คุณรู้เกี่ยวกับเสาอากาศ RFID มากแค่ไหน

Internet of Things ถือเป็นคลื่นลูกที่สามของอุตสาหกรรมข้อมูล รองจากคอมพิวเตอร์และอินเทอร์เน็ต ในกระบวนการทำให้เป็นจริงนั้น ต้องใช้ความพยายามร่วมกันของเทคโนโลยีไฮเทคมากมาย เช่น การสื่อสาร เซ็นเซอร์ RFID และการกำหนดตำแหน่ง การรวมกันของ RFID และอินเทอร์เน็ต การสื่อสารและเทคโนโลยีอื่น ๆ สามารถตระหนักถึงการติดตามและการแบ่งปันข้อมูลของรายการทั่วโลก ดังนั้นจึงถือเป็นรากฐานที่สำคัญของการทำให้เกิด Internet of Things และได้รับการจัดอันดับให้เป็นหนึ่งในสิบอันดับแรกที่สำคัญ เทคโนโลยีในศตวรรษที่ 21

ในกระบวนการสร้างการสื่อสารไร้สาย เสาอากาศถือเป็นองค์ประกอบสำคัญ RFID ใช้คลื่นวิทยุในการส่งข้อมูล และการสร้างและรับคลื่นวิทยุจำเป็นต้องดำเนินการผ่านเสาอากาศ เมื่อแท็กอิเล็กทรอนิกส์เข้าสู่พื้นที่ทำงานของเสาอากาศเครื่องอ่าน เสาอากาศแท็กอิเล็กทรอนิกส์จะสร้างกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำเพียงพอที่จะรับพลังงานและเปิดใช้งาน สำหรับระบบ RFID เสาอากาศถือเป็นส่วนสำคัญซึ่งเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับประสิทธิภาพของระบบ

ตัวอย่างเช่น ในโครงการการจัดการคลังสินค้า ต้นทุนของเสาอากาศ RFID คิดเป็นน้อยกว่า 1% ของต้นทุนโดยรวม อย่างไรก็ตาม หากคุณเลือกเสาอากาศ RFID ที่มีประสิทธิภาพต่ำเพื่อลดต้นทุนโดยไม่รู้ตัวหรือด้วยเหตุผลอื่นๆ และเลือกเสาอากาศ RFID ที่มีประสิทธิภาพต่ำ ปัญหาต่างๆ เช่น การอ่านไม่เสถียร การอ่านพลาด การอ่านข้าม และความล้มเหลวในการอ่าน จะเกิดขึ้นได้ง่าย ระหว่างการจัดวางเสาอากาศ RFID ในกรณีนี้ไม่เพียงแต่ต้นทุนจะไม่ลดลง แต่จะเพิ่มขึ้นหลายเท่า ดังนั้นเมื่อมีการปรับใช้ระบบ RFID จึงจำเป็นต้องให้ความสนใจกับเสาอากาศ RFID

เสาอากาศ RFID มีกี่ประเภท?

เสาอากาศของระบบ RFID สามารถแบ่งคร่าวๆ ได้เป็นสองประเภท: เสาอากาศแท็กอิเล็กทรอนิกส์ และเสาอากาศเครื่องอ่าน เสาอากาศทั้งสองประเภทนี้สามารถแบ่งย่อยเป็นเสาอากาศรอบทิศทางและเสาอากาศแบบกำหนดทิศทางตามทิศทางได้ ตามความแตกต่างของรูปร่าง พวกมันยังสามารถแบ่งออกเป็นเสาอากาศเชิงเส้นได้ และเสาอากาศระนาบ ฯลฯ เสาอากาศเครื่องอ่าน RFID จำเป็นต้องมีลักษณะของบรอดแบนด์และโพลาไรเซชันแบบวงกลม ในย่านความถี่ต่ำและความถี่สูง แท็กอิเล็กทรอนิกส์และเครื่องอ่านโดยทั่วไปจะใช้เสาอากาศแบบขด โดยทั่วไปจะใช้สายทองแดง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความถี่สูงที่ใช้โดยความถี่สูง จำนวนรอบของเสาอากาศจะน้อยกว่าความถี่ต่ำมาก ซึ่งทำให้การผลิตเสาอากาศ RFID ความถี่สูงง่ายขึ้นและมีราคาลดลง ในย่านความถี่สูงพิเศษ มีการใช้กระบวนการกัดกรดมากขึ้น ซึ่งรวมถึงเสาอากาศกัดทองแดงและเสาอากาศกัดอะลูมิเนียม และกระบวนการดังกล่าวค่อนข้างสมบูรณ์ ในย่านความถี่ไมโครเวฟ รูปแบบของเสาอากาศมีความหลากหลายมากขึ้น รวมถึงเสาอากาศไดโพลแบบสมมาตร เสาอากาศไมโครสตริป เสาอากาศอาเรย์ เสาอากาศบรอดแบนด์ และอื่นๆ

ย่านความถี่ที่แตกต่างกันและสาขาการใช้งานที่แตกต่างกันมีข้อกำหนดที่แตกต่างกันสำหรับโครงสร้างของเสาอากาศแท็กอิเล็กทรอนิกส์ โดยทั่วไป การออกแบบเสาอากาศมีแนวโน้มที่จะเป็นไปตามเป้าหมายต่อไปนี้:

(1) ควรย่อปริมาตรของเสาอากาศให้เล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

(2) เสาอากาศให้สัญญาณที่มีขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้แก่ชิป

(3) ทิศทางของการครอบคลุมเสาอากาศมีขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

(4) โพลาไรเซชันของเสาอากาศตรงกับสัญญาณสอบปากคำของเครื่องอ่าน

(5) ราคาของเสาอากาศควรต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เป็นต้น

กระบวนการหลักสามประการของการผลิตเสาอากาศ RFID

เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดที่แตกต่างกันของพารามิเตอร์ประสิทธิภาพ RFID ในสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน กระบวนการผลิตเสาอากาศ RFID ต่างๆ จึงเกิดขึ้น ปัจจุบันกระบวนการผลิตเสาอากาศ RFID ที่ใช้กันมากที่สุด ได้แก่ วิธีการม้วนขดลวด วิธีการแกะสลัก และวิธีการพิมพ์

(1) วิธีการม้วนขดลวด

เมื่อใช้วิธีการม้วนขดลวดเพื่อสร้างเสาอากาศแท็ก RFID จำเป็นต้องพันขดลวดแท็กบนเครื่องมือม้วนและแก้ไขซึ่งต้องใช้ขดลวดเสาอากาศจำนวนมากและขดลวดอาจเป็นวงแหวนวงกลมก็ได้ หรือแหวนสี่เหลี่ยม - โดยทั่วไปวิธีนี้จะใช้กับแท็ก RFID ในช่วงความถี่ 125 ถึง 134KHz ข้อเสียของการใช้วิธีการประมวลผลนี้เพื่อสร้างเสาอากาศนั้นชัดเจน ซึ่งสามารถสรุปได้ว่าเป็นต้นทุนสูง ประสิทธิภาพการผลิตต่ำ และความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์แปรรูปไม่เพียงพอ

(2) วิธีการแกะสลัก

ทองแดงหรืออลูมิเนียมมักใช้ทำเสาอากาศด้วยการแกะสลักซึ่งใกล้เคียงกับกระบวนการแกะสลักของแผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นในแง่ของกระบวนการผลิต วิธีการแกะสลักสามารถนำไปใช้กับการผลิตจำนวนมากที่ 13.56MHz, แท็กอิเล็กทรอนิกส์แบนด์วิธ UHF ซึ่งมีข้อดีของเส้นละเอียด, ความต้านทานต่ำ, ทนต่อสภาพอากาศที่ดีและสัญญาณที่เสถียร อย่างไรก็ตาม ข้อบกพร่องของวิธีนี้ก็ชัดเจนเช่นกัน เช่น ขั้นตอนการผลิตที่ยุ่งยากและกำลังการผลิตต่ำ

(3) วิธีการพิมพ์

เสาอากาศที่พิมพ์เป็นวงจรที่พิมพ์เส้นนำไฟฟ้าโดยตรงบนพื้นผิวฉนวน (หรือฟิล์ม) ด้วยหมึกนำไฟฟ้าเพื่อสร้างเสาอากาศ วิธีการพิมพ์หลักได้ขยายจากการพิมพ์สกรีนเพียงอย่างเดียวไปจนถึงการพิมพ์ออฟเซต การพิมพ์เฟล็กโซกราฟี การพิมพ์กราเวียร์ และวิธีการผลิตอื่น ๆ วิธีการพิมพ์นี้เหมาะสำหรับการผลิตแท็กอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากในย่านความถี่ 13.56MHz และ RFID UHF โดดเด่นด้วยความเร็วในการผลิตที่รวดเร็ว แต่เนื่องจากความต้านทานสูงของวงจรที่เกิดจากหมึกนำไฟฟ้า ช่วงการใช้งานจึงถูกจำกัดในระดับหนึ่ง เนื่องจากความก้าวหน้าของเทคโนโลยีเสาอากาศแบบพิมพ์ ต้นทุนของแท็ก RFID จึงลดลงอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งส่งเสริมความนิยมในการใช้งาน RFID

แนวโน้มการพัฒนาเสาอากาศ RFID ในอนาคต

(1) การย่อขนาด

ด้วยการพัฒนาความต้องการอัจฉริยะและเทคโนโลยีกระบวนการ ขนาดของเสาอากาศ RFID ยังคงพัฒนาไปในทิศทางของการย่อขนาด ในแท็กอิเล็กทรอนิกส์ความถี่ต่ำและความถี่สูง ขนาดของเสาอากาศมักจะใหญ่กว่าชิปมาก ดังนั้นขนาดของแท็กจึงมักถูกจำกัดด้วยขนาดของเสาอากาศ จากมุมมองของความต้องการของตลาด การย่อขนาดแท็ก RFID ยังเอื้อต่อการเข้าสู่สถานการณ์การใช้งานมากขึ้น

(2) การผลิตจำนวนมาก

เมื่อเทียบกับกระบวนการแบบเดิม เสาอากาศการพิมพ์ด้วยหมึกนำไฟฟ้ามีต้นทุนที่ต่ำกว่าและมีประสิทธิภาพการผลิตมากกว่า ซึ่งส่วนใหญ่สะท้อนให้เห็นในราคาที่ต่ำของวัสดุที่ใช้ในหมึกนำไฟฟ้า และอุปกรณ์การพิมพ์ที่ใช้ในกระบวนการพิมพ์สกรีนก็มีราคาถูกกว่าอุปกรณ์แกะสลักเช่นกัน นอกจากนี้ กระบวนการพิมพ์นี้ยังใช้งานง่ายและรวดเร็ว และกระบวนการทั้งหมดก็ค่อนข้างง่าย ซึ่งเหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมาก

(3) กระบวนการนี้เป็นสีเขียวและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

นอกจากนี้ปฏิกิริยาโจมตีทางเคมีในกระบวนการกัดจะทำให้เกิดของเสียซึ่งก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมได้ง่าย ในทางตรงกันข้าม เทคโนโลยีการพิมพ์ด้วยหมึกนำไฟฟ้าเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่ามาก

(4) ต้นทุนที่ต่ำกว่า

หาก RFID ต้องการบรรลุการใช้งานในขนาดที่ใหญ่ขึ้น ต้นทุนจะต้องลดลงอีก เนื่องจากหลายครั้งที่ผู้คนไม่ได้คำนึงถึงเทคโนโลยี RFID แต่ก็เป็นเรื่องยากที่จะยอมรับแรงกดดันด้านต้นทุนที่สูงเบื้องหลังแท็กอิเล็กทรอนิกส์ ขณะนี้เทคโนโลยีหมึกนำไฟฟ้าสามารถทำให้การใช้งาน RFID หมดปัญหาด้านต้นทุน ซึ่งช่วยลดต้นทุนการผลิตเสาอากาศ RFID ได้อย่างมาก คาดการณ์ได้ว่าการผสมผสานระหว่างการผลิตเสาอากาศ RFID และเทคโนโลยีการพิมพ์ขั้นสูงจะมีความใกล้ชิดกันมากขึ้นในอนาคต

ด้วยการพัฒนาหมึกนำไฟฟ้าและเทคโนโลยีการพิมพ์ เทคโนโลยีเสาอากาศการพิมพ์ RFID จะได้รับความนิยมมากขึ้น สิ่งนี้จะช่วยลดต้นทุนของแท็ก RFID ซึ่งจะช่วยลดเกณฑ์การใช้งานของ RFID ส่งเสริมการนำเทคโนโลยี RFID ไปใช้ในทุกสาขาอาชีพ และนำโลก Internet of Things พร้อมทุกสิ่งที่เชื่อมต่อกับมันโดยเร็วที่สุด