RFID Antenler Nedir? Nasıl Çalışır?

RFID Sistemin Temel Bileşenlerinin Başında Gelen, RFID Anten;

rfid_antenna_genel

Anten, okuyucu ve etikettir. RFID reader ile iletişimde olan en önemli parça ise antenlerdir. RFID antenler sayesinde, etiketten gelen veriler okunur.

Sistemin verimli çalışabilmesi için kullanılan antenin performansının da verimli olması gerekir.


Sistemlerimizde kullanılan okuyucu antenleri, Ekibimizde çalışan RF mühendisleri tarafından tasarlanmakta olup yerli ve milli ürünlerimizdir.

Anten performansını belirleyen parametreler;


Empedans: Maksimum güç transferi için anten empedansının iletim hattı empedansına uyumlu olması gerekir. Sistemde kullanılacak kablonun veya anten RF devrenin, üzerinden besleme yapılacaksan devre hattının anten empedansına uyumlu olması gerekir.


VSWR (Duran dalga voltaj oranı): İletim hattı ile anten arasında “empedans” uyumsuzluğu var ise enerjinin tamamı anten tarafından yayımlanamayacak ve bir kısmı iletim hattı üzerinden tekrar üretece geri dönecektir. Geri dönen(yansıyan) bu sinyal, iletilmek üzere antene gönderilen iletim sinyalleri ile karşılaşır.

Bu karşılaşma sırasında duran dalga oluşur. Oluşan bu duran dalganın, maksimum ve minimum voltaj seviyelerinin birbirlerine oranlanması ile VSWR bulunur. En önemli dezavantajı ise gönderim için iletim hattına verilen gücün verimli olarak kullanılamaması ve geri yansımasıdır bu da anten üzerinde güç kaybı oluşmasına neden olur ve geri dönen güç ile vericiyi yakabilir.

Yüksek güç gerektirmeyen sistemlerde (1-10 Watt) anten kazancını da olumsuz etkilememesi açısından,

VSWR <= 2:1 yeterli ve kabul edilir değerdir.


Anten Kazancı:

Anten çıkış gücünün belirli bir yöne doğru yönlendirilmesidir.

Antenin gücü bir yöne doğru artarken diğer yönlere doğru azalır.

Işıma huzmesi ne kadar daralırsa, kazancı o kadar artar. Bu da etiketi okuma performansını artırır. Anten elemanlarından dizi oluşturarak ışıma huzmesi daraltılabilir ancak anten kazancı artar, fakat bu antenin boyutlarını büyütecektir.


Anten Verimlik:

Antene uygulanan gücün, anten tarafından yayılması ile ilgilidir. Antenle iletim hattının uyumsuz empedans değerlerinde seçilmesi sonucu değişir.

Anten çıkışında elde edilen gücün, anten girişindeki güce oranlanması bize anten verimliliğini (Efficiency) verir.


Huzme Genişliği (HPBW):

Yönlü bir antenin huzme genişliği, ışıma spektrumunda maksimum ışıma gücünün yarıya düştüğü yönler arasındaki açıdır.


Polarizasyon:

Alıcı anten ile verici anten (etiket anteni) haberleşe bilmesi için polarizasyon önemlidir.

Alıcı ve verici antenler aynı yönde polarize olmalıdır (yataysa yatay, dikeyse dikey). RFID mağaza sayımı uygulamalarında; Etiketlerin pozisyonları çok farklı yönlerde olabileceğinden okuyucu antenin dairesel polarize seçilmesinde fayda vardır.

RFID Antenna anten
RFID Antenna


Antenler kullanım amaçlarına ve teknik özelliklerine göre çeşitli boyut, şekil ve özelliklerde olabilir.

Etiket sayımında kullanılan el okuyucusu (Handheld) antenleri için, dairesel polarize ve ışıma huzmesi (HPBW) geniş antenler tercih edilir.

Mağaza alarm EAS sistemlerinde ise; Mağaza kapı aralığını görmesi için dairesel polarize, dar huzmeli antenlerin seçilmesi çok önemlidir.

Mağaza Alarm Sistemi RFID EAS
Mağaza Alarm Sistemi RFID EAS

Koli içindeki rfid etiketli ürünleri okutmak için, tünel uygulamalarında yine dairesel polarize dar huzmeli yüksek kazançlı antenler seçilmeli.

Otomatik geçiş sistemlerinde de yüksek kazançlı antenler seçilmeli. Bu örnekler ihtiyaca yönelik çeşitli RFID uygulamasına göre artmaktadır.