Pourquoi la RFID basse fréquence a une courte portée de lecture?

Si je veux obtenir la longueur d'onde d'une onde radio, je dois diviser la vitesse de la lumière par la fréquence? Donc, avoir une RFID 125 kHz signifie une longueur d'onde estimée à 2 km?

Si sa longueur d'onde est de 2 km de long, pourquoi cette RFID basse fréquence a-t-elle une courte portée de lecture?

Parce que la RFID ne fonctionne pas sur la base de la propagation des ondes. Ce n'est donc pas réellement un système radio (malgré le fait de travailler à "RF" = Radio Frequency).

Considérez une étiquette RFID davantage comme le côté secondaire d'un transformateur à noyau d'air, où les informations sont transmises par l'étiquette changeant la quantité d'énergie qu'elle tire du côté primaire du transformateur, ou en chargeant un stockage d'énergie (condensateur), et puis échanger le rôle des côtés secondaire et primaire du transformateur.

Parce que nous ne parlons pas d'une onde se propageant loin de l'antenne, mais d'un couplage de bobine dans un champ magnétique, la décroissance de puissance est encore pire que la distance² pour la perte d'espace libre, et après quelques cm, pratiquement aucun effet de l'étiquette sur le lecteur peut être faite.

Vous confondez les communications radio dans l'air avec des inducteurs couplés.

Pour communiquer dans les airs en utilisant une porteuse 125 kHz, vous auriez besoin d'une antenne d'environ 1/4 lambda donc d'environ 600 mètres de long afin de transmettre efficacement ces 125 kHz.

Évidemment, la RFID ne fonctionne pas de cette façon.

La RFID utilise des inductances couplées, ce qui signifie qu'il y a deux bobines (éventuellement avec un matériau magnétique dans son noyau) qui se couplent magnétiquement.

Pour que ce couplage soit efficace, la distance ne peut être que de quelques centimètres.

$r^3$$r^2$

Vous avez calculé la longueur d'onde, vous pouvez donc voir à quel point l'antenne est petite en tant que fraction de la longueur d'onde.

Avec des antennes plus grandes, peut-être quelques mètres, et des puissances d'émission plus élevées, il est possible d'obtenir des portées de centaines de mètres en utilisant des communications en champ proche. Il est utilisé par exemple dans la grotte radio - depuis le champ proche ne pénétrant la roche assez bien.

$r^3$

Cependant, la raison pour laquelle les basses fréquences (par exemple 125 kHz) fonctionnent à une distance plus courte que les hautes fréquences (> 1 MHz) est due à la loi de Faraday:

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

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

$r^3$$B$

Remarque: cela ignore la capacité parasite des inductances, qui entre également en jeu à des fréquences plus élevées.

La RFID basse fréquence, comme d'autres l'ont dit, repose sur le vecteur magnétique et non sur le vecteur électrique du rayonnement EM émis par la bobine. L'énergie magnétique tombe avec le cube de la distance. L'énergie qui peut être transmise est limitée par l'autorité réglementaire. Les balises elles-mêmes ont deux types passifs et actifs. Les étiquettes passives, comme leur nom l'indique, récoltent l'énergie du champ reçu et s'alimentent à partir de ce champ, puis modulent leur bobine réceptrice. Le signal émis par l'étiquette tombe ensuite également selon la loi du cube et doit être récupéré de l'antenne d'émission dans un circuit séparé à celui transmettant l'énergie pour alimenter l'étiquette. Dans l'étiquette et le lecteur, il y a généralement une bobine d'émission et de réception.