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Na discussão de seleção de materiais absorventes de RFID, "perda de reflexão máxima" é o número mais comumente comparado. Um material que atinge -25 dB a 915 MHz parece "melhor" do que um material que atinge -12 dB em toda a faixa de frequência de 860-960 MHz. Esse julgamento é válido sob um único ponto de frequência e condições ideales de montagem.
No entanto, sistemas RFID raramente operam nas condições de "ponto de frequência único, montagem ideal". A banda de frequências UHF cobre 860-960 MHz, com diferentes alocações de frequências em diferentes regiões; 2.4 GHz RFID e UHF RFID coexistem no mesmo dispositivo ou ambiente de armazenamento; Quando as etiquetas estão ligadas às superfícies metálicas, embalagens líquidos ou prateleiras densamente montadas, a frequência de ressonância da antena irá desviar devido às mudanças no ambiente dielétrico. Nestas condições, um pico de absorção elevado não é igual à estabilidade, e a seletividade de frequência dos materiais de banda estreita torna-se o ponto de partida para a falha no nível do sistema.
O Mecanismo e Limite da Absorção de Narrowband: O custo da "Accuração da Frequência" para Materiales Resonantes
O mecanismo central da absorção de banda estreita é a ressonância. Materiales de absorção de frequências tunáveis (materiais de absorção de frequências resonantes) têm perdas significativas de reflexão em frequências discretas, com uma atenuação típica de at é 20 dB, cobrindo um intervalo de 1 GHz a 40 GHz. Os absortores de metamateriais alcançam absorção quase perfeita através de elementos resonantes periódicos, e a posição do pico de absorção é determinada pelas dimensões geométricas dos elementos. Na band a de frequência RFID UHF, o absortor de metamateriais modelado na grelha pode alcançar picos de absorção de duas frequências de 880 MHz e 2,45 GHz, com espessura de substratos de apenas cerca de 3,7 mm.
Avantagem: Absorção profunda dentro de camadas finas
A vantagem dos materiais de estreita banda reside em sua alta força de absorção dentro de camadas finas. Em cenários de espessura limitada, o mecanismo de ressonância pode alcançar uma absorção profunda do ponto de frequência alvo com uma camada dielétrica mais fina, o que é difícil para os materiais de perda magnética alcançar na mesma espessura. Para etiquetas metálicas ou fixações de intervalos estreitos com espaço extremamente limitado, esquemas de banda estreita têm desempenho irremplaçível no ponto de frequência alvo.
Limite: A seletividade de frequência é uma espada de dois bordos
A seletividade de frequência de materiais de banda estreita é uma espada de dois bordos. Uma vez que a frequência central do pico de absorção se desvia do alvo, a perda de reflexão desaparecerá rapidamente. Se a frequência de ressonância da antena de etiqueta for mudada por dezenas de MHz devido à reflexão metal, meio líquido ou acoplamento adjacente de etiquetas, o pico de absorção de banda estreita pode cair fora da janela efetiva, e a placa de absorção pode degradar de um "componente de desempenho" para uma "camada transparente". Quando bandas de frequência múltiplas coexistem, um único material de banda estreita não pode cobrir simultaneamente duas bandas de frequência separadas, exigindo esquemas de montagem ou partição, resultando em maior espessura e complexidade de processo.
O caminho de implementação da absorção de banda larga: Lógica de engenharia de topo para troca de cobertura
A filosofia de design da absorção de banda larga é oposta à banda estreita: não persegue perdas de reflexão extremamente profundas em um único ponto de frequência, mas mantém os níveis de absorção disponíveis em uma ampla gama de frequências através do alargamento da frequência do mecanismo de perda e transição gradual de impedência.
Frequência de ampliação do tipo de perda magnética
Materiales de perda magnética de banda larga (pó de ferro de carbonil, FeSiAl, sistema composto de pó de liga) dependem da distribuição de frequência da ressonância natural e perda de corrente de eddy para alcançar largura de banda. A perda de ferrito na faixa de frequência vem principalmente de histerese e efeitos correntes de eddy, enquanto na faixa de alta frequência ela se transforma em ressonância natural e ressonância da parede de domínio. A dependência de frequência do próprio mecanismo de perda fornece uma base para ampliação. Materiales cargados de carbono como espuma de malha têm características de perda de reflexão de banda larga na faixa de 1-20 GHz, ao custo de que a absorção máxima por espessura de unidade é geralmente menor do que a de materiais resonantes.
Camião de banda larga com gradiente de impedância
O gradiente de impadência é outro caminho de banda larga. Ao construir uma distribuição gradiente da permeabilidade magnética e constante dielétrica na direção da espessura, ondas eletromagnéticas passam por uma transição de impedância suave durante o processo de entrada no material, reduzindo a reflexão da interface e mantendo baixa perda de reflexão em uma ampla gama de frequências. A Tecnologia do Instituto Avançado adota uma estrutura composta de gradientes dielétricos magnéticos e multicamadas no design de placas de onda absorventes de UHF, cobrindo 860-960 MHz a uma espessura de 0,2-1,0 mm, com perda de reflexão de ≤ -10 dB e uma largura de banda efetiva de ≥ 100 MHz. O custo dos materiais de banda larga é o "pico de profundidade". Sob a mesma espessura e complexidade do processo, a perda de reflexão de materiais de banda larga em um único ponto de frequência normalmente não é tão boa quanto a de materiais de estreita banda resonantes. Mas esse "custo" será compensado por benefícios ao nível do sistema em cenários de coexistência multibanda e desvio de frequência: a cobertura da banda larga reduz o risco de incumprimento causado pelo desvio de ressonância e também reduz a dependência de ajustamento preciso das antenas de etiqueta.
Límite de seleção em cenários de coexistência de múltiplas bandas
A escolha entre banda estreita e banda larga não é uma questão de "quem é mais avançado", mas é determinada por três variáveis do sistema:
Primeiro, o número de bandas de frequência alvo
Se o sistema só precisa cobrir uma única band a de frequência RFID (como UHF 860-960 MHz), e o desvio resonante da antena de etiqueta é controlável no ambiente de serviço, a absorção profunda de materiais de banda estreita no ponto de frequência alvo é valiosa. Se o sistema precisa cobrir tanto UHF como 2,4 GHz simultaneamente, ou precisa ser compatível com as atribuições de bandas de frequência em diferentes regiões (865-868 MHz e 902-928 MHz), um único material de band a estreita não pode concordar simultaneamente com duas janelas de frequência separadas. Neste ponto, são necessários materiais de banda larga para fornecer cobertura, ou estruturas de ressonância de duas frequências (como absortores de duas frequências metamateriais), mas a diferença de frequência entre os dois picos de absorção da estrutura de duas frequências ainda não pode ser absorvida e coberta.
Em segundo lugar, a amplitude do desvio de frequência
Quando o rótulo estiver ligado a uma superfície metal, o limite do metal mudará a impedência de entrada e a frequência de ressonância da antena; embalagens líquidos e pilhas densas também podem introduzir compensação de frequência. Se a amplitude de desvio se aproximar ou exceder a largura completa a meio máximo do pico de absorção de banda estreita, a janela de absorção efetiva do material de banda estreita será "deslocada" da banda de frequência alvo. Quanto maior a amplitude de desvio, mais óbvia é a vantagem relativa dos materiais de banda larga.
Em terceiro lugar, o orçamento de espessura
Os materiais de banda estreita têm uma vantagem no pico de absorção dentro de camadas finas, mas essa vantagem só se aplica em cenários em que a espessura é extremamente limitada e o desvio de frequência é controlável. Se o or çamento de espessura permitir 0,3-1,0 mm, materiais de perda magnética de banda larga ou estruturas gradientes podem proporcionar níveis de absorção suficientes ao mesmo tempo que cobrem a banda de frequência alvo. Se a espessura for comprimida a 0,1-0,2 mm, a estrutura de ressonância de banda estreita pode ser a única solução que pode alcançar absorção útil na frequência alvo, mas sua sensibilidade ao compensamento de frequência precisa ser aceite.
Juízo de seleção baseado em "número de bandas de frequência x amplitude de desvio x espessura"
Primeiro, confirmar se a banda de frequência alvo é única ou múltipla, e então discutir a altura do pico de absorção
Em cenários com uma band a de frequência única e desvio controlável, a vantagem máxima dos materiais de banda estreita pode ser realizada. Em cenários em que bandas de frequência múltiplas coexistem ou existem lacunas entre bandas de frequência, cobertura de banda larga ou estruturas de ressonância de duas/múltiplas frequências são pontos de partida mais realistas, mas é necessário confirmar se o nível de absorção das bandas de frequência de lacunas cumpre os requisitos do sistema.
Em segundo lugar, avaliar a aplicabilidade de materiais de banda estreita usando "amplitude de desvio de frequência" em vez de "perda de reflexão estática"
Pedir ao fornecedor que forneça dados de meia largura máxima de absorção perto do ponto de frequência alvo e compare com a amplitude de desvio de frequência em condições de montagem reais. Se a amplitude de desvio excede um terço da meia largura, a robusteza do esquema de banda estreita precisa ser reevaluada.
Em terceiro lugar, comparar o produto de "largura de banda eficaz x absorção disponível" dentro do orçamento de espessura, em vez de um único pico
Um material que atinge -25 dB a 915 MHz, mas tem uma largura de banda de apenas 30 MHz, e um material que atinge -12 dB na gama de frequências completa de 860-960 MHz, o primeiro tem um desempenho mais forte em um único ponto de frequência, enquanto este último tem maior disponibilidade de nível de sistema em cenários de multibanda e desvio. Ao selecionar, a diferença no número de pontos de frequência dentro da banda de frequência alvo que possam atingir o limiar de absorção disponível entre os dois esquemas deve ser comparada com base nos requisitos de cobertura de frequência reais do sistema.
Em quarto lugar, em cenários de coexistência de múltiplas bandas, deveria ser dada prioridade à avaliação da complexidade do sistema de esquemas camadas ou particionados, em vez de cobrir forçadamente todas as bandas de frequência com um único material
Se o UHF e o 2,4 GHz precisam ser servidos simultaneamente, uma camada de folha magnética de banda larga UHF e uma camada de folha fina de ressonância de 2,4 GHz podem ser montadas na direção da espessura, ou os dois materiais podem ser montados em uma partição planar. O custo da camada/partição é espessura e complexidade do processo, mas evita o compromisso de "largo mas não forte" ou "forte mas não largo" causado por um único material entre duas faixas de frequência.
Advanced Institute (Shenzhen) Technology Co., Ltd.A linha de produto material absorvente da RFID abrange duas rotas técnicas: tipo de ressonância de banda estreita e tipo de perda magnética de banda larga, fornecendo curvas de perda de reflexão, máximo de absorção largura completa em metade dos dados máximos, e dados de retenção de desempenho em condições de desvio de frequência dentro da banda de frequência alvo
A série de banda larga UHF cobre 860-960 MHz com uma espessura de 0,2-1,0 mm e uma largura de banda efetiva de ≥ 100 MHz; A série de banda estreita é projetada para cenários de absorção profunda de camadas finas com um único ponto de frequência. O produto suporta projeto personalizado de esquemas de camadas e divisão, e pode corresponder a sistemas materiais baseados no número de faixas de frequência alvo, amplitude de desvio e restrições de espessura. Para mais informação técnica, visitehttp://www.avanzado.cn/.