THIẾT KẾ ANTEN THẺ RFID UHF GỌN NHẸ TÍCH HỢP CHIP MONZA 4 CHO MÔI TRƯỜNG KIM LOẠI ỔN ĐỊNH
Từ khóa
DOI:
https://doi.org/10.34238/tnu-jst.13756Tóm tắt
Bài báo này trình bày quá trình thiết kế, mô phỏng và kiểm chứng thực nghiệm của một ăng-ten thẻ RFID UHF nhỏ gọn, được tối ưu đặc biệt cho các ứng dụng trên bề mặt kim loại. Ăng-ten sử dụng chip RFID Monza 4, có trở kháng đầu vào là 7,4 – j74,5 Ω tại 915 MHz. Cấu trúc của ăng-ten được tối ưu cẩn thận nhằm đạt được ghép nối trở kháng liên hợp chính xác với chip, giúp đạt hệ số truyền công suất (PTC) rất cao, khoảng 99%. Mẫu ăng-ten được chế tạo cho thấy khoảng cách đọc ổn định lớn hơn 7,3 m dưới công suất bức xạ đẳng hướng hiệu dụng (EIRP) của đầu đọc là 4,0 W, chứng minh khả năng truyền năng lượng hiệu quả và hoạt động ổn định. Các thí nghiệm được thực hiện khi gắn thẻ lên nhiều bề mặt kim loại khác nhau, cho thấy đặc tính trở kháng ổn định và khả năng đọc đáng tin cậy. Nhờ có cấu trúc đơn giản, độ mỏng thấp và quy trình chế tạo tiết kiệm chi phí, ăng-ten được đề xuất mang lại giải pháp thực tiễn và bền vững cho ứng dụng RFID UHF trong môi trường kim loại khắc nghiệt.Lượt tải
Tài liệu tham khảo
M.-T. Nguyen, H.-M. Chen, P.-T. Do, C.-H. Chen, Y.-F. Lin, and N.-T. Bui, "A Long Range Small Tag Antenna on Human Healthcare with 3D Printed Artificial Substrate," in 2025 IEEE MTT-S International Microwave Biomedical Conference (IMBioC), Kaohsiung, 2025, pp. 1-3.
S. Alagiasundaram, K.-Y. Lee, E.-H. Lim, and P.-S. Chee, "Ring-Shaped Patch Antenna Embedded With Multiple Inductive Loads for Omnidirectional On-Metal Tag Design," IEEE Journal of Radio Frequency Identification, vol. 9, pp. 466-476, 2025.
L. Zuo, B. Lei, L. Li, B. Li, B. Yin, and L. Yuan, "Study on the Influence of Liquid Level Height in Containers on RFID System Performance," IEEE Journal of Radio Frequency Identification, vol. 9, pp. 758-767, 2025.
C. Wu, J. Yuan, and Z. Chen, "A UHF RFID Tag Antenna Placeable on a Metal Surface Without Degraded Performances," IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 23, pp. 2101-2105, 2024.
A. Bansal, S. Sharma, and R. Khanna, “Platform tolerant dual-band UHF-RFID tag antenna with enhanced read range using artificial magnetic conductor structures,” International Journal of RF and Microwave Computer-Aided Engineering, vol. 10, pp. 1-19, 2019.
D. Kim and J. Yeo, “Dual-band long-range passive RFID tag antenna using an AMC ground plane,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 60, pp. 2620-2626, 2012.
D. Kim and J. Yeo, “Low-profile RFID tag antenna using compact AMC substrate for metallic objects,” IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 7, pp. 718-720, 2008.
D. Kim, J. Yeo, and J. I. Choi, “Low-profile platform-tolerant RFID tag with artificial magnetic conductor (AMC),” Microwave and Optical Technology Letters, vol. 50, pp. 2292-2294, 2008.
S. L. Chen and K. H. Lin, “A slim RFID tag antenna design for metallic object applications,” IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 7, pp. 729-732, 2008.
S. Lopez-Soriano and J. Parron, “Design of a Small-Size, Low-Profile, and Low-Cost Normal-Mode Helical Antenna for UHF RFID Wristbands,” IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 16, pp. 2074-2077, 2017.
G. Marrocco, “The art of UHF RFID antenna design: Impedance-matching and size-reduction techniques,” IEEE Antennas and Propagation Magazine, vol. 50, pp. 66-79, 2008.
C. H. Loo, K. Elmahgoub, and F. Yang, “Chip impedance matching for UHF RFID tag antenna design,” Progress In Electromagnetics Research, vol. 81, pp. 359-370, 2008.
L. Ukkonen and L. Sydänheimo, “Impedance matching considerations for passive UHF RFID tags,” in 2009 Asia Pacific Microwave Conference, Singapore, 2009, pp. 2367-2370.
K. H. Lin, S. L. Chen, and R. Mittra, “A looped-bowtie RFID tag antenna design for metallic objects,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 61, pp. 499-505, 2012.
S. L. Chen, “A miniature RFID tag antenna design for metallic objects application,” IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 8, pp. 1043-1045, 2009.
C. Y. Chiu, K. M. Shum, and C. H. Chan “A tunable via-patch loaded PIFA with size reduction,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 55, pp. 65-71, 2007.
J. Zhang and Y. Long, “A novel metal-mountable electrically small antenna for RFID tag applications with practical guidelines for the antenna design,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 62, pp. 5820-5829, 2014.
W. H. Ng, E. H. Lim, F. L. Bong, and B. K. Chung, “Folded patch antenna with tunable inductive slots and stubs for UHF tag design,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 66, pp. 2799-2806, 2018.
B. An, Y. Wu, X. Cai, and F. Wu, “Reliability of RFID tag inlay assembled by anisotropic conductive adhesive,” in the 2nd Electronics System-Integration Technology Conference, Greenwich, 2008, pp. 1203-1208.
K. Thirappa, E. H. Lim, F. L. Bong, and B. K. Chung, “Compact Folded-Patch With Orthogonal Tuning Slots for On-Metal Tag Design,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 67, pp. 5833-5842, 2019.
W. H. Ng, E. H. Lim, F. L. Bong, and B. K. Chung, “Compact planar inverted-S antenna with embedded tuning arm for on-metal UHF RFID tag design,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 67, pp. 4247-4252, 2019.
S. R. Lee, W. H. Ng, E. H. Lim, F. L. Bong, and B. K. Chung, “Compact Magnetic Loop Antenna for Omnidirectional On-metal UHF Tag Design,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 68, pp. 765-772, 2020.
NXP, “Datasheet,” 2021. [Online]. Available: https://www.nxp.com/products/rfid-nfc. [Accessed August 20, 2025].
M.-T. Nguyen, Y.-F. Lin, C.-H. Chen, C.-H. Chang, and H.-M. Chen, "Shorted patch antenna with multi slots for a UHF RFID tag attached to a metallic object," IEEE Access, vol. 9, pp. 111277-111292, 2021.
M.-T. Nguyen, Y.-F. Lin, C.-H. Chen, H.-S. Luong, and H.-M. Chen, "Low Profile Planar Inverted-L Antenna (PILA) for UHF RFID Tag on Signal Absorption and Reflection Surfaces," IEEE Access, vol. 13, pp. 19560-19575, 2025.
M.-T. Nguyen, Y.-F. Lin, C.-H. Chen, Y.-C. Tseng, and H.-M. Chen, "Miniature 3-D-Dipole Antenna for UHF RFID Tag Mounted on Conductive Materials," IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 70, no. 12, pp. 11454-11464, 2022.
N. C. Zhi, Antenna for portable devices, John Wiley & Sons, 2nd ed., 2007.
