3D打印天线改善了RFID标签技术

最近的研究表明，随着巴塞罗​​那的科学家们探索一种改进无线电频率识别的更好方法，3D打印和天线技术将进一步融合。作者（来自巴塞罗那大学和加泰罗尼亚理工大学的称呼）在最近发表的“用于嵌入式应用的3D打印UHF-RFID标签”中发表的研究结果中，为更紧凑的天线系统创建了原型，这些天线可以轻松集成。保持导电性。

无源RFID技术用于需要跟踪，物流和控制的应用中；但是，从历史上看，很难制造出“足够坚固”的设计。这是由于电磁干扰的潜在可能性恒定，导致RFID激活范围减小。

虽然可能会影响许多环境，但最有趣的情况之一是在医疗环境中使用有损耗的介质（会导致能量耗散的材料），从而降低了RFID标签在辐射质量方面的有效性。在浸入方面也出现障碍。目标是使RFID标签在附近可能发生的环境影响（例如有损耗的介质）以及完全浸入此类材料的环境中有效而有效地工作。

浸没在某种介质中的天线必须能够最大程度地正常运行，而不管介电常数和电导率如何变化。这不仅意味着它必须在一定值范围内表现出良好的匹配性，而且还应当对时间变化做出适当的响应。”

研究人员设计并3D打印了四个原型，并考虑了区域间的空间分布，包装的稳定性以及有效的嵌入方法等方面的考虑。这些样品采用双圆锥螺旋天线设计，并以电介质涂层作为缓冲液，避免了由于电磁变化而引起的任何变化问题。

涂层和螺旋天线设计的3D视图。显示了位于垂直板两侧的匹配网络。指示了通孔和芯片位置。主要设计参数已标记。

该设计反映了对商用UHF-RFID集成电路的要求，引入了带有铜电镀的3D打印模型。3D天线的中间是一块正方形板，“用介电材料制成”。由两个辐射器，一个匹配的网络和介电涂层组成，研究人员还必须考虑以下设计参数：

• 天线总长
• 锥角
• 锥形散热器的宽度
• 锥形螺旋中金属痕迹的宽度
• 圆锥形螺旋之间的螺距
• 匹配网络的正方形环的周长和表面

对每个样品（由锥形参考天线和3个螺旋形天线组成）进行3D打印，对天线主体进行涂覆，涂层，并评估其在浸入脂肪，骨头，大脑和水等介质中的性能。

电性能。

最终天线原型和涂层的视图，已安装并准备好进行EM表征。

研究人员验证了天线的圆柱形设计和涂层，然后继续集成来自Alien Technology的Higgs 3D RIFID IC。为了防水，读取器标签被包裹在塑料薄膜中。使用控制软件验证了连接性，首先在空中进行了测试，然后在浸入水中进行了通信-反映了通信链路范围减少60％。

研究人员说：“这与考虑到水损失的EM模拟一致，并验证了所提出标签的通信能力。”

最终UHF-RFID标签盒的视图。

最后，该团队构建了一个“功能齐全的紧凑型UHF-RFID标签”，该标签由天线，涂层和商用RFID IC组成。在最终测试期间展示了可行性和性能，研究人员证实了设计和最终原型对于嵌入式应用以及在建筑，医疗保健等行业的使用显示出良好的潜力。

近年来，也为卫星技术以及可穿戴设备等其他独特应用创建了其他类型的天线，也成功地进行了3D打印。

RFID读取范围测量设置的视图