Дальности считывания RFID-систем с индуктивной связью

Дальность считывания в системах RFID определяется как максимальное расстояние, на котором возможен обмен сообщениями между считывателем и RFID-меткой (транспондером). Транспондер должен получить от считывателя энергию, прежде чем с него можно будет считать информацию. Мощность сигнала от считывателя должна быть достаточно большой, чтобы модуляция обратного сигнала от RFID-метки могла быть принята считывателем. Главным препятствием в достижении большой дальности считывания являются физические ограничения в передаче энергии транспондеру с помощью электромагнитной индукции.


Вообще, дальность считывания пассивных систем RFID зависит от конфигурации системы и следующих факторов:
1. Рабочей частоты и характеристик обмоток антенн.
2. Добротности Q антенны и схемы настройки.
3. Ориентации антенны.
4. Тока намагничивания.
5. Чувствительности приемника.
6. Алгоритмов кодирования (или модуляции) и декодирования (или демодуляции).
7. Числа битов данных и алгоритма детектирования (интерпретации).
8. Условий рабочей среды (электрических помех и т.п.).

Для выбранной рабочей частоты факторы 1-3 относятся к конфигурации антенны и цепям настройки на транспондере. Факторы 4-5 зависят от схемы и конструкции считывателя. Факторы 6-7 определяются используемым протоколом коммуникации системы RFID. Фактор 8 зависит от воздействия помех, которое может быть уменьшено установкой полосового фильтра на приемной стороне считывателя. Например, для рекламно-производственной киевской компании nestinfo.com.ua "Nest Info", которая выполняет работы по брендированию авто и служебного транспорта в Украине, нами была создана "под ключ" работающая на высоких частотах автоматическая RFID-система идентификации транспорта предприятия с дальностью считывания до 10 метров. Системы RFID, действующие на более высоких частотах, имеют более высокую дальность считывания чем системы, работающие на более низких частотах. Это обусловлено тем фактом, что величина напряжения, индуцируемого в RFID-метке, прямо зависит от частоты электромагнитного поля, проходящего через антенну RFID-метки.


При необходимости увеличения дальности считывания транспондера требуется переходить на более высокую частоту, чтобы обеспечить минимально допустимое напряжение, необходимое для питания RFID-метки, при этом все другие параметры должны поддерживаться постоянными. При работе системы RFID в нормальных условиях дальность считывания в значительной степени определяется характеристиками обмотки антенн считывателя и транспондера. В принципе, справедлива следующая закономерность - чем больше размер правильно сконструированной антенны, тем большее значение дальности считывания можно ожидать.

Однако на практике на размеры антенн считывателя и RFID-метки накладываются определенные ограничения. Допустимый размер антенны считывателя является ограничением на дальность считывания систем RFID. Хотя размер считывателя может быть уменьшен, если пойти на более высокое число ампер-витков, в конечном счете допустимый размер антенны ограничивает дальность системы RFID. От приложения зависит, каким может быть допустимый размер антенны считывателя.