система радиочастотной идентификации на поверхностных акустических волнах

Формула изобретения

Система радиочастотной идентификации, содержащая приемопередатчик с антенной и N групп линий задержки на поверхностных акустических волнах (ПАВ), представляющих радиочастотные метки, каждая линия задержки (ЛЗ) имеет приемопередающие встречно-штыревые преобразователи (ВШП), соединенные с антенной, и отражательные ВШП, отличающаяся тем, что N групп линий задержки выполнены с возможностью отражения от них разных центральных частот Fn, внутри каждой из N групп линий задержек имеется М линий задержек (ЛЗ) на одну и ту же центральную частоту, каждая линия задержки имеет один отражающий ВШП, расположенный в разных ЛЗ на разных расстояниях, отличающихся друг от друга на одну и туже величину l= V_ПАВ, V_ПАВ - скорость ПАВ, расстояние между центральными частотами линий задержек, находящихся в разных группах выбирается равным F/М, а полоса пропускания каждой ЛЗ равна F/(1,5·N), приемопередатчик производит периодический опрос меток радиоимпульсами длительностью т и частотой заполнения равной F_n последовательно, начиная с частоты Fi и кончая частотой F_N, минимальное расстояние между опрашивающими импульсами, период опроса, равно 2·М· , а минимальная величина т определяется из соотношения

=(1,5·N)/ F,

где F - полоса частот, выделенная для системы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для идентификации и охраны различных объектов.

Известны системы радиочастотной идентификации, у которых есть приемо-передатчик и радиочастотная метка, содержащая микросхему, и отсутствует источник питания. В этих системах с помощью индуктивной связи через переменное магнитное поле передатчиком производится дистанционное электропитание микросхемы, которая выдает определенный код через эту же индуктивность связи в распознающее устройство приемника. Недостатками данной системы являются малый радиус действия (до метра), а также достаточно сильный сигнал, обеспечивающий питание микросхемы, что может нанести вред идентифицируемому объекту (особенно, если это животное или человек).

Устранить указанные недостатки позволяет система радиочастотной идентификации, содержащая приемо-передатчик с антенной и радиочастотные метки на поверхностных акустических волнах, представляющие собой линии задержки (ЛЗ), имеющие приемо-передающие встречно-штыревые преобразователи (ВШП), соединенные с антенной, и отражательные ВШП. В данной системе опрашивающий сигнал, излученный антенной приемо-передатчика, принимается антенной, подсоединенной к приемо-передающему ВШП, далее преобразуется в ПАВ, которые затем отражаются от отражательных ВШП, формируя кодовую последовательность, которая с помощью приемо-передающего ВШП преобразуется в электромагнитный сигнал и излучается через антенну на приемо-передатчк. В данном случае нет необходимости в электропитании микросхемы, поэтому опрашивающий сигнал может быть ослаблен до значений, не наносящих вред идентифицируемому объекту. Расстояние идентификации также может быть увеличено надлежащим подбором рабочих частот и антенны. Недостатком данной конструкции является невозможность одновременного опроса нескольких устройств идентификации. В противном случае, при одновременном опросе нескольких таких устройств идентификации ответные сигналы от них придут одновременно и кодовые последовательности наложатся друг на друга, делая невозможным независимое считывание кода каждого устройства.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в создании устройства радиочастотной идентификации на ПАВ, лишенного указанного недостатка.

Технический результат, который дает осуществление изобретения, заключается во временном и частотном разделении неперекрывающихся опрашивающих и принятых импульсов.

Это достигается тем, что радиочастотные метки разбиваются на N групп с разными центральными частотами F _n, внутри каждой из которых имеется М ЛЗ на одну и ту же центральную частоту с только одним отражающим ВШП, расположенным в разных ЛЗ на разных расстояниях, отличающихся друг от друга на одну и ту же величину l= V_ПАВ, V_ПАВ - скорость ПАВ, расстояние между центральными частотами ЛЗ, находящихся в разных группах, выбирается равным F/N, а полоса пропускания каждой ЛЗ равна F/(1,5·N), приемо-передатчик проводит периодический опрос меток радиоимпульсами длительностью и частотой заполнения, равной F_n , последовательно, начиная с частоты F₁ и кончая частотой F_N, минимальное расстояние между опрашивающими импульсами (период опроса) равно 4·М· , а минимальная величина определяется из соотношения:

=(1,5·N)/ F,

где F - полоса частот, выделенная для системы.

На фиг.1 показана структурная схема системы в соответствии с изобретением. Система содержит приемо-передатчик 1 с антенной 2, ЛЗ на ПАВ 3, в которых антенны 4 соединены с приемо-передающими ВШП 5 и в которых отражательные ВШП 6 расположены на различных расстояниях. Каждые М ЛЗ 3 с различными расстояниями между ВШП объединены в N групп.

Система работает следующим образом. Приемо-передатчик 1 посылает через антенну 2 на все N групп опрашивающий радиоимпульс с частотой заполнения, равной F₁, и длительностью . Эти импульсы отражаются только от той группы ЛЗ 3, чьи центральные частоты совпадают с частотой заполнения опрашивающего импульса. Так как задержки во всех ЛЗ разные и расстояние между отражателями отличается на величину l= V_ПАВ, то от данной группы ЛЗ отраженные импульсы будут представлять собой последовательность М неперекрывающихся импульсов, причем номер импульса в последовательности будет соответствовать номеру ЛЗ в группе, если принять за первую ЛЗ с минимальной задержкой. После посылки импульса для первой группы приемо-передатчик через время 4·М· посылается считывающий импульс с частотой заполнения, соответствующей второй группе ЛЗ. Этого времени вполне достаточно, чтобы принять отраженную последовательность импульсов от предыдущего импульса, так как ее длительность равна 2·М· . Далее через время 4·М· посылается считывающий импульс для третьей группы и т.д. до тех пор, пока все группы не будут опрошены. По отсутствию какого-либо импульса в последовательности отраженных от группы импульсов можно определить номер ЛЗ в группе, а по номеру группы конкретную отсутствующую ЛЗ, т.е. осуществить наличие объекта или его отсутствие (осуществить идентификацию), к которому прикреплена данная ЛЗ.

Пример выполнения. Блок схема приемо-передатчика 1 показана на фиг.2. Управляющее устройство 7 формирует опрашивающий импульс для первой группы ЛЗ с помощью синтезатора частот 8 и генератора импульсов 9 и подсоединяет с помощью антенного переключателя 10 антенну 2 к генератору 9. Антенна 2 излучает радиоимпульс для первой группы ЛЗ 3. После передачи этого импульса через время 2·М· антенный переключатель 10 подключает антенну 2 к приемнику с детектором 11 по команде управляющего устройства на время 2·М· . Происходит прием отраженной последовательности и детектирование импульсов в приемнике с детектором 11. Далее продетектированные импульсы поступают на решающее устройство 12, которое формирует прямоугольные видеоимпульсы, а затем на устройство счета импульсов 13, которое определяет номер импульса, который может отсутствовать, и подает сигнал на аварийное устройство сигнализации 14.

При длительности считывающего импульса 100 нс полоса пропускания равна 10 МГц. Тогда с при N=10 полоса частот системы равна F=15 f, т.е. 10·15=150 МГц. Максимальная длина ЛЗ при М=20 определится как 100 нс·20=2000 нс=2 мкс. При скорости ПАВ в ниобате лития YX/128° срезе, равной 3980 м/с, длина ЛЗ составит 16 мм (с учетом ВШП 2 и ВШП 3 и акустопоглотителей).