Antenas RFID: Beamwidth & Directivity

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Mesmo que as antenas RFID não sejam o cérebro de um sistema RFID, ainda são dispositivos complexos que podem dificultar ou beneficiar um sistema RFID dependendo da aplicação e da antena escolhida. Por exemplo, escolher a antena errada para um determinado aplicativo pode resultar em polegadas de faixa de leitura em vez de pés. Além das diretrizes básicas para escolher uma antena, como ganho e polarização, existem outros fatores que podem levar o nível de leitura e os resultados do sistema ao próximo nível. Beamwidth e directionality são dois princípios fundamentais para entender, a fim de tomar uma decisão de compra mais informada.


Beamwidth

Beamwidth é definido como "o ângulo entre dois pontos no mesmo plano onde a radiação cai para 'metade da potência', ou 3 dB abaixo do ponto de radiação máxima." ¹. Também pode ser pensado como o pico efetivo do poder irradiado do lobo principal. A maioria das vezes pensa em largura de largura como o ângulo horizontal em um padrão de radiação, mas há duas largura de largura - azimute (horizontal) e elevação (vertical).


Azimute vs. Elevation


Se a antena estiver em um plano 3D, como abaixo, você poderá visualizar com precisão o azimute e a largura da largura da elevação. Compreender o azimute e a largura de largura de elevação de uma antena RFID permite que uma pessoa escolha a melhor antena para sua aplicação. Em algumas aplicações, uma largura de largura de azimute ou elevação muito larga é necessária para ler todos os itens marcados alinhados, por exemplo, em uma sala pequena. Em outras aplicações, como uma correia transportadora, um feixe mais fino e agudo é melhor ajustado. Algumas folhas de dados da antena realmente mostram o modelo 3D do azimute e as largura das feixes de elevação, enquanto as folhas de dados de outros fabricantes apresentam modelos 2D. Os modelos 2D são mais básicos, mas ainda são capazes de mostrar claramente a largura de feixe em ambos os planos.


Diretividade

A diretividade da antena é definida como "sua capacidade de se concentrar em uma direção particular para transmitir ou receber energia" ¹. A maneira como uma antena direciona sua energia é um fator enorme na escolha de uma antena e na configuração de uma aplicação. Se uma antena estiver configurada em um aplicativo e o padrão de tipo e radiação não é conhecido, os itens marcados podem não ser lidos ou afetados pela absorção, difracção, reflexão e refração. As antenas podem ser agrupadas em dois conjuntos diferentes baseados em diretividade - isotrópicos ou anisotrópicos, ou omnidirecionais ou direcionais.


Isotrópico vs. Anisotrópico


Outro conceito importante para entender sobre as antenas é que existem dois tipos principais de feixes e direcionalidades: isotrópicos e anisotrópicos. Uma antena isotrópica é uma que emite um campo RF uniformemente em todas as direções. Uma antena RFID isotrópica perfeita, ou uma que emite ondas de rádio em geral, não existe porque o conceito viola as equações de Maxwell. Mesmo que não haja antenas isotópicas verdadeiras disponíveis para comprar, ainda é benéfico entender o conceito porque pode ajudar quando se aprende sobre o ganho.


Se o ganho é escrito como dBi em vez de dBd, ele está sendo exibido ao longo da taxa de valor de uma antena isotrópica. A classificação de ganho real de uma antena é exibida em dBd. Porque as antenas isotrópicas irradiam igualmente em todas as direções, retratando o ganho em dBi é essencialmente apenas inflando. Para comparar diferentes ganhos de antena exibidos em dBd e dBi, use as fórmulas abaixo.


dBi = Ganho de Antena em dBd + 2,14 dB


Uma antena anisotrópica apenas implica o oposto de isotrópico e é definida como uma antena que irradia energia de forma diferente e desigual nos campos de elevação e azimut. Todas as antenas vendidas são anisotrópicas.


Omni-Direcional vs. Direcional


As antenas omnidirecionais e direcionais diferem na direcionalidade do feixe. As antenas omni-direcionais são usadas principalmente em antenas de proximidade, mas também podem estar em outros tipos. Estas antenas são construídas para aumentar a cobertura do plano azimutal e diminuir a cobertura no plano de elevação; Isso é feito com a emissão de energia de RF em um padrão esférico. Em um modelo 3D, a largura da largura dessas antenas parece uma rosquinha ou uma esfera e, geralmente, têm um ganho de nível médio.


As antenas direcionais são mais comuns e geralmente possuem antenas externas. As antenas direcionais emitem energia RF concentrada em direção a uma área segmentada. Essas antenas às vezes têm um azimute e uma largura de largura de elevação de aproximadamente o mesmo grau para fornecer o "feixe" de cobertura perfeito. A largura do feixe (azimute ou elevação) é determinada diretamente pelo ganho da antena; quanto maior o ganho, mais focado o feixe. Todos os tipos de antenas direcionais existem com diferentes ângulos de azimute e elevação e ganhos. Compreender a largura do feixe, o ganho, a direcionalidade e a forma como cada uma delas interage para criar um padrão de radiação ajudará a escolher a melhor antena para um aplicativo.

Last update: Apr 09, 2024


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