Антенна RFID

Ниже коммерчески доступная антенна RFID. Эти теги обычно используются на полях в отслеживании ресурсов. Основное требование для этих тегов - то, что они должны быть дешевыми, чтобы произвести и иметь очень узкую полосу. Антенна ниже имеет габаритный размер 22 мм x 22 мм.

Fig 1: тег антенны RFID.

Рисование геометрии антенны

Геометрия антенны может чертиться с помощью pdetool в Тулбоксе УЧП. pdetool обеспечивает графический интерфейс пользователя, чтобы чертить и поймать в сети 2D геометрию. Вызовите pdetool без аргументов, чтобы запустить приложение. Фигура ниже является поспешным выстрелом pdetool с базовым макетом антенны. Прямоугольник R1 используется, чтобы создать 22-миллиметровый квадрат. Различные пазы в структуре создаются с помощью прямоугольников R2 для R5 как показано ниже. Прямоугольники R5 могут быть соединены с R6 с помощью формы многоугольника. Подобная идея может использоваться, чтобы соединить R2 с R3.

Fig 2. Размещение геометрии тега антенны.

Если желаемая геометрия антенны настраивается, логические операции могут быть выполнены на различных формах. В этом примере прямоугольники R2 к R7 должен быть вычтен из прямоугольника R1, чтобы создать пазы. Эти два прямоугольных R8 и R9 добавляются так, чтобы антенна могла питаться между ними. Логическая операция может быть выполнена во вкладке формулы Набора.

Поймать в сети антенну

Если вкладка формулы Набора заполнена правильной логической операцией, нажмите треугольную кнопку, чтобы поймать в сети структуру. Максимальная длина ребра в mesh может быть изменена путем устанавливания значения размера ребра Max под вкладкой Mesh-> Parameters. Mesh ниже сгенерирована длина ребра имеющая 2 мм.

Fig 3. Решетчатый тег антенны

Сгенерированная mesh может быть экспортирована в рабочее пространство MATLAB путем выбора вкладки Mesh-> Export Mesh. P (Точки), e (граничные ребра) и t (треугольники) экспортируются в рабочую область. Данные сохранены в файле RFIDtag.mat. Полная геометрия антенны сохранена в файле RFIDtag.m.

Создание пользовательской антенны

Пользовательская плоская mesh может быть импортирована в Antenna Toolbox с помощью функции customAntennaMesh. Чтобы преобразовать эту mesh в антенну, канал должен быть задан. Это определяет, где антенна взволнована.

load RFIDtag
ant = customAntennaMesh(p, t);

Канал может быть создан при помощи графический интерфейса пользователя или путем определения двух точек, через которые задан канал. Мы посмотрим на оба этих подхода в этом примере. При вызове createFeed с только антенной, когда входной параметр открывает графический интерфейс пользователя создания канала.

createFeed (муравей)

Выберите разрыв в металле, чтобы питать антенну. Интерактивная фигура, позволяет выбирать два треугольника через разрыв. Нажмите кнопку выбора, которая обеспечивает перекрестие, чтобы выбрать эти два треугольника. Фигура ниже показов способ выбрать первый треугольник. Принесите перекрестие по треугольнику как показано ниже и нажмите левую кнопку мыши.

Повторите процесс для второго треугольника через разрыв. Если два треугольника канала выбраны, фигура обновится, чтобы показать канал с зелеными треугольниками как показано ниже. Красная точка показывает питающееся ребро. Чтобы изменить местоположение канала, нажмите кнопку отмены и запуститесь снова.

Другой способ создать канал путем определения двух точек, между которыми канал должен быть создан как показано ниже. Используйте функцию показа, чтобы визуализировать антенну.

createFeed(ant, [0.0201 0.0168], [0.0201, 0.0161]);
show(ant);
view(2);

Импеданс антенны RFID

Пользовательская антенна может теперь быть решена путем вызывания всех аналитических функций Antenna Toolbox. Мы интересуемся операцией тега RFID на уровне 915 МГц.

z = impedance(ant, 915e6)

z = 7.0565e-01 + 2.9162e+02i

Значения импеданса выше указывают, что антенна является очень индуктивной с маленьким значением сопротивления. Это типично для тегов RFID. Соответствующая сеть в потребности на 915 МГц, которая будет спроектирована для успешной операции тега.

Больше информации о разработке соответствующей сети может быть получено в следующей демонстрации. Импеданс, Соответствующий Нерезонирующего (Маленького) Монополя;

Диаграмма направленности антенны RFID

Направленность антенны RFID показывают ниже. Тег имеет пустой указатель в зените, но хорошем покрытии в x-y плоскости и максимальном значении приблизительно 1.5dBi. Это показывает, что антенна является операционной по короткому расстоянию от читателя, который является требованием для тега RFID.

pattern(ant, 915e6);