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¿En el libro de especificaciones del material absorbente de radiofrecuencia, el número más visible suele ser la pérdida de reflexión: a - 15 dB a 915 MHz y a - 20 dB a 2,45 ghz, ¿ cuántos MHz cubre el ancho de banda efectivo? Los ingenieros seleccionan este conjunto de datos con una lógica muy directa: cuanto más fuerte sea la absorción, más beneficioso será para mejorar la distancia de lectura en un entorno metálico.
Los resultados de las pruebas de muestra a veces no son compatibles con esta lógica. Si se pega una placa absorbente con una pérdida de reflexión de menos de 18 db, la distancia de lectura de la etiqueta es más corta que si se pega una placa absorbente con una pérdida de reflexión de menos de 12 db. No hay problema con los datos para volver a medir la pérdida de reflexión de la placa absorbente. El problema está en otro parámetro: la constante dieléctrica de la placa absorbente.
La placa absorbente no es una "capa absorbente transparente", es un medio en el campo cercano de la antena.
La antena de etiqueta RFID es una estructura de resonancia cuya frecuencia de resonancia está determinada por el tamaño geométrico de la antena y el entorno dieléctrico circundante. La placa absorbente se adhiere cerca de la antena y participa en la resonancia a través de dos parámetros:
Conductividad magnética
Cambiar la distribución del flujo magnético en el campo cercano de la antena afecta la inducción equivalente. Para las etiquetas de banda HF dominadas por el acoplamiento del campo magnético, este parámetro es dominante; Para las etiquetas de banda uhf, el impacto de la permeabilidad magnética es relativamente pequeño.
Constante dieléctrica epsilon
Cambiar la distribución del campo eléctrico alrededor de la antena equivale a superponer un componente en el capacitor de la antena. La antena de etiqueta UHF está dominada por la radiación del campo eléctrico, y el efecto de carga de Epsilon 'es más obvio que mu'.
Las absorbentes suelen estar compuestas por rellenos magnéticos y matrices de polímeros, con una matriz de polímeros de la magnitud de Epsilon 'de 3 a 10, y los rellenos magnéticos pueden ser más altos. El Epsilon efectivo después de la composición depende de la proporción de relleno y la polarización de la interfaz, que puede ser significativamente superior al valor de mezcla lineal de los dos componentes. Este Epsilon 'no forma parte de la "absorción", es un cambio en las condiciones de resonancia de la antena por la placa absorbente como capa dieléctrica.
Cadena causal entre el desplazamiento de resonancia y la disminución de la distancia de lectura cuando Epsilon 'es alto
La antena de etiqueta UHF se ajusta a la frecuencia objetivo (por ejemplo, 915 mhz) en el espacio libre o en un sustrato específico. Después de pegar la placa absorbente, el Epsilon 'de la placa absorbente aumenta la capacidad equivalente alrededor de la antena y la frecuencia de resonancia se desplaza hacia la baja frecuencia.
Tres variables que determinan el desplazamiento
El desplazamiento depende de tres variables: el Epsilon del absorbedor, el grosor del absorbedor y la distancia entre el absorbedor y el radiómetro de la antena. Cuanto más alto sea epsilon, mayor será el desplazamiento; Cuanto más grueso sea el espesor, mayor será el desplazamiento; Cuanto más cerca esté la distancia, mayor será el desplazamiento. Para el escenario típico en el que una placa absorbente delgada (0,1 - 0,3 mm) se adhiere a la parte posterior de la antena de la etiqueta, el desplazamiento de la frecuencia de resonancia puede alcanzar la magnitud de decenas de MHz aumentando de 5 a 15.
Si la antena de la etiqueta se ha ajustado a 915 MHz antes del parche, la frecuencia de resonancia después del desplazamiento puede caer en el borde o incluso fuera de la banda de 860 - 960 mhz. La resistencia de entrada de la antena en la banda objetivo se desvía del punto de coincidencia conjugado del chip, la eficiencia de dispersión inversa disminuye y la distancia de lectura se acorta. En este momento, la pérdida de reflexión de la placa absorbente puede seguir siendo buena - Sí está absorbiendo ondas electromagnéticas, pero al mismo tiempo "desvió" la antena de la etiqueta en sí.
¿¿ por qué las especificaciones no están estandarizadas?
Las especificaciones de las absorbentes suelen marcar la pérdida de reflexión, el grosor, la banda de trabajo y el nivel de resistencia a la llama, y epsilon 'rara vez aparece. Hay dos razones.
En primer lugar, la industria está acostumbrada a evaluar las absorbentes como "materiales de blindaje / absorción".
La pérdida de reflexión describe "la capacidad de atenuación del material para las ondas electromagnéticas incidente", un indicador central en escenarios de blindaje y Cámara oscura. Pero en el escenario rfid, la función de la placa absorbente no es bloquear, sino cambiar la distribución del campo cerca de la antena: su efecto de carga dieléctrica es tan importante como el efecto de absorción, pero no está dentro del sistema de evaluación tradicional.
En segundo lugar, la prueba de Epsilon 'está separada de la prueba de pérdida de reflexión.
La pérdida de reflexión se mide mediante el método de arco o el método de guía de onda, y epsilon 'se invierte del parámetro s a través del método concéntrico o el método de guía de onda. Ambos se pueden hacer en el mismo analizador de red vectorial, pero el informe generalmente solo presenta una curva de pérdida de reflexión, y los datos de Epsilon 'no entran en las especificaciones.
Esto significa que si los ingenieros solo miran la selección de la pérdida de reflexión, la capacidad de predicción de la placa absorbente de "qué pasará con la antena después de pegarla" es incompleta.
"Absorción fuerte" y "distancia de lectura" no son lo mismo
La pérdida de reflexión describe la capacidad de atenuación de la placa absorbente de ondas electromagnéticas incidente externas. En la escena rfid, la placa absorbente se enfrenta a dos tipos de ondas electromagnéticas: ondas incidente del lector y ondas radiadas / dispersas por la propia antena de la etiqueta. El primero necesita ser absorbido para reducir la interferencia reflejada por el metal, y el segundo necesita ser "dejado ir" para mantener la eficiencia de radiación de la etiqueta.
El mecanismo de absorción de la placa absorbente no distingue entre estos dos tipos de ondas. Una placa absorbente con una fuerte absorción, al tiempo que absorbe la interferencia externa, también puede absorber la energía de la radiación de la propia antena de la etiqueta y reducir la eficiencia de la radiación de la etiqueta. Al mismo tiempo, su Epsilon 'cambiará las condiciones de resonancia de la antena. Superponiendo los dos efectos, la dirección del cambio de distancia de lectura puede no ser "cuanto más fuerte sea la absorción, mejor", sino que depende del efecto neto entre la ganancia de absorción y la pérdida de carga. Es por eso que el "absorbedor con una pérdida de reflexión de menos de menos de menos de menos de menos de 12 db" no es una anomalía, sino el resultado de que la pérdida de eficiencia de carga dieléctrica y radiación supera la ganancia de absorción en condiciones específicas.
Juicio sobre la selección de materiales absorbentes de radiofrecuencia a partir de la "resonancia combinada"
En primer lugar, se requiere que los proveedores proporcionen datos de Epsilon 'de absorbedores en la banda objetivo, en lugar de proporcionar solo pérdidas de reflexión.
Epsilon 'es un parámetro necesario para predecir el efecto de carga dieléctrica. Si el proveedor solo puede proporcionar una curva de pérdida de reflexión, la dirección y amplitud del desplazamiento de resonancia de la antena después de la instalación de la placa absorbente no se pueden predecir.
En segundo lugar, en la fase de muestra, se mide la frecuencia de resonancia y la distancia de lectura con una combinación de "absorbedores de antena de etiqueta", en lugar de medir solo la pérdida de reflexión de los absorbedores.
La prueba por separado de la placa absorbente no puede reflejar sus cambios en las condiciones de resonancia de la antena. Al seleccionar el modelo, la placa absorbente debe colocarse en la antena de la etiqueta real, medir la frecuencia de resonancia, la resistencia de entrada y la distancia de lectura después de la combinación, y confirmar si el desplazamiento está dentro del rango de tolerancia del chip de la etiqueta.
En tercer lugar, hacer una elección conjunta entre el grosor de la placa absorbente y epsilon 'en lugar de perseguir solo "delgado" o "bajo epsilon'".
El efecto de carga de las absorbentes delgadas es menor, pero la profundidad de absorción puede ser insuficiente; El desplazamiento de resonancia de la placa de absorción de ondas de bajo Epsilon 'es menor, pero el ancho de banda de absorción puede ser más estrecho. Al seleccionar el modelo, se debe determinar un desplazamiento de resonancia aceptable de acuerdo con la tolerancia de coincidencia de la antena de la etiqueta, y luego se debe seleccionar el esquema con el mejor rendimiento de absorción dentro de esta restricción.
En cuarto lugar, en la etapa de diseño de la antena de etiqueta, la carga dieléctrica de la placa absorbente se incluye en el cálculo de emparejamiento, en lugar de ajustar la antena primero y luego pegar.
Si el proyecto lo permite, la red de emparejamiento de la antena de etiqueta debe ajustarse en un Estado combinado de "absorbedor de antena", de modo que la frecuencia de resonancia siga cayendo en la banda objetivo después del parche. De esta manera, el Epsilon 'de la placa absorbente ha cambiado de "variable de interferencia" a "entrada de diseño", y la estabilidad de la distancia de lectura es mejor.
Academia avanzada (shenzhen) Technology co., Ltd.La línea de productos de materiales absorbentes RFID cubre las bandas UHF y 2,4 ghz, proporcionando curvas de pérdida de reflexión y datos de Epsilon 'en la banda objetivo, así como datos de evaluación de frecuencia de resonancia y distancia de lectura combinados con "absorbedores de antena de etiqueta".
El producto admite una coincidencia conjunta de Epsilon 'con el grosor de acuerdo con la tolerancia de coincidencia de la antena de la etiqueta, ayudando a los ingenieros a encontrar un equilibrio aceptable entre el rendimiento de absorción y la carga dieléctrica. Para más información técnica, visitehttp://www.avanzado.cn/.