Parmi les technologies de communication sans fil, seule la relation entre l'émetteur-récepteur sans fil et l'antenne du système RFID est la plus particulière. Dans la famille RFID, les antennes et la RFID sont des éléments d'égale importance. RFID et antennes sont interdépendantes et indissociables. Qu'il s'agisse d'un lecteur ou d'une étiquette RFID, de la technologie RFID haute fréquence ou ultra-haute fréquence, elles sont indissociables.antenne.
Une RFIDantenneConvertisseur qui convertit les ondes guidées se propageant sur une ligne de transmission en ondes électromagnétiques se propageant dans un milieu non limité (généralement l'espace libre), ou inversement. Une antenne est un composant d'un équipement radio utilisé pour transmettre ou recevoir des ondes électromagnétiques. La puissance du signal radiofréquence émis par l'émetteur radio est transportée jusqu'à l'antenne via le câble d'alimentation, puis rayonnée par l'antenne sous forme d'ondes électromagnétiques. Une fois l'onde électromagnétique arrivée au point de réception, elle est reçue par l'antenne (seule une petite partie de la puissance est reçue) et transmise au récepteur radio via le câble d'alimentation, comme illustré ci-dessous.
Le principe de rayonnement des ondes électromagnétiques à partir des antennes RFID
Lorsqu'un fil transporte un courant alternatif, il émet des ondes électromagnétiques, dont la capacité de rayonnement est liée à sa longueur et à sa forme. Si la distance entre les deux fils est très courte, le champ électrique est lié entre eux, ce qui rend le rayonnement très faible ; s'ils sont éloignés, le champ électrique se propage dans l'espace environnant, augmentant ainsi le rayonnement. Lorsque la longueur du fil est bien inférieure à la longueur d'onde de l'onde électromagnétique émise, le rayonnement est très faible ; lorsque sa longueur est comparable à celle de l'onde électromagnétique émise, le courant dans le fil augmente considérablement, produisant un rayonnement plus intense. Le fil droit susmentionné, capable de produire un rayonnement important, est généralement appelé oscillateur, une simple antenne.
Plus la longueur d'onde des ondes électromagnétiques est grande, plus l'antenne est grande. Plus la puissance à rayonner est importante, plus l'antenne est grande.
Directivité de l'antenne RFID
Les ondes électromagnétiques émises par l'antenne sont directionnelles. À l'émission, la directivité désigne la capacité de l'antenne à émettre des ondes électromagnétiques dans une direction donnée. À la réception, elle désigne la capacité de l'antenne à recevoir des ondes électromagnétiques provenant de différentes directions. Le diagramme de fonction entre les caractéristiques de rayonnement de l'antenne et les coordonnées spatiales constitue le diagramme d'antenne. L'analyse du diagramme d'antenne permet d'analyser les caractéristiques de rayonnement de l'antenne, c'est-à-dire sa capacité à émettre (ou recevoir) des ondes électromagnétiques dans toutes les directions de l'espace. La directivité de l'antenne est généralement représentée par des courbes sur le plan vertical et le plan horizontal qui représentent la puissance des ondes électromagnétiques émises (ou reçues) dans différentes directions.
En apportant des modifications correspondantes à la structure interne de l'antenne, la directivité de l'antenne peut être modifiée, formant ainsi différents types d'antennes avec des caractéristiques différentes.
Gain d'antenne RFID
Le gain d'antenne décrit quantitativement le degré de concentration de la puissance d'entrée d'une antenne. Du point de vue du diagramme, plus le lobe principal est étroit, plus le lobe secondaire est petit et plus le gain est élevé. En ingénierie, le gain d'antenne sert à mesurer la capacité d'une antenne à émettre et recevoir des signaux dans une direction spécifique. Augmenter le gain peut accroître la couverture du réseau dans une direction donnée ou augmenter la marge de gain dans une plage donnée. Dans les mêmes conditions, plus le gain est élevé, plus l'onde radio se propage loin.
Classification des antennes RFID
Antenne dipôle : Également appelée antenne dipôle symétrique, elle est constituée de deux fils droits de même épaisseur et de même longueur, disposés en ligne droite. Le signal est acheminé par les deux extrémités centrales, et une distribution de courant est générée sur les deux bras du dipôle. Cette distribution de courant crée un champ électromagnétique autour de l'antenne.
Antenne bobine : C'est l'une des antennes les plus utilisées dans les systèmes RFID. Elles sont généralement constituées de fils enroulés en structures circulaires ou rectangulaires pour leur permettre de recevoir et de transmettre des signaux électromagnétiques.
Antenne RF à couplage inductif : une antenne RF à couplage inductif est généralement utilisée pour la communication entre les lecteurs RFID et les étiquettes RFID. Le couplage se fait par un champ magnétique partagé. Ces antennes sont généralement en forme de spirale afin de créer un champ magnétique partagé entre le lecteur RFID et l'étiquette RFID.
Antenne patch microruban : Il s'agit généralement d'une fine couche de patch métallique fixée au plan de masse. L'antenne patch microruban est légère, compacte et de section fine. Le câble d'alimentation et le réseau d'adaptation peuvent être produits simultanément et sont étroitement liés au système de communication. Les circuits imprimés sont intégrés et les patchs peuvent être fabriqués par photolithographie, un procédé peu coûteux et facile à produire en série.
Antenne Yagi : antenne directionnelle composée de deux ou plusieurs dipôles demi-onde. Elle est souvent utilisée pour améliorer la puissance du signal ou réaliser des communications sans fil directionnelles.
Antenne à cavité arrière : antenne dont l'antenne et le feeder sont placés dans la même cavité arrière. Elles sont couramment utilisées dans les systèmes RFID haute fréquence et offrent une bonne qualité et une bonne stabilité du signal.
Antenne linéaire microruban : Il s'agit d'une antenne miniaturisée et fine, généralement utilisée dans les petits appareils tels que les appareils mobiles et les étiquettes RFID. Elles sont constituées de lignes microruban offrant de bonnes performances dans un format compact.
Antenne spirale: Une antenne capable de recevoir et d'émettre des ondes électromagnétiques polarisées circulairement. Elles sont généralement constituées de fil métallique ou de tôle et présentent une ou plusieurs structures en spirale.
Il existe de nombreux types d'antennes adaptées à différentes situations, notamment aux fréquences, aux usages, aux occasions et aux exigences. Chaque type d'antenne possède des caractéristiques et des applications spécifiques. Pour choisir l'antenne RFID adaptée, il est essentiel de tenir compte des exigences de l'application et des conditions environnementales.
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Date de publication : 15 mai 2024
