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Negli ultimi anni la tecnologia Radio Frequency Identification (RFID) ha rivoluzionato svariati settori, dalla gestione della supply-chain, alla tracciabilità degli oggetti, al monitoraggio della salute, e molto altro ancora. La sua capacità di immagazzinare più informazioni rispetto ad un codice a barre, la possibilità di avere una corretta identificazione dell’oggetto senza visibilità ottica e l’identificazione contemporanea di più oggetti la rendono una soluzione preziosa per migliorare l'efficienza operativa e ottimizzare i processi aziendali.

Questo lavoro di tesi riguarda l’applicazione di sistemi RFID in banda UHF (865-868 MHz) nell’industria cartaria. In particolare, l'integrazione di sistemi RFID all'interno delle apparecchiature di gestione delle grandi bobine di carta offre una soluzione efficace per tracciare in tempo reale la posizione e l'identificazione di ciascuna bobina. Questo consente un controllo più preciso e automatizzato, ottimizzando i processi di carico, scarico, stoccaggio e movimentazione delle bobine stesse. Nelle soluzioni di sistemi RFID attualmente in uso per l’identificazione ed il tracciamento delle bobine di carta, il tag viene generalmente posto sul nucleo di cartone della bobina, chiamato core, e l’antenna collegata al sistema RFID è solitamente posta all’esterno della bobina stessa. Questo implica che il segnale a radiofrequenza di interrogazione del tag RFID attraversa lo spesso strato di carta. Tuttavia, quest’ultima può avere caratteristiche dielettriche variabili che dipendono dall’umidità e dalla quantità di additivi chimici contenuti nella carta e pertanto le prestazioni dell’intero sistema RFID dipendono fortemente dal materiale avvolto attorno alla bobina – nelle prime fasi di lavorazione si arriva addirittura a non poter leggere il tag RFID perché la carta contiene un’elevata quantità di acqua.

L’idea alla base di questo lavoro di tesi è quella di rendere il sistema RFID più robusto alla tipologia di materiale avvolto attorno alla carta. A tal fine, è stato pensato di integrare l’antenna collegata al sistema RFID negli innesti assiali dello svolgitore che sono utilizzati per sollevare e ruotare le bobine. Questi innesti assiali (cilindrici e metallici) hanno una lunghezza di circa 50 cm ed entrano all’interno del nucleo della bobina da entrambi i lati. In questo nuovo scenario, l’antenna reader ed il tag sono entrambi posti all’interno del nucleo cilindrico, e per studiare il sistema è necessario fare ricorso alla teoria della propagazione guidata. È stata svolta un’analisi teorica relativa ai modi che si possono propagare all’interno della struttura e, sulla base di questa, è stata progettata ed ottimizzata un’antenna a slot direttamente integrata negli innesti assiali cilindrici. La progettazione e l’analisi simulata è stata effettuata mediante l’utilizzo del software di simulazione elettromagnetica SIMULIA CST Microwave Studio. Di conseguenza, è stato realizzato un prototipo dell'antenna e sono state effettuate diverse validazioni sperimentali.