Rangos de lectura RFID UHF

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Estoy experimentando con UHF RFID. Tengo una configuración que funciona pero mi rango de lectura es de solo 1 a 2 pies. Este es el equipo que estoy usando, todo es bastante barato, no me importa gastar más para aumentar el rango de lectura, pero no estoy seguro de qué componentes serían los más importantes para actualizar.

Antena: Antena lectora RFID UHF LinkSprite (902-928MHz, 8dBi RHC Pol)

Lector: Cottonwood: Lector RFID UHF de largo alcance UART

Etiqueta: Etiqueta clave UHF Etiqueta RFID, EPC Gen2 (900MHz) (las pequeñas amarillas en el sitio web de cutedigi)

Podría actualizar a una antena con una ganancia de 9dB, o incluso a una antena de 10dB polarizada lineal, aunque no puedo controlar el ángulo de las etiquetas, así que estoy pensando que la polarización circular puede brindarme un mejor rendimiento. Sin embargo, no sé si un dB adicional hará mucha diferencia.

Alternativamente, quizás sea mejor que busque etiquetas de mayor sensibilidad, más grandes o un lector de mayor salida.

Realmente agradecería cualquier sugerencia sobre esto. Gracias.

    
pregunta Bruce

1 respuesta

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Voy a examinar los cálculos matemáticos de la transmisión de potencia desde una fuente puntual (la antena del lector) y asumiré que la etiqueta pasiva tiene una antena que puede recoger, rectificar y reutilizar una fracción de esta potencia. Esto no considera los efectos / beneficios de campo cercano (pueden salvar el día, pero mi intuición sugiere que no lo harán).

La antena del lector está bombeando + 20dBm - eso es una potencia de 100 mW y suponiendo que se transmita en todas las direcciones y la antena de su etiqueta tiene una apertura efectiva \ $ ^ 1 \ $ de 50 cm2, la pregunta es qué cantidad de poder puede la etiqueta "liberar" del "éter"?

A 1 pie (30,4 cm) de distancia, la salida de 100 mW se comparte en cada cm cuadrado de una esfera de radio de 30,4 cm. El área de superficie esférica es \ $ 4 \ pi r ^ 2 \ $ = 11,613 cm cuadrados.

Si la antena tiene una apertura efectiva de 50 cm2, recibirá 100 mW x \ $ \ dfrac {50} {11613} \ $ = 0.43mW.

No suena mucho, pero esta potencia puede almacenarse (y acumularse) durante aproximadamente un segundo aproximadamente y acumular suficiente energía en los circuitos de la etiqueta que le permite vomitar una respuesta breve. Eso es todo lo que se necesita para que esto funcione.

Hagamos la vida más fácil: digamos que la antena del lector (potencia de transmisión para la etiqueta) tiene una ganancia de 10dB sobre una antena isotrópica (una antena isotrópica produce un campo esférico como en mis noodlings anteriores).

Ahora, podemos decir que la potencia recibida es 10 veces mayor a 4.3 mW y esto está empezando a sonar razonable, pero el campo de transmisión tiene una forma mucho más restringida, pero espero que esto no sea un problema.

Como nota al margen, 4.3 mW a través de una carga de 50 ohmios equivale a un voltaje RMS de casi medio voltio RMS y, por supuesto, la tecnología de captación de energía podría obtener fácilmente suficiente energía para hacer una transmisión de etiquetas corta pero útil. em>

¿Qué hay de hacer que funcione a 10 pies (304 cm)? La potencia efectiva ahora es de 1W porque estamos usando una antena con una ganancia de 10dBi. El área de la esfera ahora es de 1.16 millones de cm2 y la potencia fraccionada que llega a la antena de la etiqueta (apertura efectiva de 50 cm2) es de 43 vatios de potencia.

¿Funcionará esto? ¿Podría funcionar? Si se recibieran los 43 \ $ \ mu vatios \ $ a través de una resistencia de 50 ohmios, el voltaje sería de aproximadamente 46 mV RMS. No creo que ningún circuito de captación de energía libere nada de esto.

Conclusión - Una etiqueta pasiva no funcionará a diez pies: tendría que ser alimentada por una pequeña celda de botón y su MCU tendría que despertarse cada 1 o 2 segundos para ver si se estaba recibiendo algo.

\ $ ^ 1 \ $ El área efectiva de la antena de una etiqueta es solo una estimación de mi parte basada en una pequeña experiencia y la frecuencia con la que el sistema está operando. Teóricamente, una antena isotrópica que funcione a 900 MHz tendrá una apertura de \ $ \ dfrac {\ lambda ^ 2} {4 \ pi} \ $, que es \ $ \ dfrac {0.1111 ^ 2} {4 \ pi} \ $, que es igual a 8.84 x \ $ 10 ^ {- 3} \ $ metros cuadrados o 88.4 cm cuadrados. He asumido que la apertura de la antena real es de 50 cm. Esto es algo menor que una antena isotrópica a pesar de la probabilidad de que la antena de la etiqueta tenga una ganancia / direccionalidad PERO también tendrá una eficiencia deficiente debido a su tamaño y construcción diminutos. Una antena dipolo "real" de onda cuádruple tendrá 8 cm de largo, lo que obviamente es inalcanzable en una pequeña etiqueta.

    
respondido por el Andy aka

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