Antenni paigutus ja optimeerimine

Antenni paigutus on RFID-süsteemi jõudluse #1 tegur. Olulisem kui sildi tundlikkus või lugeja võimsus. 5000 dollari suurune lugeja halvasti paigutatud antennidega jääb alla 500 dollari suurusele lugejale, millel on hästi paigutatud antennid. Eesmärk on luua hästi määratletud lugemisala (3D ruum, kus silte usaldusväärselt loetakse), minimeerides samal ajal ekslikke lugemisi väljaspool sihtpiirkonda.

Reaalmaailma näide: dokiukse antenni liigutamine 2,5 m kõrguselt 2,0 m kõrgusele ja kallutamine 15° allapoole parandas lugemismäärasid suurel logistikapaigaldusel 87%-lt 99,2%-ni. Väikesed positsioneerimise muutused loovad suuri jõudluse erinevusi, kuna RF-signaali tugevus järgib pöördväljakuseadust. Kauguse kahekordistamine tähendab ¼ signaali võimsust.

Antenni polarisatsioon määrab elektromagnetlainete suuna. See on üks olulisemaid otsuseid süsteemi projekteerimisel, kuna see kontrollib otseselt seda, kas erinevates suundades olevad sildid on loetavad.

Lugemisala on 3D maht, kus silte saab usaldusväärselt lugeda. See on kujundatud koonuse või hõlmaga, mis ulatub antenni pinnast, mille mõõtmed määrab antenni võimendus, lugeja TX võimsus ja sildi tundlikkus. 9 dBic antenn 30 dBm võimsusel koos NXP UCODE 9 sildiga (-22,1 dBm tundlikkus) loob lugemisala umbes 8–10 meetri sügavuse ja 3–4 meetri laiuse kaugemas otsas.

Lähi- vs kaugsamaväli: UHF RFID antennid töötavad kahes piirkonnas. Lähiväli (umbes 35 cm kaugusel sagedusel 920 MHz) kasutab magnetilist sidestust väga lühikeste, kontrollitud lugemiste jaoks. Ideaalne POS-jaamade jaoks, kus soovite lugeda ainult letil olevaid esemeid. Kaugväli (üle 35 cm) kasutab elektromagnetilist levikut enamiku RFID rakenduste jaoks. Lähivälja antennid on spetsiaalselt loodud piiratud lugemisaladega esemete tasemel kodeerimiseks ja müügikohas.

Võimsuse juhised: 33 dBm maksimaalse ulatuse jaoks (~10 m, dokiuksed). 30 dBm standardse ulatuse jaoks (~6–8 m, üldine kasutamine). 25 dBm keskmise ulatuse jaoks (~3–5 m, konveierilindid). 20 dBm lühikese ulatuse jaoks (~1–2 m, müügikoht). 15 dBm lähivälja jaoks (~0,5 m, riiulilugejad). Alati alustage väiksema võimsusega ja suurendage seda, kuni saavutate soovitud lugemismäära. Liigne võimsus põhjustab ekslikke lugemisi.

33 dBm → ~10m   dock doors, max range
30 dBm → ~6-8m  general warehouse
25 dBm → ~3-5m  conveyor belts
20 dBm → ~1-2m  point-of-sale
15 dBm → ~0.5m  shelf / near-field

VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) mõõdab seda, kui tõhusalt võimsus lugejast antenni kandub. Täiuslik vaste on 1:1 (kogu võimsus kiirgub). Kõik üle 2:1 tähendab, et märkimisväärne võimsus peegeldub tagasi lugejasse, vähendades jõudlust ja potentsiaalselt kahjustades PA võimendit aja jooksul. Enamik kaubanduslikke RFID antenne saavutavad 1,2–1,5:1 VSWR tööribas.

Tavalised VSWR probleemid: kahjustatud või volditud RF-kaablid (vahetage, kui VSWR ületab 2:1). Vale pistiku tüüp (kasutage RP-TNC või SMA vastavalt spetsifikatsioonidele). Antenn paigaldatud otse metallpinnale ilma vahetükita (kasutage 15 mm+ aluseid). Vee sissetung välispistikutesse (kasutage ilmastikukindlat RP-TNC-d koos saapadega). Kaabli pikkus ületab 10 m ilma madala kadudega kaablita (kasutage LMR-400 või samaväärset üle 5 m pikkuste jooksude jaoks).

Kontrollige alati VSWR-i kogu oma tööribas (920–925 MHz Vietnam). Antenn võib näidata suurepärast 1,2:1 VSWR-i sagedusel 920 MHz, kuid halveneda 2,5:1-ni sagedusel 925 MHz, mis tähendab kehva jõudlust pooltel teie FHSS kanalitel.

Enamik tootmisjuurutusi kasutab lugeja kohta mitut antenni. Nextwaves lugejad toetavad kuni 32 antenni porti. Peamised kaalutlused: Vahekaugus. tavaliselt 1–2 meetrit dokiuste jaoks, mille tala kattuvus on 15–20% täieliku katvuse tagamiseks. Paigaldusnurk. 15–45° sissepoole kalde portaalirakenduste jaoks, et suunata lugemistsoon ukseavale. Antennide järjestus. lugeja vahetab antennide vahel automaatselt, et vältida samaaegset edastust kattuvatest tsoonidest.

Portaali konfiguratsiooni näide (dokiuks): Paigaldage 4 antenni. 2 ukse mõlemal küljel kõrgusel 1,5 m ja 2,5 m, kallutatud 30° sissepoole. Kasutage lineaarpolarisatsiooni, mis on suunatud kaubaaluste pindadele. Seadke lugeja seansile S2 väärtusega Q=6 kiiresti liikuvate kahveltõstukite jaoks. See annab 99%+ lugemismäärad standardsetel kaubaalustel, millel on 48–100 sildistatud kasti.

Konveieritunneli näide: Paigaldage 4 ringpolariseeritud antenni ruudukujuliselt ümber vöö. ülemine, alumine, vasak, parem. Seadke seanss S1 ühe läbipääsu lugemiseks. Võimsus 25 dBm, et piirata lugemistsoon tunneliga. See takistab siltide lugemist külgnevatel konveieritel.

CONFIGURE_ANTENNA_ENABLE payload (4 bytes):

Ports 1-4:    0x0F 0x00 0x00 0x00  (0b00001111)
Ports 1,3:    0x05 0x00 0x00 0x00  (0b00000101)
Port 1 only:  0x01 0x00 0x00 0x00  (0b00000001)

Bit 0=ANT1  Bit 1=ANT2  ...  Bit 31=ANT32

Metallpinnad on ladudes #1 häireallikas. Need peegeldavad RF-signaale, tekitades surnud tsoone ja mitme tee häireid. Lahendus: paigaldage antennid mittemetallilistele pindadele või kasutage metallkonstruktsioonidest 50 mm+ vahemaid. Suunake antennid nii, et peamine lobe ei tabaks otse metallseinu või riiuleid.

Vesi ja vedelikud neelavad UHF raadiolaineid tugevalt. Veepudelite kast antenni ja sildistatud kaubaaluse vahel võib lugemise täielikult blokeerida. Lahendus: paigutage antennid nii, et RF-tee väldiks vedelikukonteinereid, või suurendage võimsust 3–6 dB, et kompenseerida neeldumiskadu.

Teised läheduses töötavad lugejad võivad põhjustada häireid. Tiheda lugeja režiim (DRM) ja FHSS aitavad, kuid lisameetmete hulka kuuluvad: kattuvate kanalimaskide konfigureerimine külgnevate lugejate vahel, suundantennide kasutamine ülevoolu piiramiseks ja TDMA ajastuse rakendamine, kui teie vahevara seda toetab.

Hoidke antennid fluorestsentsvalgustitest (RF mürallikas) ≥1 m ja Wi-Fi pääsupunktidest ≥2 m kaugusel. Kuigi Wi-Fi töötab sagedusel 2,4/5 GHz (erinevalt UHF 920 MHz), võivad halvasti varjestatud seadmed genereerida lairiba harmoonilisi.