b. Nhược điểm
2.3 Vai trò và đặc điểm anten RFID
Anten đóng vai trị vơ cùng quan trọng trong hệthống RFID, là thiết bị đầu cuối trên kênh truyền vô tuyến. Ý tưởng RFID, ý tưởng nhận dạng bằng sóng vơ tuyến gắn liền vớiviệc cầnphải thiết kế anten phù hợp với các ứng dụng.
Về cơ bản hệ thống anten bao gồm anten của đầu đọc và anten của thẻ. Anten của đầuđọc đa dạng,có thể một dải anten với yêu cầuđồ thị bức xạ tập trung về một hướng, độ lợi cao thườngđược thiết kế phân cực trịn để đảm bảo khơng bị hoạt hơn. Ngượclại anten cho thẻ RFID mang các đặc điểm đặc trưng riêng, khác biệt so với các loại anten cấp nguồn 50 Ω truyền thống. Các ứng dụng đòi hỏi thẻ RFID ngày càng đơn giản, kích thướcnhỏ và được sản xuất hang loạt với chi phí giảm tốiđa vì vậy anten của thẻ RFID có những đặcđiểm cơbản :
+ Về kích thước : Trong các ứng dụng,thẻ RFID có bề dày nhỏcũng như các kích thước dài rộng bị hạn chế(các loại thẻ UHF có kích thước như một đồng xu). Chính vì vậy anten đượcthiếtkế tích hợp trên thẻ thuộc dạng anten planar và cũng
66
chịu sự ràng buộc kích thước theo, tuy nhiên anten có kích thước so sánh với nửa bước sóng, và việc thu gọn kích thước anten có nhiều giải pháp nhưng nhìn chung đều làm giảm hiệusuất bức xạ.
+ Về phối hợp trở kháng : không giống với các loại anten truyền thống, khi thiếtkế phải phối hợp với điện trởđặc tính củađường truyền. Nhằm tránh sự phản xạ sóng ngược về. Anten của thẻ được kết nối trực tiếp với chip, thông qua đường truyền. Trở kháng của anten phải được phối hợp với trở kháng phức của chip sao cho cơng suất tín hiệu thu phát của anten là cực đại.
+ Vềđồ thị bức xạ : Các nhãn của RFID được dán trên lớp ngồi thùng hàng hóa cũng như các thẻ RFID được cất trong ví, trong túi áo của hành khách. Vì vậy vị trí của thẻ là tươngđối so vớiđầu đọc khơng cốđịnh. Và để đầu đọc có thể đọc được thơng tin khi thẻ nằm trong vùng của nó, các anten thẻ RFID thường có đồ thị bức xạdạng omni-direction.
+ Về chi phí : Hiện nay, các ứng dụng địi hỏi chi phí cho một thẻ RFID bao gồm cả anten, chip, vật liệuđế, keo dán phải nhỏhơn 0.1 USD. Trong khi một anten vi dải vừa phải dùng cho mộtđầuđọc có giá khoảng 150 USD.
Mặc dù phải đáp ứng các đặc điểm trên, nhưng linh hoạt tùy vào ứng dụng mà có nhiều loại anten đượcthiếtkế cho thẻ RFID.
Theo lý thuyết, các dạng anten sau đây thường dùng trong thiết kế thẻ RFID UHF thụ động :
2.3.1 Anten IFA (Inverted-F Antennas)
Loại anten này có mộtlợithếtạo ra một bức xạgần vơ hướng. Nó đượcsửdụng cho các ứng dụng mà định hướng giữa thẻ và đầu đọc là khơng có định. Tính chất gần như vơ hướng của nó khiến cho bức xạ từ anten luôn gồm hai thành phần phân cực. Câu trúc của anten IFA được mô tả:
67
Hình 2.5 : Cấu trúc của anten IFA
Ba kính thướcđược liệt kê : chiều cao H của thành phần đứng trên mặt phẳng đất. Chiều dài Ls giữa điểm nguồn và điểm cuối của đoạn ngắn mạch và chiều dài Lf giữa điểm cấpnguồn và điểm cuối củađiểm hởmạch. Cấu trúc IFA địi hỏi mặt phẳng đất khá phức tạp và khó thi cơng. Kiểu anten này đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng định dạng vậtthể bằng kim loại. Ngoài ra ta cũng có thểgặp một dạng phẳng của anten IFA : anten PIFA. Anten PIFA được thi công trên mặt in và dễ dàng tích hợp vào các thiếtbị cầm tay như điện thoại di động. Vì giá cao nên khả năng ứng dụng của nó cho hệthống RFID UHF thụ động là không phổ biến.
2.3.2 Anten dipole
Là loại anten được sử dụng từ lầu trong hệ thống RFID UHF thụđộng bởi cấu trúc hai chiều của nó. Nó cho phép thu được bức xạ đẳng hướng với phân cực tuyến tính. Cấu trúc bao gồm hai nhánh dẫn điện với chiều dài L đượccấp nguồn ngay tạiđiểm giữa của chúng.
2.3.3 Anten khe
Anten khe được xem như là đối ngẫu của anten dipole với phân cực tuyến tính. Tuy nhiên khơng đượcsửdụngnhiều như anten dipole vì diện tích lớp vật liệu phải sử dụng lớn. Trong đó dạng planar dipole là dạng thườngđược thiết kế, đặc biệt là cho các ứng dụng RFID ởbăng tần UHF.
68
Hình 2.6 : Cấu trúc của anten patch
Anten patch được tạo ra từ một phần tử bức xạđược in trên mộtmặt của một đếđiện môi và một mặt phẳng đất ở mặt còn lại. Phần tử bức xạ có nhiều hình dạng khác nhau : hình chữ nhật, hình trịn, elip… Loại anten này có thể phân tích bởi mơ hình đường truyền sóng hay mơ hình hốc cộng hưởng và phân cực được cả tuyến tính cũng như trịn. Bức xạcủa anten này là bức xạ có định hướng.