Антенны СВЧ и микроволнового диапазонов частот для RFID-систем

  Категория » GPS/GSM/RFID системы » Электронные средства идентификации » Техническая информация   


В системах RFID с электромагнитной связью, работающих в СВЧ и микроволновом диапазонах частот, применяются следующие основные типы антенн:
1. антенна-вибратор;
2. антенна типа «волновой канал»;
3. микрополосковая антенна;
4. щелевая антенна.

Параметры антенн не зависят от того, используются ли антенны для передачи или для приема (принцип взаимности). Если известны свойства антенны при использовании ее для передачи, то эти свойства позволяют полностью оценить ее как приемную, и наоборот. К основным параметрам антенн относятся:
1. диаграмма направленности;
2. входное сопротивление;
3. коэффициент направленного действия;
4. коэффициент полезного действия;
5. коэффициент усиления;
6. действующая длина (высота);
7. ширина полосы пропускания.

Антенны СВЧ и микроволнового диапазонов частот для RFID-систем

Прежде чем разбирать конструктивные особенности и параметры конкретных типов антенн для указанных диапазонов частот, рассмотрим сначала основные понятия и общие соотношения, справедливые для всей группы этих антенн. Для практических целей достаточное представление о направленных свойствах антенны можно получить, зная ее диаграммы направленности в горизонтальной (азимутальной) и вертикальной (меридиональной) плоскостях. К примеру, в этом году нами была введена в промышленную эксплуатацию складская система учета продукции для предприятия "Лайт ЭлектроСнаб", которое предлагает купить светодиодную ленту водонепроницаемого типа и различное низковольтное оборудование, отличительной чертой системы является использование антенн с круговой поляризацией для надежного считывания данных с меток на оборудовании. Более важной, особенно в СВЧ и микроволновом диапазонах, является диаграмма направленности в горизонтальной плоскости.

Мощность, излучаемая изотропным источником, равномерно распределяется по площади сферической поверхности. Если проинтегрировать удельную мощность S электромагнитной волны по площади всей поверхности сферы, в результате получим мощность Риз излучаемую изотропным источником. Однако реальная антенна, например диполь, излучает подаваемую на нее энергию неравномерно в разных направлениях. В частности, антенна-вибратор совсем не излучает энергии в своем осевом направлении. Если антенна излучает подаваемую энергию с разной напряженностью в разных направлениях, тогда интенсивность излучения S в предпочтительном направлении антенны может быть больше, чем для изотропного источника.

Максимальная полученная мощность, которая может быть выведена из антенны, обеспечивая оптимальную настройку и правильную поляризацию, пропорциональна удельной мощности S поступающей плоской волны и эффективной апертуре. Эффективную апертуру можно рассматривать как площадку, расположенную под прямым углом к направлению распространения плоской волны, через которую проходит мощность Р при заданной плотности излучения S.

Антенны СВЧ и микроволнового диапазонов частот для RFID-систем

С диаграммой направленности связаны такие параметры антенны:
1. Коэффициент направленного действия антенны - характеризует выигрыш по мощности в нагрузке благодаря направленным свойствам антенны и представляет собой отношение мощности, которую развивает антенна на нагрузке, к мощности, развиваемой на той же нагрузке воображаемым ненаправленным (изотропным) излучателем при одной и той же напряженности электромагнитного поля в точке приема. При этом предполагается, что антенна ориентирована на максимум приема.
2. Коэффициент полезного действия антенны характеризует потери мощности в антенне и представляет собой отношение мощности излучения к сумме мощностей излучения и потерь, то есть к полной мощности, которая подводится к антенне радиопередающей станции от передатчика. Чем меньше сопротивление излучения Rr. и чем больше сопротивление потерь Rn, тем ниже коэффициент полезного действия. Антенны СВЧ и микроволнового диапазонов имеют коэффициент полезного действия, близкий к единице.
3. Коэффициент усиления антенны по мощности Кр характеризует реальный выигрыш по мощности в нагрузке, даваемый данной антенной по сравнению с ненаправленным излучателем, с учетом направленных свойств антенны и потерь в ней. Коэффициент усиления антенны тем больше, чем меньше ширина диаграммы направленности и уровень задних и боковых лепестков. В справочной литературе часто указывают коэффициент усиления по отношению к полуволновому вибратору, а не к изотропному излучателю.

Важной характеристикой антенны является входное сопротивление (входной импеданс) антенны, которое определяется как отношение напряжения к току на зажимах антенны. Ширина полосы пропускания антенны - полоса частот, в пределах которой неравномерность частотной характеристики (зависимость напряжения на нагрузке от частоты) не превышает заданной. Ширина полосы пропускания тем больше, чем меньше зависят от частоты коэффициент усиления и входное сопротивление антенны.



Вы можете сохранить эту статью:

Антенны СВЧ и микроволнового диапазонов частот для RFID-систем

из категории » Техническая информация »  в сервисах:



Просто нажмите на кнопку нужного Вам сервиса и данная статья будет сохранена.

Дополнительная информация по теме:

Направленная антенна типа «волновой канал» для систем RFID Направленная антенна типа «волновой канал» для систем RFID

Антенна типа "волновой канал" является наиболее распространенным вариантом направленной антенны в радиотехнике. Антенна представляет собой настроенный комплекс, состоящий из активного излучателя и ряда пассивных элементов. В качестве активного излучателя обычно используется 2-проводной шлейф-вибрато ...

Антенны-вибраторы для RFID-систем Антенны-вибраторы для RFID-систем

Сравнительно простыми антеннами для приема передач в СВЧ диапазоне являются полуволновые симметричные вибраторы. В простейшем виде антенна-вибратор представляет собой прямой проводник (например, медный) определенной длины. На свойства антенны, особенно на входное сопротивление, сопротивление излучен ...

Линейная и круговая поляризация электромагнитных волн в системах RFID Линейная и круговая поляризация электромагнитных волн в системах RFID

В СВЧ и микроволновом частотных диапазонах взаимодействие между считывателем и радиочастотной меткой (транспондером) RFID-систем осуществляется только с помощью электромагнитной связи. Электромагнитная волна распространяется в пространстве сферически из точки излучения, при этом электромагнитная вол ...

Микрополосковые антенны для систем RFID Микрополосковые антенны для систем RFID

Микрополосковые антенны можно найти во многих современных коммуникационных устройствах. Например, они используются в самых последних поколениях GРS-приемников и мобильных телефонов, которые становятся все миниатюрнее. Благодаря особой конструктивной форме микрополосковые антенны предоставляют также ...

Системы RFID, работающие в СВЧ и микроволновом диапазоне Системы RFID, работающие в СВЧ и микроволновом диапазоне

Системы RFID, у которых расстояние между считывателем и транспондером больше 1 метра, называют системами дальнего действия. Эти системы работают на СВЧ частотах 868 МГц (Европа) и 915 МГц (США), а также на микроволновых частотах 2,5 ГГц и 5,8 ГГц. Для оценки мощности, нужной для работы пассивного тр ...


Для поиска по всем категориям нашего сайта рекомендуем Вам пройти авторизацию либо зарегистрироваться.

Яндекс.Метрика Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru   "СМАРТ Системы"      © 2007-2016 Все права защищены.