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Resumen
El sistema RFID cubre un salto de baja frecuencia de 125 kHz a ultra alta frecuencia de 860 - 960 mhz, y el espaciador magnético no se enfrenta a "un mismo material para ajustar diferentes parámetros" en este tramo de frecuencia, sino a un vuelco sistemático para evaluar el peso. Las bandas de baja frecuencia valoran la alta permeabilidad y el flujo magnético altamente saturado para guiar el flujo magnético y suprimir el vórtice; Las secciones de alta frecuencia y ultra alta frecuencia empujan la baja pérdida y la baja constante dieléctrica al primer lugar, mientras que los materiales de alta conductividad magnética pueden convertirse en una carga debido a la pérdida de vórtice y la carga dieléctrica. Partiendo de la Dependencia cuadrada de la frecuencia de la pérdida de vórtice, este trabajo analiza los requisitos diferenciados de las tres bandas de frecuencia lf, HF / NFC y UHF para mu ', mu ", epsilon' y la resistencia eléctrica, y combina límites de ingeniería como tan Delta ≤ 0,1, Epsilon '20 y la resistencia al volumen ≥ 10 ⁶ Omega · cm para proporcionar un marco de juicio de selección de imanes RFID con la" banda de trabajo "como primer tamiz.
Las discusiones sobre la selección de separadores magnéticos RFID a menudo tratan la "rfid" como un escenario unificado: encontrar una placa magnética de alta permeabilidad y baja pérdida, pegarla entre la antena de la etiqueta y el metal, incluso si se completa la recuperación de la distancia de lectura.
Pero el rango de frecuencia cubierto por rfid, que se extiende de 125 kHz a 960 mhz, abarca casi cuatro órdenes de magnitud. En este tramo, el mecanismo de falla de la placa de aislamiento magnético y el peso de la evaluación del material han cambiado fundamentalmente. Los materiales efectivos en la Sección de baja frecuencia, colocados en la Sección de ultra alta frecuencia, pueden fallar debido a la pérdida excesiva de vórtice; El material dieléctrico bajo disponible en la Sección de ultra alta frecuencia, colocado en la Sección de baja frecuencia, puede no proporcionar suficiente orientación de flujo magnético debido a la falta de conductividad magnética.
La pérdida de vórtice es el punto de partida para comprender esta cuenca hidrográfica.
El mecanismo central que hace que las etiquetas RFID fallen en el entorno metálico es el vórtice. El campo magnético alternativo induce un vórtice en la superficie metálica, el campo magnético inverso generado por el vórtice compensa el flujo magnético emitido por el lector, el campo magnético efectivo obtenido por la antena de etiqueta se debilita, la distancia de lectura disminuye o incluso vuelve a cero.
La función del aislamiento magnético es insertar un canal de baja resistencia magnética entre la antena y el metal para "desviar" el flujo magnético de la superficie metálica. Pero el aislamiento magnético en sí también es un conductor o un semiconductor, que guía el flujo magnético pero también genera vórtices en el Interior. La relación aproximada entre la pérdida de vórtice es:
Pe∝ F m2 · B m2 / P
F: frecuencia b: intensidad de inducción magnética t: espesor rho: resistencia
Esta relación explica directamente la fuente de la cuenca de la banda de frecuencia: la pérdida de vórtice es proporcional al cuadrado de la frecuencia. La frecuencia ha aumentado de 125 kHz a 13,56 mhz, y f m2 ha aumentado aproximadamente 10000 veces; De 13,56 MHz a 900 mhz, el FM2 se ha multiplicado por miles. Las pérdidas de vórtice que se pueden ignorar en la Sección de baja frecuencia se convertirán en el mecanismo de pérdida dominante en la Sección de alta frecuencia.
Por lo tanto, cuanto mayor sea la banda de frecuencia, mayor será la necesidad de que el material sea delgado y de alta resistencia para suprimir el vórtice. La Sección de baja frecuencia puede cambiar una capa magnética más gruesa por la capacidad de flujo magnético, mientras que la Sección de alta frecuencia debe tomar el espesor y la resistencia como las primeras condiciones de selección.
Banda lf: la capacidad de flujo magnético es prioritaria y el vórtice aún no se ha convertido en la principal contradicción
RFID de baja frecuencia de 125 kHz y 134,2 khz, las aplicaciones típicas incluyen etiquetas auriculares animales, tarjetas de control de acceso y portadores de código industrial. En esta banda de frecuencia, F m2 es muy pequeño y la pérdida de vórtice representa una proporción limitada de la pérdida total. La tarea central de la placa de aislamiento magnético es proporcionar suficiente capacidad de guía de flujo magnético para restringir las líneas de campo magnético de baja frecuencia emitidas por el lector cerca de la antena de la etiqueta y evitar ser "cortocircuitadas" por el sustrato metálico.
Ventana de recomendación LF
La ventana de recomendación LF dada por los datos de selección de Ciencia y tecnología avanzada de la Academia es: materiales nanocristalinos o amorfos, permeabilidad inicial de mu '3000 - 8000 @ 1 mhz, espesor de 0,1 - 0,3 mm, y el parámetro de control clave es el flujo magnético altamente saturado BS ≥ 1,0 T. El Alto mu 'es efectivo aquí, ya que el vórtice a baja frecuencia aún no se ha convertido en un cuello de botella, y la capacidad del flujo magnético determina directamente el límite superior de la recuperación de la distancia de lectura.
Banda HF / nfc: baja pérdida se convierte en la primera restricción
La banda HF de 13,56 MHz es la banda principal de los sistemas de pago, etiqueta electrónica y control de acceso nfc. F m2 es aproximadamente 10000 veces mayor que lf, y el peso de la pérdida de vórtice aumenta significativamente. Al mismo tiempo, la energía del campo magnético de la antena NFC en sí es limitada, y la pérdida magnética del aislador consumirá directamente el presupuesto de la señal.
Ventana de recomendación de HF y criterios de Ingeniería
El sistema de materiales recomendados para la banda HF es un compuesto de ferritas o nanocristales, con un espesor inicial de μ '150 - 800 @ 1 MHz y 0,05 - 0,2 mm, y el parámetro de control clave es una baja pérdida magnética tan Delta ≤ 0,1. La literatura patentada da da criterios más estrictos para esto: μ '≥ 50 a 13,56 MHz y tan Delta μ ≤ 0,1, mientras que la resistencia al volumen es ≥ 10 ⁶ Omega · cm para inhibir el vórtice.
La serie ifl04 de tdk ofrece una referencia a nivel de producto: μ '45 a 13,56 mhz, μ' 1,3, espesor de la capa magnética de 0,05 mm. μ 'no es alto, pero μ' se presiona a niveles extremadamente bajos - en la banda hf, la "pérdida lo suficientemente baja" es más predecible para el rendimiento de NFC que la "conductividad magnética lo suficientemente alta".
Banda uhf: la Permitividad y la resistencia eléctrica reemplazan la conductividad magnética como variables principales
RFID de ultra alta frecuencia de 860 a 960 MHz para etiquetas logísticas, inventario minorista y gestión de activos. F m2 ya es muy grande en esta banda de frecuencia, y la pérdida de vórtice se ha convertido en la restricción central del diseño del aislador. Más importante aún, la longitud de onda de trabajo de la antena de etiqueta UHF es de la magnitud de centímetro, y la constante dieléctrica de la placa de aislamiento magnético participará directamente en la distribución de campo cercano y la coincidencia de resistencia de la antena.
Ventana de recomendación UHF
La ventana de recomendación UHF de la Ciencia y la tecnología avanzadas de la Academia es: ferritas de níquel - zinc o compuestos de baja pérdida, inicialmente mu '50 - 200 @ 1 mhz, espesor de 0,1 - 0,5 mm, y el parámetro de control clave es la constante dieléctrica epsilon' > 20. El rango objetivo de mu 'es significativamente menor que el de la banda hf, ya que en esta frecuencia, la conductividad magnética excesiva a menudo va acompañada de una mayor pérdida de vórtice y carga dieléctrica, lo que destruirá las condiciones de coincidencia de la antena. El objetivo de diseño del aislador UHF ha pasado de "guiar el flujo magnético" a "proporcionar un entorno de campo cercano estable para la antena sin introducir pérdidas excesivas y perturbaciones dieléctrico".
Comparación de los pesos de los parámetros en tres bandas de frecuencia
La siguiente tabla resume las diferencias de peso entre las tres bandas de frecuencia lf, HF y UHF en los parámetros clave de las pastillas de aislamiento magnético:
Juicio sobre la selección de separadores RFID a partir de la "banda de frecuencia"
Primero, primero confirme la banda de trabajo y luego discuta los parámetros del material.
Los pesos de lf, HF y UHF sobre mu ', mu ", epsilon' y Rho son completamente diferentes. La selección de materiales UHF con la lógica de alta permeabilidad de LF o la negligencia de tan Delta en escenarios HF conducirán a una desviación de la selección de las restricciones reales. El primer paso en la selección no es comparar el valor de mu 'sino confirmar en qué rango cae la frecuencia de trabajo del sistema RFID objetivo.
En segundo lugar, en la banda hf, tan Delta se utiliza como primer tamiz
Tan Delta ≤ 0,1 es un límite de ingeniería de referencia. El material de mu '45 y mu "solo 1,3 puede ser mejor que el esquema de mu' más alto pero tan delta cerca del límite de 0,1 en el escenario nfc. Si el proveedor solo proporciona mu 'sin proporcionar mu "o tan Delta a 13,56 mhz, la aplicabilidad de HF no se puede juzgar.
En tercer lugar, en la banda uhf, la constante dieléctrica y la resistencia al volumen se colocan por delante de la conductividad magnética.
Epsilon '> 20 es un límite clave para evitar el desajuste de la antena. Al mismo tiempo, la resistencia al volumen ≥ 10 ⁶ Omega · cm es la condición básica para inhibir el vórtice. La placa magnética UHF no necesita perseguir un alto μ ', lo que necesita es un equilibrio compuesto de "baja pérdida suficiente, baja Permitividad suficiente y alta resistencia suficiente".
En cuarto lugar, en los escenarios de compatibilidad entre bandas, se da prioridad a los esquemas de estratificación o zonificación en lugar de cubrir todas las bandas con un solo material.
Si el mismo dispositivo necesita soportar tanto la RFID HF como la uhf, es difícil que un solo material caiga en la ventana disponible en dos frecuencias que difieren en dos órdenes de magnitud. La estructura jerárquica puede separar la capa guía de flujo magnético de baja frecuencia de la capa dieléctrica baja de alta frecuencia en la dirección del espesor, reduciendo el compromiso dentro del material de una sola capa.
Academia avanzada (shenzhen) Technology co., Ltd.La línea de productos de aislamiento magnético RFID cubre el esquema de materiales de tres bandas de frecuencia lf, HF / NFC y uhf, que puede proporcionar datos de resistencia de mu ', mu ", epsilon' y volumen bajo la banda objetivo.
La serie LF está dominada por materiales nanocristalinos / amorfos de alta permeabilidad magnética, la serie HF está dominada por láminas compuestas de ferritas tan Delta bajas y la serie UHF está dominada por láminas compuestas de ferritas de níquel - zinc de baja conductividad / baja pérdida. El producto admite el diseño de emparejamiento y estratificación del sistema de materiales de acuerdo con la banda de trabajo, el tamaño de la etiqueta y las condiciones del sustrato metálico. Para más información técnica, visitehttp://www.avanzado.cn/.