RFID (13,56 MHz) GND-Ebene über Antenne

13,56-MHz-RFID verwendet eine magnetische Kopplung zwischen Lesegerät und Ausweis. Diese Kopplung wird verwendet, um den Berechtigungsnachweis mit Strom zu versorgen. Um eine Kommunikation zwischen den beiden herzustellen, muss das Magnetfeld moduliert werden. Dies ist entweder eine volle Amplitudenmodulation, Typ A, oder ein Prozentsatz des Gesamtfeldes, wie es bei Typ B vorhanden ist. Diese Modulation ist für den Leser einfach, da sie das Feld erzeugt. Für den Berechtigungsnachweis muss etwas Strom abgelassen werden, um das Feld zu laden, wodurch die Amplitudenausgabe durch den Berechtigungsnachweis reduziert wird. Die meisten Ausweise sind heutzutage vom Typ B – mit Typ B lässt sich das Feld schneller variieren.

Um diese Kopplung zu erreichen, müssen die beiden Magnetkreise abgestimmt werden. Die Abstimmungshäufigkeit und der Q-Faktor jedes Indikators müssen vom Designer bestimmt werden. Im Allgemeinen haben die meisten Karten eine Resonanz um 13,56 MHz, aber die beste Leistung der Lesegeräte ist wahrscheinlich, wenn die Lesespule nicht genau auf 13,56 MHz eingestellt ist, sondern um 50 bis 80 kHz ausgeschaltet ist. Die gegenseitige Induktivität, die vorhanden ist, wenn sich die Karten in Reichweite befinden, erzeugt zwei kleinere Resonanzspitzen, die sie verstimmen. In diesem Fall finden Sie oft eine bessere Reichweite.

Ich habe solche Designs in der Vergangenheit gesehen, sie können helfen, das Magnetfeld nach vorne zu lenken, wenn das Lesegerät statt sowohl nach vorne als auch nach hinten. Es führt zu einer Erhöhung der Lesereichweite der Karten, jedoch nicht um den Faktor zwei. Ich kann mich nicht erinnern, wie es das Q der Schaltung beeinflusst. Dies ist in einem Entwurf nicht erforderlich. Wenn Sie nicht über die richtigen Tools verfügen, ist die Implementierung schwieriger und es kann mehrere Iterationen erfordern, bis es richtig ist. Die Erhöhung der Reichweite dürfte geringer sein als den Aufwand wert.

Um eine Lesespule zu implementieren, verwenden Sie 4 Windungen in der Größe einer Kreditkarte. Es können verschiedene Größen verwendet werden, aber der Kopplungsfaktor verringert sich für kleinere Spulen, und für größere Spulen muss die Karte mehr an den Rändern gehalten werden, wo das H-Feld stärker ist. Sie müssen die Induktivität der Spule messen, von dort aus können Sie die Parallelkapazität abschätzen. Wenn Sie Zugriff auf einen VNA haben, können Sie ihn fein abstimmen

Ich bin selbst auf ein ähnliches R/W gestoßen und hatte die gleiche Frage, dann habe ich dieses Dokument gefunden: https://eccel.co.uk/wp-content/downloads/antenna_1356.pdf

Der Zweck der Grundplatte besteht anscheinend darin, die EMV-Emissionen zu reduzieren. Wie stark sich das auf die Lesedistanz auswirkt, weiß ich nicht.

Möglicherweise betrachten Sie eine Patch-Antenne:

Eine Patch-Antenne ist eine Art Funkantenne mit niedrigem Profil, die auf einer ebenen Fläche montiert werden kann. Es besteht aus einem flachen, rechteckigen Blech oder "Patch" aus Metall, das über einem größeren Blech montiert ist, das als Grundplatte bezeichnet wird.

https://en.wikipedia.org/wiki/Patch_antenna

Sie sind aufgrund ihrer Richtungsverstärkung in UHF-Designs für RFID weit verbreitet. Wird auch in vielen anderen Anwendungen verwendet, z. B. RF-Bewegungsmelder (für automatische Türen), gerichtete Kommunikationsverbindungen usw.

http://fab.cba.mit.edu/classes/862.06/students/alki/GA.html

Die Theorie besagt, dass GND neben Ihrer Schleife schädlich ist, da Wirbelströme erzeugt werden, die in Schleifen zirkulieren, um ein Magnetfeld zu erzeugen, das dem von Ihrer Schleife erzeugten absichtlichen Feld entgegenwirkt.

https://en.wikipedia.org/wiki/Eddy_current

Beachten Sie die Form, die GND-Ebene ist keine vollständige Schleife, es gibt eine Lücke, wo die Rev in Seide gedruckt ist. Das bedeutet, dass Wirbel nur in kleinen Schleifen in der Ebene zirkulieren können, aber nicht um die gesamte Schleife herum.

Die hinzugefügte GND-Ebenenkapazität wirkt sich auf die Resonanz aus, die abgestimmt werden sollte, um die erforderlichen 13,56 MHz zu erhalten. Ich denke, es kann sein, dass das Hinzufügen der Masseebene die Antenne vom Rest des Gehäuses abschirmt. Dh man hat die Verstimmung schon selbst vorgenommen, also ist die Antenne erstmal unbeeinflusst vom Metallgehäuse. Dies verhindert keine zusätzlichen Verluste durch Wirbel aufgrund des umgebenden Metalls, bewahrt jedoch größtenteils die Resonanz, da Sie die Kapazität mit diesem Erdungsguss definiert haben.

Wie andere angemerkt haben, hilft es auch bei EMV.