Kako izbrati anteno za čitalnik UHF RFID

Anteno za čitalnik UHF RFID je treba izbrati za območje branja, ki ga potrebujete, ne za največjo številko dobitka v katalogu. Plošča 12 dBi je lahko uporabna, ko potrebujete osredotočeno polje proti nadzorovanemu pasu ali oddaljenemu ciljnemu območju, vendar je ista antena lahko slaba izbira za vrata, polico ali delovno postajo, kjer so neželeni odčitki pomembnejši od največje razdalje.

Praktični vrstni red izbire je: ciljni trg in frekvenčni pas → zahtevano bralno območje → orientacija oznake → ojačanje in širina snopa → položaj namestitve → kabel in konektor → moč čitalnika in zakonska omejitev → pilotni test. Ta priročnik se osredotoča na nalogo inženiringa in nabave pasivnih bralnikov UHF/RAIN RFID.

 

Preden primerjate antene, določite območje branja

"Dolg doseg" ni popolna zahteva. Uporabna specifikacija bralne-zone opisuje, kje je treba oznake zajeti in kje ne.

Vrata pristanišča, ki morajo identificirati palete, ki prečkajo eno vratno odprtino, imajo drugačen problem z anteno kot prehodi v skladišču, kjer operater želi široko pokritost. Prvi lahko koristi bolj usmerjeno polje. Drugi morda potrebuje več nadzorovanih območij namesto ene plošče z visokim-ojačenjem, ki poskuša pokriti vse.

To je razlogobseg branjainbralno območjeje treba obravnavati kot različne zahteve. Domet je rezultat razdalje pod določenimi pogoji. Območje branja je tri-dimenzionalno območje, v katerem lahko oznaka dejansko sodeluje v poteku dela.

 

Uskladite anteno z regionalnim pasom UHF

UHF RFID ne uporablja enega identičnega radijskega načrta po vsem svetu. TheUsmerjanje spektra RAIN Alliancekaže, da se dodelitve pasivnih UHF RFID razlikujejo glede na regijo. V Združenih državah Amerike smernice za načrtovanje sistema RAIN preslikajo nastavitev ZDA v del 15.247 FCC in znani pas 902–928 MHz. Evropske uvedbe običajno uporabljajo 865–868 MHz, pri čemer je zgornji evropski pas okoli 915–921 MHz opredeljen tudi v trenutnih smernicah RAIN.

Pravilo nabave je preprosto: antena mora pokrivati ​​frekvenčni načrt, ki ga bo bralec dejansko uporabljal v ciljni državi. Antena 902–928 MHz ni samodejno prava antena za čitalnik, konfiguriran za drug regionalni pas, čeprav sta oba izdelka opisana kot "UHF RFID".

Pri večnacionalnih uvedbah dokumentirajte ciljne države, preden izberete en SKU antene za vsako lokacijo. Skupaj potrdite regionalno konfiguracijo bralnika, delovni pas antene in lokalna pravila za-moč.

 

Razumejte, kaj se v resnici spremeni ojačenje antene

Dobiček antene opisuje, kako močno antena koncentrira energijo v določenih smereh v primerjavi z idealno referenco. Večje ojačenje ne ustvari proste RF moči. Razpoložljivo energijo prerazporedi v bolj fokusiran vzorec sevanja.

Praktični rezultat je običajno kompromis-med dosegom in obliko pokritosti. TheNavodila za izbiro antene Voyantic RAIN RFIDpovzema isto razmerje: antene z večjim-ojačenjem ustrezajo osredotočenim branjem-razdalje, medtem ko so antene z nižjim-ojačenjem pogosto boljše za širšo pokritost-območja. Zato je treba širino snopa in celoten vzorec sevanja brati skupaj z ojačanjem.

Številka 12 dBi sama po sebi ne pove:

• kako široko je uporabno polje pri dejanski montažni razdalji;
• ali bodo pod napetostjo tudi bližnji pasovi ali stojala;
• kako se antena obnaša za ploščo ali ob strani;
• koliko RF moči se izgubi v koaksialnem kablu;
• kako se oznaka odziva na pravem izdelku;
• ali pa lokalne omejitve{0}}moči zahtevajo zmanjšanje izhodne moči čitalnika.

Ko primerjate antene, zahtevajte vodoravno in navpično širino snopa ter, kjer je na voljo, diagram-vzorca sevanja. Visoka vrednost ojačanja z ozkim snopom je lahko točno tisto, kar potrebuje vozni pas in točno tisto, kar široko sprejemno območje ne potrebuje.

 

Uporabite BeamWidth za nadzor, kje potekajo branja

Širina snopa opisuje kotno širino glavnega sevalnega klina, običajno okoli točk, kjer je moč padla za 3 dB od vrha. To ni trda stena: oznake je še vedno mogoče brati izven nominalne širine žarka, ker so pomembni tudi stranski žarki, odboji in občutljivost oznake.

Kljub temu je širina snopa eno najbolj uporabnih polj podatkovnega lista za napovedovanje, ali bo antena verjetno ustvarila široko ali koncentrirano bralno območje.

Če sistem odpove, ker prebere preveč oznak zunaj poteka dela, antena z večjim-ojačenjem ni samodejno nadgradnja. Popravek je lahko drugačen vzorec žarka, manjša moč čitalnika, drugačen kot namestitve, oklop, drugačna postavitev oznake ali drugačna lokacija antene.

 

Izberite linearno ali krožno polarizacijo iz Tag Orientation

Polarizacija opisuje usmerjenost in obnašanje električnega polja antene. Pri UHF RFID poravnava polarizacije vpliva na to, kako učinkovito se energija spaja med anteno čitalnika in anteno oznake.

Linearna polarizacijaje privlačna, če je usmerjenost oznake nadzorovana in dosledno poravnana s poljem za branje. Koncentracija energije v eni polarizaciji lahko zagotovi močno povezavo z poravnano oznako.

Krožna polarizacijaje bolj prizanesljiv, ko oznake prispejo pod različnimi koti. Voyanticovo vodenje antene ga priporoča za aplikacije, kjer je orientacija oznak nepredvidljiva, medtem ko linearna polarizacija bolje ustreza nadzorovani orientaciji.

To ni pravilo, da je "krožno boljše." To je kompromis-. Če gre vsaka kartonska nalepka mimo bralnika v znani orientaciji, je morda učinkovita pravilno poravnana linearna antena. Če se kovčki vrtijo, oblačila visijo pod različnimi koti ali vozila neenakomerno postavljajo oznake na vetrobransko steklo, lahko krožna polarizacija zmanjša občutljivost orientacije.

Pri portalih in tekočih trakovih preizkusite najslabši realistični kot oznake in ne le idealen obraz-na položaju. Sistem, ki deluje na statičnem vzorcu, lahko še vedno zgreši premikajoče se oznake, ko se usmeritev spremeni.

 

Moč čitalnika, izguba kabla in ojačanje antene tvorijo en RF proračun

Konfigurirana izhodna moč čitalnika ni enaka moči, ki jo prenaša antena, in nobena številka sama po sebi ne pove sevanega polja.

Uporabno razmerje prvega-vrstnega reda je:

Približna EIRP=čitalnik prevodne moči − izgube kabla in priključka + ojačanje antene.

Natančen izračun skladnosti je odvisen od regulativnega okvira in načina določanja ojačanja antene, vendar je lekcija o nabavi enostavna:moč čitalnika, izgubo kabla in ojačanje antene je treba pregledati skupaj.

Dolga koaksialna pot lahko odstrani pomemben del RF moči, preden ta doseže anteno. Če dodate anteno z visokim-ojačenjem, lahko obnovite poljsko jakost v eni smeri, lahko pa tudi ustvarite ožje območje ali potisnete sistem k regulativni meji sevane-moči. Smernice za načrtovanje sistema RAIN Alliance izrecno obravnavajo dovoljeno sevano moč kot regionalno nastavitev in ne kot univerzalno število.

Pred naročilom zabeležite:

• model bralnika in tip vrat-antene;
• načrtovana vodena nastavitev moči;
• vrsta in dolžina koaksialnega kabla;
• število priključkov in adapterjev;
• dobiček antene;
• regionalni frekvenčni profil;
• in zakonsko zgornjo mejo sevane-moči, ki velja na mestu namestitve.

Ne kompenzirajte slabo postavljene antene s preprostim povečevanjem moči, dokler oznake ne preberejo. To lahko razširi napačno območje branja in skrije dejansko geometrijsko težavo.

 

Preverite konektor, kabel in 50-ohmsko RF pot

Večina UHF čitalnih antenskih sistemov uporablja RF pot 50-ohmov, vendar se fizični priključki razlikujejo. Antene lahko uporabljajo priključke tipa N-, SMA, RP-TNC ali druge, medtem ko vrata za čitalnike lahko uporabljajo drugačno obliko. Zahtevani kabel zato potrebuje pravilen spol priključka in vmesnik na obeh koncih.

Združljivost konektorjev je enostavno spregledati, ker sta lahko antena in čitalnik električno primerna, vendar se kljub temu ne moreta povezati brez adapterja. Vsak dodatni adapter doda še en mehanski spoj in nekaj RF izgube.

Pri daljših kablih zahtevajte slabljenje kabla pri dejanski frekvenci UHF, namesto da bi uporabili splošni opis "kabel z nizkimi-izgubami". Odstranite nepotrebno dolžino kabla in ga napeljite tako, da je zaščiten pred ponavljajočim se upogibanjem, zmečkaninami in izpostavljenostjo vremenskim vplivom.

VSWR je še eno uporabno polje podatkovnega lista. Nižji VSWR znotraj predvidenega pasu na splošno pomeni boljše ujemanje impedance in manjšo moč, ki se odbija nazaj proti čitalniku. Vredno je preveriti, vendar dober VSWR ne dokazuje, da antena ustvarja pravo bralno območje.

 

Položaj vgradnje je lahko pomemben več kot en dB povečanja

Delovanje antene RFID se spremeni, ko se spremeni namestitev. Višina, nagib, oddaljenost od kovinskih konstrukcij, bližnjih sten, viličarjev, stojal, tekočin in sosednjih anten vplivajo na polje, ki ga vidi oznaka.

Za panelno anteno dokumentirajte predvideno pritrdilno točko in središčnico glavnega žarka. Nato preverite dejansko pot oznake. Plošča, nameščena visoko na steno, vendar usmerjena vzporedno s premikanjem oznake, lahko deluje slabše kot antena z nižjim-ojačenjem, postavljena pod pravilnim kotom.

Bližnja kovina lahko odbija UHF energijo in ustvari večpotje. Odsevi lahko pomagajo oznaki na eni lokaciji, medtem ko ustvarijo ničelno vrednost na drugi. Tekočine in gosti izdelki lahko absorbirajo energijo. Ti učinki so razlog, zakaj lahko test praznega-skladišča in test polno naloženega skladišča dajeta različne rezultate.

Namestitev na prostem dodaja mehanske zahteve, ki so neodvisne od zmogljivosti RF. Če bo antena izpostavljena dežju, prahu, sončni svetlobi, temperaturnim nihanjem ali vetru, določite zahtevano oceno ohišja, nosilec, montažno površino, tesnjenje kabla in okoljske omejitve. Ne sklepajte o primernosti za zunanjo uporabo samo na podlagi ABS.

 

Ne obravnavajte "največje izhodne moči" kot specifikacije razpona branja-

Na nekaterih straneh z izdelki antene je navedena največja RF vhodna-moč. Ta vrednost opisuje, koliko RF moči je zasnovana za toleriranje strojne opreme antene. To ne pomeni, da bi moral sistem RFID delovati pri tej moči, in ne predvideva razdalje branja oznake.

Pasivne sisteme UHF RFID omejujejo čitalnik, regionalna radijska pravila, ojačanje antene, izguba kabla, občutljivost oznake in fizično okolje. Zelo visoka moč antene-je lahko nepomembna pri zakoniti fiksni-uvedbi bralnika, ki deluje pri veliko nižji moči.

Pri nabavi dajte prednost specifikacijam, ki oblikujejo bralno območje RFID: delovni pas, ojačanje, širina žarka, polarizacija, impedanca, VSWR, obnašanje od -na-zadaj, konektor, okoljska ocena in način namestitve.

 

Ko je 12 dBi antena smiselna

Antena z visokim-ojačenjem 12 dBi je lahko razumen kandidat, kadar projekt potrebuje koncentrirano polje na relativno dolgi poti in je ciljno območje dobro nadzorovano. Primeri lahko vključujejo identifikacijo vozila, določen zunanji pas, kontrolno točko na dolgem prehodu ali drugo točko, kamor je mogoče namerno usmeriti anteno.

Pred odobritvijo odgovorite na štiri vprašanja:

1. Ali žarek pokriva celotno zahtevano pot oznake?Ozek žarek lahko ustvari robne slepe pege, če se oznaka premakne izven svojega glavnega režnja.
2. Ali žarek doseže tudi neželene oznake?Antena velikega-dometa lahko ustvari navzkrižno-odčitavanje iz bližnjih sredstev, če geometrija ni nadzorovana.
3. Ali se polarizacija ujema z-resničnostjo usmerjenosti oznake?Visoko ojačenje ne odpravi neusklajenosti polarizacije.
4. Ali je moč čitalnika mogoče konfigurirati tako, da ustreza lokalni{0}}omejitvi sevane moči?Dobiček antene je del proračuna RF.

Če je kateri koli od teh odgovorov nejasen, je "12 dBi" še vedno samo kataloška številka in ne odobrena zasnova sistema.

 

Zgradite RFQ okoli dogodka Read

RFQ za anteno postane veliko bolj uporaben, če opisuje dogodek branja, namesto da bi zahteval samo "anteno UHF RFID velikega{0}} dosega."

Za neposredno pridobivanje bralcev jeKategorija bralnikov Syntek UHF RFIDje ustrezen komercialni naslednji korak. Izbira bralnika in izbira antene bi morala biti še vedno potrjena kot en sistem RF in ne kot dva neodvisna nakupa v katalogu.

 

Preverite anteno v območju dejanskega branja

Izbira antene ni končana, ko se podatkovni listi ujemajo. Zadnji korak je pilot z dejanskim čitalnikom, anteno, kablom, oznakami, označenimi predmeti in pritrdilno geometrijo.

Izvedite preizkus skozi stanja delovanja, ki lahko spremenijo obnašanje RF:

• najmanjša, normalna in največja populacija oznak;
• najboljša in najslabša pričakovana usmerjenost oznake;
• prazni in natovorjeni regali ali palete;
• stacionarne in premikajoče se oznake, kjer je gibanje del delovnega procesa;
• običajna moč čitalnika in morebitna nastavitev-nižje moči;
• sosednji označeni elementi, ki se ne smejo zajeti;
• vrata, vozila, viličarji ali drugi veliki kovinski predmeti v običajnem položaju;
• in predvideno dolžino proizvodnega kabla namesto kratkega namiznega kabla.

Merilo sprejemljivosti mora biti vezano na poslovni dogodek: pravilne oznake, zajete znotraj predvidenega območja, nesprejemljivi navzkrižni-bri, nadzorovani zunaj njega, in ponovljivo delovanje v realnih pogojih. Ločen sistem-načrt testiranja lahko nato določi natančne pragove uspešnosti/neuspešnosti za uvedbo.

Če projekt potrebuje širši validacijski okvir, potem ko je antena izbrana, uporabite Syntekov vodnik zaTestiranje sistema RFID pred uvedbo.

 

Izbirno pravilo

Izberite anteno za čitalnik UHF RFID v tem vrstnem redu:

regija in frekvenca → geometrija cone branja → orientacija oznake → ojačanje in širina snopa → polarizacija → namestitev → kabel in konektorji → moč čitalnika in zakonska omejitev → pilotni test.

Ta vrstni red prepreči najpogostejšo kataloško napako: najprej izbrati anteno z najvišjo vrednostjo dBi in poskušati prisiliti namestitev, da se ji prilega pozneje.

Najboljša antena ni tista, ki bere najdlje v odprtem prostoru. Je tisti, ki ustvari zahtevano bralno območje z dejanskimi oznakami in bralnikom, hkrati pa obdrži neželena branja pod nadzorom.