RFkapasitiivisesti

RF-kapasitiivisesti viittaa ilmiöihin ja tekniikoihin, joissa radio- tieteen alueella käytetään kapasitanssia tai kapasitiivistä kytkentää. Käytännössä kyse on siitä, miten sähkökenttä ja energian varastointi tapahtuvat kapasitanssin avulla RF-taajuuksilla, usein ilman suoraa sähköistä kosketusta. RF-kapasitiivisiä mekanismeja käytetään sekä mittauksissa että kommunikaatiossa, ja ne voivat perustua esimerkiksi ulkoisten elektroditen väliseen kapasitiiviseen vuorovaikutukseen tai riittävän pienen kapasitanssin muuttamiseen ympäristön muuttuessa.

Periaatteet: Kapasitanssi C määritellään tavallisesti rakenteellisen geometrian ja eristeen permittivisyydestä riippuvana. RF-tilanteessa impedanssi Z on Z = 1/(jωC), missä ω on angular taajuus. Taajuuden kasvaessa pienetkin muutokset C:ssä voivat aiheuttaa merkittäviä muutoksia resonanssissa, amplitudissa tai vaiheessa. RF-kapasitiivisyydessä olennaista on myös tilavuus- ja fringing-säteily, jotka synnyttävät ei-toivottuja kapasitansseja ympäröivän tilan kanssa. Parasitit, kuten induktanssi ja rezonaati, vaikuttavat käytännön mittauksiin.

Sovellukset ja toteutus: Käytännön sovelluksia ovat prosessi-, kosketus- tai etäisyyssensorit, joissa kapasitanssin muutos indusoidaan kohteen läsnäolosta tai etäisyydestä, sekä RFID/NFC-tekniikassa energiaveto- ja tiedonsiirissä lähellä olevien esineiden kanssa. RF-kapasitiivisiä mittauksia toteutetaan usein resonanssia käyttävissä tankkitoissa, iskupuolen kytkennöissä tai impedanssiversoissa, ja muutos mitataan taajuuden, faasin tai amplitudin kautta.

Haasteet ja suunnittelu: Tekniikka on kontaktiton ja nopea, mutta herkkyys ympäristön muutoksille ja jalohankaluudet johtavat calibrointitarpeeseen sekä suurempaan epävarmuuteen. RF-kapasitiivisissä sovelluksissa on kiinnitettävä huomiota layoutiin, maadoitukseen, suojauksiin ja parasitikojen hallintaan korkeilla taajuuksilla.

Näytä myös: kapasitiivinen mittaus, RFID, NFC, impedanssianalyysi, läheisyyskentät.