Physique RF: Comment l'énergie circule-t-elle dans un système RFID?

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RF Physique & RFID: un bref aperçu

Les systèmes RFID, comme tous les systèmes impliquant de l'énergie, sont régis par les lois de la physique. La physique est l'étude de la matière et de son mouvement à travers l'espace et le temps, ainsi que des concepts connexes tels que l'énergie et la force. Pour approfondir, les systèmes RFID sont également soumis à des principes électromagnétiques fondamentaux. Ces principes parlent du transfert d'énergie et du spectre électromagnétique, sont définis dans la loi de Faraday sur l'induction électromagnétique et la loi de Lenz. En outre, les gouvernements et les départements militaires réglementent l'utilisation du spectre électromagnétique (fréquence et puissance de transmission) dans diverses parties du monde, ce qui conduit à différentes normes et réglementations régissant les systèmes RFID.


Chaque aspect d'un système RFID est conçu en utilisant les lois et les normes mentionnées ci-dessus afin d'échanger avec succès l'information en utilisant un champ électromagnétique et de l'énergie modulée. Chaque partie du processus - lecteur à câble, câble à antenne et antenne à étiqueter (et à l'arrière) assure un transfert d'énergie efficace entre les segments.


Chaque étape du processus de flux d'énergie d'un système RFID UHF typique est simplement définie ci-dessous.


Flux d'énergie: lecteur à câble


L'énergie sort d'une prise électrique en tant que courant alternatif (courant alternatif), ce qui signifie que les électrons inversent périodiquement les directions pendant leur déplacement, ce qui permet de transmettre l'énergie sur de longues distances par rapport à l'alimentation CC. Une alimentation de lecteur RFID typique incluse avec un lecteur RFID est un convertisseur d'alimentation CA à CC, en changeant le courant alternatif de la sortie à un courant continu (ce qui est plus approprié pour l'électronique du lecteur).


Ensuite, le courant continu traverse un module d'oscillateur et de boucle à verrouillage de phase (PLL) qui convertit ensuite le courant continu de l'alimentation en courant alternatif à une fréquence variable. La fréquence variable est déterminée par un algorithme de saut de fréquence à l'intérieur du lecteur RFID, qui est basé sur la plage de fréquences définie pendant l'étape de fabrication.


Par exemple, aux États-Unis, chaque lecteur doit utiliser un algorithme de saut de fréquence en raison de la réglementation selon laquelle un seul lecteur ne peut émettre sur une fréquence spécifique pendant plus de 400 millisecondes ou 0,4 secondes afin d'éviter des fréquences spécifiques. Lors de l'utilisation d'un lecteur RF pour la gamme de fréquences US FCC, le lecteur saute toutes les 0,4 secondes dans un modèle prédéterminé tel que 902,5 MHz (0,4 s), 903,5 MHz (0,4 s), 927 MHz (0,4 s) et bientôt. Si un lecteur devait rester sur une fréquence pendant plus de 0,4 seconde, il pourrait y avoir des interférences entre les radios voisines.


Après que la valeur de la fréquence variable a été réglée, le signal résultant est ensuite amplifié en utilisant l'amplificateur RF et modulé par les informations que le lecteur tente d'envoyer à l'étiquette RFID. Un amplificateur RF détermine la puissance du signal à transmettre par le lecteur RFID (c'est-à-dire sa puissance d'émission) et amplifie le signal RF à ce niveau de puissance souhaité. Conformément à la réglementation FCC des États-Unis, le signal d'alimentation envoyé par le lecteur ne peut pas dépasser 1 watt (30 dBm). Cependant, comme la puissance de l'antenne comprend une atténuation due à la perte de câble, certains lecteurs RFID peuvent transmettre des niveaux de puissance supérieurs à 30 dBm (par exemple, 31,5 dBm). L'atténuation du câble annule alors la puissance d'émission supplémentaire, ce qui permet au lecteur de ne pas enfreindre la norme FCC 15.247. Lors de l'utilisation de niveaux de puissance de transmission du lecteur> 30 dBm, les opérateurs doivent s'assurer que le câble utilisé fournira l'atténuation requise pour que la puissance absorbée dans l'antenne ne dépasse pas 1 Watt. (Consultez le document GS1, pour plus de détails sur les réglementations relatives à la RFID UHF dans d'autres pays.)


Le signal amplifié est ensuite passé à travers un filtre passe-bande RF qui élimine toutes les fréquences supplémentaires qui sont en dehors de la bande de transmission autorisée. Après avoir traversé le filtre passe-bande, le signal est ensuite transmis au port d'antenne et, par la suite, au câble coaxial à travers un coupleur directionnel.

Last update: Feb 05, 2018

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