كيفية اختيار هوائي RFID

أن هوائي RFID يُعدّ الهوائي جزءًا ضروريًا من أي نظام RFID. ما لم يكن الهوائي مُدمجًا في قارئسيتعين عليك اختيار وشراء الهوائي المناسب لتطبيقك. وهناك العديد من الخيارات المتاحة للاختيار من بينها.

تكرار– سيعتمد هذا على علاماتك – اختر بين تردد LF أو HF أو UHF أو تردد الميكروويف.

نطاق الترددسيعتمد هذا على بلد التشغيل وسيؤثر فقط على تردد UHF. كما تعلمون، وبسبب اللوائح، تختلف نطاقات التردد لتقنية UHF RFID قليلاً بين الولايات المتحدة وأوروبا ومناطق أخرى. هوائيات UHF تُصنّف هذه الهوائيات على أنها عالمية، وهي مُصممة للعمل ضمن نطاق ترددي يتراوح بين 860 و960 ميجاهرتز. كما تتوفر هوائيات مُصممة خصيصًا لكل منطقة، مما يُحسّن أداءها بشكل طفيف في تلك المنطقة. على سبيل المثال، يُقدّم هوائي بتردد 865-868 ميجاهرتز أداءً أفضل عند استخدامه في أوروبا مقارنةً بالهوائي العالمي، مع أن هذا الفرق قد لا يكون ملحوظًا في معظم التطبيقات. يُناسب الهوائي العالمي معظم التطبيقات، ولكن يُمكن اختيار هوائي مُخصص لمنطقة مُعينة في حالات النشر الصعبة (مثل نطاقات القراءة الطويلة، أو بيئات الترددات اللاسلكية الصعبة) أو في حال عدم توفر الهوائي العالمي.

نطاق القراءة والحجم- الهوائيات الأصغر ضمن نفس التردد سيكون لها مدى قراءة أقصر، والعكس صحيح. الهوائيات ذات أقصر مدى قراءة لتقنية UHF ستكون هوائي المجال القريبتستخدم هذه الهوائيات مجالًا قريبًا بدلاً من المجال البعيد كما هو الحال في هوائيات UHF العادية. وغالبًا ما تُستخدم لتتبع العناصر، وعندما تكون هناك حاجة إلى نطاقات قصيرة لتحديد العناصر و/أو لأغراض أمنية.

عرض الملف الشخصي- إذا كنت تعاني من ضيق المساحة أو لأسباب جمالية، فقد تحتاج إلى البحث عن هوائيات منخفضة الارتفاع مزودة بموصل جانبي أو سلك توصيل جانبي.

يكسبيؤثر كسب الهوائي على مدى القراءة وعرض الحزمة. تتميز الهوائيات ذات الكسب الأعلى بمدى قراءة أطول ولكن بحزمة أضيق. أما الهوائيات ذات الكسب الأقل فتتميز بمدى قراءة أقصر وعرض حزمة أوسع. اختر كسب الهوائي بناءً على شكل منطقة الاستجواب واحتياجات التغطية. يُعد الكسب الأكثر شيوعًا هو 6 ديسيبل، ولكن يمكنك إيجاد هوائيات بكسب 1 ديسيبل (كسب منخفض) وأخرى بكسب 11 ديسيبل (كسب عالٍ).

الاستقطابيمكنك الاختيار بين الاستقطاب الدائري والخطي. تتميز الهوائيات ذات الاستقطاب الدائري بمدى قراءة أقصر، ولكنها أقل حساسية للاتجاه. يمكنك الاختيار بين هوائيات الاستقطاب الدائري الأيمن (RHCP) أو هوائيات الاستقطاب الدائري الأيسر (LHCP). في بعض الأحيان، قد تجد هوائيات مزدوجة الاستقطاب الدائري تجمع بين الاستقطاب الأيمن والأيسر. توفر الهوائيات ذات الاستقطاب الخطي مدى قراءة أطول وشعاعًا أكثر تركيزًا، ولكنها تقرأ فقط العلامات التي تكون هوائياتها موازية لمستوى الموجة. إذا لم يكن اتجاه علامتك ثابتًا، خاصةً عند استخدام هوائيات العلامات ثنائية القطب (وهي الأكثر شيوعًا)، فيجب عليك اختيار هوائي ذي استقطاب دائري.

نسبة الموجة المرتدةنسبة الموجة الموقوفة للجهد، أو ما يُعرف أيضًا بفقدان العودة، هي نسبة الإشارة إلى الإشارة المنعكسة. ونظرًا لاختلاف المعاوقة داخل الموصل، ينعكس جزء من الإشارة. ويمكن قياس هذه النسبة بوحدة ديسيبل (dB) والتعبير عنها بفقدان العودة. وتُشير نسبة الموجة الموقوفة للجهد إلى كفاءة تصميم الهوائي، فكلما انخفضت هذه النسبة، قلّ فقدان العودة وتحسّن أداء الهوائي (النسبة المثالية هي 1:1).

النسبة المحوريةنسبة المحور هي نسبة المركبتين المتعامدتين للمجال الكهربائي. يتكون المجال المستقطب دائريًا من مركبتين متعامدتين متساويتين في السعة، بينهما فرق طور 90 درجة. ولأن هاتين المركبتين متساويتان في المقدار، فإن نسبة المحور تساوي 1 أو 0 ديسيبل. غالبًا ما تُحدد نسب المحور للهوائيات المستقطبة دائريًا. تميل نسبة المحور إلى التناقص كلما ابتعدنا عن الحزمة الرئيسية للهوائي، لذلك، قد تجد في ورقة مواصفات الهوائي معلومات مثل: "نسبة المحور: <"3 ديسيبل لزاوية ±30 درجة من الحزمة الرئيسية". يشير هذا إلى أن الانحراف عن الاستقطاب الدائري أقل من 3 ديسيبل ضمن النطاق الزاوي المحدد.

عرض الشعاع- حدد عرض حزمة الارتفاع (الرأسي، لأعلى ولأسفل) وعرض حزمة السمت (الأفقي، من اليسار إلى اليمين) بناءً على التغطية المطلوبة لمنطقة الاستجواب. توفر الهوائيات ذات عرض الحزمة الأوسع تغطية أوسع دون الحاجة إلى هوائيات إضافية، ومع ذلك، قد يكون نطاق القراءة أقصر (وهو أمر مرغوب فيه غالبًا لتجنب قراءة العلامات خارج البوابة أو الباب).

موصلات الهوائي توجد عدة أنواع شائعة من الموصلات المستخدمة مع هوائيات RFID. قد تكون هذه الموصلات ذكرية أو أنثوية، وذات قطبية عادية أو معكوسة. يفضل كل مصنّع أنواعًا معينة من الموصلات. بشكل عام، لا تؤثر الموصلات على الأداء، فبعضها أصغر حجمًا وأقل بروزًا، ما يجعلها مناسبة للأماكن الضيقة أو يسهل إخفاؤها، كما أنها تعمل بكفاءة أكبر مع الكابلات الرقيقة. في المقابل، تتميز الموصلات الأكبر حجمًا والأكثر بروزًا بمتانتها، وتعمل مع الكابلات السميكة وفي البيئات القاسية. يجب عليك معرفة نوع الموصل المستخدم في هوائيك وقارئك، لتتمكن من شراء كابل متوافق معهما. من أكثر أنواع الموصلات شيوعًا: النوع N، وRP-TNC، وSMA (الأقل بروزًا). تذكر ضرورة استخدام موصلات أنثوية وذكرية.

نسبة الأمام إلى الخلف تشير هذه النسبة إلى نسبة إرسال الإشارة للأمام إلى إرسالها للخلف. تُشعّ معظم الهوائيات، إن لم تكن جميعها، أيضًا إلى الجزء الخلفي من الحزمة الرئيسية، ويعود ذلك غالبًا إلى انحناء الإشارة من الحزمة الرئيسية. يُفضّل أن تكون هذه النسبة كبيرة قدر الإمكان، إلا إذا كنت تخطط لاستخدام الحزمة الخلفية أيضًا (وهذا ليس شائعًا).

الحماية البيئية والمتانة - اختر هوائيًا بتصنيف IP مناسب ومصنوعًا من مواد تتحمل الظروف البيئية التي سيتم تركيبه فيها. معظم الهوائيات مغلفة ببلاستيك صلب.لكن توجد أيضًا هوائيات معدنية بالكامل (مناسبة للبيئات القاسية جدًا أو حيث تتعرض للصدمات) أو هوائيات مغلفة بالمطاط (للتثبيت على الأرض).

مراجعة معايير اختيار الهوائي

1. تكرار – سيعتمد هذا على علاماتك – اختر بين تردد LF أو HF أو UHF أو تردد الميكروويف.
2. نطاق التردد - عالمي، الولايات المتحدة الأمريكية، الاتحاد الأوروبي، خاص بكل دولة - استخدم عالمي أو لكل منطقة
3. نطاق القراءة والحجم – الهوائيات الأصغر ضمن نفس التردد سيكون لها مدى قراءة أقصر والعكس صحيح.
4. عرض الملف الشخصي - إذا كنت تعاني من ضيق المساحة أو لأسباب جمالية، فقد تحتاج إلى البحث عن هوائيات منخفضة الارتفاع مزودة بموصل جانبي أو سلك توصيل جانبي.
5. يكسب يؤثر كسب الإشارة على مدى القراءة وعرض الحزمة. الهوائيات ذات الكسب الأعلى تتمتع بمدى قراءة أطول ولكن بحزمة أضيق. أما الهوائيات ذات الكسب الأقل فتتمتع بمدى قراءة أقصر وعرض حزمة أوسع.
6. الاستقطاب – دائري، أو دائري مزدوج، أو خطي.
7. نسبة الموجة المرتدة – ابحث عن نسبة الموجة المرتدة (VSWR) قريبة قدر الإمكان من 1:1.
8. النسبة المحورية – ابحث عن قيمة قريبة قدر الإمكان من 1 أو 0 ديسيبل.
9. عرض الشعاع – بناءً على طلبك وحاجتك للتغطية.
10. موصلات الهوائي – النوع N، وRP-TNC، وSMA. ضع في اعتبارك المساحة المتاحة لديك وطريقة التركيب. بعضها أكبر حجماً من غيرها، وSMA هو الأصغر.
11. نسبة الأمام إلى الخلف - تريد أن تكون هذه النسبة كبيرة قدر الإمكان إلا إذا كنت تخطط لاستخدام العارضة الخلفية أيضًا (وهذا ليس شائعًا).
12. الحماية البيئية والمتانة - اختر هوائيًا بتصنيف IP مناسب ومصنوعًا من مواد تتحمل البيئة التي سيتم تركيبه فيها.