ในบรรดาเทคโนโลยีการสื่อสารไร้สาย ความสัมพันธ์ระหว่างอุปกรณ์รับส่งสัญญาณไร้สายและเสาอากาศของระบบ RFID นั้นมีความพิเศษที่สุด ในตระกูล RFID เสาอากาศและ RFID ต่างก็มีความสำคัญเท่าเทียมกัน RFID และเสาอากาศมีความสัมพันธ์กันและแยกจากกันไม่ได้ ไม่ว่าจะเป็นเครื่องอ่าน RFID หรือแท็ก RFID ไม่ว่าจะเป็นเทคโนโลยี RFID ความถี่สูงหรือเทคโนโลยี RFID ความถี่สูงมาก ก็แยกจากกันไม่ได้กับเสาอากาศเสาอากาศ.
อินฟราเรดเสาอากาศเสาอากาศเป็นอุปกรณ์แปลงสัญญาณที่แปลงคลื่นนำทางที่แพร่กระจายบนสายส่งไปเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แพร่กระจายในตัวกลางที่ไม่มีขอบเขต (โดยปกติคือพื้นที่ว่าง) หรือในทางกลับกัน เสาอากาศเป็นส่วนประกอบของอุปกรณ์วิทยุที่ใช้ในการส่งหรือรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า กำลังของสัญญาณความถี่วิทยุที่ส่งออกมาจากเครื่องส่งสัญญาณวิทยุจะถูกส่งไปยังเสาอากาศผ่านสายป้อน (สายเคเบิล) และถูกแผ่กระจายออกมาจากเสาอากาศในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า หลังจากที่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไปถึงตำแหน่งรับสัญญาณแล้ว มันจะถูกรับโดยเสาอากาศ (รับได้เพียงส่วนน้อยของกำลังทั้งหมด) และส่งไปยังเครื่องรับวิทยุผ่านสายป้อน ดังแสดงในรูปด้านล่าง
หลักการของการแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากเสาอากาศ RFID
เมื่อลวดตัวนำมีกระแสสลับไหลผ่าน มันจะแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมา และความสามารถในการแผ่รังสีนั้นสัมพันธ์กับความยาวและรูปร่างของลวด หากระยะห่างระหว่างลวดสองเส้นใกล้กันมาก สนามไฟฟ้าจะถูกจำกัดอยู่ระหว่างลวดสองเส้น ทำให้การแผ่รังสีอ่อนมาก ในทางกลับกัน หากลวดสองเส้นอยู่ห่างกัน สนามไฟฟ้าจะแผ่กระจายออกไปในพื้นที่โดยรอบ ทำให้การแผ่รังสีเพิ่มขึ้น เมื่อความยาวของลวดน้อยกว่าความยาวคลื่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แผ่ออกมามาก การแผ่รังสีจะอ่อนมาก ในทางกลับกัน เมื่อความยาวของลวดใกล้เคียงกับความยาวคลื่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แผ่ออกมา กระแสไฟฟ้าในลวดจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ทำให้เกิดการแผ่รังสีที่แรงขึ้น ลวดตรงที่สามารถสร้างการแผ่รังสีได้มากนั้น มักเรียกว่า ออสซิลเลเตอร์ และออสซิลเลเตอร์ก็คือเสาอากาศอย่างง่ายนั่นเอง
ยิ่งความยาวคลื่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามากขึ้นเท่าใด ขนาดของเสาอากาศก็ยิ่งใหญ่ขึ้นเท่านั้น และยิ่งต้องส่งพลังงานมากเท่าใด ขนาดของเสาอากาศก็ยิ่งใหญ่ขึ้นเท่านั้น
ทิศทางของเสาอากาศ RFID
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แผ่ออกมาจากเสาอากาศนั้นมีทิศทาง ที่ปลายด้านส่งสัญญาณของเสาอากาศ ความสามารถในการส่งทิศทางหมายถึงความสามารถของเสาอากาศในการแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง ส่วนปลายด้านรับสัญญาณ หมายถึงความสามารถของเสาอากาศในการรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากทิศทางต่างๆ กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างลักษณะการแผ่รังสีของเสาอากาศกับพิกัดเชิงพื้นที่เรียกว่า รูปแบบการแผ่รังสีของเสาอากาศ การวิเคราะห์รูปแบบการแผ่รังสีของเสาอากาศสามารถวิเคราะห์ลักษณะการแผ่รังสีของเสาอากาศได้ นั่นคือ ความสามารถของเสาอากาศในการส่ง (หรือรับ) คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในทุกทิศทางในอวกาศ ความสามารถในการส่งทิศทางของเสาอากาศมักแสดงด้วยเส้นโค้งบนระนาบแนวตั้งและระนาบแนวนอน ซึ่งแสดงถึงกำลังของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แผ่ (หรือรับ) ไปในทิศทางต่างๆ
โดยการปรับเปลี่ยนโครงสร้างภายในของเสาอากาศให้เหมาะสม ทิศทางการรับสัญญาณของเสาอากาศก็จะเปลี่ยนไป ทำให้เกิดเสาอากาศประเภทต่างๆ ที่มีลักษณะเฉพาะแตกต่างกัน
อัตราขยายของเสาอากาศ RFID
อัตราขยายของเสาอากาศอธิบายถึงระดับที่เสาอากาศแผ่พลังงานขาเข้าออกมาอย่างเข้มข้น จากมุมมองของรูปแบบการกระจายสัญญาณ ยิ่งกลีบหลักแคบลง กลีบข้างก็จะยิ่งเล็กลง และอัตราขยายก็จะยิ่งสูงขึ้น ในทางวิศวกรรม อัตราขยายของเสาอากาศใช้ในการวัดความสามารถของเสาอากาศในการส่งและรับสัญญาณในทิศทางที่กำหนด การเพิ่มอัตราขยายสามารถเพิ่มความครอบคลุมของเครือข่ายในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง หรือเพิ่มขอบเขตอัตราขยายภายในระยะที่กำหนดได้ ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน ยิ่งอัตราขยายสูง คลื่นวิทยุก็จะยิ่งแพร่กระจายได้ไกลขึ้น
การจำแนกประเภทของเสาอากาศ RFID
เสาอากาศไดโพล: หรือที่เรียกว่าเสาอากาศไดโพลสมมาตร ประกอบด้วยลวดตรงสองเส้นที่มีความหนาและความยาวเท่ากัน วางเรียงเป็นเส้นตรง สัญญาณจะถูกป้อนเข้ามาจากจุดปลายทั้งสองตรงกลาง และกระแสไฟฟ้าจะกระจายตัวไปตามแขนทั้งสองของไดโพล กระแสไฟฟ้านี้จะกระตุ้นให้เกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าในบริเวณรอบๆ เสาอากาศ
เสาอากาศแบบขดลวด: เป็นหนึ่งในเสาอากาศที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในระบบ RFID โดยทั่วไปจะทำจากลวดที่พันเป็นรูปทรงวงกลมหรือสี่เหลี่ยม เพื่อให้สามารถรับและส่งสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าได้
เสาอากาศ RF แบบเหนี่ยวนำ: เสาอากาศ RF แบบเหนี่ยวนำมักใช้สำหรับการสื่อสารระหว่างเครื่องอ่าน RFID และแท็ก RFID โดยจะเชื่อมต่อกันผ่านสนามแม่เหล็กที่ใช้ร่วมกัน เสาอากาศเหล่านี้มักมีรูปร่างเป็นเกลียวเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กที่ใช้ร่วมกันระหว่างเครื่องอ่าน RFID และแท็ก RFID
เสาอากาศแบบไมโครสตริปแพทช์: โดยทั่วไปแล้วจะเป็นแผ่นโลหะบางๆ ที่ติดอยู่กับระนาบกราวด์ เสาอากาศแบบไมโครสตริปแพทช์มีน้ำหนักเบา ขนาดเล็ก และบาง สามารถผลิตวงจรป้อนสัญญาณและวงจรจับคู่สัญญาณได้พร้อมกัน และมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับระบบสื่อสาร มีการรวมวงจรพิมพ์เข้าด้วยกัน และสามารถผลิตแพทช์โดยใช้กระบวนการโฟโตลิโทกราฟี ซึ่งมีต้นทุนต่ำและผลิตได้ง่ายในปริมาณมาก
เสาอากาศยากิ: เป็นเสาอากาศแบบทิศทางที่ประกอบด้วยไดโพลครึ่งคลื่นสองตัวขึ้นไป มักใช้เพื่อเพิ่มความแรงของสัญญาณหรือเพื่อการสื่อสารไร้สายแบบกำหนดทิศทาง
เสาอากาศแบบมีโพรงด้านหลัง: คือเสาอากาศที่ตัวเสาอากาศและสายป้อนสัญญาณถูกวางไว้ในโพรงด้านหลังเดียวกัน นิยมใช้ในระบบ RFID ความถี่สูง และให้คุณภาพสัญญาณและความเสถียรที่ดี
เสาอากาศเชิงเส้นไมโครสตริป: เป็นเสาอากาศขนาดเล็กและบาง มักใช้ในอุปกรณ์ขนาดเล็ก เช่น อุปกรณ์เคลื่อนที่และแท็ก RFID ผลิตจากสายไมโครสตริปซึ่งให้ประสิทธิภาพที่ดีในขนาดที่เล็กกว่า
เสาอากาศแบบเกลียวเสาอากาศ คือ เสาอากาศที่สามารถรับและส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีการโพลาไรซ์แบบวงกลม โดยทั่วไปทำจากลวดโลหะหรือแผ่นโลหะ และมีโครงสร้างรูปทรงเกลียวตั้งแต่หนึ่งอันขึ้นไป
เสาอากาศมีหลายประเภทสำหรับการใช้งานในสถานการณ์ต่างๆ เช่น ความถี่ที่แตกต่างกัน วัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน โอกาสที่แตกต่างกัน และข้อกำหนดที่แตกต่างกัน เสาอากาศแต่ละประเภทมีลักษณะเฉพาะและสถานการณ์การใช้งานที่เหมาะสมแตกต่างกัน เมื่อเลือกเสาอากาศ RFID ที่เหมาะสม คุณต้องเลือกโดยพิจารณาจากข้อกำหนดการใช้งานจริงและสภาพแวดล้อม
หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเสาอากาศ โปรดไปที่:
เบอร์โทรศัพท์: 0086-028-82695327
วันที่เผยแพร่: 15 พฤษภาคม 2567
