Antennes RFID: Largeur de faisceau et directivité

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Même si les antennes RFID ne sont pas les cerveaux d'un système RFID, ce sont toujours des dispositifs complexes qui peuvent gêner ou bénéficier d'un système RFID en fonction de l'application et de l'antenne choisie. Par exemple, choisir la mauvaise antenne pour une application donnée peut donner des pouces de plage de lecture au lieu de pieds. Outre les directives de base pour choisir une antenne comme le gain et la polarisation, il existe d'autres facteurs qui pourraient prendre la gamme de lecture d'un système et les résultats au niveau suivant. La largeur de faisceau et la directionnalité sont deux principes fondamentaux à prendre en compte pour prendre une décision d'achat plus éclairée.


Largeur de faisceau

La largeur de faisceau est définie comme "l'angle entre deux points sur le même plan où le rayonnement tombe à" demi-puissance ", ou 3 dB au-dessous du point de rayonnement maximal." ¹. Il peut également être considéré comme la puissance apparente rayonnée maximale du lobe principal. Le plus souvent, la largeur du faisceau est considérée comme l'angle horizontal d'un diagramme de rayonnement, mais il existe deux largeurs de faisceau: l'azimut (horizontal) et l'élévation (verticale).


Azimut contre élévation


Si l'antenne est sur un plan 3D, comme ci-dessous, vous pourrez voir avec précision les largeurs de faisceau d'azimut et d'élévation. La compréhension des largeurs de faisceau d'azimut et d'élévation d'une antenne RFID permet à une personne de choisir la meilleure antenne pour son application. Dans certaines applications, une largeur de faisceau d'azimut ou d'élévation très large est nécessaire pour lire tous les éléments marqués alignés dans, par exemple, une petite pièce. Dans d'autres applications, comme une bande transporteuse, une poutre plus fine et plus épaisse est mieux adaptée. Certaines fiches de données d'antennes montrent en fait le modèle 3D des largeurs de faisceau d'azimut et d'élévation, tandis que les fiches de données d'autres fabricants montrent des modèles 2D. Les modèles 2D sont plus basiques, mais sont toujours capables de montrer clairement la largeur de faisceau dans les deux plans.


Directivité

La directivité de l'antenne est définie comme "sa capacité à se concentrer dans une direction particulière pour transmettre ou recevoir de l'énergie" ¹. La façon dont une antenne dirige son énergie est un facteur important dans le choix d'une antenne et la mise en place d'une application. Si une antenne est installée dans une application et que le type et le diagramme de rayonnement ne sont pas connus, les articles marqués peuvent ne pas être lus ou être affectés par l'absorption, la diffraction, la réflexion et la réfraction. Les antennes peuvent être regroupées en deux ensembles différents basés sur la directivité - isotropes ou anisotropes, ou omnidirectionnels ou directionnels.


Isotrope vs. Anisotrope


Un autre concept important à comprendre à propos des antennes est qu'il existe deux types principaux en termes de faisceaux et de directionnalité: isotrope et anisotrope. Une antenne isotrope est une antenne qui émet un champ RF uniformément dans toutes les directions. Une antenne RFID isotrope parfaite, ou qui émet des ondes radio en général, n'existe pas car le concept viole les équations de Maxwell. Même s'il n'y a pas de véritables antennes isotopiques disponibles à l'achat, il est toujours bénéfique de comprendre le concept, car il peut aider quand on apprend le gain.


Si le gain est écrit en dBi au lieu de dBd, il est affiché sur la valeur d'une antenne isotrope. Le taux de gain réel d'une antenne est affiché en dBd. Comme les antennes isotropes rayonnent également dans toutes les directions, la représentation du gain en dBi ne fait que le gonfler. Afin de comparer différents gains d'antenne affichés en dBd et dBi, utilisez les formules ci-dessous.


dBi = Gain de l'antenne en dBd + 2,14 dB


Une antenne anisotrope implique simplement le contraire de l'isotrope et est définie comme une antenne qui émet de l'énergie différemment et de manière inégale dans les champs d'élévation et d'azimut. Toutes les antennes vendues sont anisotropes.


Omnidirectionnel vs. Directionnel


Les antennes omnidirectionnelles et directionnelles diffèrent dans la directionnalité du faisceau. Les antennes omnidirectionnelles sont principalement utilisées dans les antennes de proximité, mais peuvent également être utilisées dans d'autres types. Ces antennes sont construites pour augmenter la couverture du plan d'azimut et diminuer la couverture dans le plan d'élévation; ceci est fait en émettant une puissance RF dans un modèle sphérique. Dans un modèle 3D, la largeur de faisceau de ces antennes ressemble à un beignet ou une sphère et ils ont généralement un gain de niveau intermédiaire.


Les antennes directionnelles sont plus communes et ont généralement des antennes externes. Les antennes directionnelles émettent une puissance RF concentrée vers une zone ciblée. Ces antennes ont parfois une largeur de faisceau d'azimut et d'élévation d'à peu près le même degré afin de fournir le «faisceau» parfait de couverture. La largeur de faisceau (azimut ou élévation) est déterminée directement par le gain de l'antenne - plus le gain est élevé, plus le faisceau est focalisé. Tous les types d'antennes directionnelles existent avec différents angles et gains d'azimut et d'élévation. Comprendre la largeur du faisceau, le gain, la directionnalité et la manière dont chacun d'entre eux interagit pour créer un diagramme de rayonnement aidera à choisir la meilleure antenne pour une application.

Last update: Jan 30, 2018

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