CZ2022421A3 - Bezčipový radiofrekvenční identifikační transpondér - Google Patents

Abstract

Bezčipový radiofrekvenční identifikační transpondér je realizovaný na dielektrickém substrátu (2), jehož spodní strana je opatřena vodivou vrstvou (3) a horní strana je opatřena vodivým motivem tvořeným nejméně jedním rezonátorem ve tvaru pásku (1.2). Šířka pásku (1.2) je v rozmezí 0,0001 až 0,01 λg. Délka pásku (1.2) je 0,005 až 0,5 λg. Mezera mezi pásky (1.2) je 0,0001 až 1 λg. Dielektrický substrát (2) má relativní permitivitu 1 až 6, tloušťka je v rozmezí 0,0001 až 0,03 λg, kde λg je vlnová délka na dielektrickém substrátu (2). Pásek (1.2) vodivého motivu je opatřen alespoň jedním zářezem (4) libovolného tvaru. Šířka zářezů (4) je v rozmezí 0,0001 až 0,01 λg, a hloubka v rozmezí 0,0001 až 0,01 λg. Rezonanční frekvence daného pásku (1.2) je fn,m. Trojnásobek nejnižšího rezonančního kmitočtu f1,M nejdelšího pásku (1.2) je vyšší než nejvyšší referenční rezonanční kmitočet fN,0 nejkratšího pásku (1.2) bez zářezu (4) u shodného vodivého motivu.

Description

Bezčipový radiofrekvenční identifikační transpondér

Oblast techniky

Předkládané řešení se týká vytvoření nového bezčipového radiofrekvenčního identifikačního transpondéru se zvýšenou odezvou radarového průřezu, z angličtiny Radar Cross Section, dále jen RCS, a odolností elektrických vlastností vůči přeladění v důsledku přítomnosti objektů v jeho bezprostředním okolí určeného pro kódování s vysokou prostorově-spektrální bitovou hustotou danou počtem bitů na jednotkovou plochu transpondéru a jednotkovou šířku použitého frekvenčního pásma, i více než 100 bit/λ²/GHz.

Dosavadní stav techniky

Vzhledem k tomu, že výsledkem předkládaného řešení je bezčipový radiofrekvenční transpondér se zvýšenou RCS odezvou zvyšující čtecí dosah a odolností elektrických vlastností vůči přeladění v důsledku přítomnosti objektů v jeho bezprostředním okolí určený pro kódování s vysokou datovou hustotou, je dosavadní známý stav techniky vztažen právě k těmto typům transpondérů.

Je známé řešení bezčipových transpondérů realizovaných sadou úzkých vodivých páskových rezonátorů s šířkou pásku v rozmezí 0,0001 až 0,01 λg, celkovou elektrickou délkou pásků v rozmezí 0,005 až 0,5 λg s mezerami mezi jednotlivými pásky 0,0001 až 1 λg umístěných na dielektrickém substrátu tloušťky v rozmezí 0,0001 až 0,03 λg, kde λg je vlnová délka na daném dielektrickém substrátu, jehož relativní permitivita je v rozmezí 1 až 6, podloženém souvislou vodivou zemní rovinou bez zářezů a bez referenčních prvků, jejichž rezonanční kmitočet je laděn pouze délkou pásku, publikované v článku M. Švanda, M. Polívka, J. Havlíček, J. Macháč, D. H. Werner: Platform Tolerant, High Encoding Capacity Dipóle Array-Plate Chipless RFID Tags, IEEE Access, vol. 7, issue 1, pp. 138707-138720, 2019. Nevýhodou tohoto řešení je, že kódování různých bitových slov je realizováno vedle změn rezonančních délek jednotlivých pásků fyzickým odstraněním jednoho nebo několika pásků, přičemž dochází, díky jejich vzájemné vazbě, k samovolným nežádoucím posuvům rezonančních kmitočtů sousedících pásků a zhoršení spolehlivosti čtení. Celkový počet 20 kódovaných bitů i prostorově-spektrální bitová hustota 47 bit/λ²/GHz je omezená počtem pásků, z nichž každý kóduje právě jeden bit, pásek přítomen „1“, nepřítomen „0“, šířkou pracovního pásma, které nesmí zahrnovat třetí a vyšší harmonické rezonance použitých pásků. Vzhledem k poměrně malé změně délek jednotlivých pásků a absenci kontrastních nespojitostí na obvodu či v ploše pásků není řešení vhodné pro variantní optické rozpoznávání.

Je známo řešení dle patentu č. CN 103593697 A představované sadou různě dlouhých úzkých štěrbin ve vodivé ploše podložené nosným dielektrickým nebo pěnovým substrátem kódující informaci přítomností/odstraněním jednotlivých štěrbin a tím i jejich rezonančních poklesů na křivce RCS. Nevýhodou tohoto řešení je nízký počet kódovaných bitů, malá prostorověspektrální bitová hustota a dále absence kontrastních nespojitostí na obvodu či v ploše rezonátorů vhodných pro optické rozpoznávání.

Technika frekvenčního posunu rezonancí řady planárních prstencových rezonátorů v dílčích pásmech pro zvýšení počtu bitů kódovaných jedním rezonátorem i prostorově-spektrální bitové hustoty je představena v článku A. Véna, E. Perret and S. Tedjini, High-Capacity Chipless RFID Tag Insensitive to the Polarization, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 60, no. 10, pp. 4509-4515, 201.2, kde je frekvenčních přeladění rezonátorů v dílčích pásmech dosaženo malou změnou poloměrů prstenců, přičemž jeden prstenec umožňuje kódovat dva, popř. i více bitů. Představené řešení ve zvolené pracovní šířce pásma 7,5 GHz a rozměru transpondéru 3x3 cm² umožňuje kódovat 19 bitů, avšak s malou prostorově-spektrální kódovací hustotou

- 1 CZ 2022 - 421 A3

5,4 bit/λ²/GHz. Nevýhodou tohoto řešení ve srovnání s navrhovaným je velmi malá prostorověspektrální bitová hustota a dále absence kontrastních optických nespojitostí na obvodu či v ploše rezonátorů vhodných pro optické rozpoznávání.

Obdobné řešení využívající techniku frekvenčního posunu rezonancí v dílčích pásmech pro zvýšení celkového počtu bitů i prostorově-spektrální bitové hustoty kódování je představena v článku C. M. Nijas et al., Low-Cost Multiple-Bit Encoded Chipless RFID Tag Using Stepped Impedance Resonator, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 62, no. 9, pp. 47624770, 2014, kde bezčipový transpondér používá řady různě dlouhých páskových rezonátorů se skokovou změnou charakteristické impedance ve vnitřní části pásků (doprovázené skokovým zúžením šířky pásku). Frekvenčních posunů rezonancí pásků v dílčích pásmech je dosaženo různým poměrem délek vnitřních užších části pásků ku délkám vnějších širších částí pásků. Publikovaný počet 79 bitů je řádově porovnatelný s navrhovaným řešením, avšak prezentovaná prostorově-spektrální kódovací hustota (28 bit/λ²/GHz) je asi 3 až 4x menší. Současně transpondér neobsahuje kontrastní optické nespojitosti na obvodu či v ploše rezonátorů vhodné pro optické rozpoznávání.

Řešení bezčipového tágu realizovaného miniaturizovaným otevřeným smyčkovým rezonátorem s kontrastními optickými nespojitostmi vhodnými pro optické rozpoznávání je představeno v publikaci L. Wang, T. Liu, J. Sidén and G. Wang, Design of Chipless RFID Tag by Using Miniaturized Open-Loop Resonators, in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 66, no. 2, pp. 618-626, 2018. Řešení vykazující vysokou informační prostorově-spektrální hustotu kódování (238,5 bit/λ²/GHz) je však demonstrováno pouze jedním resonátorem, který v různých geometrických modifikacích kóduje 3,56 bitů při velmi nízké hodnotě RCS -45 dBsm mající za následek velmi malou čtecí vzdálenost. Není demonstrována elektrická funkčnost transpondéru obsahujícího větší počet těchto rezonátorů.

Podstata vynálezu

Nedostatky výše uvedených řešení odstraňuje bezčipový radiofrekvenční transpondér pro variantní optické rozpoznávání realizovaný na dielektrickém substrátu podle předkládaného řešení. Spodní strana dielektrického substrátu je opatřena vodivou vrstvou a na jeho horní straně je umístěn vodivý motiv tvořený nejméně jedním rezonátorem ve tvaru pásku. Šířka pásku je v rozmezí 0,0001 až 0,01 λg, celková délka pásku je v rozmezí 0,005 až 0,5 λg a mezera mezi jednotlivými pásky je 0,0001 až 1 λg. Dielektrický substrát má tloušťku v rozmezí 0,0001 až 0,03 λg kde λg je vlnová délka na daném dielektrickém substrátu, jehož relativní permitivita je v rozmezí 1 až 6. Podstatou nového řešení je, že minimálně jeden z pásků vodivého motivu je opatřen alespoň na jedné podélné hraně alespoň jedním zářezem libovolného tvaru. Šířka zářezů je v rozmezí 0,0001 až 0,01 λg a jejich hloubka je v rozmezí 0,0001 až 0,01 λg. Rezonanční frekvence daného pásku fn,m, kde n je počet pásků od 1 do N a m je počet zářezů na daném pásku je v rozmezí od 0 do M. Platí, že trojnásobek nejnižšího rezonančního kmitočtu f1,M nejdelšího pásku s M zářezy je vyšší než nejvyšší referenční rezonanční kmitočet fN,0 nejkratšího pásku bez zářezu u shodného vodivého motivu tvořeného pouze pásky bez zářezů. Počet a délka pásků jsou dány požadovaným počtem n referenčních rezonancí fn,0 pásků bez zářezů.

V jedné možné variantě je proti nejdelšímu pásku umístěn alespoň jeden hladký pásek jako superreferenční rezonátor. Superreferenční rezonanční kmitočet každého z hladkých pásků je fs,1 a tento rezonanční kmitočet je menší než trojnásobek nejnižšího rezonančního kmitočtu f1,M nejdelšího pásku s M zářezy a větší než nejvyšší referenční rezonanční kmitočet fN,0 nejkratšího pásku bez zářezů. Další variantou je, že proti nejkratšímu pásku je umístěn alespoň jeden hladký pásek jako superreferenční rezonátor. Rezonanční kmitočet každého z hladkých pásků je fs2 a tento rezonanční kmitočet je menší než nejnižší rezonanční kmitočet f1,M nejdelšího pásku s M zářezy. Tyto dvě varianty lze také sloučit.

- 2 CZ 2022 - 421 A3

Ve výhodném provedení mají zářezy na jednom pásku tvar obdélníkový a/nebo polokruhový a/nebo oválný a/nebo nepravidelný. Velikosti zářezů na jednom z pásků mohou být shodné nebo různé.

Zářezy, které jsou vytvořeny po obou hranách pásku, mohou být umístěny proti sobě, proti sobě střídavě nebo tak, že se jejich protilehlé plochy částečně překrývají.

Takto je vytvořen bezčipový radiofrekvenční identifikační transpondér se zvýšenou odezvou radarového průřezu a odolností elektrických vlastností vůči přeladění v důsledku přítomnosti objektů v jeho bezprostředním okolí určeného pro kódování s vysokou prostorově-spektrální bitovou hustotou danou počtem bitů na jednotkovou plochu transpondéru a jednotkovou šířku použitého frekvenčního pásma, i více než 100 bit/λ²/GHz. Zmíněných vlastností je dosaženo díky umístění řady vodivých rezonančních pásků, kódujících referenční kmitočty prostřednictvím rezonančních poklesů na křivce RCS, v kombinaci se specifickou úpravou tvaru každého pásku. Sadou zářezů kódující informaci malými posuny referenčních rezonancí v dílčích frekvenčních pásmech. Součástí vodivého motivu mohou být jeden nebo více rezonátorů naladěných na pevný kmitočet, sloužících jako superreferenční pro automatickou detekci změny prostředí v blízkosti transpondéru. Specifické členění částí rezonančních pásků sadou zářezů, vytváří kontrastní nespojitosti, charakteristické optické vzory, které umožňují variantně rozpoznávat transpondér i opticky.

Výhodou oproti současnému stavu je podstatné zvětšení úrovně radarového průřezu RCS takto realizovaného transpondéru pro bezčipovou radiofrekvenční identifikaci RFID a současně zvětšení hloubky identifikačního poklesu v RCS odezvě. Další podstatnou výhodou je kódování informace pomocí zářezů bez nutnosti odstraňovat celé rezonátory nebo zásadně měnit jejich rozměry. Díky této vlastnosti dochází k zvýšení počtu bitů kódovaných jedním páskem, minimalizaci vlivu vzájemných vazeb jednotlivých rezonátorů a tím k zásadnímu zlepšení stability elektromagnetické odezvy transpondéru a spolehlivosti identifikace. Dalším přínosem je možnost využití jednoho nebo více pásků jako superreferenčních rezonátorů, které zajistí automatické zohlednění změn elektrických vlastností transpondéru v důsledku změn prostřední v blízkosti transpondéru. To umožní identifikaci transpondéru v reálném prostředí, mimo bezodrazovou komoru, které dosud nebylo možné realizovat s dostatečnou spolehlivostí.

Označí-li se počet pásků představující současně počet dílčích pásem N a počet zářezů v každém z nich M, pak počet bitů, které lze v elektromagnetickém spektru zakódovat je N*log2M, jelikož v principu není možné ve frekvenčním spektru rádiové odezvy detekovat polohu každého jednotlivého zářezu na pásku. Maximální počet pásků transpondéru a počet zářezů v každém pásku je omezen tím, že třetí rezonanční frekvence pásků nesmí být obsaženy v pracovním pásmu transpondéru, neboť by mohly být chybně zaměněny s informačními rezonančními kmitočty. Jeden nebo více z pásků může být využito jako superreferenční rezonátory, které neslouží ke kódování informace, ale k automatickému zohlednění změn elektrických vlastností transpondéru způsobených přeladěním všech rezonančních kmitočtů v důsledku přítomnosti objektů v jeho bezprostředním okolí. Relativně vůči posunutému superreferenčnímu kmitočtu lze pak vztahovat ostatní posunuté informační rezonanční kmitočty sloužící ke kódování informace.

Vodivá rovina na spodní straně substrátu může být souvislá nebo může obsahovat pravidelné či nepravidelné otvory libovolného tvaru o velikosti v rozmezí 0 až 0,1 λg, například mřížka. Tvar vodivé roviny a/nebo dielektrického substrátu může být libovolný.

Vodivé pásky na horní straně substrátu tvořící rezonátory, mohou být obdélníkového tvaru. Možné je také provedení, kdy je tvar pásku libovolně zakřivený s jedním či více oblouky a/nebo rozšířený/zúžený do tvaru písmene „V“. Zakřivení může být realizováno plynule nebo skokově (lomená čára). Jiný možný způsob provedení je zakončení pásků kapacitní ploškou nebo spirálou libovolného tvaru, které umožní jejich elektrické zkrácení. Spirála může být jednostranná nebo

- 3 CZ 2022 - 421 A3 oboustranná. Tvar jednotlivých pásků v rámci jednoho transpondéru může být stejný nebo se může vzájemně lišit.

Šířka i délka všech zářezů může být stejná a mohou od sebe být ekvidistantně vzdáleny. Je rovněž možné provedení, kdy mají zářezy různou šířku a/nebo délku a/nebo vzdálenosti mezi nimi mají různé rozměry. Všechny zářezy mohou být umístěny z jedné nebo zobou stran rezonančního pásku, a to proti sobě nebo se vzájemným posunem (takto lze ve struktuře pásku vytvořit např. meandr). Umístění zářezů může být v libovolné části pásku. Tvar zářezů může být libovolný, příkladem je: tvar obdélníkový, obdélníkový se zaoblenými rohy nebo kruhový.

Objasnění výkresů

Předkládané řešení bude dále popsáno pomocí přiložených výkresů. Obr. 1A znázorňuje pohled shora na výsledný transpondér, na obr. 1B je uveden pohled z boku. Na obr. 2 až 6 jsou uvedeny různé varianty provedení. Obr. 7 znázorňuje dvě varianty transpondéru: se zářezy, bez nich a odpovídající RCS odezvu.

Příklady uskutečnění vynálezu

Obecně je transpondér podle předkládaného řešení realizovaný na dielektrickém substrátu 2, jehož spodní strana je pokryta souvislou vodivou vrstvou 3, a na jehož vrchní straně je umístěn vodivý motiv rezonátoru tvořený jedním nebo více vodivými pásky 1.2. Na horní straně dielektrického substrátu 2 tloušťky 0,0001 až 0,03 λg je minimálně jeden rezonátor, například ve tvaru obdélníkového pásku 1.2. Šířka pásku 1.2 je v rozmezí 0,0001 až 0,01 λg, celková délka pásku je v rozmezí 0,005 až 0,5 λg. Pokud je pásků 1.2 více, je mezera mezi jednotlivými pásky 0,0001 až 1 λg. Minimálně jeden z pásků 1.2 vodivého motivu je opatřen alespoň na jedné podélné hraně alespoň jedním zářezem 4 libovolného tvaru. Šířka zářezů 4 je v rozmezí 0,0001 až 0,01 λg, a hloubka je v rozmezí 0,0001 až 0,01 λg. Rezonanční frekvence daného pásku 1.2 je fn,m, kde n je počet pásků 1.2 od 1 do N a m je počet zářezů 4 na daném pásku 1.2 v rozmezí od 0 do M. Platí, že trojnásobek nejnižšího rezonančního kmitočtu f1,M nejdelšího pásku 1.2 s M zářezy 4 je vyšší než nejvyšší referenční rezonanční kmitočet fN,0 nejkratšího pásku 1.2 bez zářezu 4 u shodného vodivého motivu tvořeného pouze pásky 1.2 bez zářezů 4. Počet a délka pásků 1.2 jsou dány požadovaným počtem n referenčních rezonancí fn,0 pásků 1.2 bez zářezů 4.

V páscích 1.2 vytvořené zářezy 4 slouží k dílčímu posunu informačních rezonančních frekvencí daného rezonátoru. Jeden nebo více z pásků může být využito jako superreferenční rezonátory 1.1, které neslouží ke kódování informace, ale k automatickému zohlednění změn elektrických vlastností transpondéru způsobených přeladěním rezonančních kmitočtů v důsledku přítomnosti objektů v jeho bezprostředním okolí.

Výsledkem uvedeného řešení je, že pomocí tvaru, délky a/nebo šířky vodivé vrstvy 3 lze měnit velikost a strmost frekvenčního průběhu RCS odezvy, čímž je možné významně zvýšit účinnost identifikace, respektive čtecí dosah. Současně lze optimální volbou tloušťky dielektrického substrátu 2 maximalizovat hloubku poklesů jednotlivých rezonancí na křivce RCS odezvy a zvýšit tak podstatně spolehlivost detekce. Pomocí změn délek pásků 1.2 a velikostí a počtu zářezů 4 lze měnit počet a kmitočtovou polohu rezonančních poklesů na křivce RCS odezvy a kódovat tak bitovou informaci bez nutnosti fyzicky odstraňovat některé z pásků.

Na horní straně dielektrického substrátu 2, proti nejdelšímu pásku 1.2 je možné umístit alespoň jeden hladký pásek 1.1 jako superreferenční rezonátor. Superreferenční rezonanční kmitočet každého z těchto hladkých pásků 1.1 je fs1 a je menší než trojnásobek nejnižšího rezonančního kmitočtu f1,m nejdelšího pásku 1.2 s M zářezy a větší než nejvyšší referenční rezonanční kmitočet fN,0 nejkratšího pásku 1.2 bez zářezů 4. Obdobně je možné umístit proti nejkratšímu pásku 1.2

- 4 CZ 2022 - 421 A3 alespoň jeden hladký pásek 1.1 jako superreferenční rezonátor, kde rezonanční kmitočet každého z hladkých pásků 1.1 je fs2 a je menší než nejnižší rezonanční kmitočet f1,M nejdelšího pásku 1.2 s M zářezy 4. Obě tato provedení je možné zkombinovat.

Počet rezonančních pásků 1.2 naladěných na různý kmitočet je volen podle požadovaného počtu bitů transpondéru. V případě, že bude umístěno více hladkých pásků 1.1 nebo pásků 1.2 naladěných na stejný kmitočet, dojde k prohloubení rezonančního propadu na příslušném kmitočtu.

Obr. 1A znázorňuje pohled na horní vodivou vrstvu transpondéru obsahující 13 pásků 1.2, každý s 9 zářezy a jeden superreferenční hladký pásek 1.1. Na obr. 1B je uveden pohled na transpondér z boku. Toto konkrétní uspořádání transpondéru umožňuje kódovat 43 informačních bitů a zároveň, díky superrefenčnímu pásku, zajistit jeho odolnost vůči vlivu okolního prostředí. Podrobněji je funkce vysvětlena při popisu obr. 7.

Tvar vodivé vrstvy 3 má vliv pouze na velikost celkové RCS odezvy transpondéru, s ohledem na to je možné volit ho libovolně; viz. obr. 2. Význam má především celková vodivá vrstva 3, která čím je větší, tím vyšší je celková RCS odezva transpondéru.

Pásky 1.2 lze umístit vertikálně podél svislé osy, pod libovolným úhlem nebo horizontálně; viz. obr. 3. Takové umístění umožní využít přijímací/vysílací anténu s vertikální, horizontální nebo kruhovou polarizací. Obě pozice lze kombinovat podle požadovaných polarizačních vlastností.

Na obr. 4 je znázorněno několik příkladů provedení zářezů 4. Zvolený tvar může být libovolný, podstatná pro posun rezonančního kmitočtu pásku 1.2 od superreferenčního rezonančního kmitočtu pásku 1.1 je celková délka obvodové křivky prodloužená zářezy 4.

Obr. 5 představuje několik variant elektrického zkrácení hladkých pásků 1.1 nebo pásků 1.2. Zkrácení může být provedeno pomocí zakončení jedné nebo obou stran daného pásku spirálou 5 s jedním nebo více rameny. Tvar spirály 5 je libovolný, podstatná pro účinnost zkrácení pásku je její celková elektrická délka. Jinou možností zkrácení pásku 1.2 nebo hladkého pásku 1.1 je vložení interdigitálního kapacitoru 6 do jeho struktury. Počet ramen 6.1 a rozměry interdigitální struktury může být libovolný a je dán požadovanou kapacitou a mírou zkrácení pásku.

Obr. 6 představuje ukázku několika variant tvaru pásku 1.2. Tvar vlastního pásku 1.2 může být libovolný, rozhodující je jeho celková elektrická délka určující rezonanční kmitočet. Rozšíření nebo naopak zúžení některé části pásku může sloužit k manipulaci s šířkou pásma a potažmo velikosti rezonančního poklesu.

Obr. 7 znázorňuje princip činnosti transpondéru spočívající v unikátní frekvenčně selektivní odezvě na dopadající elektromagnetickou vlnu představující unikátní bitový kód. Z poměru amplitudy a fáze vysílaného a přijatého signálu lze určit tak zvanou RCS odezvu. Kmitočtová závislost RCS odezvy vlastní vodivé vrstvy 3 na spodu dielektrického substrátu 2 má plochý charakter. V ní jsou díky elektromagneticky navázaným páskovým rezonátorům elektrické délky λg/2, tedy páskům 1.2, vytvořeny úzké poklesy odpovídající rezonančním kmitočtům f_n,m, kde n je počet pásků 1.2 od 1 do N a m je počet zářezů 4 na daném pásku 1.2 v rozmezí od 0 do M. V konkrétním zobrazeném příkladu je celkový počet pásku N = 13 a maximální počet zářezů M = 9. Pokud pásky 1.2 neobsahují zářezy 4, jejich rezonanční kmitočty fn,0 se nazývají referenčními a průběh RCS odezvy nabývá tvaru křivky 7. V případě, že pásky 1.2 obsahují počet zářezů M = 9 jsou jejich rezonanční frekvence fn,9 posunuty od referenčních rezonančních kmitočtů fn,0 nejvíce a průběh RCS odezvy nabývá tvaru křivky 8.

Rozdílné počty zářezů 4 umístěné v jednotlivých páscích 1.2, zajišťující příslušné posuny referenčních rezonančních kmitočtů fn,0 pásků 1.2 v n dílčích vzájemně se nepřekrývajících frekvenčních pásmech v rozsahu fn,9 až fn,0, vytvářejí unikátní kombinaci poloh těchto

- 5 CZ 2022 - 421 A3 kmitočtových poklesů fn,m v RCS odezvě a tvoří tak unikátní bitový kód transpondéru. Nejvyšší referenční rezonanční kmitočet fi3,o nejkratšího pásku 1.2 bez zářezu je navržen tak, aby byl nižší než trojnásobek nejnižšího referenčního rezonančního kmitočtu fi,9 nejdelšího pásku 1.2 s 9 zářezy, který je nežádoucím rezonančním kmitočtem v pracovním frekvenčním pásmu f1,9 až f13,o. Počet a délka pásků 1.2 jsou dány požadovaným počtem n a poloh referenčních rezonancí fn,o pásků 1.2 bez zářezů 4.

V případě, že je transpondér umístěn v bezprostřední blízkosti dielektrického či vodivého objektu může být využit jeden nebo více hladkých pásků 1.1 jako superreferenční rezonátor s rezonančním kmitočtem fu, umístěný nad nejvyšším pracovním kmitočtem f13,0, který neslouží ke kódování informace, ale k automatickému zohlednění změn elektrických vlastností transpondéru způsobených přeladěním všech rezonančních kmitočtů v důsledku přítomnosti objektů v jeho bezprostředním okolí. Relativně vůči posunutému superreferenčnímu kmitočtu fs1 lze pak vztahovat ostatní posunuté informační rezonanční kmitočty fn,m sloužící ke kódování informace. Superreferenční rezonanční kmitočty mohou být pro větší spolehlivost určování frekvenčních posunů informačních kmitočtů fn,m transpondéru v přítomnosti blízkých okolních objektů dva. Druhý superreferenční rezonanční kmitočet fs2, odpovídající dalšímu odlišně dlouhému hladkému pásku 1.1, může být frekvenčně umístěn pod nejnižším kmitočtem f1,9.

Optickým snímáním charakteristických optických nespojitostí na obvodu pásků tvořených například sadami zářezů 4 v jednotlivých rezonančních páscích lze rozpoznat každý unikátní transpondér současně v optickém spektru. Na obdobném principu jsou založeny optické čárové a maticové QR kódy.

Průmyslová využitelnost

Předkládané řešení je využitelné pro realizaci bezčipových radiofrekvenčních identifikačních transpondérů se zvýšenou RCS odezvou a odolností jejich elektrických vlastností vůči změnám okolí pro účely kódování informace s vysokou datovou hustotou. Řešení může být využito například k identifikaci zboží v logistice nebo osob v rámci přístupových systémů. Výhodou bezkontaktní a bezčipové identifikace je snížení výrobních nákladů a prodloužení životnosti včetně potenciálního využití technologií vodivého tisku, což je také v souladu s ekologickými přístupy.

Claims (9)

1. Bezčipový radiofrekvenční identifikační transpondér realizovaný na dielektrickém substrátu (2), jehož spodní strana je opatřena vodivou vrstvou a na jehož horní straně je umístěn vodivý motiv tvořený nejméně jedním rezonátorem ve tvaru pásku (1.2), kde šířka pásku (1.2) je v rozmezí 0,0001 až 0,01 λg, celková délka pásku (1.2) je v rozmezí 0,005 až 0,5 λg, mezera mezi jednotlivými pásky (1.2) je 0,0001 až 1 λg, dielektrický substrát (2) má tloušťku v rozmezí 0,0001 až 0,03 λg, kde λg je vlnová délka na daném dielektrickém substrátu (2), jehož relativní permitivita je v rozmezí 1 až 6, vyznačující se tím, že minimálně jeden z pásků (1.2) vodivého motivu je opatřen alespoň na jedné podélné hraně alespoň jedním zářezem (4) libovolného tvaru, kde šířka zářezů (4) je v rozmezí 0,0001 až 0,01 λg, a hloubka je v rozmezí 0,0001 až 0,01 λg, a kde rezonanční frekvence daného pásku (1.2) je fn,m, kde n je počet pásků (1.2) od 1 do N a m je počet zářezů na daném pásku (1.2) v rozmezí od 0 do M, přičemž trojnásobek nejnižšího rezonančního kmitočtu fi,M nejdelšího pásku (1.2) s M zářezy (4) je vyšší než nejvyšší referenční rezonanční kmitočet fN,0 nejkratšího pásku (1.2) bez zářezu (4) u shodného vodivého motivu tvořeného pouze pásky (1.2) bez zářezů (4) a počet a délka pásků (1.2) jsou dány požadovaným počtem n referenčních rezonancí fn,0 pásků (1.2) bez zářezů (4).

2. Bezčipový radiofrekvenční identifikační transpondér podle nároku 1, vyznačující se tím, že proti nejdelšímu pásku (1.2) je umístěn alespoň jeden hladký pásek (1.1) jako superreferenční rezonátor, kde superreferenční rezonanční kmitočet každého z hladkých pásků (1.1) je fsi a tento rezonanční kmitočet je menší než trojnásobek nejnižšího rezonančního kmitočtu fi,M nejdelšího pásku (1.2) s M zářezy (4) a větší než nejvyšší referenční rezonanční kmitočet fN,0 nejkratšího pásku (1.2) bez zářezů (4).

3. Bezčipový radiofrekvenční identifikační transpondér podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že proti nejkratšímu pásku (1.2) je umístěn alespoň jeden hladký pásek (1.1) jako superreferenční rezonátor, kde rezonanční kmitočet každého z hladkých pásků (1.1) je fs2 a tento rezonanční kmitočet je menší než nejnižší rezonanční kmitočet fi m nejdelšího pásku (1.2) s M zářezy (4).

4. Bezčipový radiofrekvenční identifikační transpondér podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že zářezy (4) na jednom pásku (1.2) mají tvar obdélníkový a/nebo polokruhový a/nebo oválný a/nebo nepravidelný.

5. Bezčipový radiofrekvenční identifikační transpondér podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že velikosti zářezů (4) na jednom z pásků (1.2) jsou shodné.

6. Bezčipový radiofrekvenční identifikační transpondér podle kteréhokoliv z nároků 1 až

4, vyznačující se tím, že velikosti zářezů (4) na jednom z pásků (1.2) jsou různé.

7. Bezčipový radiofrekvenční identifikační transpondér podle kteréhokoliv z nároků 1 až

6, vyznačující se tím, že zářezy (4), které jsou vytvořeny po obou hranách pásku (1.2), jsou umístěny proti sobě.

8. Bezčipový radiofrekvenční identifikační transpondér podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že zářezy (4), které jsou vytvořeny po obou hranách pásku (1.2), jsou umístěny proti sobě střídavě.

9. Bezčipový radiofrekvenční identifikační transpondér podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že zářezy (4), které jsou vytvořeny po obou hranách pásku (1.2), jsou umístěny tak, že se jejich protilehlé plochy částečně překrývají.