Lojistik Endüstrisi için Çift Polarizasyonlu Çok Yönlü RFID Anten Tasarımı

0 Önsöz

Günümüzde, radyo frekansı tanımlamanın (RFID) kimliklendirme, bankacılık, trafik kartları vb. alanlarda yaygın olarak uygulanmasıyla toplumun çeşitli kesimlerinden giderek daha fazla ilgi görmektedir. Ayrıca, ülkenin "Nesnelerin İnterneti"nin stratejik endüstri statüsüne inşasından bahsetmesiyle birlikte, lojistik ve depolamada RFID uygulaması çeşitli lojistik şirketleri tarafından giderek daha fazla ilgi görmektedir. RFID'nin lojistik ve depolamada uygulama süreci, lojistik sürecinde kargo takibi, otomatik bilgi toplama, depo yönetimi uygulamaları, liman uygulamaları, posta paketleri, ekspres teslimat vb. içerir. Örneğin, literatürde kimliklendirme gibi alanlarda kullanılan RFID antenleri hakkında çok fazla araştırma yapılmıştır. Lojistik sektöründe, RFID'nin uygulaması, kimliklendirmede RFID uygulamasından farklıdır. Uzun mesafelerde ve farklı yönlerde sinyal iletebilmesi ve alabilmesi gerekir, bu da lojistik sektöründe kullanılan antenlerin kapsamlı tropizme sahip olmasını gerektirir. Aynı zamanda, lojistik tanımlama sisteminin ana iletim ve alım sistemi çok büyük yapılamadığından, anten polarizasyon yönü dairesel polarize edilemeyebilir. Bu, RFID Anteninin çift polarize bir antene dönüştürülmesini gerektirir, böylece herhangi bir yön, ana alım sisteminin RFID etiket panosunun sinyalini almasını sağlar.

1 Çift besleme noktalı dairesel yama anteninin tasarımı

Şu anda, dairesel yama antenleri üzerindeki araştırmalar çoğunlukla minyatürleşme eğilimindedir ve çift polarizasyon üzerindeki araştırmalar temelde dahil değildir. Çift besleme noktalı dairesel yama anteni, dairesel yamayı çift polarize yapmaktır.

1.1 Çift besleme noktalı sabit yama anteninin boyutları

Çift besleme noktalı dairesel yama anteni iki parçaya ayrılır: besleme parçası ve dairesel yama parçası. Besleyici parça, bir besleyiciden çıkan bir besleyici ucudur ve daha sonra besleyici üzerinde iki besleyici hattı oluşturmak için dallanır, bunlar sırasıyla dairesel yama anteninin iki dik kesişen çapına beslenir ve iki dal besleyici hattının hat uzunlukları λ/4 kadar farklılık gösterir. Anten empedans eşleştirme değerini 50 Ω yapmak için, Şekil 1'de gösterildiği gibi besleme portuna bir ayarlama eşleştirme dalı ayarlanır. L2 ve L1 uzunluklarını ayarlayarak antenin empedansı 50 Ω'a ayarlanabilir. Bu eşleştirme devresi formunun üretimi kolaydır ve maliyeti düşüktür.

1.2 Çift besleme noktalı dairesel yama anteninin simülasyon sonuçları

Çift besleme noktalı dairesel yama anteninin simülasyon sonuçları Şekil 3 ve Şekil 4'te gösterilmiştir. Şekil 3, antenin ayakta dalga oranını, Şekil 4 ise antenin E düzleminin radyasyon desenini göstermektedir. 2,8-2,92 GHz aralığında ayakta dalga oranının 2'den az olduğu görülebilir. Şekil 3 ve Şekil 4'ten, ilk tasarım amacının sağlandığı görülebilir.

2 Geniş bant deformasyon ters L anten tasarımı

2.1 Geniş bant deforme edilebilir ters L anteninin boyutları

Ters L anteni yatay bir eleman ve dikey bir elemandan oluşur ve yatay polarizasyon ve dikey polarizasyon performansına sahiptir ve uzunluk toplamı yaklaşık λ/4'tür, bu nedenle düşük profil özelliklerine sahiptir. Ancak frekans bandı nispeten dardır, genellikle merkez frekansının yalnızca yüzde biridir. Bu makalede tasarlanan deforme ters L anteninin bant genişliği büyük ölçüde genişletilecektir. Ters L anteninin yapısal diyagramı Şekil 5'te gösterilmiştir.

Kullanılan dielektrik levha FR4 levhadır, dielektrik sabiti ε=4.4, dielektrik levhanın kalınlığı 1.5 mm ve çizgi genişliği W=1 mm'dir.

2.2 Deforme olmuş ters L anteninin simülasyon sonuçları

Deforme olmuş ters L anteninin simülasyon sonuçları Şekil 6 ve Şekil 7'de gösterilmiştir. Şekil 6, antenin duran dalga oranını ve Şekil 7, antenin E düzlemi yön diyagramını göstermektedir. Şekil 6'dan görülebileceği gibi, 2,37-3,29 GHz'in duran dalga oranı 2'den azdır ve bant genişliği, sıradan ters L antenlerinin bant genişliğinden çok daha yüksek olan %32,3'tür. Tasarım gereksinimlerinin karşılandığı görülebilir.

3 Sonuç

Bu makalede, merkez frekansı 2,85 GHz olan iki çift kutuplu çok yönlü anten tasarlanmakta ve simüle edilmektedir. İki antenin simülasyon sonuçları tasarım gereksinimlerini karşılamaktadır. Bunlar arasında, çift beslemeli nokta dairesel yama anteni, kargo bilgilerinin toplanması ve izlenmesi için uygundur.f düzensiz paketler. Bu tasarımda kullanılan dielektrik levha, 0,2 mm kalınlığında yumuşak bir dielektrik malzemedir. Deforme olmuş ters L anteninin bant genişliği %32,3'e ulaşır ve geniş bant gerektiğinde kargo bilgisi takibi için kullanılabilir.