Entre las tecnologías de comunicación inalámbrica, solo la relación entre el dispositivo transceptor inalámbrico y la antena del sistema RFID es la más especial. En la familia RFID, las antenas y el RFID son miembros igualmente importantes. El RFID y las antenas son interdependientes e inseparables. Ya sea un lector RFID o una etiqueta RFID, ya sea tecnología RFID de alta frecuencia o de ultraalta frecuencia, son inseparables de...antena.
Un RFIDantenaEs un convertidor que convierte las ondas guiadas que se propagan por una línea de transmisión en ondas electromagnéticas que se propagan en un medio ilimitado (generalmente espacio libre), o viceversa. Una antena es un componente de un equipo de radio que se utiliza para transmitir o recibir ondas electromagnéticas. La potencia de la señal de radiofrecuencia emitida por el transmisor se transporta a la antena a través del cable de alimentación y esta la radia en forma de ondas electromagnéticas. Una vez que la onda electromagnética llega al punto de recepción, la antena la recibe (solo se recibe una pequeña parte de la potencia) y se envía al receptor de radio a través del cable de alimentación, como se muestra en la figura siguiente.
El principio de la radiación de ondas electromagnéticas desde antenas RFID
Cuando un cable transporta corriente alterna, emite ondas electromagnéticas, cuya capacidad de radiación está relacionada con su longitud y forma. Si la distancia entre dos cables es muy corta, el campo eléctrico se limita, por lo que la radiación es muy débil; si los cables están separados, el campo eléctrico se extiende al espacio circundante, lo que aumenta la radiación. Si la longitud del cable es mucho menor que la longitud de onda de la onda electromagnética emitida, la radiación es muy débil; si la longitud del cable es comparable a la longitud de onda de la onda electromagnética emitida, la corriente en el cable aumenta considerablemente, generando una radiación más intensa. El cable recto mencionado anteriormente, capaz de producir una radiación significativa, se suele denominar oscilador, y este es una antena simple.
Cuanto mayor sea la longitud de onda de las ondas electromagnéticas, mayor será el tamaño de la antena. Cuanta mayor sea la potencia que se deba radiar, mayor será el tamaño de la antena.
Directividad de la antena RFID
Las ondas electromagnéticas radiadas por la antena son direccionales. En el extremo transmisor, la directividad se refiere a su capacidad para radiar ondas electromagnéticas en una dirección determinada. En el extremo receptor, significa su capacidad para recibir ondas electromagnéticas desde diferentes direcciones. La gráfica de la función entre las características de radiación de la antena y las coordenadas espaciales es el diagrama de antena. El análisis del diagrama de antena permite analizar las características de radiación de la antena, es decir, su capacidad para transmitir (o recibir) ondas electromagnéticas en todas las direcciones del espacio. La directividad de la antena suele representarse mediante curvas en los planos vertical y horizontal que representan la potencia de las ondas electromagnéticas radiadas (o recibidas) en diferentes direcciones.
Realizando cambios correspondientes en la estructura interna de la antena, se puede cambiar la directividad de la antena, formándose así diferentes tipos de antenas con diferentes características.
Ganancia de la antena RFID
La ganancia de antena describe cuantitativamente el grado en que una antena irradia la potencia de entrada de forma concentrada. Desde la perspectiva del patrón, cuanto más estrecho sea el lóbulo principal, más pequeño el lóbulo lateral y mayor la ganancia. En ingeniería, la ganancia de antena se utiliza para medir la capacidad de una antena para enviar y recibir señales en una dirección específica. Aumentar la ganancia puede incrementar la cobertura de la red en una dirección determinada o el margen de ganancia dentro de un rango determinado. En las mismas condiciones, a mayor ganancia, mayor la distancia de propagación de la onda de radio.
Clasificación de antenas RFID
Antena dipolo: También llamada antena dipolo simétrica, consta de dos hilos rectos del mismo grosor y longitud, dispuestos en línea recta. La señal se alimenta desde los dos extremos centrales, y se genera una distribución de corriente en los dos brazos del dipolo. Esta distribución de corriente excita un campo electromagnético en el espacio que rodea la antena.
Antena de bobina: Es una de las antenas más utilizadas en sistemas RFID. Generalmente, están compuestas por cables enrollados en estructuras circulares o rectangulares que les permiten recibir y transmitir señales electromagnéticas.
Antena de RF acoplada inductivamente: Esta antena se utiliza generalmente para la comunicación entre lectores RFID y etiquetas RFID. Se acoplan mediante un campo magnético compartido. Estas antenas suelen tener forma de espiral para crear un campo magnético compartido entre el lector RFID y la etiqueta RFID.
Antena de parche de microbanda: Generalmente consiste en una fina capa de parche metálico adherida a la placa de tierra. La antena de parche de microbanda es ligera, compacta y de sección delgada. El alimentador y la red de adaptación se pueden fabricar simultáneamente con la antena y están estrechamente relacionados con el sistema de comunicación. Los circuitos impresos se integran entre sí y los parches se pueden fabricar mediante procesos de fotolitografía, que son económicos y fáciles de producir en masa.
Antena Yagi: es una antena direccional compuesta por dos o más dipolos de media onda. Se utiliza frecuentemente para mejorar la intensidad de la señal o para realizar comunicaciones inalámbricas direccionales.
Antena con cavidad posterior: Es una antena en la que la antena y el alimentador se ubican en la misma cavidad posterior. Se utilizan comúnmente en sistemas RFID de alta frecuencia y pueden proporcionar buena calidad y estabilidad de señal.
Antena lineal de microbanda: Es una antena miniaturizada y delgada, generalmente utilizada en dispositivos pequeños como dispositivos móviles y etiquetas RFID. Está construida con líneas de microbanda que ofrecen un buen rendimiento en un tamaño reducido.
Antena espiralAntena capaz de recibir y transmitir ondas electromagnéticas con polarización circular. Generalmente están hechas de alambre o lámina metálica y presentan una o más estructuras en espiral.
Existen muchos tipos de antenas para diferentes situaciones, como frecuencias, propósitos, ocasiones y requisitos. Cada tipo de antena tiene características y escenarios de aplicación únicos. Al seleccionar la antena RFID adecuada, debe elegirla en función de los requisitos de la aplicación y las condiciones ambientales.
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Hora de publicación: 15 de mayo de 2024
