En la actualidad utilizamos una gran cantidad de dispositivos encargados para identificación, ya sea para dar acceso a lugares, para almacenar información o reconocimiento de objetos. Estos dispositivos pueden ir en elementos como tarjetas o pulseras que llevamos constantemente encima. Es por eso que es imprescindible conocer los posibles efectos que pueden tener sobre las personas y realizar las simulaciones necesarias para evitar los posibles riesgos.
La simulación de dispositivos RFID (Radio Frequency Identification) es una tarea importante para diseñar sistemas de identificación y seguimiento de objetos en diferentes entornos, como la industria, la logística y el control de inventario. Algunos ejemplos de dispositivos que podemos encontrar en el día a día con esta tecnología pueden ser tarjetas de acceso, etiquetas, pulseras o dispositivos de pago. CST Studio Suite es una herramienta de simulación electromagnética que, entre otras funciones, se puede utilizar para analizar y optimizar diseños de antenas RFID previamente a ser implementados con su consecuente reducción de costes asociados a la fabricación de prototipos.
Figura 1: Diagrama de radiación en 3D de la antena
La simulación de estos dispositivos permite evaluar el rendimiento de la antena RFID y los componentes de los lectores, así como su interacción con el entorno. La simulación también puede ayudar a identificar y solucionar problemas en el diseño de los dispositivos RFID antes de su implementación. Los resultados de la simulación se pueden visualizar y analizar en tiempo real utilizando las herramientas de visualización y post-procesamiento de datos características de CST.
Otra de las herramientas en nuestra mano para poder diseñar nuestra antena de forma intuitiva y rápida, es mediante la creación de bloques perfectamente parametrizados (dimensiones, impedancias, materiales…) de las distintas partes y posteriormente llevando el modelo 2D a su versión en 3D. Esta facilidad de uso ahorra gran cantidad de tiempo en formaciones y adaptación del personal a esta herramienta.
Figura 2: Esquema de la antena en bloques
Figura 3: Resultado de modelo de antena 2D a 3D
También podemos combinar nuestra antena diseñada con un modelo importado o generado para finalmente proyectar la estructura planar sobre una superficie curva facilitando un modelado de antenas sobre dispositivos flexibles como pueden ser las pulseras o dispositivos wearables. De esta manera nos permite consumir menos tiempo al no ser necesario usar más de una herramienta.
Figura 4: Colocación de antena 3D sobre una superficies curva
Figura 5: Proyección de antena sobre una superficies curva
En relación a las ventajas que ofrece la herramienta, destaca la medición de la energía absorbida por un cuerpo y la penetración según la conductividad del material, el campo eléctrico y la densidad de la masa del cuerpo para cumplir los requisitos de SAR impuestos por la legislación vigente y evitar daños a las personas. Esta característica hace a CST Studio Suite una herramienta polivalente capaz de realizar múltiples análisis en una sola aplicación.
Figura 6: Sección longitudinal de la mano con valores SAR
Todas estas casuísticas suelen consumir mucho tiempo en simulaciones. Ante esta premisa CST Studio Suite ofrece soluciones para mejorar el tiempo de computación y muchas de ellas vienen incluidas con una sola licencia. Entre estos métodos podemos elegir un aumento de CPU (ideal para el solver de frecuencia) o un aumento en la GPU (pensado para solver transient). Otras de las soluciones que se ofrece consisten en la distribución de carga de computación entre otros recursos (distributed computing o MPI computing)
Por tanto, desde una misma herramienta se puede ahorrar mucho tiempo en diseñar gran variedad de elementos, permitiendo además cumplir los requisitos para el correcto funcionamiento de todos ellos, sin que un elemento perjudique a otros o a las propias personas. Toda esta polivalencia convierte a CST Studio Suite en una herramienta de grandes prestaciones para cualquier proyecto de ingeniería.
Artículo creado por Marta Rodríguez, Electronics & Software Development, y Carlos Company, RF Engineer, en The CT Engineering Group.
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