Cách chọn Anten RFID phù hợp cho ứng dụng của Bạn

Anten RFID lấy năng lượng từ một đầu đọc RFID và truyền nó dưới dạng sóng RF tới các thẻ RFID ở vùng đọc. Nếu đầu đọc RFID là “bộ não” của hệ thống RFID, thì ăng ten RFID là cánh tay của hệ thống.

Ngoài việc truyền sóng đến thẻ RFID, anten RFID cũng nhận thông tin được gửi từ các thẻ RFID về để đầu đọc RFID có thể giải mã nó. Trong hệ thống RFID, có nhiều loại anten RFID khác nhau, mỗi loại có các đặc điểm phân biệt và ứng dụng riêng, điều này làm cho việc chọn đúng ăng-ten trở nên vô cùng quan trọng.

Cấu trúc của 1 Anten RFID

Nên chọn Anten có kích thước lớn hay kích thước nhỏ ?

Anten RFID có kích thước từ nhỏ bằng bàn tay đến kích thước lớn bằng bàn làm việc. Sự khác biệt về kích thước biểu thị phạm vi đọc - ăng-ten. Với Anten càng lớn, độ lợi càng cao, phạm vi đọc dài hơn và ngược lại. Tuy nhiên, một số ăng-ten là ngoại lệ của quy tắc vì chúng được chế tạo cho một ứng dụng cụ thể; một ví dụ là  ăng-ten Impinj Guardwall lớn . Được xây dựng cho các không gian đọc được kiểm soát chặt chẽ, ăng-ten Guardwall chỉ có độ lợi 6 dBi vì nó được thiết kế để gắn đối diện với một anten Guardwall khác để tạo ra một vùng đọc nhỏ, chính xác.

Các hạn chế về kích thước khu vực lắp đặt anten cũng có thể ảnh hưởng đến quá trình lựa chọn vì một số ứng dụng không cho phép nhiều không gian trong khu vực sẽ đặt ăng-ten. Một số môi trường nhất định, chẳng hạn như các cửa hàng bán lẻ, có thể không có không gian cho một ăng-ten cỡ lớn cồng kềnh và ăng-ten như vậy sẽ không phù hợp về mặt thẩm mỹ. Ăng-ten nhỏ cũng tối ưu cho việc đọc và ghi cho các ứng dụng yêu cầu vùng đọc nhỏ hơn như đọc thẻ RFID trên băng chuyền và các ứng dụng kiểm soát vào ra.

Chọn Anten sử dụng trong nhà hoặc ngoài trời

Bởi vì các ứng dụng RFID có thể được thực hiện trong hầu hết mọi môi trường trong nhà cũng như ngoài trời, mỗi bộ phận của hệ thống RFID phải được xem xét về khả năng bảo vệ chống xâm nhập chống nước và bụi theo tiêu chuẩn IEC 60529 của Hoa Kỳ và tiêu chuẩn EN 60529 của Anh, từ IP 00 đến IP 69.

Phạm vi nhiệt độ hoạt động của ăng-ten không chỉ quan trọng đối với các ứng dụng nhiệt độ khắc nghiệt; nó cũng cần được kiểm tra các ứng dụng trong nhà được kiểm soát ngoài trời hoặc không khí hậu. Tất cả thiết bị RFID đều phải tuân thủ nghiêm ngặt phạm vi nhiệt độ hoạt động, nếu không thiết bị có thể hoạt động chậm, ngừng hoạt động hoặc bị hỏng với nhiệt độ ngoài phạm vi quy định.

Cách lắp Anten RFID như nào cho phù hợp với ứng dụng ?

Phụ thuộc vào vị trí gắn thẻ trên sản phẩm mà ta bố trí các Anten phù hợp để có thể đọc được tốt nhất thẻ RFID

Sử dụng Anten độc lập hay tích hợp đầu đọc

Ăng-ten RFID có thể được  tích hợp trong đầu đọc như một thiết bị hoặc được sử dụng riêng kết nối với đầu đọc cố định. Anten tích hợp một đầu đọc và ăng-ten giúp tiết kiệm không gian và cung cấp một hệ thống di động mà không phải lo lắng về việc đi dây anten dài. Ăng-ten đầu đọc tích hợp cũng tối ưu cho các ứng dụng bán lẻ hoặc máy tính để bàn vì chúng thường nhỏ gọn, dễ sử dụng.

Chọn Anten phân cực tròn hay tuyến tính?

Bởi vì ăng ten RFID bức xạ và thu sóng RF, phân cực là một yếu tố quan trọng cần xem xét khi lựa chọn một ăng ten RFID.  Sự phân cực áp dụng cho sóng và về cơ bản là hướng hình học của dao động của sóng. Dưới đây là hình minh họa cho thấy sự khác biệt giữa sóng bức xạ tuyến tính và sóng bức xạ tròn.

ảnh

Ta chọn Ăng  ten phân cực tròn hoạt động tốt cho các ứng dụng mà vị trí gắn thẻ RFID sẽ không được xác định hoặc sẽ ở các góc và độ cao khác nhau.

Ta chọn Ăng ten phân cực tuyến tính cho các ứng dụng mà thẻ RFID có chiều cao và hướng không đổi. Nếu một ăng-ten phân cực tuyến tính đang bức xạ sóng trên mặt phẳng nằm ngang, thì thẻ nhận sóng cũng phải nằm ngang và ở độ cao tương ứng.

Chọn độ lợi của Anten cao hoặc thấp

Độ lợi của ăng-ten được biểu thị bằng decibel (dB). Độ lợi có thể được biểu thị bằng một số đơn vị đo lường khác nhau như dB, dBi, dBm:

dB –Công suất đầu ra của ăng-ten được đo so với công suất đầu vào của ăng-ten.

dBm –Công suất đầu ra của ăng-ten được đo dựa trên công suất 1 miliwatt

dBi –Antenna độ lợi được biểu thị bằng dBi

Quyết định phạm vi đọc cần thiết để đáp ứng nhu cầu của ứng dụng của bạn. Hệ số khuếch đại ăng-ten tương ứng, và đảm bảo độ lợi ăng-ten.

Chọn Anten độ rộng chùm tia rộng hoặc hẹp

Một ăng-ten có độ rộng chùm tia rộng nói chung sẽ có độ lợi thấp hơn và bao phủ nhiều diện tích hơn theo chiều dọc hoặc chiều ngang (hoặc cả hai); trong khi độ rộng chùm hẹp nói chung sẽ có độ lợi cao hơn và đọc xa hơn, nhưng bao phủ một vùng nhỏ hơn.

Độ rộng chùm tia có liên quan rất chặt chẽ với độ lợi. Hai trường tồn tại - trường phương vị và trường độ cao - và mỗi trường đều có độ rộng chùm tia rất quan trọng để hiểu được nơi sóng RF sẽ được định hướng.

Ăng ten phân cực tuyến tính có độ rộng chùm tia tương đối nhỏ trong một trường, và tùy thuộc vào độ khuếch đại, nằm trong khoảng từ 30 độ đến 360 độ độ rộng chùm tia ở trường kia. Hầu hết các thông số kỹ thuật của ăng-ten tuyến tính lưu ý độ cao và phương vị chùm tia.

Độ rộng chùm tia của 1 số Anten RFID

Nói chung, độ lợi càng cao, độ rộng chùm tia càng nhỏ. hầu hết người dùng phải quyết định xem điều gì quan trọng hơn đối với ứng dụng của họ, chiều dài đọc lớn hơn với chiều rộng nhỏ hoặc chiều dài đọc ngắn hơn và trường RF rộng hơn. Dưới đây là một số ví dụ.

Đồ thị bức xạ 2D và 3D là hình ảnh minh họa mà nhà sản xuất cung cấp và là “bản đồ” của trường RF do ăng ten tạo ra. Những bản đồ này rất hữu ích trong việc chọn một ăng-ten cho một ứng dụng cụ thể. Đồ thị bức xạ 2D sẽ có hai hình ảnh của mặt phẳng nằm ngang hoặc phương vị và một của mặt phẳng đứng hoặc mặt phẳng độ cao. Đồ thị bức xạ 3D cung cấp hình ảnh được ánh xạ 3D của mẫu chùm tia chính xác trong cả hai trường.

Chọn dải tần số nào cho anten RFID của Bạn ?

Cũng giống như đầu đọc RFID và thẻ RFID, ăng ten RFID được thiết kế để sử dụng trong các  dải tần số cụ thể . Nếu không được điều chỉnh theo một dải tần cụ thể, ăng-ten sẽ không thể truyền hoặc nhận thông tin từ đầu đọc hoặc thẻ. Hầu hết các ăng-ten RFID đều có các  dải tần số hoạt động sau:

US hoặc FCC (902 - 928 MHz)

EU hoặc ETSI (865 - 868 MHz)

China (840 - 845 MHz & 920 - 925 MHz)

Toàn cầu (860 - 960 MHz)

Chọn Anten Trường xa hay Trường gần

Xác định khoảng cách các mục được gắn thẻ sẽ cách ăng-ten để xác định xem ăng-ten trường xa hay trường gần là tốt nhất cho ứng dụng.

Đặc tính quan trọng nhất của ăng-ten RFID là phạm vi đọc - tức là sóng RF sẽ bức xạ bao xa.

Một số yếu tố xác định phạm vi đọc được tạo ra bởi ăng-ten RFID như công suất phát của đầu đọc, suy hao do độ dài cáp tín hiệu, kỹ thuật ghép nối, độ lợi của ăng-ten và độ rộng chùm tia của ăng-ten.

Ăng-ten RFID trường gần thường sử dụng cảm ứng từ để giao tiếp với thẻ khi nó ở gần. Khoảng cách từ 10-20cm

Ăng ten trường xa gửi năng lượng đến anten của thẻ RFID, năng lượng này cung cấp năng lượng cho mạch tích hợp (IC). Sau đó, vi mạch điều chỉnh thông tin và gửi lại thông tin bằng cách sử dụng năng lượng còn lại. Ăng-ten trường xa có thể giao tiếp với thẻ RFID thụ động lên đến hàng chục mét hoặc hơn trong một môi trường tối ưu.

Trong một ứng dụng có không gian hạn chế, phạm vi đọc lớn hơn có thể gây ra sự cố do đọc lan quá nhiều thẻ cùng một lúc, thay vì một thẻ hoặc nhóm thẻ cụ thể cần đọc.

Chọn anten RFID Định hướng hay Đa hướng

Ăng-ten định hướng đọc theo một hướng và tạo ra trường giống như hình nón, trong khi ăng-ten đa hướng đọc 360 độ trên một mặt phẳng.

Liên quan chặt chẽ đến cả độ lợi và độ rộng chùm tia,  khả năng định hướng được định nghĩa là khả năng tập trung của ăng-ten theo một hướng cụ thể để truyền.

Anten định hướng, giống như tên cho thấy, có chùm tia tập trung theo một hướng. Cho dù độ rộng chùm tia là 25 độ hay 75 độ, các ăng-ten định hướng sẽ tập trung độ lợi của chúng vào một hướng cụ thể để nhận các lần đọc thẻ.

Ăng ten đa hướng cung cấp phạm vi phủ sóng rộng trong một mặt phẳng. Thay vì tạo ra một chùm bao phủ hình nón như các ăng-ten định hướng, các ăng-ten đa hướng thường bao phủ toàn bộ một mặt phẳng. Các mẫu bức xạ 3D của chúng thường có phạm vi bao phủ 360 độ trong một mặt phẳng và khoảng 20 đến 65 độ trong trường đối diện.

Để được tư vấn cụ thể hơn về giải pháp ứng dụng RFID, quý khách có thể liên lạc trực tiếp với chúng tôi qua Hotline: 093 885 6028 / Email: sales@smartid.com.vn