RFID-антенна

Ниже представлена коммерчески доступная RFID антенна. Эти теги обычно используются в коробках для отслеживания запасов. Основным требованием для этих тегов является то, что они должны быть дешевыми в производстве и иметь очень узкую полосу. Антенна ниже имеет общую размерность 22 мм x 22 мм.

Fig 1: RFID-тег антенны.

Построение геометрии антенны

Геометрию антенны можно нарисовать с помощью pdetool в PDE Toolbox. pdetool обеспечивает графический пользовательский интерфейс для рисования и создания сетки 2D геометрии. Вызовите pdetool без аргументов, чтобы запустить приложение. Рисунок ниже представляет собой снимок pdetool с базовым размещением антенны. Прямоугольник R1 используется для создания квадрата 22 мм. Различные пазы в структуре создаются с использованием прямоугольников R2 для R5, как показано ниже. Прямоугольники R5 могут быть соединены с R6 с помощью многоугольника. Подобная идея может использоваться для связи R2 с R3.

Fig 2. Геометрия размещения тега антенны.

После настройки требуемой геометрии антенны можно выполнить логические операции для различных форм. В этом примере прямоугольники, R2 к R7, необходимо вычесть из прямоугольника R1 чтобы создать пазы. Два прямоугольника R8 и R9 складываются так, что антенна может питаться между ними. Логическую операцию можно выполнить на вкладке Задать формулу.

Сетка антенны

Когда вкладка Задать формулу будет заполнена правильной булевой операцией, нажмите кнопку треугольника, чтобы создать сетку структуры. Максимальную длину ребра в mesh можно изменить, установив значение максимального размера ребра на вкладке Mesh- > Parameters. Приведенная ниже mesh сгенерирован с максимальной длиной ребром 2 мм.

Fig 3. Сетчатый тег антенны

Сгенерированный mesh можно экспортировать в рабочее пространство MATLAB, выбрав вкладку Mesh- > Экспорт сетки. p (Точки), e (граничные ребра) и t (треугольники) экспортируются в рабочую область. Данные сохраняются в файле RFIDtag.mat. Полная геометрия антенны сохранена в файле RFIDtag.m.

Создание пользовательской антенны

Пользовательский плоский mesh может быть импортирована в Antenna Toolbox с помощью customAntennaMesh функция. Чтобы преобразовать этот mesh в антенну, необходимо задать канал. Это определяет, где возбуждается антенна.

load RFIDtag
ant = customAntennaMesh(p, t);

Канал может быть создан с помощью графический интерфейс пользователя или путем определения двух точек, через которые задан канал. Мы рассмотрим оба этих подхода в этом примере. Вызывающие createFeed с помощью только антенны в качестве входного параметра открывает канал, создающий графический интерфейс пользователя.

createFeed (муравей)

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

Повторите процесс для второго треугольника через зазор. После выбора двух подающих треугольников рисунок обновится, чтобы показать подачу с зелеными треугольниками, как показано ниже. Красная точка показывает ребро питания. Чтобы изменить расположение канала, нажмите кнопку Отменить и запустите еще раз.

Другой способ создать корм - это указать две точки, между которыми нужно создать корм, как показано ниже. Используйте show функция для визуализации антенны.

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

Импеданс RFID-антенны

Теперь пользовательскую антенну можно решить, вызвав все функции анализа Antenna Toolbox. Нас интересует операция RFID-тега на 915 МГц.

z = impedance(ant, 915e6)

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

Приведенные выше значения импеданса указывают, что антенна имеет высокую индуктивность с небольшим значением сопротивления. Это характерно для RFID-тегов. Соответствующая сеть в 915MHz должна быть спроектирована для успешной операции тега.

Больше информации о разработке соответствующей сети можно получить в следующей демонстрации. Согласование импеданса нерезонансного (малого) монополя;

Диаграмма направленности излучения RFID-антенны

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

pattern(ant, 915e6);