Parmi les technologies de communication sans fil, seule la relation entre le dispositif 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 membres tout aussi importants. La RFID et les antennes sont interdépendantes et indissociables. Qu'il s'agisse d'un lecteur RFID ou d'une étiquette RFID, qu'il s'agisse de technologie RFID haute fréquence ou de technologie RFID ultra haute fréquence, elle est indissociable duantenne.
Une RFIDantenneest un convertisseur qui convertit les ondes guidées se propageant sur une ligne de transmission en ondes électromagnétiques se propageant dans un milieu illimité (généralement l'espace libre), ou vice versa. 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 vers l'antenne via le câble d'alimentation et est rayonnée par l'antenne sous forme d'ondes électromagnétiques. Une fois que l'onde électromagnétique atteint le lieu de réception, elle est reçue par l'antenne (seule une petite partie de la puissance est reçue) et envoyée au récepteur radio via le chargeur, comme le montre la figure ci-dessous.
Le principe du rayonnement des ondes électromagnétiques des antennes RFID
Lorsqu'un fil transporte un courant alternatif, il émet des ondes électromagnétiques et sa capacité de rayonnement est liée à la longueur et à la forme du fil. Si la distance entre les deux fils est très proche, le champ électrique est lié entre les deux fils, donc le rayonnement est très faible ; lorsque les deux fils sont écartés, le champ électrique se propage dans l’espace environnant, ce qui augmente le rayonnement. Lorsque la longueur du fil est bien inférieure à la longueur d’onde de l’onde électromagnétique rayonnée, le rayonnement est très faible ; lorsque la longueur du fil est comparable à la longueur d'onde de l'onde électromagnétique rayonnée, le courant sur le fil augmente considérablement, formant un rayonnement plus fort. Le fil droit mentionné ci-dessus qui peut produire un rayonnement important est généralement appelé oscillateur, et l'oscillateur est une simple antenne.
Plus la longueur d’onde des ondes électromagnétiques est longue, plus la taille de l’antenne est grande. Plus la puissance à rayonner est importante, plus la taille de l’antenne est grande.
Directivité de l'antenne RFID
Les ondes électromagnétiques rayonnées par l'antenne sont directionnelles. À l’extrémité émettrice de l’antenne, la directivité fait référence à la capacité de l’antenne à émettre des ondes électromagnétiques dans une certaine direction. Pour la réception, cela signifie la capacité de l’antenne à recevoir des ondes électromagnétiques provenant de différentes directions. Le graphique de fonction entre les caractéristiques de rayonnement de l'antenne et les coordonnées spatiales est le diagramme d'antenne. L'analyse du diagramme d'antenne permet d'analyser les caractéristiques de rayonnement de l'antenne, c'est-à-dire la capacité de l'antenne à transmettre (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 rayonnées (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 présentant des caractéristiques différentes.
Gain d'antenne RFID
Le gain de l'antenne décrit quantitativement le degré auquel une antenne rayonne la puissance d'entrée de manière concentrée. Du point de vue du motif, plus le lobe principal est étroit, plus le lobe secondaire est petit et plus le gain est élevé. En ingénierie, le gain d'antenne est utilisé pour mesurer la capacité d'une antenne à envoyer et recevoir des signaux dans une direction spécifique. L'augmentation du gain peut augmenter la couverture du réseau dans une certaine direction ou augmenter la marge de gain dans une certaine plage. 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 longueur disposés en ligne droite. Le signal est introduit depuis les deux extrémités du milieu et une certaine répartition du courant sera générée sur les deux bras du dipôle. Cette distribution de courant va exciter un champ électromagnétique dans l'espace autour de l'antenne.
Antenne bobine : C’est l’une des antennes les plus utilisées dans les systèmes RFID. Ils sont généralement constitués de fils enroulés en structures circulaires ou rectangulaires pour leur permettre de recevoir et de transmettre des signaux électromagnétiques.
Antenne RF à couplage inductif : L'antenne RF à couplage inductif est généralement utilisée pour la communication entre les lecteurs RFID et les étiquettes RFID. Ils se couplent grâce à un champ magnétique partagé. Ces antennes sont généralement en forme de spirale pour 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, de petite taille et de section fine. Le réseau d'alimentation et d'adaptation peut être réalisé en même temps que l'antenne et est étroitement lié au système de communication. Les circuits imprimés sont intégrés ensemble et les patchs peuvent être fabriqués à l'aide de procédés de photolithographie, peu coûteux et faciles à produire en série.
Antenne Yagi : est une antenne directionnelle composée de deux ou plusieurs dipôles demi-onde. Ils sont souvent utilisés pour améliorer la force du signal ou pour effectuer des communications sans fil directionnelles.
Antenne à cavité arrière : C'est une antenne dans laquelle l'antenne et le chargeur sont placés dans la même cavité arrière. Ils sont couramment utilisés dans les systèmes RFID haute fréquence et peuvent fournir une bonne qualité et 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. Ils sont construits à partir de lignes microruban qui offrent de bonnes performances dans une taille plus petite.
Antenne spirale: Une antenne capable de recevoir et de transmettre des ondes électromagnétiques à polarisation circulaire. Ils sont généralement constitués de fil métallique ou de tôle et présentent une ou plusieurs structures en forme de spirale.
Il existe de nombreux types d'antennes à utiliser dans différentes situations, telles que différentes fréquences, différents objectifs, différentes occasions et différentes exigences. Chaque type d'antenne a ses caractéristiques uniques et ses scénarios applicables. Lors de la sélection d'une antenne RFID appropriée, vous devez choisir en fonction des exigences réelles de l'application et des conditions environnementales.
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Heure de publication : 15 mai 2024
