RFID антенна

Ниже приведена коммерчески доступная RFID антенна. Эти теги обычно используются в коробках для отслеживания запасов. Главное требование для этих меток, что они должны быть дешевыми в производстве и имеют очень узкую полосу. Антенна ниже имеет общий размер 22 x 22 мм.

Fig.1: метка антенны RFID.

Рисование геометрии антенны

Геометрия антенны может быть нарисована с помощью pdetool на панели инструментов PDE. Pdetool предоставляет графический интерфейс пользователя для рисования и создания сетки 2D геометрии. Вызовите pdetool без аргументов для запуска приложения. На рисунке ниже показан снимок pdetool с базовой компоновкой антенны. Прямоугольник R1 используется для создания квадрата 22 мм. Различные прорези в структуре создаются с использованием прямоугольников, R2 к R5, как показано ниже. Прямоугольники R5 могут быть соединены с R6 с помощью многоугольника. Подобная идея может быть использована для соединения R2 с R3.

Фига 2. Геометрическая компоновка метки антенны.

Как только заданная геометрия антенны установлена, логические операции могут выполняться для различных форм. В этом примере прямоугольники, R2 R7, необходимо вычесть из прямоугольника, R1 для создания прорезей. Два прямоугольника R8 и R9 добавлены так, что антенна может быть подана между ними. Логическую операцию можно выполнить на вкладке Задать формулу.

Зацепление антенны

После заполнения вкладки Задать формулу правильной логической операцией нажмите кнопку треугольника, чтобы создать сетку структуры. Максимальную длину кромки в сетке можно изменить, задав значение Максимальный размер кромки (Max edge size) на вкладке Сеть (Mesh) - > Параметры (Parameters). Сетка ниже создается с максимальной длиной кромки 2 мм.

Фига 3. Тег сетчатой антенны

Созданную сетку можно экспортировать в рабочую область MATLAB, выбрав вкладку Сетка- > Экспорт сетки. p (точки), e (граничные кромки) и t (треугольники) экспортируются в рабочее пространство. Данные сохраняются в файле RFIDtag.mat. Полная геометрия антенны сохраняется в файле RFIDtag.m.

Создание пользовательской антенны

Пользовательскую плоскую сетку можно импортировать в панель инструментов антенны с помощью команды customAntennaMesh функция. Чтобы преобразовать эту сетку в антенну, необходимо определить источник питания. Это определяет место возбуждения антенны.

load RFIDtag
ant = customAntennaMesh(p, t);

Канал может быть создан с помощью графического интерфейса пользователя или путем указания двух точек, через которые определяется канал. В этом примере мы рассмотрим оба этих подхода. Запрос createFeed при использовании только антенны в качестве входного параметра открывается GUI создания канала.

createFeed (муравей)

Выберите зазор в металле для подачи антенны. Интерактивная фигура позволяет выбрать два треугольника через промежуток. Нажмите кнопку выбора, которая обеспечивает перекрестие для выбора двух треугольников. На рисунке ниже показан способ выбора первого треугольника. Наведите перекрестие на треугольник, как показано ниже, и нажмите левую кнопку мыши.

Повторите процесс для второго треугольника через зазор. Как только два треугольника подачи выбраны, рисунок будет обновлен, чтобы показать подачу с зелеными треугольниками, как показано ниже. Красная точка показывает край подачи. Чтобы изменить расположение канала, нажмите кнопку отмены и запустите снова.

Другим способом создания канала является указание двух точек, между которыми необходимо создать канал, как показано ниже. Используйте show функция визуализации антенны.

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

Импеданс RFID-антенны

Теперь пользовательская антенна может быть решена вызовом всех функций анализа панели инструментов антенны. Мы заинтересованы в работе RFID-метки на частоте 915 МГц.

z = impedance(ant, 915e6)

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

Приведенные выше значения импеданса указывают на то, что антенна является высокоиндуктивной с малым значением сопротивления. Это типично для RFID-меток. Для успешной работы тега необходимо разработать соответствующую сеть на 915MHz.

Более подробную информацию о проектировании соответствующей сети можно получить в следующей демонстрации. Согласование импедансов нерезонансного (малого) монополя;

Диаграмма направленности RFID-антенны

Направленность RFID-антенны показана ниже. Тег имеет нулевое значение в зените, но хорошее покрытие в плоскости x-y и максимальное значение около 1.5dBi. Это показывает, что антенна работает на небольшом расстоянии от считывающего устройства, что является требованием для RFID-метки.

pattern(ant, 915e6);