LISTA DE EXERCICIOS envolveto grandezas e medidas e notação cientifica 1 ANO ...
Fundamentos de Antenas para Tecnologia RFID - 2014
1. Fundamentos de Antenas
para Tecnologia RFID
Prof. Dr. Carlos Fernando Jung
carlosfernandojung@gmail.com
Material Didático de Apoio
http://polovp.faccat.br
Atualizado 2014
6. Qual a Importância de se Estudar
Antenas e Transmissão e
Recepção de Ondas
Eletromagnéticas em Sistemas
com Tecnologia RFID?
7. Interferência
Externa (própria)
Interferência
Interna (própria)
Interferência
Externa (terceiros)
Várias Posições da TAG no Produto
Polarização
Horizontal
Polarização
Vertical
Intermodulação
dos Sinais das
TAG’s
Intensidade dos Sinais
Área de Cobertura
(Posição/Polarização)
Leitura de
Várias TAG’s
Leitura de
Uma TAG
Distância da Antena a
Estruturas (Reatância)
Contato da TAG em
Vários Tipos de
Materiais
14. Oscilador Eletrônico
Esse circuito é um oscilador de onda senoidal que usa amplificadores
operacionais que trabalham com realimentação (feedback positivo)
http://blog.novaeletronica.com.br/circuito-oscilador-de-onda-senoidal/
Ponte Wien
31. Como Funciona uma Antena
Sinal do
Transmissor
Cabo Coaxial
Condutor 1
Condutor 2
Dipolo Real
32. Cabo Coaxial +
-
Campo Elétrico
Irradiação
http://www-antenna.ee.titech.ac.jp/~hira/hobby/edu/em/smalldipole/smalldipole.html
Campo Magnético
Sinal do
Transmissor
Como Funciona uma Antena
35. Diagramas de Irradiação
Simulation of Mobile Phone Antenna Performance
http://www.cst.com/Content/Applications/Article/Simulation+of+Mobile+Phone+Antenna+Performance
37. Dipolo de Meia Onda Dipolo de Meia Onda
Ganho de Irradiação da Antena
http://www.zcg.com.au/digital-radio-broadcast-antennas.html
O ganho de uma antena é medido em dBd, sendo
sua unidade padrão de referência para
comparação 0 dBd
(Ganho em relação a um Dipolo de Meia Onda)
38. Ganho de Irradiação da Antena
Dipolo de Meia Onda Antena sob Teste
http://www.zcg.com.au/digital-radio-broadcast-antennas.html
O valor em dBd expressa o ganho de sinal da
antena testada quando comparado com o sinal de
uma antena dipolo ½ , colocada no mesmo lugar
39. Antena P2
Antena X
A Antena P1 recebeu
mais ou menos sinal da Antena X em
relação a Antena P2, com a mesma potência
aplicada as Antenas X e P2
Antena P1
Análise Comparativa
40. Ganho da Antena
Defini-se a potência, por exemplo, através
da seguinte expressão matemática:
dB = 10 log P2 / P1
P2 = valor medido
P1 = valor de referência
O decibel é uma medida que expressa a comparação entre
dois valores de uma mesma grandeza.
0 dB = 10 x log (1) ÷ (1) sendo que log 1÷1 = 0
41.
42. Conversões (Ganho Antena)
Conversão para dBi (Ganho em dBd + 2.15)
Conversão para dBd (Ganho em dBi - 2.15)
Antena Isotrópica (dBi) Antena Dipolo (dBd)
49. No centro a corrente é máxima e a tensão é mínima.
O dipolo é equivalente a um circuito ressonante RLC série
Na ressonância, as reatâncias indutiva e capacitiva se anulam e,
portanto, a impedância é puramente resistiva.
Para dipolos de meia onda, a impedância na frequência de
ressonância é aproximadamente 72 ohms (75)
http://www.mspc.eng.br/eletrn/antena110.shtml
50. A impedância complexa é
a impedância composta
de resistência pura
e reatância, podendo
portanto ser expressa por
uma quantidade complexa
da forma R +jX, ou R -jX.
A relação entre impedância,
resistência e reatância é
dada por:
Onde: Z é a impedância em ohms; R é
a resistência em ohms; X é a reatância
em ohms.
Z = R + jX
55. Antena Direcional
Direcional: são antenas que transmitem os sinais em
uma única direção, com ângulo de irradiação bastante
fechado, ficando aproximadamente entre 3 e 20 graus,
cobrindo uma área bastante restrita, os modelos
básicos são as parabólicas, podendo a parábola ser
fechada ou não, as yagis e as helicoidais.
58. Antena Parabólica
A parabólica com parábola
fechada, atenua fortemente os
ruídos vindo de traz, enquanto a
parábola de grade, atenua apenas
moderadamente
Parabólica de Grade
64. Antena Setorial
Semi-Direcional ou setorial: são antenas que
transmitem os sinais também em uma única direção,
porém com um ângulo de irradiação bastante aberto ,
ficando aproximadamente entre 30 e 180 graus,
cobrindo uma área bastante extensa, o modelo básico
é o painel setorial.
79. Características da Impedância de uma
Linha de Transmissão
Z0 = Characteristic impedance
L = Inductance per unit length of the RF transmission line caused
due to magnetic fields that are formed around the wires when
current flows through them.
C = Capacitance per unit length of the RF transmission line. This is
also the capacitance that exists between two conductors
R = DC resistance per unit length of the RF transmission line
G = the dielectric conductance per length
ω = frequency (radians/s)
http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/5776
82. Onda Refletida e R.O.E (SWR)
Para sabermos se uma antena esta sintonizada, é necessário
medirmos sua R.O.E, que é a relação entre a potência irradiada e a
refletida, o que chamamos de onda estacionária, a qual pode ser
medida através da escala própria da R.O.E, ou em percentual.
Comparativo entre a escala da R.O.E e percentual:
ROE =
1___1.2__1.5___2___3_____4_____5_____9
Percentual =
0%__1%__4%_11%_25%__36%__50%__65%
84. A Melhor R.O.E
Classificamos a onda estacionária de acordo com seu
percentual conforme segue:
Até 4% ótima, entre 4 e 8% boa, entre 8 e 11%
regular, entre 11 e 18% ruim, entre 18 e 25%
péssima e acima deste percentual estaremos
sujeito a sérios problemas.
85. Qual a Melhor Antena?
A melhor antena é aquela que coloca o sinal
necessário, no local de recepção, com o menor
desperdiço em outras direções, com a menor
potência gerada, com o menor espaço
ocupado, com a menor resistência ao vento,
com o menor peso e com o menor custo.
114. Características das tags que operam entre as frequências de 120 a135 kHz
Coeficiente de penetrabilidade alto e moderadamente tolerante a metais;
O campo magnético forma uma área de leitura bem definida e homogênea;
Baixas taxas de transferência;
Baixa capacidade de leitura de multiplas tags;
Habilidade de leitura em ambientes sujos e húmidos;
Normalmente a distância de leitura é menor que 1 metro
http://www.oxxcode.com.br/tag-rfid-passiva/
115. Características das tags que operam na frequência de 13,56 MHz
Bom coeficiente de penetrabilidade (exceto metais) com redução do alcance de leitura;
Disponível globalmente com níveis de potência adequados e sem necessidade de
licenciamento;
Normalmente as tags são no formato de etiquetas;
O campo magnético forma uma área de leitura bem definida e homogênea;
Capacidade de leitura de múltiplas tags;
Normalmente a distância de leitura é menor que 2 metros
http://www.oxxcode.com.br/tag-rfid-passiva/
116. http://www.oxxcode.com.br/tag-rfid-passiva/
Características das tags operam nas frequências entre 850 a 960 MHz
Possui padrões globais de utilização;
Baixo coeficiente de penetrabilidade em líquidos (absorção) e metais (reflexão);
Dependendo do formato da tag, a performance de leitura pode variar;
Capacidade de leitura de múltiplas tags;
Alta taxa de transferência;
O campo elétrico extende a performance de leitura mas para definir a área de cobertura
exige-se estudo preliminar;
Alto alcance de leitura, acima de 5 metros
119. Funcionamento da TAG
Functional Block
Diagram of an RFID TAG
RFID TAG
http://www.aliexpress.com/product-fm/457302538-
UHF-asset-RFID-Tags-wholesalers.html
137. Ensaio Experimental em “espaço livre” Realizado na FACCAT
Analisador
Antena - TAG
Antena Padrão
Transmissor
138. Análise da Influência de Diversos Tipos
de Materiais entre os Sinais do Leitor e
TAG RFID
Utilizando uma forma estrutural do dia a dia:
carrinho de supermercado
139. Tag Etiqueta RFID) fixada em um
suporte e colocada no interior do
recipiente
Recipiente construído com
plástico em forma de
carrinho de supermercado
Testes Realizados no
Campus da Faccat
140. Análise da Influência de Diversos Tipos
de Materiais entre os Sinais do Leitor e
TAG RFID
Utilizando chapas quadradas de diversos tipos de materiais para fixação da TAG
(Vidro – Papelão – Isopor – Madeira - Plástico)
141. Antena TX/RX do Leitor de RFID
TAG RFID fixada em um quadro de vidro
Leitor RFID
Dr. Marcelo
M.Sc. Everton
Hardware e Software para Controle
Sistema de Nivelamento
a Laser – duplo feixe
143. RDID Tag Emulator Mode for Reader Testing
The TC-2600A can emulate as a reference Tag to test Readers. Since an actual Tag backscatters the Reader
signal and communicates based on accurate link timing in microseconds, the TC-2600A analyzes the Reader
signal to provide an experimental environment. This environment simulates a real world situation and
communication with the Reader is carried out by maintaining accurate link timing as if an actual Tag is
backscattering.
Furthermore, adjustable power enables easy measurement of the Reader sensitivity and the TC-2600A can
simultaneously test up to 10 tags, allowing easy setting of Tag information according to test conditions.
Tag Memory Bank Parameters
Tag Memory Bank Data
Tag Transmission Power, Modulation Type and Flag Persistence Value
Display Command and Response Log
http://www.temcell.com/tc2600a.htm
144. Reader RF Measurement
The TC-2600A can operate in the Tag mode and measure the Reader signal to analyze the Reader
performance when it communicates with an actual Tag. The measurements are automatically displayed
on the screen according to the measurement objective of parameters and their values.
Users can easily verify complex measurement results such as:
Reader Transmission Spectrum and Power
Reader Power-up/-down RF envelope
Reader PIE Symbol Interval (Delimiter, Tari, PW, RTcal, TRcal, etc.)
Reader Preamble and Frame-Sync
Reader Response Time
http://www.temcell.com/tc2600a.htm
145. Reader Emulator Mode for Tag Testing
The TC-2600A RFID test set can operate as a reference Reader to test RFID Tags. Every command can be
executed to test RFID Tag operations, including Inventory, Read and Write, Access, Kill, Lock, etc. As in the
Tag Emulator mode, the TC-2600A communicates with the Tag while maintaining link timing. When
operating, a Reader and Tag performance can be evaluated according to various test conditions below.
Reader Transmission Power, Modulation Type & Depth, PIE symbol interval, Link
timing, Query Command Parameter Settings
Inventory and Select Tag
Commands including Read, Write, Kill, Lock, Access, BlockWrite and BlockErase
Automatic TUT (Tag Under Test) Generator
Automatic Presumption Tag Lock Status
Display Command and Response Log
http://www.temcell.com/tc2600a.htm
146. Tag RF Measurement
The TC-2600A can operate as a reference Reader to communicate with a Tag and analyze a Tag's
backscattering signal in various ways. Commands necessary for test conditions are sent to the Tag, a
waveform of the Tag's response signal is displayed according to users’ measurement objectives and the
experimental parameters are automatically measured and displayed. Accordingly, users can easily
perform RF measurements without the complex process of using markers to measure desired values in
the signal waveform.
Tag Spectrum and Power
Tag BLF (Backscattering Link Frequency) Accuracy
Tag Duty Cycle
Tag FM0/Miller Preamble
Tag Response Time
http://www.temcell.com/tc2600a.htm
147. Tag Performance Test
Along with the measurement of specific parameters such as Tag modulation characteristics and signal
spectrum, overall Tag performance measurements such as Tag sensitivity, read range and frequency
tolerance are some of the most important parameters in Tag performance testing. There is no longer the
need for the anechoic chamber, complex jigs for distance adjustment and several instruments for measuring
RFID Tag performance. The TC-2600A features combined with an UHF TEM cell, which provides a RF
environment similar to an anechoic chamber, provides an excellent Tag performance measurement system
along with automatic measurement of Tag sensitivity
Tag Identification Sensitivity
Tag Read Identification Sensitivity
Tag Write Identification Sensitivity
Frequency tolerance to Tag Sensitivity
Calculate Read Range
http://www.temcell.com/tc2600a.htm
149. Ambiente de Teste (Interno) Exemplo: Uma Sala
Ondas irradiadas
por diversos tipos
de equipamentos
Antena
Transmissora
Antena
Receptora
Ondas refletidas
em móveis
Ondas refletidas
no teto
Ondas refletidas
no piso
Ondas refletidas
nas paredes
Onda Direta