RFIDタグアンテナシミュレーション

無線自動識別 (RFID) は、人や商品の追跡、アクセス管理、支払いの回収など、多くの業界で使用される追跡/識別システムです。この技術は、データを処理するために、電子ラベル (「タグ」) からベース (「リーダー」) への高周波データ転送に基づいています。 RFID タグは適度に小さくする必要があります。アクティブにもパッシブにもなり得ます。タイプに関係なく、すべての RFID タグには、データを送受信するアンテナと、データ処理、データ保存、および信号変調を処理するトランスポンダと呼ばれる集積回路 (IC) という 2 つの主要コンポーネントがあります。

この例では、RFID タグ用に設計されたアンテナをシミュレートしました。このアンテナは、2009 年に LU らによって IEEE の出版物で報告されました。

図1 - RFIDタグのアンテナ

シミュレーション

低周波 (LF: 125 ～ 134.2 kHz および 140 ～ 148.5 kHz) および高周波 (HF: 13.56 MHz) の RFID タグは、ライセンスなしで世界中で使用できます。超高周波（UHF：868MHz～928MHz）は、世界共通の規格がないため、世界共通では使えません。

図 2 - RFID システムに使用される周波数範囲[1]

図からわかるように、RFID タグは複数の周波数範囲で使用できます。このチュートリアルで採用したのは約 2.45 GHz です。したがって、2.5 GHz 付近と 2 ～ 3 GHz の間に分布する 101 周波数の高速掃引周波数計画を使用して、アンテナ スタディを作成します。さらなるステップで;放射パターンをプロットするために、2.45 GHz で単一点個別シミュレーションを実行します。

負荷/制約

アンテナは Duroid 6006 基板上に構築され、印刷層には PEC 境界条件が割り当てられます。

結果

ユーザー定義の中心周波数で、電場と磁場をさまざまな設定で表示できます。つまり、アイソ クリッピングとセクション クリッピング、オメガ T 位相の変化による電場のアニメーション化、関連する強度を示すチャートの色の変更などです。ここでは、アンテナの基板の表面内にスポットされた電界分布のキャプチャを見つけます。

図 3 -電界分布の 3D ビュー

図 3 -アンテナの放射パターン

アンテナのスタディでは、入力ポートで最適な周波数を取得することは常に直感的です。この RFID タグ アンテナのリターン ロスは 2.45 GHz で 20 dB を超えており、これはアプリケーションの性質にとって理想的です。

図 4 -アンテナのポートでの反射係数

図 5 -さまざまな構成でのフィルターのリターン ロス

反射係数はスミス チャートにプロットすることもでき、マーカーを使用して曲線を追跡し、各ポイントの便利な周波数を見つけることができます。

参考文献

[1] RFIDEA: Engineering & Applications in electronic traceability