Uhf-Eigenschaften In Der Praxis - Balluff BIS U-6127-081-1 4-06-ST36 Betriebsanleitung

BIS U-6127-081-1_4-06-ST36
Auswerteeinheit
6
Applikationsplanung (Fortsetzung)
Da große Datenträger eine größere Empfangs-
antenne in Ihrem Gehäuse unterbringen können
und somit mehr elektrische Energie aus dem
elektromagnetischen Feld entnehmen können,
ist auch ihre Reichweite größer als die von
kleinen Datenträgern (bei vergleichbaren übrigen
Parametern).
Bei jeder Applikation muss die Auswahl des Datenträgers
sorgfältig auf die Umgebungsbedingungen abgestimmt
sein. Die Konfiguration des Gesamtsystems sollte immer
auf maximale Prozesssicherheit ausgelegt sein.
Passende Datenträger für eine Vielzahl von
Applikationen finden Sie unter
www.balluff.com.
6.4

UHF-Eigenschaften in der Praxis

Orientierung Datenträger zur Antenne (Polarisation)
Balluff bietet eine Vielzahl von Antennen für das
BIS U-6127-Gerät an. Die angebotenen Antennen unter-
scheiden sich nicht nur in ihrer Größe, Reichweite und
Frequenzband (FCC oder ETSI) sondern auch in Ihrer
Polarisation.
Es gibt linear- und zirkularpolarisierte Antennen. Bei zirku-
larpolarisierten Antennen spielt es keine Rolle, ob der
Datenträger horizontal oder vertikal zur Antenne ausgerich-
tet ist. Der Datenträger wird in allen Ausrichtungen erkannt.
Bei linearpolarisierten Antennen muss der Datenträger
identisch zur Antenne ausgerichtet sein – horizontal oder
vertikal (die Ausrichtung der Antenne ist auf dem Anten-
nengehäuse gekennzeichnet). Ein Vorteil der linearpolari-
sierten Antennen ist die zielgenauere Erfassung. Sie kön-
nen verwendet werden, wenn die Lage der Datenträger
genau definiert ist.
Feldstärke und Abstand
Die Abnahme der elektrischen Feldstärke verläuft in der
Theorie umgekehrt proportional zum Abstand von der
Antenne (1/x). Ein Datenträger benötigt eine typische
Mindestfeldstärke, um erkannt zu werden. Bis zur Unter-
schreitung dieser Mindestfeldstärke kann der Datenträger
erkannt werden, bei größerem Abstand nicht mehr. Dieses
Verhalten kann aber nur in homogenen Laborumgebungen
verlässlich nachgestellt werden.
In der Praxis werden die emittierten elektromagnetischen
Wellen der Antenne an verschiedenen Gegenständen im
Raum reflektiert. In verschiedenen Abständen zur Antenne
können durch Überlagerung mehrerer Wellen lokale
Maxima oder Minima der Feldstärke entstehen. Die Feld-
stärke als Funktion des Abstands ist nicht mehr stetig
abnehmend.
22 deutsch
Das hat folgende Auswirkung:
Entfernt man den Datenträger von der Antenne, wird der
Datenträger ab einem bestimmten Abstand nicht mehr
erkannt. Bewegt man den Datenträger noch etwas weiter
weg von der Antenne, kann der Datenträger plötzlich
erneut erkannt werden. Diese Löcher im Grenzabstand
sind auf das inhomogene elektromagnetische Feld zurück-
zuführen. Daher sollte ein Betrieb der UHF-Anlage im
Grenzabstand vermieden werden.
Weiterhin gilt:
Eine Verdoppelung der Reichweite erfordert in etwa eine
vierfache Sendeleistung. In der Einheit dBm bedeutet das,
dass die Sendeleistung um 6 dBm höher eingestellt wer-
den muss. Auch die Empfangsrichtung der Welle vom Tag
zur Antenne kann an Grenzen geraten, was jedoch nicht
nachgeregelt werden kann.
Durchdringung Elektromagnetische Welle
Ein Vorteil von UHF-RFID-Anlagen im Gegensatz zu opti-
schen Lesegeräten ist die Durchdringung von undurch-
sichtigen Materialien. Die elektromagnetischen Wellen des
UHF-Spektrums durchdringen Papier und Karton ohne
nennenswerte Verluste. Ebenfalls können die meisten
Kunststoffe durchdrungen werden, um die dahinter liegen-
den Datenträger zu lesen oder zu beschreiben.
Der Durchdringung der UHF-Wellen wird durch die Physik
eine natürliche Grenze gesetzt. Ist die Absorption oder die
Reflexion der UHF-Wellen zu groß, kann das entspre-
chende Medium nicht durchdrungen werden. Dies kommt
vor allem bei leitenden Materialien wie Stahlblechen oder
Aluminiumplatten vor. Befindet sich ein Datenträger hinter
einer Stahlplatte ist dieser für das BIS U-6127-Gerät nicht
erreichbar. Man spricht in diesem Fall auch von Abschat-
tung eines Datenträgers.
Zwischen totaler Abschattung und freier Sichtbarkeit
zwischen Antenne und Datenträger gibt es noch zahlreiche
Zwischenstadien, in der die Durchdringung von Medien nur
eingeschränkt gegeben ist.
Ein Beispiel hierfür sind ESD-Behälter. Kunststoffbehälter,
die leicht leitfähig sind, um eine elektrostatische Aufladung
zu unterbinden. Datenträger sind in diesen Behältern nur
eingeschränkt sichtbar für die Antenne. Hier müssen in der
Applikationsplanung Tests durchgeführt werden.
Ein zweites Beispiel für die erschwerte Durchdringung der
elektromagnetischen Wellen ist Feuchtigkeit. Wasser ist je
nach Reinheit leitfähig und absorbiert durch seine polare
Struktur sehr stark UHF-Wellen. Andere Flüssigkeiten
verhalten sich unterschiedlich, der Bereich variiert von
nahezu neutral bis hin zu kompletter Abschattung.
Mit diesem Hintergrundwissen sollte man in jede Applikati-
onsplanung gehen, z. B. bei Anwendungen, die Güter
erkennen soll, die der Witterung ausgesetzt wurden. Nasse
Kartonagen können das Lesen und Schreiben der innenlie-
genden Datenträger deutlich erschweren. Die Sendeleis-
tung des BIS U-6127 sollte bei solchen Applikationen nicht
grenzwertig niedrig eingestellt werden. Eine gewisse
Sendeleistungsreserve sollte eingerechnet werden.
Zum Einrichten der anfänglichen Sendeleistung kann die
Funktion AutoSetup verwendet werden.