3.1.2.1. Điện áp cảm ứng trên thẻ
Trong thẻ bị động, thành phần sóng mang chứa dữ liệu phải nhận được năng lượng từ điện áp u2. Để đạt được điều này, điện áp u2 được chỉnh lưu bởi mạch cầu
và sau đó được san phẳng bởi các tụ. Điện áp cảm ứng u2 đạt đến giá trị cao rất nhanh do bước nhảy cộng hưởng trong mạch cộng hưởng. Nếu ta tăng hệ số hỗ cảm
k (0 < k <1) thì điện áp u2 có thể đạt đến mức lớn hơn 100V mà sóng mang chỉ cần
cấp điện áp từ 3 ÷ 5V (sau khi đã chỉnh lưu). Vì vậy để điện áp u2 không bị ảnh hưởng bởi hệ số hỗ cảm k và giữ nó không đổi trong thực tế thì một điện trở shunt Rs được mắc song song với tải RL.
3.1.2.2. Vị trí của hai anten
Một yếu tố nữa ảnh hưởng đến năng lượng nuôi thẻ RFID hay ảnh hưởng đến điện áp cảm ứng trên thẻ đó là vị trí của hai anten với nhau. Gọi x là trục vuông góc với mặt phẳng cuộn dây anten phía đầu đọc và góc ϑ là góc tạo bởi mặt phẳng
cuộn dây anten của thẻ và mặt phẳng cuộn dây anten của đầu đọc. Hình chiếu của điện áp cảm ứng u2 lên trục x là:
2 2. os
u ϑ =u c ϑ
(4.12)
Hình 3- Vị trí của anten đầu đọc và anten thẻ tạo nên góc ϑ
Khi đó nếu ϑ = 90o hay cuộn dây anten của thẻ nằm vuông góc với cuộn dây anten của đầu đọc thì sẽ không có điện áp cảm ứng trên thẻ. Như vậy nếu các đường sức từ chạy song song với mặt phẳng cuộn dây anten của đầu đọc thì năng lượng cảm ứng lên thẻ là lớn nhất hay phạm vi đọc của hệ thống RFID là lớn nhất.
Hình 3- Vùng từ trường của anten đầu đọc với các vị trí khác nhau của anten thẻ
3.1.2.3. Công suất phát của anten đầu đọc
Công suất của anten phát phía đầu đọc cũng ảnh hưởng trực tiếp đến năng lượng cung cấp cho thẻ. Công suất của anten phát phụ thuộc chủ yếu vào hệ số chất lượng Q (Qualify Factor). Hệ số chất lượng Q là phép đo bước nhảy cộng hưởng điện áp và dòng điện trong mạch cộng hưởng tại tần số cộng hưởng.
Trong mạch tương đương của anten phía đầu đọc thì hệ số chất lượng của anten được tính toán đơn giản qua công thức:
2 2 L Q R ω = (4.13)
Hình 3- Mạch tương đương đơn giản hóa của anten phía đầu đọc
Trong thực tế, để đạt được hệ số Q mong muốn thì người ta mắc thêm điện trở ngoài Rint song song với anten. Khi đó hệ số Q được tính theo công thức:
2 ex 2 t L Q R R ω = + (4.14)
Trong đó: ω: là tần số góc của mạch cộng hưởng (ω=2π f )
L2: điện cảm của cuộn dây anten phía đầu đọc
R2: điện trở nối tiếp của cuộn dây anten phía đầu đọc
Công suất phát của anten khi có dòng điện I đi qua: P=(R2+Rext)I2
(4.15)
Vậy để có dòng điện qua anten đầu đọc lớn nhất cần tính toán hệ số chất lượng Q và lựa chọn các thiết kế anten cho phù hợp.