Cum să alegi o antenă de citire RFID UHF

O antenă de citire UHF RFID ar trebui să fie aleasă pentru zona de citire de care aveți nevoie, nu pentru cel mai mare număr de câștig dintr-un catalog. Un panou de 12 dBi poate fi util atunci când aveți nevoie de un câmp focalizat către o bandă controlată sau o zonă țintă îndepărtată, dar aceeași antenă poate fi o alegere proastă pentru o ușă, raft sau stație de lucru unde citirile nedorite contează mai mult decât distanța maximă.

Ordinea practică de selecție este: piața țintă și banda de frecvență → zona de citire necesară → orientarea etichetei → câștig și lățimea fasciculului → poziția de montare → cablu și conector → puterea cititorului și limita de reglementare → test pilot. Acest ghid se concentrează pe acea sarcină de inginerie și achiziții pentru sistemele pasive de citire RFID UHF/RAIN.

 

Definiți zona de citire înainte de a compara antenele

„Raza lungă” nu este o cerință completă. O specificație utilă de-zonă de citire descrie unde trebuie capturate etichetele și unde nu ar trebui să fie capturate.

O ușă de andocare care trebuie să identifice paleții care traversează o ușă are o problemă de antenă diferită de cea a unui culoar de depozit în care un operator dorește o acoperire largă. Primul poate beneficia de un câmp mai direcțional. Cel de-al doilea poate avea nevoie de mai multe zone controlate în loc de un panou-cu câștig mare care încearcă să acopere totul.

Acesta este motivul pentru careinterval de citireşizona de citirear trebui tratate ca cerințe diferite. Raza este un rezultat de distanță într-un set de condiții. Zona de citire este zona tri-dimensională în care o etichetă poate participa efectiv la fluxul de lucru.

 

Potriviți antena la banda regională UHF

UHF RFID nu utilizează un plan radio identic la nivel mondial. TheGhid pentru spectrul RAIN Alliancearată că alocările pasive UHF RFID diferă în funcție de regiune. În Statele Unite, ghidul de proiectare a sistemului RAIN mapează setarea din SUA la FCC Part 15.247 și la banda familiară 902–928 MHz. Implementările europene folosesc în mod obișnuit 865–{868 MHz, cu o bandă europeană superioară de aproximativ 915–921 MHz definită și în ghidul RAIN actual.

Regula de achiziție este simplă: antena trebuie să acopere planul de frecvență pe care cititorul îl va folosi efectiv în țara țintă. O antenă de 902–928 MHz nu este automat antena potrivită pentru un cititor configurat pentru o bandă regională diferită, chiar dacă ambele produse sunt descrise ca „RFID UHF”.

Pentru implementările multinaționale, documentați țările de destinație înainte de a alege un SKU de antenă pentru fiecare site. Confirmați împreună configurația regională a cititorului, banda de funcționare a antenei și regulile locale de putere radiată-.

 

Înțelegeți ce se schimbă cu adevărat câștigul antenei

Câștigul antenei descrie cât de puternic o antenă concentrează energia în anumite direcții în comparație cu o referință ideală. Câștig mai mare nu creează putere RF liberă. Redistribuie energia disponibilă într-un model de radiație mai concentrat.

Rezultatul practic este de obicei un schimb-între acoperire și forma de acoperire. TheGhid de selectare a antenei Voyantic RAIN RFIDrezumă aceeași relație: antenele cu câștig-mai mare se potrivesc cu citiri cu rază mai lungă-focalizate, în timp ce antenele cu câștig-mai scăzut sunt adesea mai bune pentru o acoperire mai extinsă-la distanță apropiată. Prin urmare, lățimea fasciculului și diagrama de radiație completă trebuie citite împreună cu câștigul.

Un număr de 12 dBi în sine nu vă spune:

• cât de larg este câmpul util la distanța reală de montare;
• dacă benzile sau rafturile din apropiere vor fi, de asemenea, alimentate;
• cum se comportă antena în spatele sau în lateralul panoului;
• câtă putere RF se pierde în cablul coaxial;
• cum răspunde eticheta la produsul real;
• sau dacă limitele locale{0}de putere radiată necesită reducerea ieșirii cititorului.

Când comparați antenele, solicitați lățimile fasciculului orizontal și vertical și, dacă sunt disponibile, diagramele-modelului de radiație. O valoare mare a câștigului cu un fascicul îngust poate fi exact ceea ce are nevoie o bandă de vehicule și exact ceea ce nu are nevoie o zonă largă de recepție.

 

Utilizați lățimea fasciculului pentru a controla unde au loc citirile

Lățimea fasciculului descrie lățimea unghiulară a lobului principal de radiație, de obicei în jurul punctelor în care puterea a scăzut cu 3 dB de la vârf. Nu este un perete dur: etichetele pot fi citite în afara lățimii nominale a fasciculului, deoarece lobii laterali, reflexiile și sensibilitatea etichetei contează și ele.

Cu toate acestea, lățimea fasciculului este unul dintre cele mai utile câmpuri ale foii de date pentru a prezice dacă o antenă este probabil să creeze o zonă de citire largă sau concentrată.

Dacă un sistem eșuează deoarece citește prea multe etichete în afara fluxului de lucru, o antenă cu câștig mai mare-nu este automat o actualizare. Soluția poate fi un model de fascicul diferit, o putere mai mică a cititorului, un unghi diferit de montare, ecranare, o plasare diferită a etichetei sau o locație diferită a antenei.

 

Alegeți polarizare liniară sau circulară din orientarea etichetei

Polarizarea descrie orientarea și comportamentul câmpului electric al antenei. În UHF RFID, alinierea polarizării afectează cât de eficient se cuplează energia între antena cititorului și antena etichetei.

Polarizare liniarăeste atractiv atunci când orientarea etichetei este controlată și aliniată constant cu câmpul cititorului. Concentrarea energiei într-o singură polarizare poate oferi o cuplare puternică la o etichetă aliniată.

Polarizare circularăeste mai îngăduitor atunci când etichetele ajung în unghiuri diferite. Ghidarea antenei de la Voyantic o recomandă pentru aplicațiile în care orientarea etichetei este imprevizibilă, în timp ce polarizarea liniară se potrivește mai bine cu orientarea controlată.

Aceasta nu este o regulă că „circular este mai bine”. Este un schimb-. Dacă fiecare etichetă de carton trece de cititor într-o orientare cunoscută, o antenă liniară aliniată corespunzător poate fi eficientă. Dacă carcasele se rotesc, hainele atârnă în unghiuri diferite sau vehiculele plasează etichetele parbrizului în mod inconsecvent, polarizarea circulară poate reduce sensibilitatea de orientare.

Pentru portaluri și transportoare, testați cel mai prost unghi realist al etichetei, nu doar fața ideală-pe poziție. Un sistem care funcționează pe un eșantion static poate pierde în continuare etichetele în mișcare atunci când se schimbă orientarea.

 

Puterea cititorului, pierderea cablului și câștigul antenei formează un buget RF

Puterea de ieșire configurată a cititorului nu este aceeași cu puterea furnizată antenei și niciunul dintre numere nu vă spune câmpul radiat.

O relație utilă de -prima comandă este:

Putere condusă de cititor EIRP=aproximativ - pierderi de cablu și conector + câștig de antenă.

Calculul exact al conformității depinde de cadrul de reglementare și de modul în care este specificat câștigul antenei, dar lecția de achiziție este simplă:puterea cititorului, pierderea cablului și câștigul antenei trebuie revizuite împreună.

O rulare lungă coaxială poate elimina o parte semnificativă a puterii RF înainte de a ajunge la antenă. Adăugarea unei-antene cu câștig mare poate recupera puterea câmpului într-o direcție, dar poate crea și o zonă mai îngustă sau poate împinge sistemul către o limită de putere-reglementată radiată. Ghidul de proiectare a sistemului RAIN Alliance tratează în mod explicit puterea radiată permisă ca o setare regională, mai degrabă decât un număr universal.

Înainte de a comanda, înregistrați:

• modelul cititorului și tipul de port-antenă;
• setarea planificată a puterii conduse;
• tipul și lungimea cablului coaxial;
• numărul de conectori și adaptoare;
• câștig de antenă;
• profil de frecvență regional;
• și plafonul de putere radiat-de reglementare care se aplică la locul de instalare.

Nu compensați o antenă poziționată prost prin simpla creștere a puterii până când etichetele sunt citite. Acest lucru poate extinde zona de citire greșită și poate ascunde problema de geometrie reală.

 

Verificați conectorul, cablul și calea RF de 50 ohmi

Majoritatea sistemelor de antenă de citire UHF utilizează o cale RF de 50-ohmi, dar conectorii fizici variază. Antenele pot folosi conectori de tip N-, SMA, RP-TNC sau alți conectori, în timp ce porturile de citire pot folosi un format diferit. Prin urmare, cablul necesar are nevoie de genul conectorului și interfața corecte la ambele capete.

Compatibilitatea conectorilor este ușor de trecut cu vederea, deoarece antena și cititorul pot fi ambele adecvate din punct de vedere electric, dar totuși nu se conectează fără un adaptor. Fiecare adaptor suplimentar adaugă, de asemenea, o altă îmbinare mecanică și unele pierderi RF.

Pentru cabluri mai lungi, solicitați atenuarea cablului la frecvența UHF reală, în loc să utilizați o descriere generică de „cablu cu pierderi reduse-”. Păstrați lungimea inutilă a cablului în afara instalației și direcționați cablul astfel încât să fie protejat de îndoiri repetate, strivire și expunere la intemperii.

VSWR este un alt câmp util al foii de date. Un VSWR mai mic în banda dorită indică, în general, o potrivire mai bună a impedanței și o putere mai mică reflectată înapoi către cititor. Merită verificat, dar un VSWR bun nu dovedește că antena creează zona de citire corectă.

 

Poziția de montare poate conta mai mult de un dB de câștig

Performanța antenei RFID se modifică atunci când se modifică instalația. Înălțimea, înclinarea, distanța față de structurile metalice, pereții din apropiere, stivuitoarele, rafturile, lichidele și antenele învecinate afectează toate câmpul văzut de etichetă.

Pentru o antenă panou, documentați punctul de montare dorit și linia centrală a fasciculului principal. Apoi verificați calea reală a etichetei. Un panou montat sus pe un perete, dar îndreptat paralel cu mișcarea etichetei poate avea rezultate mai slabe decât o antenă cu câștig mai mic-, plasată la unghiul corect.

Metalul din apropiere poate reflecta energia UHF și poate crea căi multiple. Reflecțiile pot ajuta o etichetă într-o locație în timp ce creează un nul în alta. Lichidele și încărcăturile dense de produs pot absorbi energie. Aceste efecte sunt motivul pentru care un test de depozit-goal și un test de depozit complet încărcat pot produce rezultate diferite.

Instalațiile în aer liber adaugă cerințe mecanice care sunt independente de performanța RF. Dacă antena va fi expusă la ploaie, praf, lumina soarelui, cicluri de temperatură sau vânt, specificați valoarea nominală a carcasei, suportul, suprafața de montare, etanșarea cablurilor și limitele de mediu. Nu deduceți adecvarea în aer liber doar dintr-un radom ABS.

 

Nu tratați „Puterea maximă de ieșire” ca pe o specificație pentru intervalul de citire{0}}

Unele pagini de produse ale antenei listează o putere nominală maximă de intrare-RF. Această valoare descrie cât de multă putere RF este proiectat să tolereze hardware-ul antenei. Nu înseamnă că sistemul RFID ar trebui să funcționeze la acea putere și nu prezice distanța de citire a etichetelor.

Sistemele pasive UHF RFID sunt constrânse de cititor, regulile radio regionale, câștigul antenei, pierderea cablului, sensibilitatea etichetei și mediul fizic. O putere de manevrare-foarte mare a antenei poate fi irelevantă într-o implementare legală a cititorului fix-care funcționează la o putere mult mai mică.

Pentru achiziții, acordați prioritate specificațiilor care modelează zona de citire RFID: bandă de funcționare, câștig, lățime de fascicul, polarizare, impedanță, VSWR, comportament față-la-, conector, evaluare de mediu și metoda de montare.

 

Când o antenă de 12 dBi are sens

O antenă cu câștig-înalt de 12 dBi poate fi un candidat rezonabil atunci când proiectul are nevoie de un câmp concentrat pe o cale relativ lungă și zona țintă este bine controlată. Exemplele pot include identificarea vehiculului, o bandă în aer liber definită, un punct de control pe culoar lung sau un alt punct în care antena poate fi îndreptată în mod deliberat.

Înainte de a-l aproba, răspunde la patru întrebări:

1. Fasciculul acoperă întreaga cale de etichetă necesară?Un fascicul îngust poate crea puncte oarbe de margine dacă eticheta se mișcă în afara lobului său principal.
2. Fasciculul ajunge și la etichete nedorite?O antenă cu rază lungă de acțiune-poate crea citiri-încrucișate de la elementele din apropiere dacă geometria nu este controlată.
3. Polarizarea se potrivește cu realitatea de orientare-etichetei?Câștigul mare nu remediază nepotrivirea polarizării.
4. Puterea cititorului poate fi configurată pentru a îndeplini limita locală de putere radiată-?Câștigul antenei face parte din bugetul RF.

Dacă vreunul dintre aceste răspunsuri este neclar, „12 dBi” este încă doar un număr de catalog, nu un proiect de sistem aprobat.

 

Construiți cererea de cerere în jurul evenimentului de citire

O antenă RFQ devine mult mai utilă atunci când descrie evenimentul citit, în loc să ceară doar „o antenă RFID UHF cu rază lungă de acțiune-”.

Pentru aprovizionarea directă cu cititorul,Categoria cititoare RFID UHF Syntekeste următorul pas comercial adecvat. Selectarea cititorului și selectarea antenei ar trebui totuși validate ca un sistem RF, mai degrabă decât ca două achiziții de catalog independente.

 

Validați antena în zona de citire reală

Selectarea antenei nu este finalizată când fișele de date se potrivesc. Pasul final este un pilot care utilizează cititorul real, antena, cablul, etichetele, elementele etichetate și geometria de montare.

Rulați testul prin stările de funcționare care pot schimba comportamentul RF:

• populație de etichete minimă, normală și maximă;
• cea mai bună și cea mai proastă orientare așteptată a etichetei;
• rafturi sau paleți goale și încărcate;
• etichete staționare și în mișcare în care mișcarea face parte din fluxul de lucru;
• este luată în considerare puterea normală a cititorului și orice setare de-putere mai mică;
• articole etichetate învecinate care nu ar trebui să fie capturate;
• uși, vehicule, stivuitoare sau alte obiecte metalice mari în pozițiile lor normale;
• și lungimea dorită a cablului de producție, mai degrabă decât un cablu scurt de banc.

Criteriul de acceptare ar trebui să fie legat de evenimentul comercial: etichete corecte capturate în interiorul zonei vizate, citiri încrucișate inacceptabile-controlate în afara acesteia și operare repetabilă în condiții realiste. Un plan separat de testare a sistemului-poate defini apoi pragurile exacte de trecere/eșec pentru implementare.

Dacă proiectul are nevoie de un cadru de validare mai larg după ce antena este selectată, utilizați ghidul Syntek pentruTestarea sistemului RFID înainte de implementare.

 

Regula de selecție

Alegeți o antenă pentru cititor RFID UHF în această ordine:

regiune și frecvență → citiți-geometria zonei → orientarea etichetei → câștig și lățimea fasciculului → polarizare → montare → cablu și conectori → puterea cititorului și limita de reglementare → test pilot.

Această ordine previne cea mai frecventă greșeală de catalog: selectarea mai întâi a antenei cu cel mai mare dBi și încercarea de a forța instalarea să se potrivească mai târziu.

Cea mai bună antenă nu este cea care citește cel mai departe în spațiu deschis. Este cea care creează zona de citire necesară, cu etichetele și cititorul propriu-zis, ținând în același timp sub control citirile nedorite.