NL1016416C2 - Measuring and testing device for radio frequency identification labels, measures magnetic dipole moment of label response signal as function of investigation signal - Google Patents

Measuring and testing device for radio frequency identification labels, measures magnetic dipole moment of label response signal as function of investigation signal Download PDF

Info

Publication number
NL1016416C2
NL1016416C2 NL1016416A NL1016416A NL1016416C2 NL 1016416 C2 NL1016416 C2 NL 1016416C2 NL 1016416 A NL1016416 A NL 1016416A NL 1016416 A NL1016416 A NL 1016416A NL 1016416 C2 NL1016416 C2 NL 1016416C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
measuring
antenna
label
measuring device
signal
Prior art date
Application number
NL1016416A
Other languages
Dutch (nl)
Inventor
Tallienco Wieand Harm Fockens
Original Assignee
Nedap Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nedap Nv filed Critical Nedap Nv
Priority to NL1016416A priority Critical patent/NL1016416C2/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1016416C2 publication Critical patent/NL1016416C2/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V13/00Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices covered by groups G01V1/00 – G01V11/00
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/0095Testing the sensing arrangement, e.g. testing if a magnetic card reader, bar code reader, RFID interrogator or smart card reader functions properly
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10009Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
    • G06K7/10316Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves using at least one antenna particularly designed for interrogating the wireless record carriers
    • G06K7/10346Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves using at least one antenna particularly designed for interrogating the wireless record carriers the antenna being of the far field type, e.g. HF types or dipoles
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10009Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
    • G06K7/10366Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves the interrogation device being adapted for miscellaneous applications
    • G06K7/10465Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves the interrogation device being adapted for miscellaneous applications the interrogation device being capable of self-diagnosis, e.g. in addition to or as part of the actual interrogation process
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/22Electrical actuation
    • G08B13/24Electrical actuation by interference with electromagnetic field distribution
    • G08B13/2402Electronic Article Surveillance [EAS], i.e. systems using tags for detecting removal of a tagged item from a secure area, e.g. tags for detecting shoplifting
    • G08B13/2405Electronic Article Surveillance [EAS], i.e. systems using tags for detecting removal of a tagged item from a secure area, e.g. tags for detecting shoplifting characterised by the tag technology used
    • G08B13/2408Electronic Article Surveillance [EAS], i.e. systems using tags for detecting removal of a tagged item from a secure area, e.g. tags for detecting shoplifting characterised by the tag technology used using ferromagnetic tags
    • G08B13/2411Tag deactivation
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/22Electrical actuation
    • G08B13/24Electrical actuation by interference with electromagnetic field distribution
    • G08B13/2402Electronic Article Surveillance [EAS], i.e. systems using tags for detecting removal of a tagged item from a secure area, e.g. tags for detecting shoplifting
    • G08B13/2405Electronic Article Surveillance [EAS], i.e. systems using tags for detecting removal of a tagged item from a secure area, e.g. tags for detecting shoplifting characterised by the tag technology used
    • G08B13/2414Electronic Article Surveillance [EAS], i.e. systems using tags for detecting removal of a tagged item from a secure area, e.g. tags for detecting shoplifting characterised by the tag technology used using inductive tags
    • G08B13/2417Electronic Article Surveillance [EAS], i.e. systems using tags for detecting removal of a tagged item from a secure area, e.g. tags for detecting shoplifting characterised by the tag technology used using inductive tags having a radio frequency identification chip
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/22Electrical actuation
    • G08B13/24Electrical actuation by interference with electromagnetic field distribution
    • G08B13/2402Electronic Article Surveillance [EAS], i.e. systems using tags for detecting removal of a tagged item from a secure area, e.g. tags for detecting shoplifting
    • G08B13/2465Aspects related to the EAS system, e.g. system components other than tags
    • G08B13/2468Antenna in system and the related signal processing
    • G08B13/2471Antenna signal processing by receiver or emitter
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B29/00Checking or monitoring of signalling or alarm systems; Prevention or correction of operating errors, e.g. preventing unauthorised operation
    • G08B29/12Checking intermittently signalling or alarm systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2208Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
    • H01Q1/2225Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems used in active tags, i.e. provided with its own power source or in passive tags, i.e. deriving power from RF signal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)

Abstract

The device measures the size of the magnetic dipole moment of the response signal from an inductive radio frequency identification (RFID) label (12) as a function of an investigation signal with a specific frequency and magnetic field strength. An Independent claim is also included for a measuring and testing device for RFID labels which measures the size of the electric dipole moment of the response signal from an inductive RFID label as a function of an investigation signal with a specific frequency and electric field strength.

Description

- 1 -- 1 -

Meetapparaat voor het testen van RFID labels.Measuring device for testing RFID labels.

5 RFID (Radio Frequency IDentification) labels zijn labels die gebruikt worden voor een groot scala aan toepassingen, zoals het identificeren van goederen, personen, dieren, respectievelijk ten dienste van logistiek, toegangscontrole, veemanagement, etc. Ook winkeldiefstaldetectie met behulp van resonante labels vallen onder deze categorie.5 RFID (Radio Frequency IDentification) labels are labels that are used for a wide range of applications, such as identifying goods, people, animals, respectively in the service of logistics, access control, livestock management, etc. Shoplifting detection using resonant labels is also covered under this category.

10 Bij RFID wordt in grote meerderheid gebruik gemaakt van magnetische koppeling tussen de ondervraageenheid (leesstation) en een of meer labels. Deze systemen worden ook wel inductieve identificatiesystemen genoemd. Echter koppeling door middel van het elektrische veld (capacitieve systemen), of door middel van elektromagnetische golven (EM systemen), behoort ook tot de mogelijkheden.In RFID, a large majority uses magnetic coupling between the interrogation unit (reading station) and one or more labels. These systems are also called inductive identification systems. However, coupling by means of the electric field (capacitive systems), or by means of electromagnetic waves (EM systems), is also possible.

15 Het meetapparaat volgens de uitvinding is voornamelijk gericht op het testen van RFID labels, die gebruik maken van magnetische (inductieve) koppeling.The measuring device according to the invention is mainly focused on testing RFID labels that use magnetic (inductive) coupling.

De principes, waar het meetapparaat volgens de uitvinding op gebaseerd is, zijn echter voor een groot deel ook toepasbaar voor capacitieve systemen en voor EM systemen. Met behulp 20 van enige variaties in de uitvoering van het meetapparaat, is het meetapparaat volgens de uitvinding ook inzetbaar voor het meten aan labels voor capacitieve systemen en voor EM systemen. Voorzover toepasbaar zullen deze toepassingen en bijbehorende variaties onder de uitvinding geacht worden te vallen.The principles on which the measuring device according to the invention is based are, however, to a large extent also applicable for capacitive systems and for EM systems. With the aid of some variations in the design of the measuring device, the measuring device according to the invention can also be used for measuring on labels for capacitive systems and for EM systems. To the extent applicable, these applications and associated variations are understood to fall within the scope of the invention.

25 Figuur 1 toont de basisschakeling van een inductieve RFID label.Figure 1 shows the basic circuit of an inductive RFID tag.

Figuur 2 geeft de koppeling weer van een RFID label naar de ondervraageenheid.Figure 2 shows the link from an RFID tag to the interrogator.

Figuur 3 toont de resonantiecurves van het resonantiecircuit in een RFID label.Figure 3 shows the resonance curves of the resonance circuit in an RFID tag.

Figuur 4 toont het vectordiagram van het responssignaal van een RFID label als gevolg van stimulering door een ondervraagveld, en de relatie tussen de resonantieffequentie van het 30 labelcircuit en de frequentie van het ondervraagsignaal.Figure 4 shows the vector diagram of the response signal of an RFID tag as a result of stimulation by an interrogation field, and the relationship between the resonance frequency of the tag circuit and the frequency of the interrogation signal.

101 64 1 δ”' - 2 -101 64 1 δ "" - 2 -

Figuur 5 geeft de black box voorstelling van een RFID label met zijn ondervraagsignaal en responssignaal.Figure 5 shows the black box representation of an RFID label with its interrogation signal and response signal.

Figuur 6 toont een testopstelling voor RFED labels volgens de bestaande techniek.Figure 6 shows a test arrangement for RFED labels according to the existing technique.

Figuur 7 toont een voorbeeld van een testopstelling voor RFID labels volgens de uitvinding. 5 Figuur 8 toont het principe van een meetopstelling voor capacitieve labels.Figure 7 shows an example of a test arrangement for RFID labels according to the invention. Figure 8 shows the principle of a measuring arrangement for capacitive labels.

Figuur 9 toont een voorbeeld van een realisatie van een meetopstelling voor capacitieve labels.Figure 9 shows an example of a realization of a measuring arrangement for capacitive labels.

Figuur 10 toont het principe van een meetopstelling voor EM labels.Figure 10 shows the principle of a measurement setup for EM labels.

Figuur 11 toont het principe van een alternatieve meetopstelling voor EM labels.Figure 11 shows the principle of an alternative measurement setup for EM labels.

10 Figuur 12 toont de principiële elektrische schakeling van het RFID label meetapparaat volgens de uitvinding.Figure 12 shows the basic electrical circuit of the RFID label measuring device according to the invention.

Figuur 13 toont de principiële elektrische schakeling van het RFID label meetapparaat volgens een variant van de uitvinding.Figure 13 shows the basic electrical circuit of the RFID label measuring device according to a variant of the invention.

Figuur 14 toont het spectrum dat optreedt bij RFID labels, die gebruik maken van een 15 subdraaggolf, die ASK of PSK gemoduleerd wordt met in het label opgeslagen data.Figure 14 shows the spectrum that occurs with RFID labels, which use a subcarrier, which is ASK or PSK modulated with data stored in the label.

Figuur 15 toont de principiële elektrische schakeling van het RFID label meetapparaat volgens een tweede variant van de uitvinding.Figure 15 shows the basic electrical circuit of the RFID label measuring device according to a second variant of the invention.

Figuur 16 toont het spectrum dat optreedt bij RFED labels, die gebruik maken van een subdraaggolf, die FSK gemoduleerd wordt met in het label opgeslagen data.Figure 16 shows the spectrum that occurs with RFED labels that use a subcarrier that is FSK modulated with data stored in the label.

20 Figuur 17 toont de principiële elektrische schakeling van het RFID label meetapparaat volgens de uitvinding voor elektromagnetische labels.Figure 17 shows the basic electrical circuit of the RFID label measuring device according to the invention for electromagnetic labels.

Het basiscomponent van een RFID label wordt gevormd door een resonantiekring zoals schematisch weergegeven in figuur 1.The basic component of an RFID tag is formed by a resonant circuit as shown schematically in Figure 1.

25 Resonator 1 is opgebouwd uit elektrische componenten als spoel 2, condensator 3. Weerstand 4 is meestal niet als separaat component aanwezig, maar representeert de elektrische verliezen in de spoel en in de condensator.Resonator 1 is composed of electrical components such as coil 2, capacitor 3. Resistance 4 is usually not present as a separate component, but represents the electrical losses in the coil and in the capacitor.

Resonator 1 kan ook uit niet elektrische componenten bestaan. Een voorbeeld daarvan is het magneto-akoestische label. Daarin resoneert een metalen plaatje in een mechanische trilling, S -“· '* ·, . r i' i - 3 - waarbij een magnetische koppeling plaatsvindt door middel van het magneto-strictieve effect onder invloed van een tweede plaatje dat zorgt draagt voor een magnetisch bias veld.Resonator 1 can also consist of non-electrical components. An example of this is the magneto-acoustic label. A metal plate resonates in a mechanical vibration, S - “· '* ·,. wherein a magnetic coupling takes place by means of the magneto-strictive effect under the influence of a second plate which provides for a magnetic bias field.

In dit geval geven de componenten spoel 2, condensator 3 en weerstand 4 een elektrisch vervangingsschema, dat de fysische effecten van het magneto-akoestische label representeert. 5In this case, the components coil 2, capacitor 3 and resistor 4 provide an electrical replacement diagram that represents the physical effects of the magneto-acoustic label. 5

Figuur 2 geeft de koppeling weer van het label naar de ondervraageenheid. Zendspoel 5 wekt een primair magnetisch veld 6 op met de grootte Hprim als gevolg van de stroom in spoel 5 ter grootte Itx, Indien het label in het primaire magnetische veld 6 gebracht wordt, zal in de spoel 2 van het label een elektro-motorische kracht van inductie ter grootte Vinii 10 gegenereerd worden, in figuur 2 gerepresenteerd door spanningsbron 7.Figure 2 shows the coupling from the label to the interrogation unit. Transmit coil 5 generates a primary magnetic field 6 of the magnitude Hprim as a result of the current in coil 5 of the magnitude Itx. If the label is introduced into the primary magnetic field 6, an electro-motor force will be produced in the coil 2 of the label. of inductance Vinii 10 is generated, represented in Figure 2 by voltage source 7.

Voor Vind geldt: ., dHprimFor Vind applies:., DHprim

Vind ~ ~μ dt (J) waarin μ de magnetische permeabiliteit is, en Hprim de veldsterkte ter plaatse van het label, waarbij de as van spoel 2 samenvalt met de richting van het magnetische veld.Find ~ ~ μ dt (J) where μ is the magnetic permeability, and Hprim the field strength at the label, where the axis of coil 2 coincides with the direction of the magnetic field.

15 Uit formule (1) volgt dat ingeval Hprim een sinusvormige functie van de tijd t is met (Hprim)/™f als amplitude, Vind ook een sinusvormige functie van de tijd is, maar 90° in fase achter loopt t.o.v. van Hprim.From formula (1) it follows that in case Hprim is a sinusoidal function of time t with (Hprim) / ™ f being the amplitude, Find is also a sinusoidal function of time, but is 90 ° in phase lag with respect to Hprim.

Ofwel als:Either as:

Hprim (t) (Hprim)max cos (lïtfct) (2) 20 dan is:Hprim (t) (Hprim) max cos (lftfct) (2) then 20 is:

Vind (t) = qM (Hpriu^max COS (2jtfct — 71 f2.) (3)Find (t) = qM (Hpriu max COS (2jtfct - 71 f2.) (3)

Vind (0 = (Hprif^max SlTl (2.Jtf ct) (4)Find (0 = (Hprif ^ max SlTl (2.Jtf ct) (4)

De inductiespanning Vind laat in de seriekring, bestaande uit spoel 2 met zelfinductie L\, 25 condensator 3 met capaciteit C1} en seriële verliesweerstand 4 ter grootte een stroom Itabel lopen. De grootte en de fase van Iiabei hangt af van de frequentie fc van het ondervraagsignaal en van de resonantiefrequentie /0 van de labelkring. We kunnen schrijven: Λ ii b i '' ' ·" a - 4 - 1label _ _\_ _ J_ 1 V'w *<1 + !Q&-u>) X* ' 1 + Λ2ν (5) met _ fc fo V ~ Fo~ 7c (6) 5 en e = toThe induction voltage Vind runs a current Itabel in the series circuit consisting of coil 2 with inductance L \, capacitor 3 with capacitance C1} and serial loss resistor 4 the size of. The magnitude and phase of Iiabei depends on the frequency fc of the interrogation signal and on the resonance frequency / 0 of the label circuit. We can write: Λ ii bi '' '· "a - 4 - 1label _ _ \ _ _ J_ 1 V'w * <1 +! Q & -u>) X *' 1 + Λ2ν (5) with _ fc fo V ~ Fo ~ 7c (6) 5 and e = to

Voor de absolute waarde van de stroom Iim geldt: I label ^ v~i ~ VoTëV) <8)The following applies to the absolute value of the current Iim: I label ^ v ~ i ~ VoTëV) <8)

Voor de fasehoek tussen de stroom fabel en de spanning Vind geldt: ,0 “*fê)= -arctg(öv) rnThe following applies to the phase angle between the current fable and the voltage Find:, 0 “* fê) = -arctg (öv) rn

Betrekking (8) geeft de bekende resonantiecurve, zoals getekend is in het bovenste deel van figuur 3. In het onderste deel is de faserelatie tussen Ilabel en Vind getekend. Wanneer de frequentie van het ondervraagsignaal fc gelijk is aan de resonantiefrequentie fo, dus v = 0 15 volgens betrekking (6), dan is het faseverschil tussen Ilabet en Vind nul. Voor fc < f0, dus v < 0, ligt het faseverschil tussen 0 en 90 graden, dus loopt de stroom //aèe/ door de labelspoel 2 voor op de inductiespanning Vim/.Voor fc > f0, dus v > 0, ligt het faseverschil tussen 0 en -90 graden. I!abet loopt dus achter bij Vind.Relation (8) gives the known resonance curve, as shown in the upper part of Figure 3. In the lower part, the phase relationship between Ilabel and Vind is drawn. If the frequency of the interrogation signal fc is equal to the resonance frequency f 0, thus v = 0 according to relation (6), then the phase difference between Ilabet and Vind is zero. For fc <f0, so v <0, the phase difference is between 0 and 90 degrees, so the current // aèe / through the label coil 2 is ahead of the induction voltage Vim /. For fc> f0, so v> 0, it is phase difference between 0 and -90 degrees. I! Abet is therefore lagging behind Vind.

20 Echter de inductiespanning Vind loopt reeds 90 graden achter bij het primaire magnetische veld Hprim, zodat het faseverschil tussen Itabei en Hprim ligt tussen 0° en -180°. De schaal voor het faseverschil tussen ΙιΜ en Hprim is getekend aan de rechterzijde van het onderste deel van figuur 3.However, the induction voltage Vind is already 90 degrees behind the primary magnetic field Hprim, so that the phase difference between Itabei and Hprim is between 0 ° and -180 °. The scale for the phase difference between ΙιΜ and Hprim is drawn on the right-hand side of the lower part of Figure 3.

a - 5 -a - 5 -

In figuur 4 is het vectordiagram getekend met de vectoren Hprim, Vm, en Itabel- Daarin is dé richting van Vind vast (ten opzichte van vector maar die van I 1^1 is afhankelijk van de frequentie. De richting van 11^1 valt samen met die van Vind indien de frequentie van het ondervraagsignaal gelijk is aan de resonantiefrequentie van het label.In figure 4, the vector diagram is drawn with the vectors Hprim, Vm, and Itabel - in which the direction of Vind is fixed (with respect to vector but that of I 1 ^ 1 is dependent on the frequency. The direction of 11 ^ 1 coincides with that of Find if the frequency of the interrogation signal is equal to the resonance frequency of the label.

5 In figuur 4 is tevens cirkel 8 getekend. Deze cirkel is de meetkundige plaats van alle mogelijke vectoren Ilabel als functie van de genormeerde frequentie v.In figure 4 circle 8 is also drawn. This circle is the geometric location of all possible vectors Ilabel as a function of the standardized frequency v.

Pijl 9 geeft de richting aan waarin de cirkel 8 doorlopen wordt indien de frequentie van laag naar hoog wordt gevarieerd. De punten v = en v = ^ geven de frequenties aan waarop de fasehoek -45° en -135° bedraagt. De amplitude is daar 1/V2 maal de topwaarde, oftewel 10 -3 dB. Het frequentieverschil tussen beide punten wordt de -3 dB bandbreedte genoemd en heeft de grootteArrow 9 indicates the direction in which the circle 8 is traversed if the frequency is varied from low to high. The points v = and v = ^ indicate the frequencies at which the phase angle is -45 ° and -135 °. The amplitude there is 1 / V2 times the peak value, or 10 -3 dB. The frequency difference between the two points is called the -3 dB bandwidth and has the size

De stroom Ilabel door spoel 2 van het label veroorzaakt een secondair magnetisch veld 10, ter grootte Hsec, in gelijke fase met Ilabel- Dit secondaire veld is de respons van het label op 15 de stimulus van het label door het primaire veld Hprim, en induceert een spanning in ontvangstspoel 11 in figuur 2.The current Ilabel through coil 2 of the label causes a secondary magnetic field 10, the size Hsec, in the same phase with Ilabel. This secondary field is the response of the label to the stimulus of the label by the primary field Hprim, and induces a voltage in receiving coil 11 in Figure 2.

De sterkte van het secondaire veld is afhankelijk van de plaats in de ruimte t.o.v. het label, en is dus geen eenduidige parameter, die de respons van het label representeert. Echter omdat 20 het label doorgaans kleine afmetingen heeft t.o.v. de afstand tussen zendspoel 5 en het label, kan de vorm van het magnetische veld van het label voldoende goed gerepresenteerd worden door het veld van een magnetische dipool. De grootte van de veldsterkte op ieder punt in de ruimte kan dan berekend worden uit het magnetisch dipoolmoment, m, van het label. De grootte wordt gegeven door: 25 m = NΟΙΐΜ (10) waarin N het aantal windingen van labelspoel 2 is, en O de omvatte oppervlakte.The strength of the secondary field depends on the location in the space relative to the label, and is therefore not an unequivocal parameter representing the response of the label. However, because the label generally has small dimensions relative to the distance between the transmitter coil 5 and the label, the shape of the magnetic field of the label can be sufficiently well represented by the field of a magnetic dipole. The magnitude of the field strength at each point in the space can then be calculated from the magnetic dipole moment, m, of the label. The magnitude is given by: 25 m = NΟΙΐΜ (10) where N is the number of turns of label reel 2, and O is the area covered.

De relatie tussen respons en stimulus van het label wordt nu gegeven door: mThe relationship between label response and stimulus is now given by: m

Hprim 101641Gm d - 6 -Hprim 101641Gm d - 6 -

De grootte van deze verhouding wordt gegeven door het effectief (magnetisch) volume: ,, m v-eff = 77— (11) H-primThe magnitude of this ratio is given by the effective (magnetic) volume: ,, m v-eff = 77— (11) H-prim

De fase relatie wordt gegeven door: “*Ê)= -m**m - § 5The phase relationship is given by: “* Ê) = -m ** m - § 5

Het boven beschreven label is een passief label zoals gebruikt wordt in diefstaldetectie systemen. Indien het label gebruikt wordt voor identificatie in strikte zin, waarbij in het label op digitale wijze een nummer of andere informatie wordt opgeslagen, wordt het 10 responssignaal gemoduleerd met de betreffende informatie. Dat wil zeggen dat van het responssignaal een of meer parameters in de tijd gevarieerd wordt, of worden. Dit type labels wordt hier aangeduid met de term actieve labels.The label described above is a passive label as used in theft detection systems. If the tag is used for strict identification, where a number or other information is stored digitally in the tag, the response signal is modulated with the relevant information. That is, one or more parameters of the response signal is or become varied over time. This type of labels is referred to here as the active labels.

Met betrekking tot het responssignaal zijn twee parameters voor modulatie beschikbaar: • de amplitude, 15 · de fase.With regard to the response signal, two parameters for modulation are available: • the amplitude, • the phase.

Uit de vergelijkingen (8), (10) en (11) volgt dat de amplitude bepaald wordt door Q, en Daar Rs een verlies weerstand is, wordt het effect daarvan ook uitgedrukt in Q volgens formule (7), zodat er een direct en lineair verband bestaat tussen v_eff en Q.From equations (8), (10) and (11) it follows that the amplitude is determined by Q, and since Rs is a loss resistance, the effect thereof is also expressed in Q according to formula (7), so that there is a direct and There is a linear relationship between v_eff and Q.

20 Amplitude modulatie wordt dus gegenereerd met behulp van modulatie van Q. Een wijze om dat technisch te realiseren, is het schakelen van een extra dempingsweerstand parallel aan afstemcondensator Cl.Amplitude modulation is thus generated with the help of modulation of Q. One way to realize that technically is to connect an additional damping resistor in parallel with tuning capacitor C1.

Overeenkomstig formules (12) en (6) wordt fasemodulatie gegenereerd door de 25 resonantieffequentie van de labelkring, f0, te moduleren. Dat kan gerealiseerd worden door de afstemcondensator Cl variabel te maken, bijvoorbeeld door een extra condensator parallel te schakelen.According to formulas (12) and (6), phase modulation is generated by modulating the resonance frequency of the label circuit, f0. This can be achieved by making the tuning capacitor C1 variable, for example by connecting an additional capacitor in parallel.

d - 7 -d - 7 -

De data kan rechtstreeks gemoduleerd worden op het responssignaal (NRZ), via een kanaalcodermg zoals Manchester codering, of via een subdraaggolf, die op een groot aantal wijzen, zoals bij de vakman in de telecommunicatietechniek bekend, met data gemoduleerd kan worden.The data can be modulated directly on the response signal (NRZ), via a channel coding such as Manchester coding, or via a subcarrier, which can be modulated with data in a large number of ways, as is known to those skilled in the telecommunications art.

55

De praktisch toepassing stelt functionele eisen aan het label. Deze functionele eisen zijn daarmee bepalend voor het specificeren, meten en testen aan labels; de technische oplossingen waarmee het label gerealiseerd is, is voor het meten niet van belang, en daarmee ook niet voor de uitvinding.The practical application places functional requirements on the label. These functional requirements therefore determine the specification, measurement and testing of labels; the technical solutions with which the label is realized is not important for measuring, and therefore not for the invention.

10 De opgave voor het testen en meten aan RFID labels is het meten van de respons van een label op de aangelegde stimulus, waarbij het label als een black box beschouwd wordt. Figuur 5 illustreert deze benadering. Daarin is met box 12 het te testen label aangegeven, waarbij het label aangestuurd wordt met stimulus 13, en het label reageert met respons 14. Aan stimulus 13 kan een aantal parameters van het stimulus- of ondervraagsignaal gekoppeld 15 worden. Voorbeelden daarvan zijn: de draaggolffequentie fc, de veldsterkte Hprim, en de modulatiediepte md.The task for testing and measuring on RFID labels is to measure the response of a label to the applied stimulus, whereby the label is considered as a black box. Figure 5 illustrates this approach. Box 12 indicates the label to be tested, whereby the label is driven with stimulus 13, and the label responds with response 14. To stimulus 13 a number of parameters of the stimulus or interrogation signal can be coupled. Examples are: the carrier sequence fc, the field strength Hprim, and the modulation depth md.

Ook aan het responssignaal 14 kunnen parameters gekoppeld worden: magnetisch dipoolmoment m, fase van het responssignaal t.o.v. het ondervraagsignaal 0, subdraaggolffrequentie fsub, magnetisch dipoolmoment van een subdraaggolfcomponent 20 tftsubi etc.Parameters can also be linked to the response signal 14: magnetic dipole moment m, phase of the response signal relative to the interrogation signal 0, subcarrier frequency fsub, magnetic dipole moment of a subcarrier component 20 tftsubi etc.

Een RFID label kan spontaan starten met het uitzenden van het responssignaal zodra het in het ondervraagveld van het leesstation komt. Dit type labels wordt genoemd: Tag Talk First. Echter sommige typen labels beginnen pas met uitzenden van een responssignaal wanneer ze 25 daartoe door het leesstation uitgenodigd worden door middel van een weksignaal: Reader Talk First. In het bijzonder worden deze labels toegepast in systemen, waarin het mogelijk is dat meerdere labels gelijktijdig in het ondervraagveld aanwezig kunnen zijn. Een dergelijk weksignaal is dan een onderdeel van een anti-collision protocol, waarmee voorkomen wordt dat meerdere labels gelijktijdig hun informatie uitzenden, en elkaar daarbij storen.An RFID tag can spontaneously start sending the response signal as soon as it enters the interrogation field of the reading station. This type of label is called: Tag Talk First. However, some types of labels only start sending a response signal when they are invited to do so by the reading station by means of a wake-up signal: Reader Talk First. In particular, these labels are used in systems in which it is possible that several labels may be present simultaneously in the interrogation field. Such a wake-up signal is then part of an anti-collision protocol, which prevents multiple labels from simultaneously transmitting their information and thereby disturbing each other.

- 8 -- 8 -

De consequentie voor een labelmeetapparaat is dat het ondervraagsignaal gemoduleerd moet kunnen worden met het weksignaal. Meer algemeen betekent het dat het meetapparaat het communicatieprotocol moet kunnen uitvoeren, dat voor het te testen label geldt.The consequence for a label measuring device is that it must be possible to modulate the interrogation signal with the wake-up signal. More generally, it means that the measuring device must be able to execute the communication protocol that applies to the label to be tested.

Het betreft hier in alle gevallen amplitude modulatie (Amplitude Shift Keying of On-Off 5 Keying) van het ondervraagsignaal daar alleen deze modulatievorm in het circuit van het label goed te demoduleren is.In all cases this concerns amplitude modulation (Amplitude Shift Keying or On-Off 5 Keying) of the interrogation signal, since only this modulation form can be demodulated properly in the circuit of the label.

Een RFID label, dat een elektronisch circuit bevat voor het moduleren van het responssignaal, een actief label, zal in het algemeen een ondergrens vertonen voor het niveau 10 van het ondervraagsignaal. Dat vanwege twee aspecten: ten eerste omdat het ondervraagsignaal vaak de energievoorziening verzorgt voor het functioneren van het elektronische circuit, en ten tweede omdat het ondervraagsignaal benut wordt als kloksignaal voor het interne digitale circuit.An RFID tag, which includes an electronic circuit for modulating the response signal, an active tag, will generally have a lower limit for the level of the interrogation signal. This is due to two aspects: firstly because the interrogation signal often provides the energy supply for the functioning of the electronic circuit, and secondly because the interrogation signal is used as a clock signal for the internal digital circuit.

Aan de andere kant is er een bovengrens aanwezig van het niveau van het ondervraagsignaal, 15 waarbij het elektronische circuit niet meer goed functioneert, of zelfs beschadigd raakt.On the other hand, there is an upper limit of the level of the interrogation signal, whereby the electronic circuit no longer functions properly, or is even damaged.

Samenvattend worden er de volgende eisen gesteld met betrekking tot de opwekking van het ondervraagsignaal: • Het veld van het ondervraagsignaal moet homogeen zijn ter plaatse van het te 20 testen label.In summary, the following requirements are set with regard to the generation of the interrogation signal: • The field of the interrogation signal must be homogeneous at the location of the label to be tested.

• De draaggolflrequentie moet instelbaar zijn.• The carrier frequency must be adjustable.

• De amplitude moet instelbaar zijn.• The amplitude must be adjustable.

• De amplitude moet gekalibreerd kunnen worden als een magnetische veldsterkte voor de inductieve labels, als een elektrische veldsterkte voor de capacitieve labels, 25 en als een veldsterkte in een testcel in EM systemen.The amplitude must be capable of being calibrated as a magnetic field strength for the inductive labels, as an electric field strength for the capacitive labels, and as a field strength in a test cell in EM systems.

• De amplitude moet moduleerbaar zijn met instelbare modulatiedieptes, en de modulatie moet programmeerbaar zijn overeenkomstig de in de labels gebruikte communicatieprotocollen.• The amplitude must be modular with adjustable modulation depths, and the modulation must be programmable according to the communication protocols used in the labels.

Van het responssignaal zijn de volgende parameters te meten: - 9 - • De amplitude (het magnetisch dipoolmoment voor de inductieve labels, het elektrisch dipoolmoment voor de capacitieve labels, en het uitgestraald vermogen in EM systemen). Voor inductieve en capacitieve systemen betekent dat dat het veld van de meetantenne homogeen moet zijn ter plekke van het te testen label; 5 voor EM labels betekent dat dat de labels zich moeten bevinden in het verre veld gebied.The following parameters of the response signal can be measured: - 9 - • The amplitude (the magnetic dipole moment for the inductive labels, the electric dipole moment for the capacitive labels, and the radiated power in EM systems). For inductive and capacitive systems, this means that the field of the measuring antenna must be homogeneous at the location of the label to be tested; 5 for EM labels means that the labels must be located in the far field area.

• De fase ten opzichte van het ondervraagsignaal.• The phase in relation to the interrogation signal.

• De modulatiediepte in direct modulerende labels, of • de amplitude van subdraaggolf zijbanden (het magnetisch dipoolmoment voor de 10 inductieve labels, elektrisch dipoolmoment voor de capacitieve labels, en het uitgestraald vermogen in EM systemen).• The modulation depth in direct modulating labels, or • the amplitude of subcarrier sidebands (the magnetic dipole moment for the inductive labels, electric dipole moment for the capacitive labels, and the radiated power in EM systems).

• Het effectief magnetisch volume en Q-factor bij passieve labels.• The effective magnetic volume and Q factor with passive labels.

Aan de meetopstelling van een labelmeetapparaat wordt een aantal specifieke eisen gesteld. 15 Zo moet het mogelijk zijn het responssignaal te meten, zonder dat deze meting beïnvloed wordt door de aanwezigheid van ondervraagsignaal, ofschoon beide signalen van dezelfde draaggolffrequentie zijn.A number of specific requirements are set for the measurement setup of a label measuring device. Thus, it must be possible to measure the response signal without this measurement being influenced by the presence of interrogation signal, although both signals are of the same carrier frequency.

De meetopstelling moet zodanig zijn, dat het labelcircuit niet beïnvloed wordt door de meetopstelling, in het bijzonder moeten de spoel die het magnetisch ondervraagveld opwekt, 20 en de spoel die het responssignaal oppikt, zodanig zwak koppelen met spoel 2 in het label, dat het labelresonantiecircuit hierdoor niet extra gedempt wordt.The measuring arrangement must be such that the labeling circuit is not affected by the measuring arrangement, in particular the coil that generates the magnetic interrogation field, and the coil that picks up the response signal, must be coupled so weakly to coil 2 in the label that the label resonance circuit this does not cause additional damping.

Een voorbeeld van de bestaande techniek vormt de testmethode zoals beschreven in de internationale standaard Identification cards - Test Methods - Part 7: Vicinity cards, ISO/IEC 25 FCD 10373-7.An example of the existing technology is the test method as described in the international standard Identification cards - Test Methods - Part 7: Vicinity cards, ISO / IEC 25 FCD 10373-7.

Figuur 6 laat de meetopstelling zien. Geplaatst op drie niet-geleidende printplaten 15, 16, en 17 zijn respectievelijk een meetantennespoel 18, een antennespoel 19 die het ondervraagveld opwekt, en een compensatie antennepoel 20 die identiek is aan meetantennespoel 18 doch is geplaatst op printkaart 17, zodanig dat deze een spiegeling vormt van meetantennespoel 18 30 ten opzichte van ondervraagantennespoel 19.Figure 6 shows the measurement setup. Placed on three non-conductive printed circuit boards 15, 16, and 17 are respectively a measuring antenna coil 18, an antenna coil 19 generating the interrogation field, and a compensation antenna coil 20 identical to the measuring antenna coil 18 but placed on a printed circuit board 17 such that it is a mirror image forms of measurement antenna coil 18 30 relative to interrogator antenna coil 19.

101841 Sa - 10 -101841 Sa - 10 -

Het te testen label 12 wordt binnen meetantennespoel 18 geplaatst. Daarmee bevindt het zich in het magnetische veld van antennespoel 19 dat de stroom van het ondervraagsignaal voert. In spoel 2 van het label wordt overeenkomstig figuur 2 de inductiespanning Vimi geïnduceerd.The label 12 to be tested is placed within measuring antenna coil 18. Thus, it is in the magnetic field of antenna coil 19 that carries the current of the interrogation signal. Induction voltage Vimi is induced in coil 2 of the label in accordance with Figure 2.

5 De daardoor geïnduceerde stroom in spoel 2, al dan niet gemoduleerd met een datasignaal, genereert het secondaire magnetische veld Hsec, dat op zijn beurt een spanning induceert in meetantennespoel 18.The current induced in coil 2, whether or not modulated with a data signal, generates the secondary magnetic field Hsec, which in turn induces a voltage in measuring antenna coil 18.

De essentie van deze opstelling is dat een spanning, geïnduceerd in de meetantennespoel 18 10 als gevolg van het ondervraagveld, opgewekt door antennepoel 19, gecompenseerd en uitgenuld wordt door een tegengestelde spanning, opgewekt in compensatieantennespoel 20. Daar het te testen label 12 voornamelijk koppelt met meetantennespoel 18 en niet met compensatiespoel 20 zal een spanning opgewekt in meetantennespoel 18 als gevolg van het responssignaal van label 12 niet gecompenseerd worden door compensatieantennespoel 20, 15 en dus zal deze spanning meetbaar zijn in het somsignaal van de meetantennespoel en compensatiespoel.The essence of this arrangement is that a voltage induced in the measurement antenna coil 18 as a result of the interrogation field generated by antenna coil 19 is compensated and supplemented by an opposite voltage generated in compensating antenna coil 20. Since the label 12 to be tested mainly couples to measuring antenna coil 18 and not with compensation coil 20, a voltage generated in measuring antenna coil 18 as a result of the response signal from label 12 will not be compensated by compensating antenna coil 20, 15 and thus this voltage will be measurable in the sum signal of the measuring antenna coil and compensation coil.

De nadelen van deze opstelling zijn drievoudig. Ten eerste is de positionering van de printplaten 15 en 17 t.o.v. printplaat 16 te kritisch om een betrouwbare compensatie te 20 verkrijgen voor de inductie van het primaire magnetische veld in meetantenne 18. Te meer ook omdat het label metalen componenten kan bevatten, die deze compensatie in hoge mate kunnen verstoren.The disadvantages of this arrangement are threefold. Firstly, the positioning of the printed circuit boards 15 and 17 relative to the printed circuit board 16 is too critical to obtain a reliable compensation for the induction of the primary magnetic field in the measuring antenna 18. All the more so because the label may contain metal components that incorporate this compensation in to a large extent.

Ten tweede is meetantennespoel 18 nauw om het te testen label heen geplaatst. De daardoor ontstane sterke koppeling zorgt enerzijds wel voor een sterke inductiespanning in 25 meetantennespoel 18, maar maakt tevens deze koppeling in hoge mate afhankelijk van de actuele afinetingen van spoel 2 in het label. Daardoor is de relatie tussen het magnetisch dipoolmoment van het responssignaal van het label en de in meetantennespoel 18 geïnduceerde spanning onzeker en reeds zeer afwijkend bij labels met slechts geringe afwijkende afmetingen van de labelspoel 2.Secondly, measuring antenna coil 18 is placed closely around the label to be tested. The resulting strong coupling on the one hand ensures a strong induction voltage in measuring antenna coil 18, but also makes this coupling highly dependent on the current dimensions of coil 2 in the label. As a result, the relationship between the magnetic dipole moment of the response signal of the label and the voltage induced in measuring antenna coil 18 is uncertain and already very different for labels with only small deviating dimensions of the label coil 2.

if O '< :'· ' ti W 1 v/Λ *if O '<:' · 'ti W 1 v / Λ *

Echter een sterke koppeling is gewenst om de eerder genoemde tolerantieproblemen bij het compenseren van de inductiespanning als gevolg van het primaire magnetische veld op te lossen.However, a strong coupling is desirable to solve the aforementioned tolerance problems in compensating for the induction voltage due to the primary magnetic field.

- 11 -- 11 -

Een derde nadeel van deze opstelling wordt eveneens veroorzaakt door de sterke koppeling 5 tussen labelspoel en meetantennespoel. Deze koppeling, die hoofdzakelijk magnetisch van aard is, maar die bij hoge frequenties en korte afstand ook een capacitieve element heeft, veroorzaakt een beïnvloeding van de labeleigenschappen door de belasting vanwege de meetantennespoel.A third disadvantage of this arrangement is also caused by the strong coupling between label coil and measuring antenna coil. This coupling, which is mainly magnetic in nature, but which also has a capacitive element at high frequencies and a short distance, causes an influence on the label properties due to the load due to the measuring antenna coil.

10 Daarmee is deze meetopstelling intrinsiek niet geschikt om het magnetisch dipool moment van het responssignaal van labels te meten, en voldoet dus niet aan de meest elementaire ontwerpeis voor een labelmeetapparaat.This measuring arrangement is therefore intrinsically unsuitable for measuring the magnetic dipole moment of the response signal from labels, and therefore does not meet the most basic design requirement for a label measuring device.

Figuur 7 geeft een meetopstelling volgens de uitvinding. Een cirkelvormig of vierkante 15 antennespoel 21 wordt gecombineerd opgesteld met een cirkelvormig of vierkante meetantennespoel 22, zodanig dat de middelpunten van beide spoelen samenvallen, en dat de spoelen onderling loodrecht staan. Daarbij heeft spoel 22 een iets kleinere afmeting dan spoel 21, zodat spoel 22 geheel binnen spoel 21 valt.Figure 7 shows a measuring arrangement according to the invention. A circular or square antenna coil 21 is arranged in combination with a circular or square measuring antenna coil 22, such that the centers of both coils coincide, and that the coils are perpendicular to each other. In addition, coil 22 has a slightly smaller size than coil 21, so that coil 22 falls entirely within coil 21.

Platform 23 draagt het te testen label 12, waarbij het label een hoek van 45 graden maakt met 20 zowel antennespoel 21 als meetantennespoel 22.Platform 23 carries the label 12 to be tested, wherein the label makes an angle of 45 degrees with both antenna coil 21 and measuring antenna coil 22.

Antennespoel 21 wekt het primaire veld Hprim (6) op, waarvan de veldlijnen zoals getekend in figuur 7, symmetrisch aan weerszijden van het vlak van meetantennespoel 22 lopen, maar dat vlak niet snijden. Daarmee wordt er geen spanning in spoel 22 geïnduceerd. De veldlijnen lopen wel door het te testen label 12, en in spoel 2 van het label wordt overeenkomstig figuur 25 2 de inductiespanning Vind geïnduceerd. De daardoor geïnduceerde stroom in spoel 2, al dan niet gemoduleerd met een datasignaal, genereert het secondaire magnetische veld Hsec (10), dat het vlak van meetantennespoel 22 snijdt en er wel een spanning in induceert.Antenna coil 21 generates the primary field Hprim (6), the field lines of which, as shown in Figure 7, run symmetrically on either side of the plane of measuring antenna coil 22, but do not intersect that plane. Thereby no voltage is induced in coil 22. The field lines do pass through the label 12 to be tested, and the induction voltage Find is induced in coil 2 of the label in accordance with Figure 25. The current induced in coil 2, whether or not modulated with a data signal, generates the secondary magnetic field Hsec (10), which intersects the plane of measuring antenna coil 22 and induces a voltage in it.

Daar de afmetingen van de spoel 2 in de te testen label klein zijn ten opzichte van 30 ondervraagantennespoel 21 is diens veld ter plekke van het label praktisch homogeen. De afmetingen van de spoel 2 in de te testen label zijn eveneens klein ten opzichte van de - 12 - meetantennespoel, zodat de koppelfactor met de meetantennespoel praktisch evenredig is met de oppervlakte door labelspoel 2 omvat. Aangezien het magnetisch dipoolmoment van het responssignaal ook evenredig is met deze oppervlakte, is met deze meetopstelling wel een goede meting van het magnetisch dipoolmoment mogelijk, ook als de afinetingen van een 5 labelspoel niet scherp vastgelegd zijn.Since the dimensions of the coil 2 in the label to be tested are small with respect to the interrogator antenna coil 21, its field at the location of the label is practically homogeneous. The dimensions of the coil 2 in the label to be tested are also small with respect to the measuring antenna coil, so that the coupling factor with the measuring antenna coil is practically proportional to the area covered by label coil 2. Since the magnetic dipole moment of the response signal is also proportional to this area, a good measurement of the magnetic dipole moment is possible with this measuring arrangement, even if the dimensions of a label coil are not clearly defined.

Tevens is door het verschil in grootte de koppeling van de labelspoel met zowel ondervraagantennespoel 21, als meetantennespoel 22 zo klein, dat beïnvloeding van de labeleigenschappen door deze antennespoelen praktisch te verwaarlozen is.Also, due to the difference in size, the coupling of the label coil with both interrogator antenna coil 21 and measurement antenna coil 22 is so small that influence of the label properties by these antenna coils is practically negligible.

10 Capacitieve RFID labels maken gebruik van de capacitieve koppeling tussen ondervraagstation en label, d.w.z. dat gebruik gemaakt wordt van elektrische velden i.p.v. magnetische velden als koppelmedium. Daartoe wordt het label aan de buitenzijde voorzien van twee condensatorplaten 24 zoals aangegeven in figuur 8. Twee grote condensatorplaten 25, gevoed door ondervraagsignaalbron 26, genereren een verticaal gericht homogeen 15 elektrisch veld Eprim, 27.Capacitive RFID labels make use of the capacitive coupling between interrogation station and label, i.e. use is made of electric fields instead of magnetic fields as coupling medium. To this end, the label is provided on the outside with two capacitor plates 24 as indicated in figure 8. Two large capacitor plates 25, fed by interrogation signal source 26, generate a vertically directed homogeneous electric field Eprim, 27.

Een tweede set condensatorplaten 28 staat symmetrisch en loodrecht opgesteld t.o.v. condensatorplaten 25. Daardoor zal het ondervraagveld 27 geen spanning induceren tussen platen 28. Beide sets condensatorplaten zijn gelegen op kubus 29, zoals getekend in figuur 9. Het te testen label 12 met condensatorplaten 24 staat opgesteld in het midden van de kubus, 20 zodanig dat de elektrische dipool, gevormd door de condensatorplaten 24, gelegen is in het vlak loodrecht op beide sets condensatorplaten 25 en 28, en gericht onder een hoek van 45 graden met de richtingen van condensatorplaten 25 en 28, zoals aangegeven in de figuren 8 en 9.A second set of capacitor plates 28 is arranged symmetrically and perpendicularly to capacitor plates 25. As a result, the interrogation field 27 will not induce voltage between plates 28. Both sets of capacitor plates are located on cube 29, as shown in Figure 9. The label 12 with capacitor plates 24 to be tested arranged in the center of the cube, such that the electric dipole formed by the capacitor plates 24 is located in the plane perpendicular to both sets of capacitor plates 25 and 28, and directed at an angle of 45 degrees with the directions of capacitor plates 25 and 28, as indicated in Figures 8 and 9.

In deze meetopstelling volgens de uitvinding bevindt het te testen RFID label zich in een 25 homogeen elektrisch veld dat het ondervraagsignaal overdraagt, en koppelt het tevens op homogene wijze met de meetcondensatorplaten 28. In deze opstelling is het daarmee mogelijk m.b.v. de ontvanger, afgestemd op de betreffende (subdraaggolf-) frequentiecomponent en gerepresenteerd door voltmeter 30, het responssignaal van het te testen label te meten als een elektrisch dipoolmoment.In this measurement arrangement according to the invention, the RFID tag to be tested is located in a homogeneous electric field that transmits the interrogation signal, and it also couples homogeneously to the measurement capacitor plates 28. In this arrangement, it is thus possible by means of e.g. the receiver, tuned to the relevant (subcarrier) frequency component and represented by voltmeter 30, to measure the response signal of the label to be tested as an electrical dipole moment.

4 - 13 -4 - 13 -

Electro Magnetische (EM) labels maken gebruik van propagerende radiogolven (EM golven) voor de koppeling tussen ondervraagstation en label. Gebruikelijke frequentiebanden voor dergelijke RFID systemen zijn 900 MHz (UHF) en 2450 MHz (Microgolf).Electro Magnetic (EM) labels use propagating radio waves (EM waves) for the connection between the interrogation station and label. Typical frequency bands for such RFID systems are 900 MHz (UHF) and 2450 MHz (Microwave).

De essentiële parameters voor een beschrijving van het functionele gedrag van een EM label 5 zijn voor het ondervraagsignaal frequentie, veldsterkte ter plekke van het label, en modulatiediepte; voor het responssignaal is dat het effectief uitgestraald vermogen in de gewenste richting van een subdraaggolfcomponent per zijband.The essential parameters for describing the functional behavior of an EM tag 5 are for the interrogation signal frequency, field strength at the tag, and modulation depth; for the response signal, that is the effectively radiated power in the desired direction of a subcarrier component per sideband.

Ook het meten aan EM labels is een stelsel van onderling ontkoppelde ondervraagsignaal-zendantenne en een meetontvangantenne noodzakelijk. Een realisering daarvan is gegeven in 10 figuur 10. Ondervraagantennedipool 31, verticaal opgesteld, zend een verticaal gepolariseerde EM golf 32 uit. Meet/ontvangantenne 33, horizontaal opgesteld, is gevoelig voor horizontaal gepolariseerde golven, en zal dus het ondervraagsignaal niet ontvangen.Also measuring on EM labels is a system of mutually disconnected interrogation signal transmitting antenna and a measuring receiving antenna. A realization thereof is given in figure 10. Interrogator antenna dipole 31, arranged vertically, emits a vertically polarized EM wave 32. Measuring / receiving antenna 33, arranged horizontally, is sensitive to horizontally polarized waves, and will therefore not receive the interrogation signal.

De te testen label 12, voorzien van een dipoolantenne 34, staat opgesteld onder een hoek van 45 graden met de verticale as, en in een vlak dat loodrecht staat op de propagatierichting 15 van de EM golf. Daarmee wordt het ondervraagsignaal ontvangen, zij het dat het 3 dB verzwakt is vanwege de 45 graden scheefstand. Voor deze verzwakking kan gecorrigeerd worden in de kalibratie van het meetapparaat.The label 12 to be tested, provided with a dipole antenna 34, is arranged at an angle of 45 degrees with the vertical axis, and in a plane perpendicular to the propagation direction 15 of the EM wave. The interrogation signal is thus received, although it is weakened by 3 dB due to the 45 degree skew. This calibration can be corrected in the calibration of the measuring device.

Een elektrische trilling in de dipoolantenne van het te testen label wekt een secondair EM golf op met een polarisatierichting, die eveneens een hoek van 45 graden heeft t.o.v. van de 20 verticale richting, en evenwijdig aan de dipool antenne van het te testen label. Meetantenne 33 ontvangt dit signaal wel, zij het met opnieuw 3 dB verzwakking. Er vanuit gaande dat de afstand tussen antennes 31 en 33 enerzijds, en het te testen label anderzijds, bekend is, wordt het daarmee mogelijk om m.b.v. de ontvanger, afgestemd op de betreffende (subdraaggolf-) frequentiecomponent en gerepresenteerd door voltmeter 30, het door het te testen label in de 25 richting van meetantenne 33 effectief uitgestraald vermogen te meten.An electrical vibration in the dipole antenna of the label to be tested generates a secondary EM wave with a polarization direction, which also has an angle of 45 degrees with respect to the vertical direction, and parallel to the dipole antenna of the label to be tested. Measuring antenna 33 does receive this signal, although with a further 3 dB attenuation. Assuming that the distance between antennas 31 and 33 on the one hand, and the label to be tested on the other, is known, it becomes possible to use m.b.v. the receiver, tuned to the relevant (subcarrier) frequency component and represented by voltmeter 30, to measure the power actually emitted by the label to be tested in the direction of measuring antenna 33.

De antenne in het label behoeft niet noodzakelijkerwijze een dipool te zijn. Alle andere vormen van EM antennes zijn toepasbaar, bijvoorbeeld ook patch antennes, ook als deze gevoelig zijn voor circulair gepolariseerde EM golven, en ook als deze circulair gepolariseerde EM golven uitzenden.The antenna in the label does not necessarily have to be a dipole. All other forms of EM antennas can be used, for example also patch antennas, even if they are sensitive to circularly polarized EM waves, and also if they emit circularly polarized EM waves.

30 Een alternatief voor de twee gekruiste dipoolantennes 31 en 33 is een patch antenne met twee orthogonale voedingspunten. Elk voedingspunt gerelateerd aan één lineaire 1016416a - 14 - polarisatierichting, waarbij beide polarisatierichtingen loodrecht op elkaar staan. Een dergelijk type patch antenne met twee orthogonale voedingspunten wordt normaliter gebruikt om circulair gepolariseerde EM golven uit te zenden, doch kan ook als een duplexer circuit benut worden. In figuur 11 wordt daarbij het uit te zenden ondervraagsignaal 5 toegevoerd aan een eerste voedingspunt 35 van patch antenne 36, waarbij het ondervraagsignaal 32 bijvoorbeeld verticaal gepolariseerd wordt uitgezonden. Op voedingspunt 37 staat het terugontvangen responssignaal, terwijl het ondervraagsignaal op dit voedingspunt onderdrukt is.An alternative to the two crossed dipole antennas 31 and 33 is a patch antenna with two orthogonal feeding points. Each feeding point related to one linear 1016416a - 14 - polarization direction, with both polarization directions perpendicular to each other. Such a type of patch antenna with two orthogonal feeding points is normally used to transmit circularly polarized EM waves, but can also be used as a duplexer circuit. In Fig. 11, the interrogation signal 5 to be transmitted is applied to a first supply point 35 of patch antenna 36, the interrogation signal 32 being transmitted, for example, vertically polarized. The feedback signal received is at supply point 37, while the interrogation signal is suppressed at this supply point.

10 Figuur 12 geeft een invulling van de schakeling van het labelmeetapparaat volgens de uitvinding.Figure 12 provides an interpretation of the circuit of the label measuring device according to the invention.

Onderdeel 38 is daarin de meetopstelling voor de inductieve labels. Ondervraagantennespoel 21 wordt aangestuurd door een ondervraagsignaal, dat gegenereerd wordt door de eerste DDS (Direct Digitale synthesizer) 39. Het labelresponssignaal, dat ontvangen wordt door de 15 meetantennespoel 22, wordt in de productdetectors 40 en 41 gecorreleerd met het ondervraagsignaal zelf in eerste productdetector 40 (I-referentiesignaal), wat het eerste meetsignaal I (t) oplevert, en met het Q-referentiesignaal, dat 90 graden vertraagd is t.o.v. het ondervraagsignaal (tweede productdetector 41), wat het tweede meetsignaal Q (t) oplevert.Part 38 therein is the measuring arrangement for the inductive labels. Interrogation antenna coil 21 is driven by an interrogation signal generated by the first DDS (Direct Digital Synthesizer) 39. The label response signal received by the measurement antenna coil 22 is correlated in the product detectors 40 and 41 with the interrogation signal itself in first product detector 40 (I reference signal), which yields the first measurement signal I (t), and with the Q reference signal, which is 90 degrees delayed compared to the interrogation signal (second product detector 41), which produces the second measurement signal Q (t).

2020

Indien het responssignaal uit een ongemoduleerde draaggolf bestaat, zoals bij een passieve EAS label, vindt op deze wijze een fase-selectieve meting plaats van het responssignaal. Indien de resonantiefrequentie van het label gelijk is aan de frequentie van het ondervraagsignaal zal de fase van het responssignaal 90 graden in fase achter lopen bij het 25 ondervraagsignaal. Als gevolg daarvan zal de uitgang van eerste productdetector 40 op nul volt blijven, maar die van tweede productdetector 41 zal een uitgangssignaal geven, evenredig met de amplitude van het responssignaal.If the response signal consists of an unmodulated carrier, such as with a passive EAS label, a phase-selective measurement of the response signal takes place in this way. If the resonance frequency of the tag is equal to the frequency of the interrogation signal, the phase of the response signal will be 90 degrees in phase behind the interrogation signal. As a result, the output of first product detector 40 will remain at zero volts, but that of second product detector 41 will give an output signal proportional to the amplitude of the response signal.

Meer algemeen: 30 Indien het responssignaal gerepresenteerd wordt door: -ij r5·· =v c / l' V.' i I ·;; ' · - 15 - R(t) = A(t)cos(2nfct + <p(t)) (13) met A(t) de amplitude van het responssignaal en 0(t) de fase t.o.v. het ondervraagsignaal, dan is met wegfiltering van de dubbelfrequentiecomponenten: I(t) = A (t) cos {2nfct) cos (2jrfct + φ (/)) => A (t) cos (φ (ή) (14) 5 En: Q(t) = A (t) sin (2nfct) cos (2jrfct + φ(ή) => A(t)sin (φ (t)) (15)More generally: 30 If the response signal is represented by: -ij r5 ·· = v c / l 'V.' i; R (t) = A (t) cos (2 nfct + <p (t)) (13) with A (t) the amplitude of the response signal and 0 (t) the phase with respect to the interrogation signal, then with path filtering of the double frequency components: I (t) = A (t) cos {2nfct) cos (2jrfct + φ (/)) => A (t) cos (φ (ή) (14) 5 And: Q (t) = A (t) sin (2 nfct) cos (2 yrfct + φ (ή) => A (t) sin (φ (t)) (15)

Dit maakt dat bij een willekeurige fasehoek φ (t) de amplitude van het responssignaal bepaald kan worden uit: 10 / W2 + Q (O2 = (A (t) cos (φ (O))2 + (A (t) sin (φ (O))2 = A2 (t) (16)This means that with an arbitrary phase angle φ (t) the amplitude of the response signal can be determined from: 10 / W2 + Q (O2 = (A (t) cos (φ (O)) 2 + (A (t) sin ( φ (O)) 2 = A2 (t) (16)

Dus: A(i) = + <22(Ö (17)Thus: A (i) = + <22 (Ö (17))

En de fasehoek uit: A(r)rin(^(f)) QV) φ(,) = arc,gm^m) = (18) 15And the phase angle from: A (r) rin (^ (f)) QV) φ (,) = arc, gm ^ m) = (18) 15

Deze wijze van het meten van amplitude en fase van een signaal staat bekend onder de naam kwadratuur detectie.This method of measuring the amplitude and phase of a signal is known as quadrature detection.

De kwadratuur componenten I(t) en Q(t) worden gedigitaliseerd in de A/D convertors 42 en 43, en vervolgens verwerkt in computer 44, waarmee overeenkomstig formules (17) en (18) 20 amplitude en fase geregistreerd worden.The quadrature components I (t) and Q (t) are digitized in the A / D converters 42 and 43, and then processed in computer 44, with which amplitude and phase are recorded in accordance with formulas (17) and (18).

Eerste DDS 36 wordt rechtstreeks door computer 44 aangestuurd. In moderne geïntegreerde DDS circuits, zoals bijvoorbeeld de AD9854 van Analog Devices Ine., is het mogelijk de uitgangssignalen zowel in fase, in frequentie, als in amplitude te moduleren. De ASK 25 modulatie, benodigd voor de communicatieprotocollen naar te testen labels, is op deze wijze uit de voeren.First DDS 36 is directly controlled by computer 44. In modern integrated DDS circuits, such as AD9854 from Analog Devices Ine., It is possible to modulate the output signals in phase, in frequency and in amplitude. The ASK modulation required for the communication protocols to labels to be tested is carried out in this way.

Echter een snelle dataverbinding tussen computer 44 en eerste DDS 39 is daarvoor noodzakelijk. Een realisatie door middel van een DDS circuit op een uitbreidingskaart in een - · ~ _· 'ry&i - 16 - desktop computer, waarbij de DDS rechtstreeks vanuit de interne databus van de computer aangestuurd wordt, vormt daarom een onderdeel van de uitvinding.However, a fast data connection between computer 44 and first DDS 39 is necessary for this. A realization by means of a DDS circuit on an expansion card in a desktop computer, in which the DDS is controlled directly from the internal data bus of the computer, therefore forms part of the invention.

Een moderne DDS als de AD9854 geeft de mogelijkheid om twee signalen te genereren, die met hoge nauwkeurigheid een faseverschil van 90 graden vertonen. Het is een onderdeel van 5 de uitvinding om deze mogelijkheid te benutten voor het genereren van de referentiesignalen voor de kwadratuurdetectie, dus voor de productdetectors 40 en 41.A modern DDS like the AD9854 gives the possibility to generate two signals, which show a phase difference of 90 degrees with high accuracy. It is part of the invention to utilize this possibility for generating the reference signals for quadrature detection, i.e. for the product detectors 40 and 41.

In een alternatieve oplossing, getekend in figuur 13, worden de referentiesignalen voor de productdetectors 40 en 41 niet direct door eerste DDS 39 geleverd, maar worden ze 10 gegenereerd in een Phase Lock Loop, bestaande uit VCO 45, fasesplitter 46, en fasevergelijker 47. VCO 45 oscilleert op de frequentie van het ondervraagsignaal, of een veelvoud daarvan. De fases van de referentiesignalen zijn op deze wijze ook gekoppeld aan dat van het ondervraagsignaal, maar door middel van een fase correctie spanning, toegevoerd aan fasevergelijker 47, kan een faseoffset gemaakt worden, die andere fase offsets kan 15 compenseren. Deze fase offsets kunnen ontstaan door de technische realisatie van de ondervraagveldantenne en de meetantenne, en kunnen bovendien ffequentieafhankelijk zijn. Door middel van een DAC kan de computer deze fase correctiespanning frequentieafhankelijk genereren; de DDS van het type AD9854 heeft de mogelijkheid om de DAC van de Q-uitgang voor dit doel te gebruiken.In an alternative solution, shown in Figure 13, the reference signals for the product detectors 40 and 41 are not directly supplied by first DDS 39, but are generated in a Phase Lock Loop consisting of VCO 45, phase splitter 46, and phase comparator 47. VCO 45 oscillates at the frequency of the interrogation signal, or a multiple thereof. The phases of the reference signals are thus also coupled to that of the interrogation signal, but by means of a phase correction voltage applied to phase comparator 47, a phase offset can be made which can compensate for other phase offsets. These phase offsets can arise from the technical realization of the interrogation field antenna and the measurement antenna, and can also be frequency dependent. By means of a DAC, the computer can generate this phase correction voltage frequency-dependent; the DDS of the AD9854 type has the option of using the DAC of the Q output for this purpose.

2020

Bij een aantal typen RFID labels wordt de data op het responssignaal gemoduleerd door eerst een subdraaggolf te genereren, en deze op haar beurt te moduleren met het datasignaal. Bijvoorbeeld een RFID label, dat ondervraagd wordt met een ondervraagsignaal met een frequentie van 13,56 MHz, genereert door middel van deling van de ondervraagfrequentie 25 een subdraaggolf met een frequentie van 424 kHz. Deze subdraaggolf wordt dan ASK gemoduleerd met het Manchester gecodeerde datasignaal. De snelheid daarvan bedraagt bijvoorbeeld 26 kbaud.With a number of types of RFID tags, the data on the response signal is modulated by first generating a subcarrier, and in turn modulating it with the data signal. For example an RFID tag, which is interrogated with an interrogation signal with a frequency of 13.56 MHz, generates a subcarrier with a frequency of 424 kHz by dividing the interrogation frequency 25. This subcarrier is then ASK modulated with the Manchester coded data signal. The speed thereof is, for example, 26 kbaud.

Figuur 14 laat deze spectrale indeling grafisch zien.Figure 14 shows this spectral classification graphically.

In de schakelingen volgens de figuren 12 en 13 komt op de uitgangen van de 30 productdetectors 40 en 41 de gemoduleerde subdraaggolf beschikbaar, die vervolgens gedigitaliseerd wordt in de A/Dconvertors 42 en 43. In computer 44 moet vervolgens deze 1016418¾ £ - 17 - gemoduleerde subdraaggolf gedemoduleerd worden, alvorens het datasignaal beschikbaar is, inclusief het signaalniveau van de subdraaggolf.In the circuits according to Figs. 12 and 13, the modulated subcarrier becomes available at the outputs of the product detectors 40 and 41, which is then digitized in the A / D converters 42 and 43. In computer 44, this modulated 1016418¾ subcarrier must be demodulated before the data signal is available, including the signal level of the subcarrier.

Dit vergt dermate veel rekenkracht van de computer dat de toepassing van een digitale signaalprocessor noodzakelijk wordt, hetgeen het ontwerp van het meetapparaat onnodig 5 zou compliceren.This requires so much computing power from the computer that the use of a digital signal processor becomes necessary, which would unnecessarily complicate the design of the measuring device.

Een aantrekkelijker oplossing is dan ook om direct het subdraaggolfsignaal te demoduleren, zonder dit signaal eerst terug te winnen. Figuur 15 geeft een voorbeeld van een dergelijke schakeling. Tweede DDS 48 genereert een referentiesignaal voor de productdetectors 40 en 10 41 met een frequentie, die gelijk is aan een van de absolute frequenties van de subdraaggolf componenten, in het voorbeeld 13136 kHz (onder zijband) of 13984 kHz (bovenzijband). Ook tweede DDS 48 wordt rechtstreeks door de computer 44 ingesteld. Subdraaggolffrequentie en zijbandselectie behoren aldus tot de software instellingen.A more attractive solution is therefore to demodulate the subcarrier signal directly, without first recovering this signal. Figure 15 gives an example of such a circuit. Second DDS 48 generates a reference signal for the product detectors 40 and 41 with a frequency that is equal to one of the absolute frequencies of the subcarrier components, in the example 13136 kHz (below sideband) or 13984 kHz (upper sideband). Second DDS 48 is also set directly by computer 44. Subcarrier frequency and sideband selection thus belong to the software settings.

Door deze kwadratuurdetectie van de subdraaggolfcomponent is diens amplitudeniveau te 15 meten, en zijn modulatievormen als amplitudemodulatie, fasemodulatie, of combinaties daarvan direct te demoduleren. Tevens zijn de karakteristieken van deze modulaties te meten.By means of this quadrature detection of the subcarrier component, its amplitude level can be measured, and modulation forms such as amplitude modulation, phase modulation, or combinations thereof can be demodulated directly. The characteristics of these modulations can also be measured.

Ingeval van frequentiemodulatie van de subdraaggolf, FSK, is de schakeling van figuur 15 20 ook toepasbaar. Dan wordt echter de frequentie van beide referentiesignalen gelijk genomen aan een waarde gelegen midden tussen twee mogelijke frequenties. Bijvoorbeeld wanneer de twee FSK subdraaggolffrequenties 424 en 484 kHz bedragen, wat in het geval van een ondervraagdraaggolflrequentie van 13560 kHz, en lage zijband, resulteert in een frequentie voor de referentiesignalen van 13106 kHz (het midden van 13076 en 13136 kHz), zie ook 25 figuur 16.In the case of frequency modulation of the subcarrier, FSK, the circuit of Fig. 15 is also applicable. In that case, however, the frequency of both reference signals is taken equal to a value located midway between two possible frequencies. For example, when the two FSK subcarrier frequencies are 424 and 484 kHz, which in the case of an interrogator carrier frequency of 13560 kHz, and low sideband, results in a frequency for the reference signals of 13106 kHz (the center of 13076 and 13136 kHz), see also 25 figure 16.

De uitgangen van productdetectors 40 en 41 laten nu signalen met de verschilfrequentie (33 kHz volgens het voorbeeld) zien. Daar beide uitgangssignalen een onderling faseverschil van 90 graden vertonen als gevolg van dat faseverschil tussen beide referentiesignalen, is het nu mogelijk te detecteren of de gemeten frequentie hoger was dan de referentiefrequentie, dan 30 wel lager. De benodigde technieken hiervoor zijn bij de vakman bekend, en onder meer beschreven in Europees octrooi 0608961 van aanvraagster.The outputs of product detectors 40 and 41 now show signals with the difference frequency (33 kHz according to the example). Since both output signals have a mutual phase difference of 90 degrees as a result of that phase difference between the two reference signals, it is now possible to detect whether the measured frequency was higher than the reference frequency or lower. The techniques required for this are known to those skilled in the art, and are described inter alia in European patent 0608961 of applicant.

Hf? 1 .·" · l' W [ ...Hf? 1. "" · L 'W [...

ê> - 18 -ê> - 18 -

De meetschakeling voor het testen van RFID labels van het Elektro-Magnetische type vereist een uitbreiding op de schakeling van figuur 15 daar het niet mogelijk is om een DDS schakeling rechtstreeks signalen met de frequenties 900 of2450 MHz op te wekken. In 5 figuur 17 is daar een oplossing voor gegeven. Eerste VCO 49 wekt het ondervraagsignaal op dat uitgezonden wordt door antenne 31 in antenneopstelling 50. Een Phase Lock Loop schakeling bestaande uit eerste frequentiedeler 51, eerste fasevergelijker 52, naast de reeds genoemde eerste VCO 49, vergrendelt de frequentie van het ondervraagsignaal aan een referentiesignaal uit eerste DDS 49 waarvan de frequentie het Nde deel is van de 10 ondervraagfrequentie.The measuring circuit for testing RFID labels of the Electro-Magnetic type requires an extension to the circuit of Figure 15 since it is not possible to directly generate a DDS circuit with signals of the frequencies 900 or 2450 MHz. Figure 17 shows a solution for this. First VCO 49 generates the interrogation signal transmitted by antenna 31 in antenna arrangement 50. A Phase Lock Loop circuit consisting of first frequency divider 51, first phase comparator 52, in addition to the aforementioned first VCO 49, locks the frequency of the interrogation signal to a reference signal first DDS 49 whose frequency is the Nth part of the 10 interrogation frequency.

Het ondervraagsignaal wordt gemoduleerd in modulator 53 met behulp van een modulatiesignaal gegenereerd door de Q/Control uitgang van eerste DDS 39.The interrogation signal is modulated in modulator 53 with the help of a modulation signal generated by the Q / Control output of first DDS 39.

Het door meetantenne 33 ontvangen responssignaal wordt in productdetectors 40 en 41 15 vermenigvuldigd met het I en Q component van een referentiesignaal vermenigvuldigd voor meting van de amplitude en demoduleren van de datamodulatie.The response signal received by measuring antenna 33 is multiplied in product detectors 40 and 41 by the I and Q component of a reference signal multiplied for measuring the amplitude and demodulating the data modulation.

Vanwege de grote looptijden voor het ondervraagsignaal en het responssignaal tussen de antennes 31 en 33 enerzijds en het label 12 anderzijds, die vanwege het gebruik van EM 20 golven voor de propagatie de duur van meerdere perioden omvatten, is er geen vaste relatie meer tussen de fase van het uitgezonden ondervraagsignaal en de fase van het ontvangen responssignaal. Sterker nog, doordat in praktische systemen de afstand tussen ondervraageenheid en label snel kan variëren, kan daardoor bovengenoemd faseverband met de tijd sterk variëren. Anders gesteld: het responssignaal kan een Dopperverschuiving 25 vertonen en daardoor zal de interferentie van het terugontvangen responssignaal met de direct in de ontvanger gekoppelde ondervraagsignaal dermate sterk zijn dat het responssignaal niet goed meer te demoduleren is. Voor het systeemontwerp van dergelijke EM RFID systemen betekent dit dat, in tegenstelling tot de inductieve en de capacitieve RFID systemen, EM RFID labels altijd een responssignaal terugzenden, waarin de data 30 gemoduleerd is op een subdraaggolf, waarvan de frequentie tenminste zo hoog is dat geen hinder meer ondervonden wordt van Dopplerverschuivingen.Due to the large transit times for the interrogation signal and the response signal between the antennas 31 and 33 on the one hand and the label 12 on the other, which, due to the use of EM 20 waves for the propagation, comprise the duration of several periods, there is no longer a fixed relationship between the phase of the transmitted interrogation signal and the phase of the received response signal. In fact, because in practical systems the distance between interrogation unit and label can vary rapidly, the above-mentioned phase relationship can therefore vary considerably with time. In other words: the response signal can exhibit a Dopper shift 25 and therefore the interference of the received response signal with the interrogation signal directly coupled in the receiver will be so strong that the response signal can no longer be demodulated properly. For the system design of such EM RFID systems, this means that, in contrast to the inductive and capacitive RFID systems, EM RFID labels always return a response signal in which the data is modulated on a subcarrier whose frequency is at least so high that no nuisance is more affected by Doppler shifts.

-n * - 19 --n * - 19 -

Het I en Q referentiesignaal voor de productdetectors 40 en 41 wordt opgewekt door middel van een tweede PLL, bestaande uit tweede YCO 54, tweede frequentiedeler 55, en tweede fasevergelijker 56, te synchroniseren op het refererentiesignaal uit tweede DDS 48.The I and Q reference signal for the product detectors 40 and 41 is generated by synchronizing a second PLL consisting of second YCO 54, second frequency divider 55, and second phase comparator 56 on the reference signal from second DDS 48.

5 Fasesplitter 46 vormt dan het I-signaal voor eerste productdetector 40 en het 90 graden in fase verschoven Q-signaal voor tweede productdetector 41. Het referentiesignaal met frequentie (fc ± fSUb) / N, benodigd om deze PLL te sturen, wordt geleverd door tweede DDS 48.Phase splitter 46 then forms the I-signal for first product detector 40 and the 90-degree phase-shifted Q signal for second product detector 41. The reference signal with frequency (fc ± fSUb) / N, required to control this PLL, is supplied by second DDS 48.

10 In de oplossingen waar twee DDS schakelingen gebruikt worden, bijvoorbeeld voor het demoduleren van responssignalen met een subdraaggolf, is het noodzakelijk om het onderlinge frequentieverschil van referentiesignalen uit beide DDS schakelingen nauwkeurig in te kunnen stellen. Aan deze wens wordt voldaan indien de beide DDS schakelingen aangestuurd worden vanuit een gemeenschappelijke klokschakeling.In the solutions where two DDS circuits are used, for example for demodulating response signals with a subcarrier, it is necessary to be able to accurately adjust the mutual frequency difference of reference signals from both DDS circuits. This requirement is met if the two DDS circuits are driven from a common clock circuit.

f1016416”f1016416 ”

Claims (16)

1. Een meetapparaat voor het meten aan en testen van RFID labels met het kenmerk, dat het meetapparaat is ingericht voor het meten van de grootte van het magnetisch 5 dipoolmoment van het responssignaal van een inductief RFID label als functie van een ondervraagsignaal met een gespecificeerde frequentie en magnetische veldsterkte.A measuring device for measuring and testing RFID labels, characterized in that the measuring device is adapted to measure the magnitude of the magnetic dipole moment of the response signal of an inductive RFID label as a function of an interrogation signal with a specified frequency and magnetic field strength. 2. Een meetapparaat voor het meten aan en testen van RFID labels volgens conclusie 10 1, met het kenmerk, dat het genoemde magnetisch dipoolmoment gemeten wordt door middel van een meetantennespoel, die magnetisch koppelt met de spoel in het te testen label, en die qua diameter aanzienlijk groter is, ca. 2 tot 4 keer, dan de diameter van de spoel in het label.A measuring device for measuring and testing RFID labels according to claim 10, characterized in that said magnetic dipole moment is measured by means of a measuring antenna coil, which magnetically couples to the coil in the label to be tested, and which diameter is considerably larger, about 2 to 4 times, than the diameter of the coil in the label. 3. Een meetapparaat voor het meten aan en testen van RFID labels volgens de conclusies 1 of 2, met het kenmerk, dat de ondervraagantennespoel en de meetantennespoel zodanig zijn opgesteld dat de directe magnetische koppeling tussen de ondervraagantennespoel en de meetantennespoel nul is, terwijl beide spoelen koppelen met het te testen label.A measuring device for measuring and testing RFID labels according to claims 1 or 2, characterized in that the interrogator antenna coil and the measuring antenna coil are arranged such that the direct magnetic coupling between the interrogator antenna coil and the measuring antenna coil is zero, while both coils link to the label to be tested. 4. Een meetapparaat voor het meten aan en testen van RFID labels volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de ondervraagantennespoel, de meetantennespoel, en spoel 2 van het te testen label zodanig zijn opgesteld dat hun middelpunten samenvallen en dat de vlakken waarin de ondervraagantennespoel en de meetantennespoel zich 25 bevinden onderling een hoek van 90 graden met elkaar maken, terwijl spoel 2 van het te testen label zich bevindt in het bissectrisevlak tussen de vlakken van ondervraagantennespoel en de meetantennespoel.A measuring device for measuring and testing RFID labels according to claim 3, characterized in that the interrogator antenna coil, the measuring antenna coil, and coil 2 of the label to be tested are arranged such that their centers coincide and that the planes in which the interrogator antenna coil and the measuring antenna coil are located at an angle of 90 degrees from each other, while coil 2 of the label to be tested is located in the bisector line between the surfaces of the interrogating antenna coil and the measuring antenna coil. 5. Een meetapparaat voor het meten aan en testen van RFID labels met het kenmerk, 30 dat het meetapparaat is ingericht voor het meten van de grootte van het elektrisch < P, ·'. P:: '· ’ j.-iö « T I I·. ή·· 'S a - 21 - dipoolmoment van het responssignaal van een capacitief RFID label als functie van een ondervraagsignaal met een gespecificeerde frequentie en elektrische veldsterkte.5. A measuring device for measuring and testing RFID labels, characterized in that the measuring device is adapted to measure the size of the electric <P, · '. P :: '·' j.-iö «T I I ·. a ·· S a - 21 - dipole moment of the response signal of a capacitive RFID tag as a function of an interrogation signal with a specified frequency and electric field strength. 6. Een meetapparaat voor het meten aan en testen van RFID labels volgens conclusie 5 5, met het kenmerk, dat de ondervraagantenne en de meetantenne zodanig zijn opgesteld dat de directe capacitieve koppeling tussen de ondervraagantenne en de meetantenne nul is, terwijl beide antennes koppelen met het te testen label.A measuring device for measuring and testing RFID labels according to claim 5, characterized in that the interrogating antenna and the measuring antenna are arranged such that the direct capacitive coupling between the interrogating antenna and the measuring antenna is zero, while both antennas couple with the label to be tested. 7. Een meetapparaat voor het meten aan en testen van RFID labels volgens conclusie 10 6, met het kenmerk, dat de ondervraagantenne, in de vorm van twee tegenover elkaar gelegen condensatorplaten 20, en de meetantenne, in de vorm van twee tegenover elkaar gelegen condensatorplaten 23, zijn gelegen op een lichaam met tenminste één symmetrieas, zoals bijvoorbeeld een kubus of een cilinder, zodanig dat de verbindingslijn tussen de zwaartepunten van condensatorplaten 20, en de 15 verbindingslijn tussen de zwaartepunten van condensatorplaten 23 elkaar loodrecht snijden op een punt op de betreffende symmetrieas, op welk punt tevens het middelpunt van de testen capacitieve label wordt geplaatst in een zodanig stand dat de elektrische dipool van het label gericht is loodrecht op die symmetrieas en hoeken van 45 graden heeft met de genoemde verbindingslijnen. 20A measuring device for measuring and testing RFID labels according to claim 10, characterized in that the interrogation antenna, in the form of two opposite capacitor plates 20, and the measuring antenna, in the form of two opposite capacitor plates 23, are located on a body with at least one axis of symmetry, such as, for example, a cube or a cylinder, such that the connecting line between the centers of gravity of capacitor plates 20, and the connecting line between the centers of gravity of capacitor plates 23 intersect at a point perpendicular to the point in question axis of symmetry, at which point also the center of the testing capacitive label is placed in such a position that the electrical dipole of the label is oriented perpendicular to that axis of symmetry and has angles of 45 degrees with said connecting lines. 20 8. Een meetapparaat voor het meten aan en testen van RFID labels volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het meetapparaat is ingericht voor het meten van de grootte van het effectief uitgestraald vermogen van het responssignaal van een Elektro Magnetisch RFID label als functie van een 25 opgewekt elektromagnetisch ondervraagsignaal met gespecificeerde frequentie en veldsterkte.A measuring device for measuring and testing RFID labels according to one or more of the preceding claims, characterized in that the measuring device is adapted to measure the magnitude of the effectively radiated power of the response signal of an Electromagnetic RFID label as a function of an generated electromagnetic interrogation signal with specified frequency and field strength. 9. Een meetapparaat voor het meten aan en testen van RFID labels volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de ondervraagantenne en de meetantenne zodanig zijn 30 opgesteld dat de directe elektromagnetische koppeling tussen de ondervraagantenne - 22 - en de meetantenne nul is, terwijl beide antennes koppelen met het te testen EM RFID label.9. A measuring device for measuring and testing RFID labels according to claim 8, characterized in that the interrogating antenna and the measuring antenna are arranged such that the direct electromagnetic coupling between the interrogating antenna and the measuring antenna is zero, while both link antennas to the EM RFID label to be tested. 10. Een meetapparaat voor het meten aan en testen van RFID labels volgens conclusie 5 9, met het kenmerk, dat de ondervraagdipoolantenne en de meetdipoolantenne zich in hetzelfde vlak bevinden, de middelpunten van beide antennes samenvallen, terwijl de dipolen onderling een loodrechte hoek vormen, zodat de polarisatierichtingen van beide antennes loodrecht op elkaar staan en dus geen directe koppeling plaats vindt tussen beide antennes, maar dat wel een responssignaal ontvangen wordt van 10 een EM RFID label met een lineair of circulair gepolariseerde antenne.A measuring device for measuring and testing RFID labels according to claim 5, characterized in that the interrogated dipole antenna and the measuring dipole antenna are in the same plane, the centers of both antennas coincide, while the dipoles form a perpendicular angle to each other, so that the polarization directions of both antennas are perpendicular to each other and therefore no direct coupling takes place between the two antennas, but that a response signal is received from an EM RFID tag with a linear or circularly polarized antenna. 11. Een meetapparaat voor het meten aan en testen van RFID labels volgens conclusie 9, met het kenmerk dat de ondervraagantenne en de meetantenne gecombineerd zijn in één patch antenne waarbij twee verschillende aansluitpunten op de patch benut 15 worden voor aansluiting van generator 26 voor het opwekken van het ondervraagsignaal en voor aansluiten van ontvanger en meetschakeling 30, waarbij de patch antenne in twee modes kan resoneren waarbij de polarisatierichtingen van beide trillingsmodes loodrecht op elkaar staan zodat er geen directe koppeling plaats vindt tussen beide antenneaansluitingen, maar dat wel een ondervraagsignaal 20 uitgezonden wordt naar, en dat een responssignaal ontvangen wordt van een EM RFID label met een lineair of circulair gepolariseerde antenne.A measuring device for measuring and testing RFID labels according to claim 9, characterized in that the interrogation antenna and the measuring antenna are combined in one patch antenna, wherein two different connection points on the patch are used for connection of generator 26 for generating of the interrogation signal and for connection of receiver and measuring circuit 30, wherein the patch antenna can resonate in two modes with the polarization directions of both vibration modes perpendicular to each other so that no direct coupling takes place between the two antenna connections, but that an interrogation signal 20 is transmitted to, and that a response signal is received from an EM RFID tag with a linear or circularly polarized antenna. 12. Een meetapparaat voor het meten aan en testen van RFID labels volgens een of meerdere voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat voor het genereren van een 25 ondervraag- of ondervraagsignaal, en voor het genereren van referentiesignalen ten behoeve van het fasesynchroon meten van het magnetisch dipoolmoment, gebruik wordt gemaakt van een eerste geïntegreerd Direct Digitaal Synthesizer (DDS) circuit, welk circuit deel uitmaakt van een uitbreidingskaart van een computer en rechtstreeks wordt aangestuurd vanuit de databus van die computer. : i ... | · £ - 23 -12. A measuring device for measuring and testing RFID labels according to one or more preceding claims, characterized in that for generating an interrogation or interrogation signal, and for generating reference signals for the phase synchronous measurement of the magnetic dipole moment, use is made of a first integrated Direct Digital Synthesizer (DDS) circuit, which circuit forms part of an expansion card of a computer and is directly controlled from the data bus of that computer. : i ... | · £ - 23 - 13. Een meetapparaat voor het meten aan en testen van RFID labels volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat het DDS circuit twee sinusvormige signalen genereert, die dezelfde frequentie hebben, maar 90 graden in fase verschillen.A measuring device for measuring and testing RFID labels according to claim 12, characterized in that the DDS circuit generates two sinusoidal signals that have the same frequency but differ 90 degrees in phase. 14. Een meetapparaat voor het meten aan en testen van RFID labels volgens conclusie 12 of 13, met het kenmerk, dat voor het meten aan subdraaggolfsignaal-componenten van het labelresponssignaal gebruik gemaakt wordt van referentiesignalen, die worden opgewekt in een tweede DDS circuit.A measuring device for measuring and testing RFID tags according to claim 12 or 13, characterized in that reference signals generated in a second DDS circuit are used for measuring subcarrier signal components of the tag response signal. 15. Een meetapparaat voor het meten aan en testen van RFID labels volgens de conclusies 12, 13 of 14,met het kenmerk,dat het tweede DDS circuit eveneens deel uitmaakt van een uitbreidingskaart van een computer en rechtstreeks wordt aangestuurd vanuit de databus van die computer.A measuring device for measuring and testing RFID labels according to claims 12, 13 or 14, characterized in that the second DDS circuit also forms part of an expansion card of a computer and is directly controlled from the data bus of that computer . 16. Een meetapparaat voor het meten aan en testen van RFID labels volgens de conclusies 14 of 15, met het kenmerk, dat het eerste DDS circuit en het tweede DDS circuit gebruik maken van een gemeenschappelijke kloksignaalgeneratorschakeling. 1016416^A measuring device for measuring and testing RFID labels according to claims 14 or 15, characterized in that the first DDS circuit and the second DDS circuit use a common clock signal generator circuit. 1016416 ^
NL1016416A 2000-10-16 2000-10-16 Measuring and testing device for radio frequency identification labels, measures magnetic dipole moment of label response signal as function of investigation signal NL1016416C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1016416A NL1016416C2 (en) 2000-10-16 2000-10-16 Measuring and testing device for radio frequency identification labels, measures magnetic dipole moment of label response signal as function of investigation signal

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1016416A NL1016416C2 (en) 2000-10-16 2000-10-16 Measuring and testing device for radio frequency identification labels, measures magnetic dipole moment of label response signal as function of investigation signal
NL1016416 2000-10-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1016416C2 true NL1016416C2 (en) 2002-04-18

Family

ID=19772253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1016416A NL1016416C2 (en) 2000-10-16 2000-10-16 Measuring and testing device for radio frequency identification labels, measures magnetic dipole moment of label response signal as function of investigation signal

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL1016416C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005086279A1 (en) * 2004-03-05 2005-09-15 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method of and device for determining at least one characteristic parameter of a resonant structure
CN105913599A (en) * 2016-06-15 2016-08-31 广州齐达材料科技有限公司 Label with radio frequency identification and acoustomagnetic antitheft functions

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2158240A (en) * 1984-04-26 1985-11-06 Standard Telephones Cables Ltd A null-balanced proximity sensor
WO1989007772A1 (en) * 1988-02-10 1989-08-24 Sweidco Ab Device for the identification of objects
US5057095A (en) * 1989-11-16 1991-10-15 Fabian Carl E Surgical implement detector utilizing a resonant marker
US5305008A (en) * 1991-08-12 1994-04-19 Integrated Silicon Design Pty. Ltd. Transponder system
US5495230A (en) * 1994-06-30 1996-02-27 Sensormatic Electronics Corporation Magnetomechanical article surveillance marker with a tunable resonant frequency
US5781110A (en) * 1996-05-01 1998-07-14 James River Paper Company, Inc. Electronic article surveillance tag product and method of manufacturing same
US6104291A (en) * 1998-01-09 2000-08-15 Intermec Ip Corp. Method and apparatus for testing RFID tags

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2158240A (en) * 1984-04-26 1985-11-06 Standard Telephones Cables Ltd A null-balanced proximity sensor
WO1989007772A1 (en) * 1988-02-10 1989-08-24 Sweidco Ab Device for the identification of objects
US5057095A (en) * 1989-11-16 1991-10-15 Fabian Carl E Surgical implement detector utilizing a resonant marker
US5305008A (en) * 1991-08-12 1994-04-19 Integrated Silicon Design Pty. Ltd. Transponder system
US5495230A (en) * 1994-06-30 1996-02-27 Sensormatic Electronics Corporation Magnetomechanical article surveillance marker with a tunable resonant frequency
US5781110A (en) * 1996-05-01 1998-07-14 James River Paper Company, Inc. Electronic article surveillance tag product and method of manufacturing same
US6104291A (en) * 1998-01-09 2000-08-15 Intermec Ip Corp. Method and apparatus for testing RFID tags

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005086279A1 (en) * 2004-03-05 2005-09-15 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method of and device for determining at least one characteristic parameter of a resonant structure
CN105913599A (en) * 2016-06-15 2016-08-31 广州齐达材料科技有限公司 Label with radio frequency identification and acoustomagnetic antitheft functions

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW561430B (en) Radio frequency detection and identification system
US6130612A (en) Antenna for RF tag with a magnetoelastic resonant core
US7591415B2 (en) Passport reader for processing a passport having an RFID element
US8085150B2 (en) Inventory system for RFID tagged objects
EP0578701B1 (en) Article sorting system
EP2973464B1 (en) Systems and methods for verification of security tag detachment
US3774205A (en) Merchandise mark sensing system
US10019663B1 (en) RFID disruption device and related methods
AU2001261192A1 (en) Radio frequency detection and identification system
CN101305381A (en) Payment card signal characterization methods and circuits
Lee RFID coil design
JP2003512801A (en) Method for reading and writing RFID transponders
NL1016416C2 (en) Measuring and testing device for radio frequency identification labels, measures magnetic dipole moment of label response signal as function of investigation signal
US20110148588A1 (en) Device for the secure contactless data exchange between a reader and a card
EP1415264B1 (en) Non-contact smart card interrogator, wherein across a transmission line from an antenna to a receiver the signal modulation varies between amplitude modulation and phase modulation
WO1989007772A1 (en) Device for the identification of objects
Rolf et al. Near field communication (NFC) for mobile phones
Perret Introduction to chipless RFID
AU698056B2 (en) Article sorting system
AU664544B2 (en) Article sorting system
JP2002077001A (en) Transmission system and transmission-reception system
Roussos et al. Physics and Lower Layers

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
VD1 Lapsed due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20050501