English
Français
Português
Un problema común en el sitio de los sistemas RFID es que la etiqueta se coloca en la antena del lector, y la distancia de lectura es peor que cuando se abre unos centímetros. La primera reacción del ingeniero suele ser que "el chip de etiqueta está saturado" - Este juicio es cierto en la etiqueta pasiva uhf, y el circuito de rectificación del chip cambia no linealmente las características de resistencia después de que la Potencia de entrada supera un cierto umbral.
Pero el problema no siempre está en el chip. Cuando el material absorbente se introduce entre la etiqueta y el metal, o se coloca alrededor del lector para inhibir la reflexión multipath, la propia placa absorbente también tiene un límite de "capacidad de potencia". Más allá de este límite, la placa de absorción ya no es una capa de guía de flujo magnético pasiva y con parámetros fijos, sino que se convertirá en una fuente de desajuste impredecible que cambia con la fuerza del campo.
Saturación de la placa absorbente: la conductividad magnética no es una constante independiente de la fuerza del campo
La función central de la placa absorbente depende de la permeabilidad magnética de los rellenos magnéticos blandos (ferritas, polvo de hierro carbonil, fesial, etc.). La permeabilidad describe la capacidad de respuesta del material al campo magnético externo, pero esta capacidad de respuesta tiene un límite superior: cuando la intensidad del campo magnético externo aumenta hasta cierto punto, la intensidad magnética del material se acerca a la intensidad magnética saturada, y la permeabilidad magnética comienza a disminuir. Este fenómeno se llama "saturación parcial".
La caída entre la calibración de señales pequeñas y las condiciones reales de trabajo de alta potencia
En las pruebas convencionales de distancia de lectura rfid, la intensidad del campo magnético en la etiqueta suele oscilar entre unos pocos A / M y decenas de A / m, muy por debajo del campo saturado de la mayoría de los materiales magnéticos blandos. La placa absorbente funciona en una zona lineal, la conductividad magnética es estable y los parámetros son consistentes con las especificaciones. Pero cuando la etiqueta está cerca de la antena del lector o el lector funciona a alta potencia, la intensidad del campo magnético en la etiqueta puede aumentar de uno a dos órdenes de magnitud y entrar en la zona no lineal de la placa absorbente. Omicron Lab ha precisado este efecto en las notas de aplicación para la coincidencia de antenas RFID de 13,56 mhz: el material de ferrita "presenta efectos no lineales a altas intensidades de campo magnético, especialmente cuando está parcialmente saturado", y las condiciones de coincidencia del sistema de resonancia se desplazan. La pregunta central de la nota es si la coincidencia de antena calibrada con una señal pequeña (0 dbm) sigue siendo válida bajo una señal de alta potencia. La respuesta es: para los sistemas que contienen ferritas, no necesariamente.
Dos rutas de falla después de la saturación: deterioro de absorción y desajuste de antena
Después de que la placa absorbente entra en saturación parcial, la degradación del rendimiento ocurre simultáneamente a lo largo de dos rutas.
El primero es el deterioro del rendimiento de absorción.
La disminución de la parte real de la conductividad magnética en mu 'significa que la capacidad de guía de la placa de absorción de ondas para el flujo magnético se debilita, y las líneas de campo magnético originalmente restringidas en el canal de baja resistencia magnética comienzan a "desbordarse" hacia la placa posterior metálica o el entorno circundante. La variación de la parte virtual de la conductividad magnética en mu "es más complicada: en algunos sistemas de materiales, la saturación parcial puede causar que la cizalla del ángulo de pérdida suba primero y luego baje, y la posición y profundidad del pico de absorción se desvíen al mismo tiempo. La curva de pérdida de reflexión marcada por la placa absorbente en las especificaciones se mide en condiciones de señal pequeña, y el rendimiento de absorción real bajo alta intensidad de campo puede desviarse significativamente de esta curva.
El segundo es el desajuste de la antena.
La placa absorbente se adhiere cerca de la antena de la etiqueta o convive con la antena del lector en una zona cercana al campo, y su conductividad magnética participa directamente en la inducción equivalente de la antena. La disminución de mu 'significa que la inducción equivalente de la antena se reduce y la frecuencia de resonancia se desplaza hacia la Alta frecuencia. Si la antena se ajusta a la frecuencia objetivo bajo una señal pequeña (por ejemplo, 13,56 MHz o 915 mhz), el desplazamiento de frecuencia a una fuerza de campo alta puede desviar la antena del punto de coincidencia conjugado del chip, reducir la eficiencia de dispersión inversa y acortar la distancia de lectura.
El efecto de superposición de los dos caminos es que "cuanto más cerca está, menos se puede leer" observado en el lugar. Cuando la etiqueta está cerca del lector, la fuerza del campo aumenta, la placa de absorción está saturada, mu 'disminuye, la antena está fuera de sintonía y la Potencia obtenida por el chip es menor que la del Estado cuando se abre la distancia. El estudio del IEEE sobre la no lineal de las etiquetas UHF acopladas observó un fenómeno similar: cuando la Potencia del lector aumenta o las etiquetas se acercan, algunas etiquetas "dejan de responder repentinamente". El estudio atribuye la razón al efecto combinado del acoplamiento entre antenas de etiqueta y la no lineal del chip, pero la saturación de las absorbentes proporciona un camino de explicación adicional y a menudo ignorado para este fenómeno.
¿¿ por qué las especificaciones convencionales no pueden exponer este problema?
Casi todos los parámetros de las especificaciones de la placa absorbente se miden en condiciones de señal pequeña. La pérdida de reflexión se mide a baja potencia con un analizador de red vectorial, la conductividad magnética se extrae a pequeña señal con un analizador de resistencia y la coincidencia de antenas se calibra con pequeña señal s11. Estos datos describen el comportamiento de la "zona lineal".
Pero la Potencia del lector de RFID puede ser muy alta en condiciones de campo cercano. La Potencia de salida de un lector fijo UHF puede alcanzar los 30 dBm (1w) o incluso más, y la ganancia de la antena amplifica aún más la fuerza del campo. La intensidad del campo magnético en la región de campo cercano puede ser varios órdenes de magnitud superior a las condiciones de prueba de señal pequeña. Dentro de este rango de intensidad de campo, el comportamiento no lineal de la placa absorbente comienza a aparecer, y las especificaciones no proporcionan curvas de parámetros bajo alta intensidad de campo. Es por eso que las placas absorbentes que "cumplen con las especificaciones" pueden comportarse anormalmente en la escena real de campo cercano de alta potencia. El problema no es que el material en sí no esté calificado, sino que las condiciones de evaluación no coincidan con las condiciones de servicio.
Juicio sobre la selección de materiales absorbentes de ondas RFID a partir de "capacidad de potencia × fuerza de campo de trabajo"
Primero, confirme el rango real de intensidad de campo en el escenario de aplicación, en lugar de asumir que "las condiciones de señal pequeña lo representan todo"
Si la etiqueta o la placa absorbente se coloca en la zona de campo cercano de la antena del lector (la distancia es inferior a lambda / 2pi), o si el lector funciona cerca de la Potencia máxima, la fuerza del campo puede entrar en la zona no lineal de la placa absorbente. Al seleccionar el modelo, se debe estimar la intensidad del campo magnético en la posición objetivo y confirmar con el proveedor la tasa de retención de la permeabilidad magnética de la placa absorbente a esta fuerza de campo.
En segundo lugar, se requiere que los proveedores proporcionen datos de permeabilidad magnética o pérdida de reflexión a altas intensidades de campo, en lugar de proporcionar solo parámetros de señal pequeños.
El método de prueba de referencia es medir la coincidencia de antenas o la pérdida de reflexión con absorbedores a diferentes niveles de potencia de excitación (como 0 dBm y 20 dbm), y observar si los parámetros se han desviado significativamente. Las notas de aplicación de omicron Lab muestran la viabilidad de este método: al comparar la curva S11 bajo señales pequeñas y grandes, se puede cuantificar la no lineal relacionada con la Potencia de las ferritas.
En tercer lugar, en el diseño del sistema, evite que la placa absorbente funcione en la posición más alta del campo.
Si la función de la absorbedora es inhibir la reflexión multipath alrededor del lector o el vórtice de la placa trasera metálica, debe colocarse a una cierta distancia del emisor de la antena para reducir la intensidad del campo soportado por la absorbedora. El límite de potencia y capacidad de la placa absorbente se puede "eludir" a través de la optimización del diseño, en lugar de forzar la resistencia dura con materiales más gruesos.
En cuarto lugar, en la etapa de muestra, se verifica la distancia de lectura con la Potencia real del lector y la distancia real de la etiqueta, en lugar de extrapolar los datos del analizador de red de pequeña señal.
La pérdida de reflexión y la conductividad magnética en las especificaciones son descripciones de áreas lineales, y el rendimiento real en el campo cercano de alta potencia debe confirmarse a través de pruebas a nivel de sistema. La prueba debe cubrir varios puntos de distancia de lejos a cerca y observar si la distancia de lectura disminuye no monótonamente en una determinada distancia, que es una señal típica de saturación de la placa absorbente.
Academia avanzada (shenzhen) Technology co., Ltd.La línea de productos de materiales absorbentes RFID cubre las bandas UHF y hf, puede proporcionar datos de conductividad magnética y pérdida de reflexión en condiciones de señal pequeña y alta intensidad de campo, y admite la evaluación de coincidencia de potencia y capacidad de acuerdo con la Potencia real del lector del cliente y la distancia entre etiqueta y antena.
El producto es adecuado para escenarios RFID que requieren una absorción estable y una coincidencia de antenas en entornos de campo cercano de alta potencia. Para más información técnica, visitehttp://www.avanzado.cn/.