفر وطريقة الطباعة.

(1) طريقة لف الملف

عند استخدام طريقة لف الملف لعمل هوائي علامة RFID ، يجب لف ملف العلامة وتثبيته على أداة لف. ملف الهوائي مطلوب لعدد كبير من المنعطفات. يمكن أن يكون الملف إما حلقة دائرية أو حلقة مستطيلة. . تُستخدم هذه الطريقة عمومًا لعلامات RFID بنطاق تردد يتراوح من 125 إلى 134 كيلو هرتز. إن أوجه القصور في استخدام طريقة المعالجة هذه لصنع الهوائيات واضحة ، ويمكن تلخيصها بشكل أساسي على أنها تكلفة عالية ، وكفاءة إنتاج منخفضة ، واتساق غير كافٍ للمنتجات المعالجة.

(2) طريقة الحفر

عادة ما تستخدم طريقة الحفر النحاس أو الألمنيوم لصنع الهوائيات. تشبه هذه الطريقة في عملية الإنتاج عملية النقش على لوحات الدوائر المطبوعة المرنة. يمكن استخدام طريقة النقش في الإنتاج الضخم للعلامات الإلكترونية ذات النطاق الترددي 13.56 ميجا هرتز وعرض النطاق الترددي UHF. لديها مزايا الدائرة الدقيقة ، المقاومة المنخفضة ، مقاومة الطقس الجيد ، والإشارة المستقرة. ومع ذلك ، فإن أوجه القصور في هذه الطريقة واضحة أيضًا ، مثل إجراءات الإنتاج المرهقة وانخفاض الإنتاجية.

(3) طريقة الطباعة

الهوائي المطبوع عبارة عن دائرة يتم فيها طباعة الحبر الموصل مباشرة على ركيزة عازلة (أو فيلم) لتشكيل دائرة هوائي. توسعت طريقة الطباعة الرئيسية من استخدام طباعة الشاشة فقط إلى طباعة الأوفست والطباعة الفلكسوغرافية وطباعة الحفر وطرق الإنتاج الأخرى. طريقة الطباعة مناسبة للإنتاج الضخم 13.56MHz وعلامات RFID UHF الإلكترونية. تتميز بسرعة الإنتاج السريعة ، ولكن نظرًا للمقاومة الكبيرة للدائرة التي يتكون منها الحبر الموصل ، فإن نطاق تطبيقها محدود إلى حد معين. نظرًا لتقدم تقنية الهوائي المطبوع ، تم تخفيض تكلفة علامات RFID بشكل فعال ، مما شجع على تعميم تطبيقات RFID.

اتجاه التطوير المستقبلي لهوائيات RFID

(1) تصغير الحجم

مع تطور الطلب الذكي وتكنولوجيا المعالجة ، لا يزال حجم هوائيات RFID يتطور في اتجاه التصغير. في العلامات الإلكترونية منخفضة التردد وعالية التردد ، غالبًا ما يكون حجم الهوائي أكبر بكثير من حجم الشريحة. لذلك ، غالبًا ما يتم تقييد حجم العلامة بحجم الهوائي. من منظور طلب السوق ، يساعد تصغير علامات RFID أيضًا على دخولها في المزيد من سيناريوهات التطبيق.

(2) الإنتاج الضخم

بالمقارنة مع العملية التقليدية ، فإن الهوائي المطبوع بالحبر الموصل له تكلفة أقل وإنتاج أكثر كفاءة ، وهو ما ينعكس بشكل أساسي في السعر المنخفض للمواد المستخدمة في الحبر الموصل ، كما أن معدات الطباعة المستخدمة في عملية طباعة الشاشة أرخص أيضًا من معدات الحفر. بالإضافة إلى ذلك ، فإن عملية الطباعة هذه بسيطة وسريعة التشغيل ، وتدفق العملية بأكمله بسيط نسبيًا ، وهو أكثر ملاءمة للإنتاج بالجملة.

(3) عملية حماية البيئة الخضراء

بالإضافة إلى ذلك ، فإن تفاعل التآكل الكيميائي في عملية النقش سوف ينتج نفايات ، والتي من السهل تلويث البيئة. في المقابل ، فإن تقنية الطباعة بالحبر الموصّل صديقة للبيئة بدرجة أكبر.

(4) تكلفة أقل

إذا أراد RFID تحقيق تطبيقات على نطاق أوسع ، فيجب تقليل التكلفة بشكل أكبر. نظرًا لأن الناس في كثير من الأحيان لا يتم اعتبارهم تقنية RFID ، ولكن من الصعب قبول ضغط التكلفة المرتفع وراء العلامات الإلكترونية. الآن يمكن لتقنية الحبر الموصل أن تجعل تطبيقات RFID تخرج من معضلة التكلفة ، مما يقلل بشكل كبير من تكلفة إنتاج هوائيات RFID. من المتوقع أن يكون الجمع بين إنتاج هوائي RFID وتكنولوجيا الطباعة المتقدمة أقرب في المستقبل.

مع تطور الحبر الموصّل وتكنولوجيا الطباعة ، ستزداد شعبية تقنية هوائي الطباعة RFID. يساعد هذا في تقليل تكلفة علامات RFID ، وبالتالي خفض عتبة تطبيق RFID ، وتعزيز تنفيذ تقنية RFID في جميع مناحي الحياة ، والسماح بإنترنت كل شيء في أقرب وقت ممكن.