RFIDアンテナ:ビーム幅と指向性

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RFIDアンテナはRFIDシステムの頭脳ではないが、アプリケーションや選択されたアンテナに応じてRFIDシステムを妨げたり恩恵を受けることができる複雑なデバイスである。例えば、特定のアプリケーションに間違ったアンテナを選択すると、足の代わりに読み取り範囲がインチになる可能性があります。ゲインや偏波のようなアンテナを選択するための基本的なガイドラインに加えて、システムの読み取り範囲と結果を次のレベルに引き上げる他の要因も存在します。ビーム幅と方向性は、情報に基づいた購買決定を行うために把握する2つの基本原則です。


ビーム幅

ビーム幅は、「同一平面上の2つの点の間の角度で、「半分のパワー」、または最大の放射点の3 dB下に落ちる角度」と定義されます。これはまた、メインローブのピーク有効放射電力と考えることができる。たいていの場合、ビーム幅は放射パターンの水平角と考えられますが、方位角(水平)と高度(垂直)の2つのビーム幅があります。


方位角対標高


アンテナが3D平面上にある場合、以下のように、方位角と仰角ビーム幅を正確に見ることができます。 RFIDアンテナの方位角および仰角ビーム幅を理解することにより、人は自分のアプリケーションに最適なアンテナを選択することができます。いくつかの用途では、非常に広い方位角または仰角ビーム幅が、例えば小さな部屋に並んだすべてのタグ付けされた物品を読み取るために必要とされる。他の用途では、コンベアベルトのように、より薄い鋭いビームが適しています。一部のアンテナデータシートは実際に方位角ビーム高さの3Dモデルを示し、他のメーカーのデータシートは2Dモデルを示しています。 2Dモデルはより基本的ですが、両方の面でビーム幅を明確に示すことができます。


指向性

アンテナの指向性は、「特定の方向に集中してエネルギーを送受信する能力」と定義されています。アンテナがそのエネルギーを指揮する方法は、アンテナを選択してアプリケーションを設定する際の大きな要因です。アプリケーションでアンテナが設定されていて、タイプと放射パターンがわからない場合、タグ付きアイテムは、吸収、回折、反射、および屈折によって読み取られないか、または影響を受ける可能性があります。アンテナは、等方性または異方性、または無指向性または指向性の2つの異なるセットにグループ分けすることができる。


等方性対異方性


アンテナについて理解するためのもう1つの重要な概念は、等方性と異方性の2つの主なタイプがビームと方向性であることです。等方性アンテナとは、全方位に一様にRF電界を放射するアンテナです。コンセプトがマクスウェルの方程式に違反するため、完璧な等方性RFIDアンテナ、または一般に電波を放射するアンテナは存在しません。購入可能な真の同位体アンテナはありませんが、利益について学ぶときに役立つので、この概念を理解することはまだ有益です。


ゲインがdBdの代わりにdBiとして書かれている場合、それは等方性アンテナの値レートを超えて表示されます。アンテナの真のゲイン定格はdBdで表示されます。等方性アンテナはすべての方向に均等に放射するので、dBiでの利得の描写は本質的にそれを膨張させるだけです。 dBdとdBiで表示された異なるアンテナ利得を比較するには、以下の式を使用します。


dBi =アンテナ利得(dBd + 2.14 dB)


異方性アンテナはちょうど等方性の反対を意味し、仰角および方位角フィールドにおいて異なるパワーおよび不均一にパワーを放射するアンテナとして定義される。販売されているアンテナはすべて異方性です。


無指向性対指向性


無指向性アンテナおよび指向性アンテナは、ビームの指向性が異なる。無指向性アンテナは、主に近接アンテナで使用されますが、他のタイプのアンテナにも使用できます。これらのアンテナは、方位面のカバレッジを増加させ、仰角面のカバレッジを減少させるように構築されています。これは、球形のパターンでRF電力を放射することによって行われる。 3Dモデルでは、これらのアンテナのビーム幅はドーナツまたは球のように見え、通常は中間レベルのゲインを持ちます。


指向性アンテナはより一般的であり、通常は外部アンテナを有する。指向性アンテナは、標的領域に向けて集中RF電力を放射する。これらのアンテナは、時には、完全な「ビーム」のカバレッジを提供するために、ほぼ同じ程度の方位角および仰角ビーム幅を有する。ビーム幅(方位角または仰角)は、アンテナの利得によって直接的に決定されます。利得が高いほど、ビームはより集中します。すべてのタイプの指向性アンテナは、異なる方位角および仰角および利得で存在する。ビーム幅、利得、方向性、およびこれらの相互作用がどのように放射パターンを生成するかを理解することは、アプリケーションに最適なアンテナを選択する際に役立ちます。

Last update: Jan 30, 2018

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