提高天线增益改善RFID读写距离

2012-11-01 11:20:35来源: 互联网 关键字:天线增益  RFID  读写距离

无线射频辨识(RFID)读写器的读、写距离取决于诸多因素,如读写器(RFID读写器)的传输功率、读写器的天线增益、读写器IC的灵敏度、读写器的总体天线效率、周围物体(尤其是金属物体)及来自附近的RFID读写器或者类似无线电话的其他外部发射器的射频(RF)干扰。

  计算功率密度

  读写天线发射之RF电磁波的功率密度大小计算如公式1所示。其中,Sr=功率密度,Pt=读写天线的发射功率,Gt=读写天线的增益,R=读写天线的发射距离。

  Sr = PtGt/4πR2-----------------------------------------------公式1

  从公式1可知,功率密度与距离的平方成反比。在理想情况下,此一公式才成立,例如在不存在衰减RF讯号的物体、可能产生干扰的外部发射器,以及来自同一讯号源产生其他干扰模式之多径效应的微波暗室内。以下将针对这些因素进行更详细地讨论。

  考虑天线增益

  天线增益的单位是dBi,dBi代表一根天线与假设等向天线(Hypothetical Isotropic Antenna)相比之下的正向增益;假设等向天线会在所有方向均匀地分配能量。在设计天线的结构时,应使其在某个方向的辐射能量比另一个方向的还要多,从而实现更高的增益。以洒水头为例子,就可以对此有比较深入的理解,如集中喷射、水流变窄及水射出的距离增加,此与提高天线增益类似,即在某个方向集中能量辐射。

  留意天线3dB波束宽度及半功率点

  提高读写器的读/写距离,必须考虑另一个重要的天线特性,亦即由天线产生的3dB波束宽度图样。如图1所示的3dB波束宽度,包含75%的射频能量。在此范围内,读写器具有最佳读、写性能。3dB波束宽度取决于天线增益。例如,天线增益越高,能量越集中,3dB波束宽度就越窄。

  

 

  图1 由天线产生的3dB波束宽度

  3dB波束宽度还可用来描述波束的半功率点,即射频能量减小到一半的位置。此外,图1还显示出大部分天线都会展示的旁瓣(Side Lobe)。读写器可以在此方向区域上进行读写,但是其读、写距离将大幅缩短。

关键字:天线增益  RFID  读写距离

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/1101/article_17362.html
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