RF Physics & RFID: uma breve visão geral

Os sistemas RFID, como todos os sistemas que envolvem energia, são regidos pelas leis da física. A física é o estudo da matéria e seu movimento através do espaço e do tempo, juntamente com conceitos relacionados, como energia e força. Para aprofundar, os sistemas RFID também são submetidos a princípios eletromagnéticos fundamentais. Estes princípios falam sobre a transferência de energia e o espectro eletromagnético, são definidos na Lei de Faraday de indução eletromagnética e Lenz's Law. Além disso, governos e departamentos militares regulam o uso do espectro eletromagnético (freqüência e potência de transmissão) em várias partes do mundo, o que leva a diferentes padrões e regulamentos que regem os sistemas RFID.

Todos os aspectos de um sistema RFID são projetados usando as leis e os padrões, conforme indicado acima, para trocar informações com sucesso usando um campo eletromagnético e energia modulada. Cada parte do processo - leitor para cabo, cabo para antena e antena para marcar (e para trás) garante uma transferência efetiva de energia entre os segmentos.

Cada passo no processo de fluxo de energia de um sistema RFID UHF típico é simplesmente definido abaixo.

Fluxo de energia: leitor para cabo

A energia flui para fora de uma tomada elétrica como alimentação de corrente alternada (energia de corrente alternada), o que significa que os elétrons reviram periodicamente as direções enquanto viajam, permitindo que a energia seja transmitida por distâncias mais longas em relação à energia de corrente contínua (energia de corrente direta). Uma fonte de alimentação de leitor de RFID típica incluída com um leitor de RFID é um conversor de energia de CA a CC, alterando a corrente alternada da tomada para uma corrente contínua (o que é mais adequado para a eletrônica do leitor).

Em seguida, a corrente contínua corre através de um módulo de Oscilador e Foco Fase Locked (PLL) que, em seguida, converte a corrente contínua da fonte de alimentação para uma corrente alternada em uma freqüência variável. A freqüência variável é determinada por um algoritmo de salto de freqüência dentro do leitor de RFID, que é baseado na faixa de freqüência ajustada durante a fase de fabricação.

Por exemplo, nos Estados Unidos, cada leitor é obrigado a empregar um algoritmo de salto de freqüência devido a regulamentos que indicam que um único leitor não pode transmitir em uma freqüência específica por mais de 400 milissegundos ou 0,4 segundos, a fim de evitar as freqüências específicas de aglomeração. Ao usar um leitor de RF definido para a faixa de freqüência da FCC dos EUA, o leitor 'lança' todos os 0,4 segundos em um padrão predeterminado, como 902,5 MHz (0,4 s), 903,5 MHz (0,4 s), 927 MHz (0,4 s) e em breve. Se um leitor permanecesse em uma freqüência por mais de 0,4 segundos, poderia haver interferência entre rádios vizinhos.

Após o valor da freqüência variável ter sido configurado, o sinal resultante é então amplificado usando o amplificador de RF e modulado pelas informações que o leitor está tentando enviar para a etiqueta RFID. Um amplificador de RF determina a potência do sinal a ser transmitido pelo leitor de RFID (isto é, a sua potência de transmissão) e amplifica o sinal de RF para esse nível de potência desejado. De acordo com os regulamentos da US FCC, o sinal de energia enviado do leitor não pode exceder 1 watt (30 dBm). No entanto, como a energia da antena inclui atenuação devido à perda de cabo, alguns leitores RFID podem transmitir níveis de potência superiores a 30 dBm (por exemplo, 31,5 dBm). A atenuação do cabo, em seguida, anula a potência de transmissão extra permitindo ao leitor não violar o padrão FCC 15.247. Ao usar níveis de potência de transmissão do leitor de> 30 dBm, os operadores precisam assegurar que o cabo que está sendo usado proporcionará a atenuação necessária para que a entrada de energia na antena não exceda 1 Watt. (Verifique o documento GS1, para mais detalhes sobre regulamentos para UHF RFID em outros países.)

O sinal amplificado é então passado através de um Filtro de Bandpass de RF que elimina quaisquer frequências adicionais que estão fora da faixa de transmissão permitida. Depois de passar pelo filtro de passagem de banda, o sinal é então emitido para a porta da antena e, posteriormente, para o cabo coaxial através de um acoplador direcional.