Warum hat Niederfrequenz-RFID eine kurze Lesereichweite?

Wenn ich die Wellenlänge einer Funkwelle erhalten möchte, muss ich die Lichtgeschwindigkeit durch die Frequenz teilen? Ein 125 kHz RFID bedeutet also eine geschätzte Wellenlänge von 2 km?

Warum hat diese niederfrequente RFID-Karte bei einer Wellenlänge von 2 km eine kurze Lesereichweite?

Weil RFID nicht auf Wellenausbreitung basiert. Es ist also eigentlich kein Funksystem (obwohl bei "RF" = Radio Frequency gearbeitet wird).

Stellen Sie sich ein RFID-Tag mehr als die Sekundärseite eines Luftkerntransformators vor, bei der Informationen übertragen werden, indem das Tag die von der Primärseite des Transformators entnommene Energiemenge ändert oder indem ein Energiespeicher (Kondensator) aufgeladen wird dann die Rolle der Sekundär- und Primärseite des Transformators austauschen.

Da es sich nicht um eine Welle handelt, die sich von der Antenne weg ausbreitet, sondern um eine Spulenkopplung in ein Magnetfeld, ist der Leistungsabfall noch schlimmer als der Abstand² für den Verlust des freien Raums und nach ein paar Zentimetern praktisch ohne Wirkung von das tag auf dem reader kann gemacht werden.

Sie verwechseln die Funkkommunikation durch die Luft mit gekoppelten Induktivitäten.

Um mit einem 125-kHz-Träger über die Luft zu kommunizieren, benötigen Sie eine Antenne mit einem Lambda-Wert von etwa 1/4 und einer Länge von etwa 600 Metern, um diese 125 kHz effektiv zu übertragen.

Offensichtlich funktioniert RFID nicht so.

RFID verwendet gekoppelte Induktoren , dh es gibt zwei Spulen (optional mit einem magnetischen Material im Kern), die magnetisch miteinander koppeln.

Damit diese Kopplung funktioniert, darf der Abstand nur wenige Zentimeter betragen.

$r^3$$r^2$

Sie haben die Wellenlänge berechnet, damit Sie sehen können, wie klein die Antenne als Bruchteil der Wellenlänge ist.

Mit größeren Antennen, vielleicht ein paar Metern, und höheren Sendeleistungen ist es möglich, mit Nahfeldkommunikation Reichweiten von Hunderten von Metern zu erzielen. Dies wird zum Beispiel im Höhlenfunk verwendet - da das Nahfeld das Gestein relativ gut durchdringt.

$r^3$

Der Grund dafür, dass niedrige Frequenzen (z. B. 125 kHz) in einem kürzeren Abstand als hohe Frequenzen (> 1 MHz) arbeiten, liegt im Faradayschen Gesetz:

$V_{emf} = -N\frac{d\Phi}{dt} = -NA\frac{dB}{dt}$

$\Phi$$B$$A$$N$$A$

$r^3$$B$

Hinweis: Dies ignoriert die parasitäre Kapazität von Induktivitäten, die auch bei höheren Frequenzen zum Tragen kommt.

Niederfrequenz-RFID beruht, wie andere gesagt haben, auf dem Magnetvektor und nicht auf dem elektrischen Vektor der von der Spule emittierten EM-Strahlung. Die magnetische Energie fällt mit dem Würfel der Entfernung ab. Die übertragbare Energie wird von der Regulierungsbehörde begrenzt. Die Tags selbst haben zwei Typen: passiv und aktiv. Passive Tags wie der Name andeutet, ernten Energie aus dem empfangenen Feld und versorgen sich selbst aus diesem Feld, modulieren dann ihre Empfängerspule. Das vom Etikett ausgesendete Signal fällt dann ebenfalls gemäß dem Würfelgesetz ab und muss von der Sendeantenne in einem separaten Stromkreis zu dem zurückgewonnen werden, der die Energie sendet, um das Etikett mit Strom zu versorgen. Sowohl im Tag als auch im Reader gibt es im Allgemeinen eine Spule zum Senden und Empfangen.