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En la discusión sobre la selección de materiales absorbentes de radiofrecuencia, el "pico de pérdida de reflexión" es el número más comparado. Un material que logra - 25 DBS a 915 MHz se ve "mejor" que un material que alcanza - 12 DBS en toda la banda de 860 - 960 mhz. Este juicio se establece en un solo punto de frecuencia y en condiciones ideales de montaje.
Sin embargo, los sistemas RFID rara vez funcionan en condiciones de "un solo punto de frecuencia, montaje ideal". La banda UHF cubre 860 - 960 mhz, y la distribución de la banda varía de una región a otra; 2.4 GHz RFID y UHF RFID coexisten en el mismo equipo o en el mismo entorno de almacenamiento; Cuando las etiquetas se pegan a superficies metálicas, envases líquidos o estanterías apiladas densamente, la frecuencia de resonancia de la antena se desplaza debido a cambios en el entorno dieléctrico. En estas condiciones, el pico de absorción "alto" no es igual a "estable", y la selectividad de frecuencia de los materiales de banda estrecha se convierte en el punto de partida de la falla a nivel de sistema.
Mecanismos y límites de absorción de banda estrecha: el costo de la "precisión de frecuencia" de los materiales de resonancia
El mecanismo central de absorción de banda estrecha es la resonancia. El material absorbente de frecuencia de sintonía (material absorbente de frecuencia de resonancia) tiene una gran pérdida de reflexión en frecuencias discretas, con una atenuación típica de hasta 20 DB y una cobertura de 1 GHz a 40 ghz. El absorbedor de metamateriales logra una absorción casi perfecta a través de una unidad de resonancia periódica, y la posición del pico de absorción está determinada por el tamaño geométrico de la unidad. En la banda RFID uhf, el absorbedor de metamateriales de patrón de red puede lograr picos de absorción de doble frecuencia de 880 MHz y 2,45 ghz, y el espesor del sustrato es de solo unos 3,7 mm.
Ventaja: absorción profunda dentro de la capa delgada
La ventaja de los materiales de banda estrecha radica en la "alta resistencia de absorción dentro de la capa delgada". En escenarios con espesor limitado, el mecanismo de resonancia puede lograr una absorción profunda del punto de frecuencia objetivo con una capa dieléctrica más delgada, que es difícil de lograr con el mismo espesor para los materiales de pérdida magnética. Para etiquetas metálicas o herramientas de costura estrecha con espacio extremadamente limitado, el rendimiento del esquema de banda estrecha en el punto de frecuencia objetivo es insustituible.
Límite: la selectividad de frecuencia es un arma de doble filo
La selectividad de frecuencia de los materiales de banda estrecha es un arma de doble filo. Una vez que la frecuencia central del pico de absorción se desvía del objetivo, la pérdida de reflexión disminuirá rápidamente. Si la frecuencia de resonancia de la antena de la etiqueta se desvía decenas de MHz debido a la reflexión metálica, el medio líquido o el acoplamiento de la etiqueta adyacente, el pico de absorción de banda estrecha puede caer fuera de la ventana efectiva, y la placa de absorción se degrada de "pieza de rendimiento" a "capa transparente". Cuando coexisten múltiples bandas de frecuencia, un solo material de banda estrecha no puede cubrir dos bandas de frecuencia separadas al mismo tiempo, lo que requiere un esquema de apilamiento o zonificación, y el espesor y la complejidad del proceso aumentan.
El camino de implementación de la absorción de banda ancha: la lógica de ingeniería de cambiar el pico por la cobertura
La filosofía de diseño de la absorción de banda ancha es lo contrario de la banda estrecha: no se persigue alcanzar pérdidas de reflexión extremadamente profundas en un solo punto de frecuencia, sino mantener los niveles de absorción disponibles en un rango de frecuencia más amplio a través de la ampliación de la frecuencia del mecanismo de pérdida y la transición gradual de la resistencia.
Ampliación de frecuencia del tipo de pérdida magnética
Los materiales de banda ancha con pérdidas magnéticas (polvo de hierro carbonil, fesial, sistema compuesto de polvo de aleación) se basan en la distribución de frecuencia de resonancia natural y pérdidas de vórtice para lograr un ancho de banda. La pérdida de ferritas en la banda de baja frecuencia proviene principalmente de los efectos de estancamiento magnético y vórtice, mientras que en la banda de alta frecuencia se convierte en resonancia natural y resonancia de pared de dominio, y la Dependencia de frecuencia del mecanismo de pérdida en sí proporciona una base para la ampliación. Los materiales cargados de carbono, como las espumas tejidas en red, tienen propiedades de pérdida de reflexión de banda ancha en el rango de 1 a 20 ghz, a costa de que la absorción máxima por unidad de espesor suele ser menor que la de los materiales resonantes.
La ruta de banda ancha con una resistencia gradual
El gradiente de resistencia es otra ruta de banda ancha. Al construir una distribución gradiente de la conductividad magnética y la constante dieléctrica en la dirección del espesor, las ondas electromagnéticas experimentan una transición de resistencia suave al entrar en el material, reduciendo la reflexión de la interfaz y manteniendo así una baja pérdida de reflexión en un rango de banda ancha. En el diseño de absorbedores uhf, la tecnología avanzada de la Academia adopta una estructura compuesta de ascensor magnético - dieléctrico y apilada de varias capas, que cubre 860 - 960 MHz con un espesor de 0,2 - 1,0 mm, una pérdida de reflexión ≤ - 10 DB y un ancho de banda efectivo ≥ 100 mhz. El costo de los materiales de banda ancha es la "profundidad máxima". Bajo el mismo espesor y complejidad del proceso, la pérdida de reflexión de los materiales de banda ancha en un solo punto de frecuencia generalmente no es tan buena como la de los materiales de resonancia de banda estrecha. Pero este "costo" se compensa por los beneficios a nivel de sistema en escenarios de coexistencia multibanda y deriva de frecuencia: la cobertura de banda ancha reduce el riesgo de desajuste debido al desplazamiento de resonancia y también reduce la Dependencia del ajuste preciso de la antena de etiqueta.
Límites de selección en escenarios de coexistencia multibanda
La elección entre banda estrecha y Banda Ancha no es una cuestión de "quién es más avanzado", sino que está determinada por tres variables del sistema:
Primero, el número de bandas objetivo
Si el sistema solo necesita cubrir una sola banda RFID (por ejemplo, solo UHF 860 - 960 mhz) y la deriva de resonancia de la antena de etiqueta en el entorno de servicio es controlable, la absorción profunda del material de banda estrecha en el punto de frecuencia objetivo es valiosa. Si el sistema necesita cubrir UHF y 2,4 GHz al mismo tiempo, o necesita ser compatible con la distribución de bandas en diferentes regiones (865 - 868 MHz y 902 - 928 mhz), un solo material de banda estrecha no puede coincidir con dos ventanas de frecuencia separadas al mismo tiempo. En este momento, es necesario que el material de banda ancha proporcione cobertura o utilice una estructura de resonancia de doble frecuencia (como el absorbedor de doble frecuencia metamaterial), pero la brecha de frecuencia entre los dos picos de absorción de la estructura de doble frecuencia todavía no se puede absorber.
En segundo lugar, la magnitud de la deriva de frecuencia
Cuando la etiqueta se pega a la superficie metálica, el límite metálico cambiará la resistencia de entrada y la frecuencia de vibración armoniosa de la antena; El embalaje líquido y la apilamiento denso también introducirán un desplazamiento de frecuencia. Si la amplitud de deriva se acerca o supera la mitad de la altura y el ancho del pico de absorción de banda estrecha, la ventana de absorción efectiva del material de banda estrecha se "retirará" de la banda objetivo. Cuanto mayor sea la amplitud de deriva, más obvia será la ventaja comparativa de los materiales de banda ancha.
En tercer lugar, el presupuesto de espesor
La absorción máxima de materiales de banda estrecha dentro de la capa delgada tiene ventajas, pero esta ventaja solo se establece en escenarios con "espesor extremadamente limitado y deriva de frecuencia controlable". Si el presupuesto de espesor permite de 0,3 a 1,0 mm, el material de pérdida magnética de banda ancha o la estructura de gradiente pueden proporcionar niveles de absorción suficientes mientras cubren la banda objetivo. Si el espesor se comprime a 0,1 - 0,2 mm, la estructura de resonancia de banda estrecha puede ser el único esquema que puede lograr la absorción disponible en el punto de frecuencia objetivo, pero debe aceptar su sensibilidad al desplazamiento de frecuencia.
Juicio de selección de tipo a partir de "número de bandas de frecuencia × amplitud de deriva × espesor"
Primero, primero confirme si la banda objetivo es única o múltiple, y luego discuta la altura del pico de absorción.
En escenarios de banda única y deriva controlable, se pueden cumplir las ventajas máximas de los materiales de banda estrecha. En los escenarios de coexistencia de múltiples bandas de frecuencia o brecha entre bandas de frecuencia, la cobertura de banda ancha o la estructura de resonancia de doble / multifrecuencia son puntos de partida más realistas, pero es necesario confirmar si el nivel de absorción de la banda de brecha cumple con los requisitos del sistema.
En segundo lugar, la idoneidad de los materiales de banda estrecha se evalúa con "amplitud de deriva de frecuencia" en lugar de "pérdida de reflexión estática"
Se requiere que el proveedor proporcione datos de pico de absorción de media altura y ancho cerca del punto de frecuencia objetivo y los compare con la amplitud de deriva de frecuencia en las condiciones reales de montaje. Si la amplitud de deriva supera un tercio de la mitad de la altura y el ancho, la robustez del esquema de banda estrecha debe reevaluarse.
En tercer lugar, comparar el producto de "ancho de banda efectivo x absorción disponible" dentro del presupuesto de espesor en lugar de un solo pico
Una pieza de material que alcanza los - 25 DBS a 915 MHz pero tiene un ancho de banda de solo 30 mhz, y una pieza de material en la banda completa de 860 - 960 MHz - 12 dbs, la primera tiene un mayor rendimiento en un solo punto de frecuencia y la segunda tiene una mayor disponibilidad a nivel de sistema en escenarios multibanda y deriva. Al seleccionar el modelo, se debe comparar la diferencia entre los dos esquemas en "cuántos puntos de frecuencia en la banda objetivo pueden alcanzar el umbral de absorción disponible" de acuerdo con las necesidades reales de cobertura de frecuencia del sistema.
En cuarto lugar, en el escenario de coexistencia multibanda, se prioriza la evaluación de la complejidad del sistema de los esquemas de estratificación o zonificación en lugar de forzar la cobertura de toda la banda con un solo material.
Si UHF y 2,4 GHz requieren servicio simultáneo, se puede superponer una capa de placa magnética de banda ancha UHF y una capa de placa de resonancia delgada de 2,4 GHz en la dirección del grosor, o ambos materiales se pueden organizar en zonas planas. El costo de la estratificación / zonificación es el grosor y la complejidad del proceso, pero evita que un solo material sea "más ancho que fuerte" o "más fuerte que ancho" debido al compromiso entre dos bandas de frecuencia.
Academia avanzada (shenzhen) Technology co., Ltd.La línea de productos de materiales absorbentes RFID cubre dos rutas técnicas, el tipo de resonancia de banda estrecha y el tipo de pérdida magnética de banda ancha, que pueden proporcionar la curva de pérdida de reflexión en la banda objetivo, los datos de medio ancho del pico de absorción y los datos de retención de rendimiento en condiciones de deriva de frecuencia.
La serie de banda ancha UHF cubre 860 - 960 MHz con un espesor de 0,2 - 1,0 mm, con un ancho de banda efectivo ≥ 100 mhz; La serie de banda estrecha se enfrenta a una escena de absorción profunda de capa fina de un solo punto de frecuencia. El producto admite el diseño personalizado del esquema de estratificación y zonificación, que puede coincidir con el sistema de materiales de acuerdo con el número de bandas de frecuencia objetivo, la amplitud de deriva y las restricciones de espesor. Para más información técnica, visitehttp://www.avanzado.cn/.