Introducción
La tecnología RFID o identificación por radiofrecuencia es una de las tecnologías líderes en el sector de las comunicaciones inalámbricas y el IoT. Este artículo pretende ofrecer una breve comprensión del principio de funcionamiento de las antenas RFID, que pueden considerarse el componente más esencial de un sistema RFID. Inicialmente, se ofrece una breve introducción a un sistema RFID para comprenderlo. A continuación, se ofrece una breve nota sobre las antenas RFID con los distintos tipos de antenas RFID y su funcionamiento. Además, se discuten diferentes aplicaciones de las antenas RFID junto con sus ventajas e inconvenientes. Por último, el artículo también analiza las tendencias futuras de las antenas RFID. Este artículo le servirá como referencia concisa para decidir cuál es la mejor antena RFID para su aplicación.
Comprender la tecnología RFID
En primer lugar, investigaremos los detalles de la tecnología RFID. La tecnología de radiofrecuencia es uno de los métodos de comunicación inalámbrica más antiguos de la era moderna. Sin embargo, sigue siendo una de las tecnologías destacadas en las comunicaciones inalámbricas modernas. RFID hace referencia al uso de la radiofrecuencia para la comunicación de campo cercano. Un sistema RFID típico consta de un lector y una etiqueta. El lector RFID se encarga de leer los mensajes a través de la etiqueta. Además del lector y la etiqueta, la antena RFID es otro componente esencial y crítico que se encarga de transmitir y recibir información por radiofrecuencia. En un sistema RFID, una etiqueta almacena la información que debe transmitirse al lector. El lector se encarga de recibir la información transmitida a través de un usuario o un identificador.
¿Qué es una antena RFID?
Las antenas RFID se encargan de convertir la señal RFID de usuario en una señal RF y de recibirla y convertirla de nuevo en una señal RFID de usuario. Sin embargo, las antenas RFID también se utilizan como alternativas a los lectores RFID en algunas aplicaciones. Pero a diferencia de los lectores, las antenas RFID son dispositivos pasivos que requieren una fuente de alimentación adicional cuando no hay un lector en el sistema RFID.
Existen diferentes tipos de antenas RFID en función de muchos aspectos. Algunos de los tipos más destacados de antenas RFID son,
- Antena RFID activa: Estas antenas están equipadas con un lector que proporciona energía para el funcionamiento del elemento de antena.
- Antena RFID pasiva: Estas antenas funcionan recogiendo la energía de la señal transmitida. Esta energía se genera debido a los efectos del campo EM creados cerca de la antena.
Aparte de estos dos tipos de antenas, existen antenas RFID semipasivas, que utilizan una fuente de alimentación adicional.
Aparte de esta clasificación de antenas RFID, también se clasifican de la siguiente manera,
- Antenas de panel - Estas antenas son las antenas RFID más utilizadas. Se utilizan en aplicaciones como el seguimiento de activos y la gestión de la cadena de suministro.
- Antenas de portal - Estas antenas de portal proporcionan una pasarela para que los datos de la etiqueta RFID puedan recopilarse mientras la etiqueta se mueve a través de la pasarela. Estas antenas se utilizan en la comprobación de inventarios, comprobación de documentos y artículos en tránsito retornables.
- Antenas de estantería - Estas antenas están diseñadas para leer etiquetas RFID montadas encima o justo encima de ellas. Estas antenas se utilizan mucho en supermercados y otros comercios minoristas.
- Antenas terrestres - Estas antenas se colocan en el suelo, donde la persona/equipo montado en la etiqueta RFID puede pasar por encima para transmitir datos. Estas antenas se utilizan en aplicaciones como el seguimiento de activos en almacenes y los sistemas de control de asistentes.
- Antenas de sobremesa - Se denomina así a una amplia gama de antenas RFID que funcionan a distancias cortas en un rango de entre 3 y 5 pulgadas. Estas antenas se utilizan en sistemas de control de bibliotecas, sistemas de documentación de archivos y máquinas de punto de venta (TPV).
Además, aparte de estas clasificaciones de antenas, las antenas RFID también se clasifican en función de la gama de frecuencias de funcionamiento, como UHF, VHF y microondas.
Un último tipo de clasificación de antenas RFID incluye la clasificación de antenas RFID en función de su polarización y rango de funcionamiento. Estas antenas son las siguientes:
- Antenas RFID de polarización lineal: Estas antenas proporcionan una cobertura de polarización lineal y ofrecen un alcance de lectura considerable. Estas antenas son las más adecuadas para aplicaciones con objetivos estacionarios.
- Antenas RFID de polarización circular: Estas antenas proporcionan una cobertura polarizada circularmente con un alcance de lectura mínimo. Estas antenas son ideales para aplicaciones con objetivos en movimiento.
- Antenas de campo cercano: Estas antenas tienen un campo magnético intenso en la longitud de onda de la frecuencia de funcionamiento.
- Antenas de campo lejano: Estas antenas tienen un fuerte campo magnético en su campo lejano y son adecuadas para objetivos estacionarios de largo alcance.
¿Cómo funcionan las antenas RFID?
Las antenas RFID son los elementos principales de un sistema RFID encargados de transmitir y recibir señales de radiofrecuencia. Sin embargo, en algunos sistemas, las antenas RFID sustituyen a los receptores (lectores RFID) y actúan como elementos pasivos. Inicialmente, la antena RFID emite señales de radio, estas señales crean un campo electromagnético cerca de la antena. Entonces, cuando una etiqueta RFID entra en este campo electromagnético, la antena de la etiqueta RFID recibe la señal emitida por la antena inicial. Además, la etiqueta envía un identificador único al lector a través de las antenas, tras lo cual será autenticada por el receptor. Por último, se establece la comunicación entre el lector y la etiqueta.
Diseño y características de las antenas RFID
Las principales características que definen las antenas RFID son las siguientes:
- Frecuencia de funcionamiento: Depende del objetivo y de la información que se desee transmitir. Dependiendo de la gama de frecuencias, las antenas RFID pueden ser de UHF, VHF, HF y microondas.
- Alcance: Las antenas RFID pueden diseñarse para conseguir un campo magnético intenso en su campo cercano o lejano. Además, el alcance previsto depende de la naturaleza de la aplicación del usuario.
- Naturaleza de los objetivos: Otro factor crítico en la selección de la antena RFID correcta es la naturaleza del objetivo (etiqueta RFID) implicado en la aplicación. Dependiendo de la dinámica, el tamaño y el material del objetivo, la antena RFID puede cambiar.
- Polarización y directividad: Este factor garantiza la ganancia direccional de acuerdo con la aplicación del usuario.
Las antenas RFID tienen distintos factores de forma, que a su vez dependen del tipo de antena RFID utilizada y de la naturaleza de la aplicación. Por ejemplo, las antenas RFID terrestres pueden tener el tamaño de una puerta, mientras que las antenas RFID de sobremesa están integradas en los TPV de los comercios minoristas.
Aplicaciones de las antenas RFID
Los diferentes tipos de antenas RFID se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, algunas de las aplicaciones destacadas son las siguientes:
- Gestión de existencias
- Logística y seguimiento de la cadena de suministro: Se trata de una aplicación de tendencia para el seguimiento de flotas en operación
- Control de acceso y seguridad: Algunos ejemplos son los sistemas de marcado de asistentes y los sistemas de control de bibliotecas.
- Seguimiento de activos
- Sistemas de vigilancia ambiental y de almacenes
Ventajas y limitaciones de las antenas RFID
Algunas de las ventajas de las antenas RFID son:
- Factor de forma pequeño que permite una fácil integración en las tareas cotidianas. Por ejemplo, máquinas de punto de venta.
- Precisión de la recogida de información. Las antenas RFID sólo son capaces de recibir información de identificadores conocidos.
- Eficacia de funcionamiento.
Sin embargo, las antenas RFID también tienen algunas limitaciones. Algunas de las limitaciones más destacadas son:
- Interferencias: La mayoría de las antenas RFID son propensas a sufrir interferencias debido a su estructura y naturaleza de funcionamiento
- Coste de producción: En comparación con las antenas microstrip, la mayoría de las antenas RFID son costosas de fabricar.
Tendencias futuras en la tecnología de antenas RFID
En la actualidad, las antenas RFID se están popularizando en los dispositivos IoT, para diferentes aplicaciones como el seguimiento de activos, la gestión de flotas y las aplicaciones de monitorización del estado medioambiental. Además, también se adaptan ampliamente en las industrias del automóvil y la seguridad para construir sistemas más robustos basados en la tecnología RFID.
Conclusión
Hemos analizado el principio de funcionamiento y los distintos tipos de antenas RFID. Además, también esbozamos algunas de las aplicaciones más destacadas de los distintos tipos de antenas RFID. Además, hemos esbozado brevemente algunas de las ventajas y limitaciones de las antenas RFID junto con una breve visión del futuro de las antenas RFID.