Applicering av absorberande material i RFID-taggar

- Apr 25, 2018-

RFID industrin i Kina efter mer än tio års utveckling, nu tekniken är relativt mogen, särskilt under de senaste två åren, med kontinuerlig förskott av olika faktorer på Internet av saker har det bibehållit en stadig ökning av utvecklingen av situationen .


Branschen nådde också enighet om frekvensstandarden för RFID. Den nuvarande internationella jämförelsen är 13,56 MHz. Den höga frekvensen av 13,56 MHz RFID-teknik med stabil prestanda och rimligt pris, avläsningsavståndet och det faktiska tillämpningsområdet, så RFID-tekniken används allmänt i kollektivtrafikkort, mobil betalning, särskilt i Sydkorea, Japan.


RFID-taggar används ofta i metallmiljöer, och när RFID-taggar är nära metall, är de starkt reflekterande av elektromagnetiska vågor. När elektromagnetisk störning är allvarlig, kommer RFID-taggavläsningen att misslyckas. Den nuvarande generella lösningen är att fästa ett magnetiskt absorberande material på baksidan av RFID-taggen.


Det absorberande materialet har många tillämpningar för ljudreducering, absorberande våg och EMC för elektronisk utrustning. Experterna har också gjort många modeller för att förklara arbetsprincipen, som har skapat mycket teoretisk kunskap. Men nackdelen är att dessa teorier är komplicerade, och det är svårt att förstå.


image.png


Sammansättningen av RFID-systemet


RFID-system är enheter som placerar en elektronisk tagg eller ett smarta kontaktkort som är placerat på ett identifierat objekt och en enhet för att skicka instruktioner och samla signaler, även känd som en RFID-läsare eller läsare. Som visas i figur 1, för att låta andra enheter visa eller använda dessa data, kan de vanligtvis läsa och skriva på det externa gränssnittet med RS232-protokollet, så att du kan kommunicera med externa enheter.


image.png

Figur 1


Eftersom RFID är en passiv elektronisk tagg. Så elektroniskt tagchip och minnesarbete i den energi som krävs för att kräva tillhandahålls genom att läsa och skriva, tala, läsa och skriva en enhet med elektronisk märkningskommunikation sker med elektromagnetisk kopplingsprincip, energin hos den elektroniska taggen antennspolen genom att läsa och skriva med elektromagnetiska koppling.


Det högfrekventa elektromagnetiska fältet alstras av en antennspole av läsaren, och sedan passerar magnetfältet genom spolens tvärsnitt och utrymmet runt spolen. Enligt etiketten är användningsfrekvensen 13,56 MHz, dess våglängd är 22,1 m, den elektroniska tagantenne och avståndet är mycket större än att läsa och skriva enheten, så att du kan läsa och skriva enheten till antennavståndet mellan elektromagnetiska fält som en enkel växlande magnetfält att hantera.


Figur 2 ger en energimodell för den elektroniska taggen för läsaren.


image.png

figur 2


Genom att justera RFID-taggen antennspole och kondensator resonanskrets, inställd på läsnings- och skrivanordning specificeras sändningsfrekvensen på 13,56 MHz, beroende på slingans resonans, så i spolens spoleinduktans på spänningssteget. Och antennspolenens läsbarhet och märkningen av effektöverföringseffektivitet mellan dem och etiketten i området för antalet varv, omgiven av en spole av trådspole, är platsen direkt proportionell mot den relativa vinkeln och avståndet mellan varandra, detta är också RFID-taggkortets avstånd har en viss gräns.


För RFID-taggarna som används i 13,56 MHz, är det maximala läs- och skrivavståndet vanligen ca 10 cm, och chipets nuvarande förbrukning är cirka 1 milliamp. När frekvensen ökar, reduceras induktansen hos den erforderliga etikettspolen med lindningsantalet varv, vanligtvis vid frekvensen 3 ~ 10 varv.


RFID-tagskortets avstånd är inte bara relaterat till sig själv utan har också ett bra förhållande till miljön. Vid användning av ett induktivt kopplat radiofrekvensidentifieringssystem är det ofta nödvändigt att installera läsaren eller taggenantennen direkt på metallytan. Det är emellertid omöjligt att installera en magnetantenn direkt på en metallyta.


Eftersom antennflödet genom metallytan kommer att producera virvelströmssensor, enligt lenzs lag, påverkas virvelströmmen för fältantennen och gör metallen på magnetfältets yta snabbt, så att mellan läs / skriv Enhets- och etikettdataavläsningsavståndet kommer att påverkas av allvarliga, kan till och med misstolkas eller läses fel. Resultatet är detsamma oberoende av det magnetfält som genereras av själva spolen på metallytan eller fältet nära metallplattan från utsidan (RFID-taggen ligger på metallytan).


image.png


Arbetsprincipen för absorberande material i RFID


Det absorberande materialet är ett magnetiskt funktionellt material med hög permeabilitet. Det är vanligtvis fyllt med något absorberande material i polymermaterialet och gjord av speciell process. Jämfört med det traditionella absorberande materialet skiljer sig denna klass i prestandakarakterisering och driftsprincip för 13,56MHz högpresterande absorberande material.


Traditionellt absorberande material är huvudapplikationsobjektet på den militära konfrontationen, för att täcka upp varandra, förvirra varandra med radarrecognitionsflygplan, krigsskepp och pansarbehållare med användning av högfrekventa mikrovågsegment och analytisk och farfältmodell.


Absorberande material som nämns i detta papper, huvudsakligen för civil elektronisk utrustning inuti för att tillhandahålla magnetisk vägmagnetiserare, är i användning av högfrekvent magnetisk permeabilitet, låg magnetisk förlust, medan högre än vid användning av frekvens, förlusten ökar vänta på en egenskap, är naturen hos lågpassfiltret. Men på grund av dess fördelar med flexibilitet och bekväm installation har allt fler forsknings- och utvecklingsingenjörer dragits till det.


Såsom visas i figur 3 är figur 3 (a) en icke-metallisk och icke-magnetisk objektbas, som inte påverkas för överföring av elektromagnetiskt fält eller i enlighet med originalriktningen, ekvivalensen av elektromagnetisk vågförökning i fritt utrymme, så att energi i det elektromagnetiska fältet och riktningen störs ej. FIKON. 3 (b) är en metallplatta med goda ledande egenskaper på basis av FIG. 3 (a), och det kan tydligt ses att riktningen för den magnetiska kraftledningen har förändrats kraftigt. Metallplattans huvudsakliga prestanda före och efter magnetfältet ändras, detta kallas sköldfenomenet.


Bakom metallplattan utan magnetfält och även mot riktningen för det infallande elektromagnetiska fältet, eftersom den producerade virvelströmmen leder till att producera en metallplatta med det infallande elektromagnetiska fältet i motsatt riktning av det elektromagnetiska fältet, vilket därigenom försämrar magnetfältet eller till och med fullständigt kompensera det ursprungliga magnetfältet. Problemet visas i figur 3 (c) från lösningen, nämligen i ansiktet av den infallande elektromagnetiska fältriktningens metallplåtyta med absorberande material (film), kan effektivt tillhandahålla effektiv väg för magnetisk överföring, så som ett resultat av förekomsten av absorberande material, undviker effektivt metallplattan av virvelströmseffekten.


image.png

figur 3


På samma sätt kommer i RFID-taggen nära plåten, sedd som visad i figur 4 (a), samma att ske över en liknande effekt, och spolens fronansfrekvens kan ändras, fr kommer att röra sig i riktning mot låg frekvens , vid denna tidpunkt sjunker kommunikationsförmågan hos den elektroniska taggen kraftigt, kortlästavstånd störs allvarligt.


Genom mellan spolen och metallytans insats kommer magnetisk materialets högpermeabilitet, såsom visas i figur 4 (b), att kunna undvika generering av virvelström, i stor utsträckning att etiketten också kan användas säkert på metallyta . Vid installationen ska antennen på magnetplåten vara uppmärksam på: tillbaka till spolens antenns induktans på grund av den magnetiska materialets höga permeabilitet ökas, så måste man justera resonansfrekvensen eller tillsammans med det matchande nätverket (inom läs / skriv-enhet måste bestämmas).


image.png

figur 4

Efter år av utveckling har absorberande material gjort stora framsteg, men eftersom efterfrågan på elektromagnetisk vågskärmning är högre och högre blir de absorberande materialen allt viktigare. De absorberande materialen kommer också att utvecklas i riktning mot tunn tjocklek, hög prestanda och lätt vikt.