Antennien kehitys ja miniatyrisointi UHF-alueen RFID-käsilukijoihin

Abstract

RFID-tekniikan yleistymisen myötä sovelluksissa tarvitaan erityyppisiä lukijalaitteita. Lukijalaitteen antennilla on suuri merkitys passiivisen UHF-alueen järjestelmän suorituskykyyn, minkä takia niillä tulisi olla hyvät säteilyominaisuudet riittävän lukuetäisyyden saavuttamiseksi. Koska perusrakenteisten antennien koko on verrannollinen signaalin toiminnalliseen aallonpituuteen, UHF-taajuuksien antennit ovat luonnostaan suhteellisen suurikokoisia. Siksi perusrakenteisten antennien kokoa tulee yleensä pienentää ennen kuin niitä voidaan käyttää käsilukijoissa. Antennien koon pienentämiseen on olemassa eri menetelmiä. Miniatyrisoinnin seurauksena antennin säteilyominaisuudet kuitenkin heikkenevät, mikä asettaa haastetta käsilukija-antennien suunnittelulle. Pienten antennien suunnittelussa on oleellista valita oikeat miniatyrisointimenetelmät, jotta antenneilla saavutettaisiin mahdollisimman hyvät säteilyominaisuudet ja sitä kautta riittävät lukuetäisyydet. Tässä työssä on tutkittu neljää eri miniatyrisointimenetelmää. Työssä kuvataan neljän erilaisen käsilukijoihin soveltuvan lukija-antenniratkaisun koko kehitysprosessi mukaan lukien antennien teoreettisten perusteiden tarkastelu, antennien mallinnus, prototyyppien valmistus sekä käytännön mittaukset. Jokaisesta antenniratkaisusta valmistettiin prototyyppi, jonka toimintaa testattiin ja maksimilukuetäisyys mitattiin Nordic ID:n PL3000 -käsilukijalaitteella.