FI116989B - Testausjärjestely RFID-transpondereita varten - Google Patents

Description

Testausjärjestely RFID-transpondereita varten Keksinnön ala 5 Nyt esillä oleva keksintö kohdistuu laitteeseen transponderin seksi, joka laite käsittää ainakin säteilyelementin radiotaajuis gian säteilemiseksi transponderiin, ja vastaanottoelementir elementistä transponderin resonanssipiirin kautta kytketyn ra sen energian vastaanottamiseksi. Keksintö kohdistuu myös 10 mään transponderin testaamiseksi, joka järjestelmä käsittää koettimen, joka käsittää ainakin säteilyelementin radiotaajuis gian säteilemiseksi transponderiin, ja vastaanottoelementir elementistä transponderin resonanssipiirin kautta kytketyn ra sen energian vastaanottamiseksi. Keksintö kohdistuu lisäksi 15 mää transponderin testaamiseksi, joka menetelmä käsittää ra sen energian yhdistämisen mittauskoettimen säteilyelementt taajuisen energian säteilemiseksi transponderiin, ja säteilyele transponderin resonanssipiirin kautta kytketyn radiotaajuisen vastaanottamisen vastaanottoelementillä.

20

Keksinnön tausta • *

Passiiviset RFID-transponderit saavat energiansa suurtaajuuf

(RF field), jonka muodostaa laite, johon yleensä viitataan RFIC

i 25 tai -kytkimenä (RFID Reader tai Coupler). On olemassa useit * » · :*:a: lisoituja taajuuksia tämän suurtaajuuskentän järjestämiseksi, ·»·* ponderi tulee sovittaa toimimaan yhdellä näistä standarditaaj Tämä tarkoittaa, että transponderien sähköominaisuudet tu moida maksimivasteen antamiseksi vaaditulla taajuudella, sui 30 normien joukon mukaisesti.

• · • · 2 nanssitaajuuden tulee vastata suunnittelukriteereitä, jotta s< maksimivasteensa (eli maksimi energisoiva etäisyys), sam laatutekijä (Quality factor, Q) tulee valita sallimaan tiedonsiir vittava signaalin kaistanleveys (lukija transponderiin ja tran 5 lukijaan -viestintä).

Valmistusvaiheessa on tarpeen tarkistaa sähköominaisuudet valmistusrajoihin nähden. Transponderit, joiden resonans: ja/tai Q-tekijä on määritysrajojen ulkopuolella, eivät suoriudu 10 valla tavalla, ja tämän seurauksena ne tulee hylätä.

Joitakin kosketuksettomia menetelmiä on kehitetty mittausk testattavaan transponderiin yhdistämisen tarpeen välttämisek nilaisessa patenttihakemuksessa JP 07-248347 esitetään tes 15 kosketuksetonta testausta varten. Testauslaite käsittää kaki tanssikomponenttia, jotka sijaitsevat koaksiaalisesti rinnakk; RFID-transponderia pitää testata, testauslaite tulee sijoitta; antennin resonanssipiiriä, edullisesti siten, että testauslaittee tanssikomponenttien akselit ja antenniresonanssipiirin indi 20 komponentti ovat koaksiaalisesti. Yksi testauslaitteen indi komponenteista säteilee sähkömagneettista energiaa tietylle della. Testauslaitteen toista induktanssikomponenttia käytet; taanottimena säteilleelle sähkömagneettiselle energialle. Sätc vastaanotetun energian väliseen suhteeseen vaikuttaa si • · i ; ·* 25 induktanssikomponentin ja RFID-transponderin antenniresona induktanssikomponentin väliset sekä vastaa induktanssikomponentin ja RFID-transponderin antenniresona induktanssikomponentin väliset keskinäiset induktanssit.

: 30 Tällaista lähestymistapaa voidaan kuitenkin käyttää vain mats :···; taajuuksille, mutta siitä tulee epäkäytännöllistä kun taajuus 3 r

Keksinnön yhteenveto

Nyt esillä olevassa keksinnössä esitetään kosketukseen m< RFID-transponderien sähköominaisuuksien mittaamiseksi, jok 5 telmä perustuu kahden kytkemättömän antennin kytkemisen ponderin resonanssipiirin kautta. Yhtä antenneista käytetä* antennina. Se säteilee radiotaajuista energiaa kiinnostuksen I olevalla taajuusalueella. Toista antennia käytetään vastaano nina. Antennien muoto ja ympäristö on huolellisesti suunniteli 10 maan mahdollisimman paljon eristystä niiden välillä kytkenr moimiseksi. Tässä tilassa RX-antennin havaitsema TX-ai tuleva energia pidetään tietyn tason alapuolella kiinnostuksen I olevalla taajuusalueella. Tämä taso määrittää mittausantenr kyyden.

15

Tarkemmin sanottuna nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle on pääasiassa tunnusomaista se, että säteilyelementti ja vas elementti ovat antenneja, ja että laite käsittää suojan säteilye ja vastaanottoeiementin välillä säteilyelementin ja vastaanotto 20 tin välisen keskinäiskytkeytymisen pienentämiseksi, ja että la tää syötön radiotaajuisen energian syöttämiseksi säteilyelem ulostulon säteilyelementistä transponderin resonanssipiirin te keytyneen radiotaajuisen energian ulostuloa varten, jolloin trar rin sähköiset ominaisuudet on järjestetty määritettäväksi se i : 25 teella, mikä on laitteesta ulostulleen radiotaajuisen energia • · · :·:β: laitteeseen syötettyyn radiotaajuiseen energiaan.

*·** * · ·

Nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle järjestelmälle on pä tunnusomaista se, että säteilyelementti ja vastaanottoeleme : 30 antenneja, ja että mittauskoetin käsittää suojan säteilyelen vastaanottoeiementin välillä säteilyelementin ja vastaanottoa 4 - ulostulon säteilyelementistä transponderin resonanssipiiri kytkeytyneen radiotaajuisen energian ulostuloa varten vai meen, jossa analysointilaite on mukautettu määrittämään transpondi 5 köiset ominaisuudet sen perusteella, mikä on mittauskoettime tulleen radiotaajuisen energian suhde mittauskoettimeen syöte diotaajuiseen energiaan.

Nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle menetelmälle on pä 10 tunnusomaista se, että menetelmä käsittää antennien käytör elementtinä ja vastaanottoelementtinä, ja suojan järjestämisei elementin ja vastaanottoelementin välille säteilyelementin ja ottoelementin välisen keskinäiskytkeytymisen pienentämiseks menetelmä käsittää lisäksi seuraavat vaiheet: 15 - syötetään radiotaajuista energiaa taajuusgeneraattorista elementtiin, - vastaanotetaan säteilyelementistä transponderin resona kautta kytkeytynyttä radiotaajuista energiaa, jolloin menetelmässä määritetään transponderin sähköiset or 20 det sen perusteella, mikä on mittauskoettimesta ulostulleen ra< sen energian suhde mittauskoettimeen syötettyyn radiots energiaan.

» ·»« ::e: Nyt esillä olevan keksinnön mukainen antenni ratkaisee te: * * * : :* 25 transponderin ja testauslaitteen (esim. spektrianalysaattorin ta analysaattorin) välisen kytkennän ongelman. Antenni muodo ...T koistuneen testikoettimen tämäntyyppisten sähkölaitteiden i * varten.

:β:\· 30 Keksinnön mukainen kosketukseton menetelmä tarjoaa joita :*··; aikaisempiin standardiradiotaajuuskoettimia käyttäviin radiot* 5

Valmistusympäristöissä suoritettiin yleensä vain toiminnallii (transponderin muistisisältöjen lukeminen ja/tai kirjoittaminei menettelyn sähköisten testien sisällyttämisen mahdollisuus lisätietoja näytteiden hyväksymiseksi/hylkäämiseksi, ja p 5 tekemiseksi tilastotietojen perusteella valmistusprosessin ohja;

Piirustusten kuvaus

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten samalli 10 piirustuksiin, joissa kuva 1 kuvaa nyt esillä olevan keksinnön esimerkkisuoritu mukaista järjestelmää lohkokaaviona, 15 kuva 2 kuvaa esimerkkiä nyt esillä olevan keksinnön mi mittauskoettimesta, ja kuva 3 esittää esimerkin mittaustuloksista testistä, jotka s nyt esillä olevan keksinnön mukaisella järjestelmän 20

Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus i » * A Kuvassa 1 kuvataan lohkokaaviona esimerkki nyt esillä oleva non järjestelmästä 1. Tässä esimerkissä järjestelmä käsittää ; i 25 koettimen 2, taajuusgeneraattorin 3, vastaanottimen 4 ja an ···} laitteen 5, joka käsittää esim. näytön 5.1 mittaustulosten esitl ja muistin 5.2 mittaustulosten tallentamiseksi. Koetin 2 käsittä elementin 2.1 ja vastaanottoelementin 2.2. Siinä on myös i säteilyelementin 2.1 ja vastaanottoelementin 2.2 välillä säteil :β:\· 30 vastaanottoelementtien 2.2 välisen keskinäiskytkeytymisen m seksi. Taajuusgeneraattori 3 on yhdistetty säteilyelementtiin 2 6

Kun laite 6, esim. passiivinen RFID-transponderi, tulee testata, generaattori 3 asetetaan tuottamaan radiotaajuista energia; taajuudella. Taajuus riippuu testattavan laitteen 6 suunniteli mintataajuudesta ja toimintataajuuden sallituista toleransseis 5 voidaan esimerkiksi suunnitella toimimaan taajuusalueella, ensimmäisen taajuuden f1 ja toisen taajuuden f2 välillä, generaattori 3 asetetaan sitten tuottamaan radiotaajuista i taajuudella, joka on taajuusalueella f1-f2, eli ensimmäisen f1 taajuuden f2 välillä. Mittauskoetin 2 sijoitetaan lähelle laitetta 10 sesti lähelle laitteen 6 antennia 6.1. Antenni 6.1 on osa res piiriä, jonka kautta energia tuodaan laitteeseen 6 ja informaa retään laitteesta 6. Säteilyelementti 2.1 säteilee radiotaajuista laitteeseen 6. Osa energiasta kytketään laitteen 6 resona kautta mittauskoettimen 2 vastaanottoelementtiin 2.2. Vasta 15 vastaanottaa vastaanottoelementtiin 2.2 kytketyn radiotaajuus gian ja muodostaa pientaajuussignaalin tai tasavirtasignaalin otetun radiotaajuisen energian kentän voimakkuuden peruste) naali yhdistetään analysointilaitteeseen 5, joka voi tallentaa ii tiota signaalista muistiin 5.2 ja näyttää informaation näytöllä i 20 lysointilaite 5 voi myös näyttää referenssi-informaatiota, joka tallentaa aiemmin analysointilaitteen 5 muistiin 5.2. Nyt on ms verrata säteilyelementistä 2.1 kytketyn energian määrää ilman • * ja kun laitetta 6 testataan. Energiatasojen erotus osoittaa k} määrän ja siten laitteen 6 sähköominaisuudet mittaustaajuudell • 25 * * ··· : Nyt esillä olevan keksinnön esimerkkisuoritusmuodossa mitta men 2 sähköominaisuudet analysoidaan ja tallennetaan an; ·*· laitteen 5 muistiin 5.2 ennen mittausten suorittamista laitteelle ollen on mahdollista analysoida säteilyelementistä 2.2 vasl :e:|: 30 elementtiin 2.2 kytketyn radiotaajuisen energian erotusta ilma 6 ja kun laite 6 on lähellä mittauskoetinta 2.

7 esimerkiksi ensimmäinen taajuus f1. Sitten mittaus suoritet taajuudella ja tulos tallennetaan. Taajuusgeneraattorin 3 muutetaan hieman kohti toista taajuutta, ja mittausprosessi t tällä taajuudella. Mittaukset toistetaan koko taajuusalueella f1 5 ollen kun taajuusalue on mitattu, laitteen 6 ominaisuudet tällä alueella f1-f2 tunnetaan. Vaiheiden lukumäärä edellä kuvatuss mittausmenetelmässä riippuu mm. tarkkuudesta, jolla laite 6 t lysoida. Muutokset mittaustaajuudessa toistojen välillä eivät νέ ole lineaarisia, vaan voivat olla myös logaritmisiä. Toisin sar 10 juuden muutos on pienempi lähellä taajuusalueen alarajaa ku taajuusalueen ylärajaa.

Kun säteilyefementti 2.1, jolla on määrätyt sähköominaisuud yleensä transpondereissa on) sijoitetaan lähelle vastaanottoe 15 2.2, osa siirretystä energiasta kytketään vastaanottoelemei testattavan laitteen 6 (DUT) kautta, jonka kytketyn energian r verrannollinen testattavan laitteen 6 sähkövasteeseen siirtota< Tämä tilanne on esitetty kuvassa 2.

20 Tämän seurauksena vastaanottoelementissä 2.2 havaitun taso on suora mittaus testattavan laitteen 6 sähkövastee radiotaajuisella signaalilla läpikäydään kiinnostuksen kohtee • · ... taajuusalue, testattavan laitteen 6 taajuusvasteen käyrä saac posti.

I β β 1 ;;; 25

Mittauskoettimen 2 elementit 2.1, 2.2 tulisi suunnitella tarjoam impedanssi ja tasainen vaste edullisella taajuusalueella. Te käytetään paria säteilyelementtiä 2.1, 2.2, joita käytetään T> antenneina, joiden resonanssi on paljon korkeammalla taajuuc : 30 tämä taajuusalue.

·· * • * • * 8

Kuvassa 2 esitetään esimerkki nyt esillä olevan keksinnön mi mittauskoettimesta 2. Mittauskoetin 2 käsittää alustan 2.3, jc lyelementti 2.1 ja vastaanottoelementti 2.2 muodostetaan. Ens 5 säteilyelementtiä 2.1 ympäröi osittain ensimmäinen suoja 2. taanottoelementtiä 2.2 ympäröi osittain toinen suoja 2.5. Ki keksintöä ei ole rajoitettu tällaiseen rakenteeseen, vaan yhtä 2.4, 2.5 ei väittämättä tarvita. Suojien 2.4, 2.5 tarkoitus on n radiotaajuisten signaalinen suora kytkentä säteilyelementin 2. 10 taanottoelementin 2.2 välillä siten, että mittaustulokset olisivat lisimman luotettavia. Mittauskoetin 2 käsittää myös signaali liitännän 2.6 radiotaajuisen energian syöttämiseksi taajuusge rista 3 ja signaalin ulostuloliitännän 2.7 mittaustulosten ulostul· vastaanottimeen 4.

15

Keksinnön eräässä esimerkkisuoritusmuodossa säteilyelemer vastaanottoelementti 2.2 ovat monopoliantenneja, mutta ηη antennirakenteet ovat mahdollisia. Antennien käyttö resonar sijaan mahdollistaa sen, että mittauskoetinta 2 voidaan kä) 20 jemmalla taajuusalueella kuin tekniikan tason mittauskoettim lyelementti 2.1 ja vastaanottoelementti 2.2 voidaan tuottaa es käyttäen johtimia muodostaen ne piirilevylle, jne. Elementeiss; ... voi olla myös säteilijät.

«M* «* « • * · ; :* 25 Kuvassa 3 esitetään esimerkki mittaustuloksista testistä, j< J*:j esillä olevan keksinnön mukainen järjestelmä suoritti. Κέ '•j:‘ edustaa mittauskoettimen ominaisuuksia ilman laitetta 6 (he kentä elementtien 2.1, 2.2 välillä) ja käyrä 302 edustaa mitte men 2 ominaisuuksia kun se sijaitsee testattavan laitteen 30 (vahva kytkentä elementtien 2.1,2.2 välillä).

*«* • * • *

Claims (9)

1. Laite (2) transponderin (6) testaamiseksi, joka laite (2) kasit kin säteiiyelementin (2.1) radiotaajuisen energian säteilemisel· 5 ponderiin (6) ja vastaanottoelementin (2.2) säteilyelementii transponderin (6) resonanssipiirin kautta kytketyn radiotaajuis gian vastaanottamiseksi, tunnettu siitä, että säteilyelementti vastaanottoelementti (2.2) ovat antenneja, ja että laite käsittä (2.3) säteiiyelementin (2.1) ja vastaanottoelementin (2.2) välill; 10 elementin (2.1) ja vastaanottoelementin (2.2) välisen keskinä tymisen pienentämiseksi, ja että laite (2) käsittää syötön (2. taajuisen energian syöttämiseksi säteilyelementtiin (2.1) ja i säteilyelementistä (2.1) transponderin (6) resonanssipiirin ka keytyneen radiotaajuisen energian ulostuloa varten, jolloin trar 15 rin (6) sähköiset ominaisuudet on järjestetty määritettävi perusteella, mikä on laitteesta (2) ulostulleen radiotaajuisen suhde laitteeseen (2) syötettyyn radiotaajuiseen energiaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite (2), tunnettu siitä, ett: 20 (2.1) ja vastaanottoelementtien (2.2) resonanssitaajuudet o remmat kuin transponderin (6) resonanssipiirin resonanssitaaji * * ...

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite (2), tunnettu siitä, e! transponderin (6) resonanssipiirin resonanssitaajuuden lähel i ;* 25 taajuuksia on järjestetty syötettäväksi (2.6) kerrallaan. • · · • · « II· «

4. Järjestelmä (1) transponderin (6) testaamiseksi, joka jäi ··· :·..2 käsittää mittauskoettimen (2), joka käsittää ainakin säteilye (2.1) radiotaajuisen energian säteilemiseksi transponderiin (6 : :Ί 30 taanottoelementin (2.2) säteilyelementistä (2.1) transponc :***: resonanssipiirin kautta kytketyn radiotaajuisen energian vastai • · * - syötön (2.6) radiotaajuisen energian syött taajuusgeneraattorista (3) säteilyelementtiin (2.1), ja - ulostulon säteilyelementistä (2,1) transponderin (6) resona kautta kytkeytyneen radiotaajuisen energian ulostuloa var 5 taanottimeen (4), ja joka järjestelmä käsittää analysointilaitteen (5) ainakin ky radiotaajuisten energioiden analysoimiseksi, joka analysointilai mukautettu määrittämään transponderin (6) sähköiset omin sen perusteella, mikä on mittauskoettimesta (2) ul< 10 radiotaajuisen energian suhde mittauskoettimeen (2) s> radiotaajuiseen energiaan.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen järjestelmä (1), tunnettu $ säteily- (2.1) ja vastaanottoelementtien (2.2) resonanssitaajuu 15 korkeammat kuin transponderin (6) resonanssipiirin resonanssi

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen järjestelmä (1), tunne että se käsittää: - taajuusgeneraattorin (3) radiotaajuisen energian muodosta 20 ja - vastaanottimen (4) radiotaajuisen energian vastaanottamise • — * * * II*:

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestelmä (1), tunnettu s ; 25 useita transponderin (6) resonanssipiirin resonanssitaajuudei : olevia taajuuksia on järjestetty muodostettavaksi kerrallaan generaattorilla (3). ··♦ • · • · ·

8. Menetelmä transponderin (6) testaamiseksi, joka meneteln : 30 tää: - radiotaajuisen energian yhdistämisen mittauskoettimen (2) • φψ tunnettu siitä, että menetelmä käsittää antennien käytön elementtinä (2.1) ja vastaanottoelementtinä (2.2), ja suojan jestämisen säteilyelementin (2.1) ja vastaanottoelementin (2. säteilyelementin (2.1) ja vastaanottoelementin (2.2) välisen k1 5 kytkeytymisen pienentämiseksi, ja että menetelmä käsittää lisi raavat vaiheet: - syötetään radiotaajuista energiaa taajuusgeneraattorista (3 elementtiin (2.1), - vastaanotetaan säteilyelementistä (2,1) transponde 10 resonanssipiirin kautta kytkeytynyttä radiotaajuista energiaa jolloin menetelmässä määritetään transponderin (6) sähköisel suudet sen perusteella, mikä on mittauskoettimesta (2) uli radiotaajuisen energian suhde mittauskoettimeen (2) syötettyä taajuiseen energiaan. 15

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu sei vaiheista: säteilyelementistä 2.1 ilman transponderia (6) kytketyn määrän mittaaminen, 20. säteilyelementistä 2.1 transponderin (6) kautta kytketyn määrän mittaaminen, ja - mittaustulosten vertaaminen, jolloin energiatasojen ero kytkennän määrän ja siten transponderin (6) sähköomin mittaustaajuudelfa. • · · • .· 25 • m • » » • · 1 **· · • · · • · • · ·· ♦ • t · • · · • » » · • ·