RF 물리학 : RFID 시스템에서 에너지 흐름은 어떻게됩니까?

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RF 물리 및 RFID : 간단한 개요

RFID 시스템은 에너지를 포함한 모든 시스템과 마찬가지로 물리학 법칙에 의해 규율됩니다. 물리학은 에너지와 힘과 같은 관련 개념과 함께 물질과 공간과 시간을 통한 운동을 연구합니다. 더 깊이 탐구하기 위해 RFID 시스템은 기본적인 전자기 원리를 적용받습니다. 이 원리들은 에너지 전달과 전자기 스펙트럼에 대해 이야기하며 패러데이의 전자기 유도 법과 렌츠의 법칙에 정의되어있다. 또한 정부와 군부에서는 세계 여러 곳에서 전자기 스펙트럼 (주파수 및 전송 전력)을 규제함으로써 RFID 시스템을 관리하는 표준 및 규정이 서로 다릅니다.


RFID 시스템의 모든 측면은 전자기장 및 변조 된 에너지를 사용하여 정보를 성공적으로 교환하기 위해 위에서 언급 한 법률 및 표준을 사용하여 설계되었습니다. 케이블, 안테나 케이블 및 태그 (및 뒷면)에 안테나 판독기의 각 부분은 세그먼트 간의 효과적인 에너지 전달을 보장합니다.


일반적인 UHF RFID 시스템의 에너지 흐름 프로세스의 각 단계는 아래에서 간단히 정의됩니다.


에너지 흐름 : 판독기 - 케이블


에너지는 AC 전원 (교류 전원)으로 전기 콘센트에서 흘러 나오며, 전자가 주기적으로 방향이 바뀌어 DC 전원 (직류 전원)에 비해 먼 거리를 전송할 수 있습니다. RFID 판독기에 포함 된 일반적인 RFID 판독기 전원 공급 장치는 AC에서 DC 전원 변환기로, 교류 전류를 콘센트에서 직류 (판독기 전자 장치에 더 적합)로 변경합니다.


다음으로, 직류는 발진기 및 PLL (Phase Locked Loop) 모듈을 통해 실행되며,이 모듈은 전원 공급 장치의 직류 전류를 가변 주파수의 교류 전류로 변환합니다. 가변 주파수는 제조 단계에서 설정된 주파수 범위에 기초한 RFID 판독기 내부의 주파수 호핑 알고리즘에 의해 결정된다.


예를 들어, 미국에서는 특정 리더기가 특정 주파수를 모으는 것을 방지하기 위해 400 밀리 초 또는 0.4 초 이상 특정 주파수로 전송할 수 없다는 규정 때문에 각 리더는 주파수 호핑 알고리즘을 사용해야합니다. US FCC 주파수 범위에 설정된 RF 리더기를 사용하는 동안 판독기는 902.5 MHz (0.4 s), 903.5 MHz (0.4 s), 927 MHz (0.4 s)와 같은 미리 정해진 패턴에서 0.4 초마다 '도약'합니다. 곧. 리더가 0.4 초 이상 동안 하나의 주파수에 머물러 있다면, 인접한 무선 장치들 사이에 간섭이있을 수 있습니다.


가변 주파수의 값이 설정되면 결과 신호는 RF 증폭기를 사용하여 증폭되고 리더가 RFID 태그로 보내려고하는 정보에 의해 변조됩니다. RF 증폭기는 RFID 리더에 의해 송신 될 신호의 전력 (즉, 그의 송신 전력)을 결정하고, RF 신호를 그 원하는 전력 레벨로 증폭시킨다. 미국 FCC 규정에 따르면 판독기에서 보낸 전원 신호는 1 와트 (30dBm)를 초과 할 수 없습니다. 그러나 안테나의 전력에는 케이블 손실로 인한 감쇄가 포함되기 때문에 일부 RFID 리더는 30dBm (예 : 31.5dBm) 이상의 전력 레벨을 전송할 수 있습니다. 케이블의 감쇄는 FCC 표준 15.247을 위반하지 않도록 독자적인 전송 전력을 무효화합니다. 리더 전송 전력 레벨이 30 dBm을 초과 할 경우, 운영자는 안테나에 입력되는 전력이 1 와트를 초과하지 않도록 사용중인 케이블이 필요한 감쇠량을 제공하도록해야합니다. (다른 국가의 UHF RFID 규정에 대한 자세한 내용은 GS1 문서를 확인하십시오.)


증폭 된 신호는 허용 된 전송 대역 외부에있는 추가 주파수를 제거하는 RF 대역 통과 필터를 통과합니다. 대역 통과 필터를 통과 한 후 신호는 방향성 결합기를 통해 안테나 포트로 출력되고 이후 동축 케이블로 출력됩니다.

Last update: Feb 05, 2018

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