JP2022542192A - Mfcc特徴符号化に基づく組合型超広帯域交差偏波チップレスrfidタグ - Google Patents
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Abstract
Description
前記タグパッチユニットは、6つのバーコード型共振ユニットと6つのダブルL型共振ユニットを含み、
前記バーコード型共振ユニットは、5つの同じ長方形パッチが平行に配列されかつ反時計回りに回転してなるものであり、異なるバーコード型共振ユニットの長方形パッチは、同じ幅及び間隔、異なる長さを有し、6つのバーコード型共振ユニットは、水平に配列され、異なるバーコード型共振ユニット間の間隔は、同じであり、
前記ダブルL型共振ユニットは、4つの同じ長方形パッチからなる2つのL型パッチを逆方向に組み合わせてなり、異なるダブルL型共振ユニットにおける長方形パッチは、同じ幅、異なる長さ及び間隔を有し、6つのダブルL型共振ユニットは、水平に配列され、異なるダブルL型共振ユニット間の間隔は、同じであり、
送信アンテナTXは、水平偏波の電磁波を問合せ信号として送信し、信号がタグで反射された後の散乱波は、受信アンテナRXにより取得され、受信機は、当該散乱波のスペクトルを取得し、スペクトルは、逆フーリエ変換により時間領域信号に変換され、まずプリエンファシスが行われ、次に20nsの時間ウィンドウと10nsのウィンドウ移動ステップサイズを用いて短時間フーリエ変換が行われ、さらに各フレームの12次元MFCC特徴値が抽出され、前記タグは、2~8GHzのMFCC特徴符号化方式を実現し、合計で15ビットの符号化を実現することができる、MFCC特徴符号化に基づく組合型超広帯域交差偏波チップレスRFIDタグ。
(1)バーコード型共振ユニットは低周波数帯域において品質因子が高くかつ隣接する共振ユニットに結合されにくく、ダブルL型共振ユニットは高周波数帯域において品質因子が高くかつ隣接する共振ユニットに結合されにくいという特徴を利用して、共振周波数が2~5GHz周波数帯域にある6つの異なる大きさのバーコード型共振ユニット、及び共振周波数が5~8GHz周波数帯域にある6つの異なる大きさのダブルL型共振ユニットを設計し、当該タグ設計は、スペクトル利用率を向上させ、より多くの異なるMFCC特徴値を取得することに役立つ。
(2)入射波交差偏波方向におけるタグ散乱波のRCS図を用いて、MFCC特徴抽出を行い、環境における入射波共偏波方向のノイズの干渉を回避し、理論上、環境においてノイズがいずれも入射波共偏波方向偏波であるため、当該タグ設計は、実践環境において測定されたスペクトルの正確性を向上させ、より正確なMFCC特徴を取得することに役立つ。
図1に示すように、MFCC特徴符号化に基づく組合型超広帯域交差偏波チップレスRFIDタグの作業システムであって、RFIDリーダー、送信アンテナTX、受信アンテナRX及びタグから構成され、送信アンテナTXは、水平偏波の電磁波を問合せ信号として送信し、信号がタグで反射された後の散乱波は、受信アンテナRXにより垂直偏波方向に取得されることができ、受信機は、当該散乱波のスペクトルを取得し、スペクトルは、逆フーリエ変換により時間領域信号に変換され、まずプリエンファシスが行われ、次に20nsの時間ウィンドウと10nsのウィンドウ移動ステップサイズを用いて短時間フーリエ変換が行われ、さらに各フレームの12次元MFCC (Mel Frequency Cepstrum Coefficient,メル周波数ケプストラム係数)特徴値が抽出される。タグは、2~8GHzのMFCC特徴符号化方式を実現し、合計で15ビットの符号化を実現することができる。
Claims (10)
- タグパッチユニット、媒体基板及び接地層を含む、MFCC特徴符号化に基づく組合型超広帯域交差偏波チップレスRFIDタグであって、
前記タグパッチユニットは、媒体基板の上面に位置し、前記接地層は、媒体基板の下面に位置し、
前記タグパッチユニットは、6つのバーコード型共振ユニットと6つのダブルL型共振ユニットを含み、
前記バーコード型共振ユニットは、5つの同じ長方形パッチが平行に配列されかつ反時計回りに回転してなるものであり、異なるバーコード型共振ユニットの長方形パッチは、同じ幅及び間隔、異なる長さを有し、6つのバーコード型共振ユニットは水平に配列され、異なるバーコード型共振ユニット間の間隔は、同じであり、
前記ダブルL型共振ユニットは、4つの同じ長方形パッチからなる2つのL型パッチを逆方向に組み合わせてなり、異なるダブルL型共振ユニットにおける長方形パッチは、同じ幅、異なる長さ及び間隔を有し、6つのダブルL型共振ユニットは、水平に配列され、異なるダブルL型共振ユニット間の間隔は、同じであり、
送信アンテナTXは、水平偏波の電磁波を問合せ信号として送信し、信号がタグで反射された後の散乱波は、受信アンテナRXにより取得され、受信機は当該散乱波のスペクトルを取得し、スペクトルは逆フーリエ変換により時間領域信号に変換され、まずプリエンファシスが行われ、次に20nsの時間ウィンドウと10nsのウィンドウ移動ステップサイズを用いて短時間フーリエ変換が行われ、さらに各フレームの12次元MFCC特徴値が抽出され、前記タグは、2~8GHzのMFCC特徴符号化方式を実現し、合計で15ビットの符号化を実現することができる
ことを特徴とするMFCC特徴符号化に基づく組合型超広帯域交差偏波チップレスRFIDタグ。 - 前記バーコード型共振ユニットとダブルL型共振ユニットは何れも複数の長方形パッチからなり、長方形パッチの幅が何れも同じであり、長方形パッチの長さが共振周波数点に決定的な役割を果たし、長方形パッチの長さが長いほど、共振周波数が低くなる
ことを特徴とする請求項1に記載のMFCC特徴符号化に基づく組合型超広帯域交差偏波チップレRFIDタグ。 - 前記タグの1行目は、6つのバーコード型共振ユニットを有し、前記タグの2行目は、6つのダブルL型共振ユニットを有し、各行には、異なるサイズの共振ユニットを減少させることにより、異なるタグの12次元MFCC特徴値の区分が実現される
ことを特徴とする請求項1に記載のMFCC特徴符号化に基づく組合型超広帯域交差偏波チップレスRFIDタグ。 - バーコード型共振ユニットの回転角度を変更することにより、異なるタグの12次元MFCC特徴値の区分が実現される
ことを特徴とする請求項1に記載のMFCC特徴符号化に基づく組合型超広帯域交差偏波チップレスRFIDタグ。 - 前記バーコード型共振ユニットは、最高点で水平に一列に配列され、前記ダブルL型共振ユニットは、中心点で水平に一列に配列される
ことを特徴とする請求項1に記載のMFCC特徴符号化に基づく組合型超広帯域交差偏波チップレスRFIDタグ。 - 各共振ユニットの寸法の大きさ、回転角度は、特定のMFCC特徴値を生成する
ことを特徴とする請求項1に記載のMFCC特徴符号化に基づく組合型超広帯域交差偏波チップレスRFIDタグ。 - タグの散乱波の時間領域信号のMFCC特徴が抽出され、機械精度が許可される場合に、共振ユニットの変化の有無及び回転変化によるMFCC特徴値の変化が区別されることによって、符号化が実現される
ことを特徴とする請求項1に記載のMFCC特徴符号化に基づく組合型超広帯域交差偏波チップレスRFIDタグ。 - 前記送信アンテナTXは、アクセス電磁波を送信する役割を果たし、受信アンテナRXは、タグの散乱波を検出する役割を果たし、前記送信アンテナTXと受信アンテナRXの最高動作周波数は8GHzより高い
ことを特徴とする請求項1に記載のMFCC特徴符号化に基づく組合型超広帯域交差偏波チップレスRFIDタグ。 - 前記タグの異なる行は、異なる形状の共振ユニットに対応し、各行は、異なるサイズで同じ形状の共振ユニットを追加することにより、符号化ビット数を増加させ、
バーコード型共振ユニットに対して、その回転角度を変更することにより、符号化ビット数を増加させることができる
ことを特徴とする請求項1に記載のMFCC特徴符号化に基づく組合型超広帯域交差偏波チップレスRFIDタグ。 - 前記媒体基板は、140mm×54mmの矩形板であり、厚さが0.2mmであり、Rogers RO4003C材料を採用し、
前記タグパッチユニットは金属板でエッチングされてなるものであり、厚さが0.035mmであり、
前記接地層の厚さが0.2mmであり、
前記長方形パッチの幅が何れも2mmである
ことを特徴とする請求項1に記載の超広帯域交差偏波チップレスRFIDタグ。
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