NL9200304A

NL9200304A - Afstandsidentificatiestelsel met passieve identificatie-inrichtingen.

Info

Publication number: NL9200304A
Application number: NL9200304A
Authority: NL
Original assignee: Waters Beheer B V
Priority date: 1992-02-19
Filing date: 1992-02-19
Publication date: 1993-09-16
Also published as: EP0556910A1

Description

Korte aanduiding: Afstandsidentificatiestelsel met passieve identificatie-inrichtingen.

De uitvinding heeft betrekking op een passieve identificatie-inrichting, omvattende een resonantieschakeling, en op een stelsel voor het op afstand identificeren van objecten, omvattende een zender, een ontvanger en een verzameling van aan de objecten toegevoegde, in responsie op bedrijf van de zender als antwoordzender voor een ontvanger werkende passieve identifi catie-inrichtingen.

Een dergelijke passieve identificatie-inrichting en een dergelijk stelsel zijn bekend voor het voorkomen van diefstal. In feite gaat het hierbij om identificatie in engere zin, namelijk detectie. Dat wil zeggen dat tegen diefstal te beveiligen objecten niet onderLing worden onderscheiden maar slechts ten opzichte van niet tegen diefstal te beveiligen objecten.

De resonantieschakeling van de bekende passieve identificatie-inrichting bestaat uit een condensator die is verbonden met een klein bemeten spoel die voorziet in magnetische koppeling met een extern veld. Resonantie wordt gedetecteerd met behulp van een zender die is voorzien van een frequentiegemoduleerde generator die rond de resonantiefrequentie zwaait. De ontvanger is dan zo opgebouwd, dat deze onderscheid kan maken tussen de resonantiekromme van de passieve identificatie-inrichting en vlakkere responsies van andere objecten in een detectiegebied. Het detec-tiebereik bedraagt daarbij maximaal enige meters. De typische Lineare afmeting van de passieve identificatie-inrichting is 5 cm, waarbij in de praktijk bij een veld met een frequentie die aanzienlijk lager dan 200 MHz is om golfeffecten in het systeem te vermijden de kwaliteitsfactor van de passieve identificatie-inrichting niet hoger dan 200 zal zijn. Door deze lage kwaliteitsfactor samen met de onmogelijkheid deze bekende passieve identificatie-inrichtingen met een voldoend reproduceerbare constante resonantiefrequentie te vervaardigen en gevoeligheid van het stelsel voor niet tegen diefstal te beveiligen objecten die een groot signaal bij de ontvanger opwekken, is het bekende stelsel inherent ongeschikt voor een identificatiestelsel in ruimere zin, waarbij te detecteren objecten ook moeten kunnen worden geïdentificeerd en is het bekende stelsel als detectiestelsel voor verbetering vatbaar.

De uitvinding beoogt te voorzien in een betrouwbaar werkend goedkoop passief afstandsidentificatiestelsel.

De uitvinding stelt daartoe een passieve identificatie-inrich-ting van de.in de aanhef genoemde soort voor, die het kenmerk heeft, dat deze is voorzien van een met de resonantieschakeling gekoppeld kristal, en een stelsel van de in de aanhef genoemde soort, dat het kenmerk heeft, dat de verzameling van passieve identificatie-inrichtingen is samengesteld uit voorgestelde passieve identificatie-inrichtingen.

Een passieve identificatie-inrichting volgens de uitvinding kan zijn voorzien van één kristal of verscheidene parallel geschakelde kristallen met onderscheidene frequenties.

De verzameling van passieve identificatie-inrichtingen kan bestaan uit passieve identificatie-inrichtingen met één kristal met voor elke passieve identificatie-inrichting dezelfde frequentie of uit passieve identificatie-inrichtingen met één kristal die zijn geselecteerd uit een verzameling van een aantal kristallen met onderling verschillende frequenties.

Ook kan de verzameling van passieve identificatie-inrichtingen bestaan uit passieve identificatie-inrichtingen met elk een eerste aantal kristaLLen met onderling verschillende frequenties die zijn geselecteerd uit een verzameling van een tweede, groter dan het eerste zijnd aantal kristallen met onderling verschillende frequenties of uit passieve identificatie-inrichtingen met verschillende aantallen kristallen die zijn geselecteerd uit een verzameling van een aantal kristallen met onderling verschillende frequenties.

De kristallen zijn bij voorkeur kwartskristallen omdat deze klein, goedkoop en betrouwbaar 2ijn.

De resonantieschakeling is bij voorkeur een paraLlelschakeling van een spoel en een condensator omdat deze in de uitvinding klein kunnen worden bemeten.

De koppeling tussen kristal en resonantieschakeling is bij voorkeur inductief omdat daardoor de serieresonantie van het kristal niet te sterk wordt belast en een goede reproduceerbaarheid is te verkrijgen. Daarenboven kan de koppeling als aftakking of geïsoleerd worden uitgevoerd. In beide gevallen kan de spoel uit een open draadlus bestaan waarbij de condensator over de einden van de draadlus i's verbonden. In het eerst genoemde geval is het kristal of zijn de kristallen met twee aftakpunten op de draadlus verbonden, en in het tweede geval is het kristal of zijn de kristallen over de einden van een respectieve open draadlus verbonden en zijn alle draadlussen in eikaars nabijheid geplaatst. De draadlus kan op een drager aangebracht geLeiderspoor zijn.

De voorgestelde identificatie-inrichting kan de vorm van een label, kaart of dergelijke hebben.

Het voorgestelde stelsel waarbij de verzameling van passieve identificatie-inrichting bestaat uit passieve identificatie-inrichtingen met één kristal met voor elke passieve identificatie-inrichting dezelfde frequentie is bij voorkeur zodanig ingericht, dat de zender geschakeld wordt bedreven voor het intermitterend uitzenden van een zendsignaal met de frequentie van het kristal en de ontvanger geschakeld wordt bedreven voor het intermitterend ontvangen van een antwoordsignaal van een het zendsignaal van de zender ontvangende passieve identificatie-inrichting, demoduleren van het antwoordsignaal, uitvoeren van een matched filter-bewerking en op basis van het resulterende uitgangssignaal detecteren van het object.

Bij de stelsels met de andere genoemde verzamelingen van passieve identificatie-inrichtingen is het steLsel bij voorkeur zodanig ingericht, dat de zender geschakeld wordt bedreven voor het intermitterend uitzenden van een zendsignaal dat bestaat uit een genoemd aantal gesommeerde signalen met respectievelijk de frequenties van het genoemde aantal kristallen en de ontvanger geschakeld wordt bedreven voor het intermitterend ontvangen van een antwoordsignaal van een het zendsignaal van de zender ontvangende passieve identificatie-inrichting, in een genoemd aantal kanalen demoduleren van het antwoordsignaal, in eLk kanaal uitvoeren van een matched fiLterbewerking en op basis van uitgangssignalen in het genoemde aantal kanalen identificeren van het object.

De zender en ontvanger kunnen worden geschakeld met een frequentie in de orde van grootte van 1 kHz.

Bij voorkeur wordt de ontvanger vertraagd na het uitschakelen van de zender ingeschakeld opdat echo's van storende voorwerpen in de af te tasten ruimten zijn uitgedempt. Deze vertraging kan in de orde van grootte van 10 με zijn.

De toegepaste zendfrequenties dienen lager dan 30 MHz te zijn. Bij een afmeting van het af te tasten gebied van 1 tot 2 meter in elke horizontale richting. In een voordelige uitvoeringsvorm van het stelsel zijn de zendfrequenties in hoofdzaak 27 MHz, bijvoorbeeld frequenties van 26,91-27,10 MHz in stappen van 10 kHz.

Bij voorkeur, edoch niet uitputtend, wordt de voorgestelde passieve identificatie-inrichting voor het identificeren van Levende objecten, zoals mensen en dieren of levenloze objecten, zoals goederen en voertuigen gebruikt en wordt het voorgestelde stelsel voor bewaking, beveiliging of logistiek toegepast. Daarbij valt te denken aan toegangscontrole, elektronische beveiliging, voertuigidentificatie, bewaken van vee en voorraad-beheersing, alsmede het voorkomen van diefstal uit winkels of warenhuizen.

De uitvinding zal nu nader worden beschreven aan de hand van de tekening, waarin figuur 1 een uitvoeringsvorm van een passieve identificatie-inrichting volgens de uitvinding in de vorm van een Label is; figuur 2 een schakelschema van een passieve identificatie-inrichting volgens de uitvinding met drie parallel geschakelde kristallen laat zien; figuur 3 een bij figuur 2 behorend vervangingsschema toont; figuur 4 de impedantie van een passieve identificatie-inrichting volgens figuren 2 en 3 illustreert; figuur 5 sterk vereenvoudigd een blokschema van een uitvoeringsvorm van een zend/ontvanger voor het stelsel volgens de uitvinding Laat zien; en figuur 6 op punten in het blokschema van figuur 5 optredende signaalgolfvormen laat zien.

In deze beschrijving wordt onder identificatie mede detectie verstaan.

In figuur 1 vormt een open draadlus 1 een spoel, over de einden 2 en 3 waarvan een condensator 4 is verbonden, terwijl een kristal 5 met twee aftakpunten 6 en 7 op de draadlus 1 is verbonden. Natuurlijk kan de draadlus 1 op een (niet getoonde) drager zijn opgedampt of zou de spoel 1 uit een aantal windingen kunnen bestaan in toepassingsgevallen waarbij dat geen bezwaar zou vormen. Ofschoon één kristal 5 is getoond, kunnen verscheidene kristallen 5 met elk een andere frequentie parallel zijn geschakeld.

Figuur 2 Laat een bij figuur 1 behorende schakelschema zien in het geval van drie kristallen 5.

Terug verwijzend naar figuur 1 is het kristaL 5 bij voorkeur een kwartskristal omdat dit een goed gedefinieerde, stabiele en reproduceerbaar resonantiefrequentie heeft, alsmede een hoge kwaliteitsfactor van ongeveer 105.

Het koppelen van het kristal 5 aan de resonantieschakeling 1, 4 kan inductief, geïsoleerd of capaciteif gebeuren, maar niet direkt, omdat dat een te sterke belasting van de serieresonantie van het kristaL 5 levert, waarbij capacitieve koppeling in de praktijk het nadeel heeft dat de (niet getoonde) koppelcondensator moeilijk reproduceerbare waarden van enkele picofarad of minder moet hebben.

In figuur 1 is inductieve aankoppeling in de vorm van een aftakking op de spoel 1, in casu één winding, van de resonantieschakeling 1, 4 getoond. Bij geïsoleerde koppeling wordt een extra, Losse draadlus (die niet is getoond) aan het kristal 5 toegepast. Deze laatste mogelijkheid is vanuit praktisch oogpunt interessant, omdat achteraf een eventueel uitwisselbare identiteit aan de passieve identificatie-inrichting kan worden gegeven door op de (niet getoonde) drager een kristal 5 inclusief draadlus te hechten.

De passieve identificatie-inrichting kan zeer kleine afmetingen hebben door de keuze van een hoge frequentie, bijvoorbeeld 27 MHz, op welke keuze later zal worden ingegaan. Bij een diameter van spoel 1 die 4 cm bedraagt, is de zelfinductie van spoel 1 100 nH, waaruit voor resonantie bij de genoemde frequentie een capaciteit voor condensator 4 van 350 pF volgt. Een keramische condensator met deze waarde is klein en goedkoop en heeft zeer geringe verliezen, hoewel ook een papiercondensator of een opgedampte condensator tot de mogelijkheden behoort. Daarbij komt nog dat, aangezien de capaciteit van condensator 4 kleiner dan 1 nF kan worden gehouden, de resonantieschakeling 1, 4 een hoge kwaliteitsfactor heeft als gevolg van kleine verLiezen die dan door spoel 1 worden bepaald, die slechts één winding heeft. Wanneer de passieve identificatie-inrichting klein blijft ten opzichte van de golflengte is een hoge frequentie gunstig ondanks het zogenaamde skin-effect dat in de draad van spoel 1 optreedt.

De mate van koppeling van een of meer kristallen 5 aan de resonantieschakeling 1, 4 beïnvloedt zowel de grootte van het, later te bespreken, antwoordsignaal van de passieve identificatie-inrichting als de kans op correctie identificatie van de passieve identificatie-inrichting. Als vuistregel dient het kristal 5 een belasting van ongeveer 10 maal zijn eigen serieweerstand te zien. Dit levert een dip van 90Z in de resonantie-kromme van de resonantieschakeling 1, 4, zoals verderop bij de beschrijving van figuur 4 zal worden gezien bij de frequentie van het kristal 5 of de kristallen 5 en aldus een vrijwel maximale detectiemogelijkheid van het kristal 5 of de kristallen 5. Daarentegen behoudt het of elk kristal 5 10% van zijn onbelaste kwaliteitsfactor, zodat de dips als gevolg van verschillende kristallen 5 voldoende geprononceerd zijn voor betrouwbare identificatie. Een en ander houdt in dat de tijdconstante τ van het antwoordsignaal van de passieve identificatie-inrichting wordt gegeven door 0,1 x 2 Q /ω,

In waarbij de kwaliteitsfactor is, hetgeen bij de gegeven frequentie uitkomt op circa 120 ps.

Zoals gezegd laat figuur 2 een schakelschema van een passieve identifieatie-inrichting met drie parallel geschakelde kristallen 5 zien, die zijn verbonden met een aftakking 8 op de spoel 1 van een gemeenschappelijke resonantieschakeling 1, 4. Een vervangingsschema is in figuur 3 gegeven, waar de kristallen 5 zijn getekend als serieresonantieschakelingen 9 die een onbeLaste kwaliteitsfactor hebben op onderscheidene resonan-tiefrequenties ωΐ, ω2 en ω3. De invloed van de aftakking 8 (fractie γ> op spoel 1 treedt op in de serieweerstand R1, die verband houdt met de verliezenvertegenwoordigende serieweerstand Rx van de kristallen 5 als R1 = Rx/γ. In het vervangingsschema van figuur 3 is ook de verliezen-voorstellende weerstand RO van de resonantieschakeling 1, 4 aangegeven, samen met de centrale frequentie ω0 en kwaliteitsfactor Q0 ervan. De shunt-capaciteit die verantwoordelijk is voor de parallelresonantie van een kwartskristal 5 is klein en kan opgenomen worden geacht in de capaciteit CO. Door middel van de parameter γ kan de verhouding R0/R1 worden gestuurd, die de kristalbelastingsfactor <s zal worden genoemd. Teneinde het belang van deze factor in te zien, wordt nu gekeken naar de impedantie Z zoals gezien over de klemmen van de spoel 1 als een functie van de frequentie. Deze transimpedantie Z is rechtevenredig met de systeemresponsie zoals gegeven door de verhouding van ontvangen spanning en gezonden stroom.

Figuur 4 laat |z|, genormaliseerd op RO, zien als een functie van de genormaliseerde frequentie Ω, gedefinieerd als QQ (ω/ωΟ - ωΟ/ω).

De brede resonantiekromme 10 van de resonantieschakeling 1, 4 heeft zijn -3 dB punten bij fi = ±1. De resonantiefrequenties van de kristallen 5 liggen op een zodanige onderlinge afstand dat 20 scherpe serieresonanties tussen deze -3 dB punten passen, zodat twintig kristallen 5 kunnen worden toegepast. In figuur 4 valt een van de kristalfrequenties samen met ii = 0 en zijn de andere twee het dichtst mogelijk naburig daaraan. De kristal-belastingsfactor α bepaalt de diepte en breedte van de dip 11 in de hoofd-resonantiekromme 10. Deze karakteristieken zijn van belang omdat de diepte de amplitude en de breedte de tijdconstante van de te detecteren natuurlijke responsie stuurt. In figuur 4 geldt o=10.

Wanneer op basis van de passieve identificatie-inrichting volgens figuren 2-4 een verzameling van passieve identificatie-inrichtingen wordt samengesteld heeft elke passieve identificatie-inrichting drie kristallen 5 met onderling verschillende frequenties die zijn geselecteerd uit een verzameling van twintig kristallen 5 met onderling verschillende frequenties, zodat er 1140 mogelijke identiteiten zijn welk aantal wordt gegeven door de binomiaalcoëfficiënt 20 boven 3; algemener m boven k, waarbij geldt m > k > 1. In het genoemde geval is aan het aantal kristallen 5 in een identificatie-inrichting een vaste waarde k (= 3) gegeven. Het aantal identiteiten kan worden verhoogd door k variabel te maken, bijvoorbeeld 1-3. Keuze van k = 1-5 en m = 25 levert 68.405 identiteiten op, hetgeen er meer zijn dan de verzameling codes die met een 16-bit identificatiekaart mogelijk zijn. Dit maakt echter de tater te beschrijven decodering complexer. Ook bij toepassingen echter waarbij grote aantallen identiteiten zijn gewenst, ligt het echter het meest voor de hand om k vast te kiezen; wanneer immers m = 25 en k = 12 wordt gekozen levert dit 5,2 miljoen identiteiten op, hetgeen voldoende is om het gehele Nederlandse autopark te identi fi ceren.

Voor zuivere detectiedoeleinden bestaat de verzameling van passieve identificatie-inrichtingen uit passieve identificatie-inrichtingen met één kristal 5 met voor elke passieve identificatie-inrichting dezelfde frequentie. Eenvoudige identificatie, dat wil zeggen met een relatief laag aantal identiteiten, is mogelijk met een verzameling van passieve identificatie-inrichtingen die bestaat uit passieve identificatie-inrichtingen met één kristal 5 die zijn geselecteerd uit een verzameling van een aantal kristallen 5 met onderling verschillende frequenties.

Aan de hand van figuren 5 en 6 zal het stelsel voor het op afstand identificeren van objecten nader worden toegelicht in het geval van een zendontvanger met gemeenschappelijke antenne, waarbij het stelsel een verzameling van aan de objecten toegevoegde, in responsie op bedrijf van het zendgedeelte van de zendontvanger als antwoordzender voor het ontvang-gedeelte van de zendontvanger werkende voorgestelde passieve identificatie-inrichtingen omvat.

In figuur 5 is met 20 schematisch een passieve identificatie-inrichting volgens de uitvinding aangegeven, het zendgedeelte of de zender met 21 en het ontvanggedeelte of de ontvanger met 22, terwijl met het ver-wijzingsgetal 36 de in dit geval gemeenschappelijke antenne is aangegeven. In figuur 6 zijn van boven naar beneden op respectieve punten in het schema van figuur 5 optredende signaalgolfvormen 31-35 aangegeven. In figuur 5 is met het verwijzingsgetal 23 een aantal, bijvoorbeeld twintig, modulatoren aangegeven, waarvan elk een (niet getoonde) kristalgestabiliseerde oscilla-tor voor de in dit geval twintig mogelijke kristalfrequenties bevat, waarvan, de eerder aangegeven uitvoeringsvorm volgend, steeds drie in een passieve identificatie-inrichting voorkomen.

Voor alle duidelijkheid hebben de signaalgolfvormen 31-35 van figuur 6 slechts betrekking op een enkele frequentie. Zie in dit verband signaalgolfvorm 31 die optreedt aan de uitgang van een sommeerinrichting 24 in figuur 5 die op haar ingangen de uitgangssignalen van de modulatoren 23 ontvangt.

De versterkers 25 en 27 in figuur 5 verzorgen buffering, stroom-versterking en schakelgedrag voor de zend/ontvangantenne 36. De sturing in de tijd wordt verzorgd door schakelinrichting 26 die een blokgolfgenerator kan omvatten en twee schakelsignalen opwekt, één voor de zendversterker 25 en één voor de ontvangversterker 27.

Signaalgolfvorm 32 in figuur 6 wordt gezonden, terwijl signaal-golfvorm 33 wordt terug ontvangen, waarbij de gedempte triLLing 41 tijdens de uitfase van de zender 21 duidt op de aanwezigheid van de passieve.identificatie-inrichting 20. In feite worden bij deze uitvoeringsvorm twintig frequenties gezonden en reageert de passieve identificatie-inrichting 20 op exact drie van deze frequenties met de gedempte trilling 41, daarmee haar identiteit aan de ontvanger 22 prijsgevend. In de praktijk zal bovendien de gedempte trilling 41 die afkomstig is van de passieve identificatie-inrich- ting veel zwakker zijn dan voor de duidelijkheid door signaalgolfvorm 33 wordt gesuggereerd. Onderdrukking van het veel sterkere zendsignaal 2 levert uiteindelijk signaalgolfvorm 34 op aan de uitgang van de ontvang-versterker 27. De sturing in de tijd ofte wel het schakelen van de zender 21 en ontvanger 22 wordt bepaald door de volgende overwegingen. De eerder berekende tijdconstante τ (= 120 ps) geeft de snelheid aan waarmee de trilling 41 van de passieve identificatie-inrichting uitdempt. Wordt als regel gesteld dat steeds gedurende 3τ tot 4τ wordt ontvangen en daarna eenzelfde tijd wordt gezonden, dan wordt gekomen op een schakelfrequentie van 1 kHz. Belangrijk hierbij is dat de ontvanger 27 een schakelvertraging van 10 με later moet inschakelen dan het moment van uitschakelen van de zender 24 om er zeker van te zijn dat alle echo's van storende voorwerpen in een aftastruimte zijn uitgedempt. Deze vertraging levert een belangrijke winst in betrouwbaarheid op ten opzichte van stelsels die gebruik maken van frequentiezwaai.

Terloops wordt opgemerkt dat alLe gegeven numerieke waarden benaderde waarden zijn waarvan al naar gelang toepassingsgeval wezenlijk kan worden afgeweken.

De "centrale" zendfrequentie wordt zo gekozen dat er geen stralingseffecten zijn, hetgeen wil zeggen dat alle te detecteren objecten zich in het nabije veld van de zend/ontvangantenne bevinden. Nabije veLden nemen immers met de afstand tot de derde macht af met als voordelen een zeer compacte aftastruimte die geen storing naar buiten toe oplevert waardoor gemakkelijk aan PTT-eisen kan worden voldaan, en bovendien weinig door invloeden van buitenaf wordt gestort, en dat de geheLe aftastruimte in alle richtingen tegelijk wordt afgetast, over bijvoorbeeld 1 tot 2 meter in elke horizontale richting, hetgeen een bovengrens aan de zendfrequentie oplevert; met een golflengte van 10 m of meer dient namelijk de frequentie 30 MHz of minder te zijn.

De zendfrequentie wordt ook afhankelijk van de passieve identificatie-inrichting gekozen. De resonantieschakeling 1, 4 die de passieve identificatie-inrichting in het veld detecteerbaar maakt, dient een zo groot mogelijke kwaliteitsfactor te hebben. Het antwoordsignaal van de passieve identificatie-inrichting is namelijk rechtevenredig met de kwaliteitsfactor van de resonantieschakeling. De kristallen 5 dienen eveneens een zo groot mogelijke kwaliteitsfactor te hebben om een zo groot mogelijk scheidend vermogen te bereiken. Beide genoemde kwali-teitsfactoren nemen toe met de zendfrequentie. Bovendien kan de schakelfrequentie voor de zender 21 en ontvanger 22 voor het aan/uit-bedrijf bij toenemende zendfrequentie worden opgevoerd, hetgeen een hogere betrouwbaarheid van het stelsel oplevert. Tenslotte is bij hogere zendfrequentie het produkt van de zelfinductie en de capaciteit van de resonantieschakeling 1, 4 kleiner, zodat de afmeting van de passieve identificatie-inrichting kan worden gereduceerd doordat een kleinere spoel 1 kan worden toegepast met behoud van geschikte waarden voor de bijbehorende condensator 4. Deze overwegingen maken dat de zendfrequentie bij voorkeur zo dicht mogelijk bij de genoemde maximale frequentie van 30 MHz dient te worden gekozen. De in de beschreven uitvoeringsvorm gekozen centrale zendfrequentie van 27 MHz is niet dwingend, maar heeft als bijkomend voordeel dat de PTT geen enkele beperking oplegt. In andere landen kan de keuze derhalve anders uitvallen.

Terug komend op het ontvanggedeelte 22 van de in figuur 5 weergegeven zendontvanger, mengt een aantal demodulatoren 28, in dit geval twintig, het versterkte antwoordsignaal 34 in twintig kanalen terug naar de basisband hetgeen de signaalgolfvorm 35 in figuur 6 oplevert. Het aantal demodulatoren 28 omvat daartoe respectieve (niet-getoonde) mengers die het antwoordsignaal 34 vermenigvuldigen met de respectieve door het aantal modulatoren 23 opgewekte frequenties. Derhalve kunnen de modulatoren 23 en de demodulatoren 28 elk een respectieve (niet-getoonde) gemeenschappelijke kristaloscillator hebben voor het opwekken van een respectieve zendfrequentie en voor gebruik bij demodulatie door een respectieve demodulator 28. Desondanks is er geen sprake van synchrone of coherente detectie, omdat het antwoordsignaal 34 van de passieve identificatie-inrichting onherroepelijk een vrij lopende fase heeft. De demodulatoren 28 zijn kwadratuurdemodula-toren. Als alternatief voor deze asynchrone of incoherente demodulatie kan omhullendedetectie worden toegepast. In dat geval moeten aan de demodulatoren 28 respectieve (niet-getoonde) frequentieselectieve inrichtingen voorafgaan.

Met het verwijzingsgetal 29 is een aantal correlatie-inrichtin-gen, ook twintig in dit geval, aangegeven, dat een zogenaamde matched fiIterbewerking uitvoert. Dit houdt in dat signaalgolfvorm 35 van figuur 6, die in het algemeen in ruis zal zijn verzonken, wordt vermenigvuldigd met de ongestoorde versie van deze signaalgolfvorm zoals deze in figuur 6 is getekend, en geïntegreerd. Deze bewerking kan zowel met analoge als digitale middelen worden uitgevoerd. Een digitale oplossing ligt vanuit praktisch oogpunt meer voor de hand, omdat de in figuur 5 getoonde eind-identificatie-inrichting 30 slechts een bewerking op getallen, namelijk de uitkomsten van twintig integraties hoeft uit te voeren om de correcte identiteit van de passieve identificatie-inrichting vast te stellen. Voor de beschreven uitvoeringsvorm met k = 3 en m = 20 is deze bewerking zeer eenvoudig, namelijk het kiezen van de drie grootste van twintig door de correlatie-inrichtingen 29 aangeboden getallen. Tenslotte wordt dan bij de gevonden combinatie van drie getallen een identificatienummer tussen 1 en 1140 berekend.

Het gevonden resultaat is betrouwbaarder naarmate de correlatie-tijd langer is. Afhankelijk van de toepassing kan de verblijftijd van de passieve identificatie-inrichting in het aftastgebied variëren. Wordt bijvoorbeeld 0,1 s genomen, dan kan over 100 antwoordsignalen 34 worden gecorreleerd bij een schakelfrequentie van 1 kHz. In dat geval is een signaal/ruis-verhouding van 0 dB voldoende voor betrouwbare identificatie met een foutenkans van 10 Overigens zijn vele varianten op dit principe mogelijk. De optimale ontvanger 22 sommeert bijvoorbeeld niet zomaar 100 integratiedeelresultaten, maar het kwadraat van deze tussenuitkomsten.

Er wordt dan gesproken van optimale n-voudige tijdsdiversiteit. Indien k variabel wordt gekozen, neemt de complexiteit van de eindidentificatie-inrichting 30 uiteraard toe. Er moet dan optimaal worden gedecodeerd voor de meest waarschijnlijke identiteit. EventueeL kan door redundantie in de identiteitscode een foutencorrectie worden toegepast.

Claims

1- Passieve identificatie-inrichting, omvattende een resonantie schakeling, met het kenmerk/ dat deze is voorzien van een met de reso-nantieschakeling gekoppeld kristal.

2. Passieve identificatie-inrichting volgens conclusie 1/ met het kenmerk, dat deze is voorzien van verscheidene parallel met de resonantie-schakeling gekoppelde kristallen met onderscheidene frequenties.

3. Passieve identificatie-inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk/ dat het of elk kristal een kwartskristal is.

4. Passieve identificatie-inrichting volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de resonantieschakeling een parallelschakeling van een spoel en een condensator is.

5. Passieve identificatie-inrichting volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de koppeling tussen kristal en resonantieschakeling inductief is.

6. Passieve identificatie-inrichting volgens conclusie 4 en 5, met het kenmerk/ dat de spoel uit een open draadlus bestaat, de condensator over de einden van de draadlus is verbonden en het kristal of de kristallen met twee aftakpunten op de draadlus is of zijn verbonden.

7. Passieve identificatie-inrichting volgens een van de conclusies 1 tot en met 5, met het kenmerk, dat de koppeling tussen kristal en de resonantieschakeling geïsoleerd is.

8. Passieve identificatie-inrichting volgens conclusie 4 en 7, met het kenmerk, dat de spoel uit een open draadlus bestaat, de condensator over de einden van de draadlus is verbonden en het kristal of de kristallen over de einden van een respectieve open draadlus is of zijn verbonden en de draadlussen in eikaars nabijheid zijn geplaatst.

9. Passieve identificatie-inrichting volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk-, dat deze de vorm van een LabeL, kaart of dergelijke heeft.

10. Stelsel voor het op afstand identificeren van objecten, omvattende een zender, een ontvanger en een verzameling van aan de objecten toegevoegde, in responsie op bedrijf van de zender als antwoordzender voor de ontvanger werkende passieve identificatie-inrichtingen, met het kenmerk, dat de verzameling van passieve identificatie-inrichtingen is samengesteld uit passieve identificatie-inrichtingen volgens een van de voorafgaande concLusies. 11. stelsel volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de verzameling van passieve identificatie-inrichtingen bestaat uit passieve identificatie-inrichtingen met één kristal met voor elke passieve identificatie-inrichting dezelfde frequentie.

12. Stelsel volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de verzameling van passieve identificatie-inrichtingen bestaat uit passieve identificatie-inrichtingen met één kristal die zijn geselecteerd uit een verzameling van m kristallen met onderling verschillende frequenties, waarbij m > 1.

13. Stelsel volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de verzameling van passieve identificatie-inrichtingen bestaat uit passieve identificatie-inrichtingen met elk k kristallen met onderling verschillende frequenties die zijn geselecteerd uit een verzameling van m kristallen met onderling verschillende frequenties, waarbij m > k > 1.

14. Stelsel volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de verzameling van passieve identificatie-inrichtingen passieve identificatie-inrichtingen met verschillende aantallen kristallen omvat, die zijn geselecteerd uit een verzameling van m kristallen met onderling verschillende frequenties, waarbij m > 1.

15. Stelsel volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de zender geschakeld wordt bedreven voor het intermitterend uitzenden van een zend-signaal met de frequentie van het kristal en dat de ontvanger geschakeld wordt bedreven voor het intermitterend ontvangen van een antwoordsignaal van een het zendsignaal van de zender ontvangende passieve identificatie-inrichting, demoduleren van het antwoordsignaal, uitvoeren van een matched fiIterbewerking en op basis van het resulterende uitgangssignaal identificeren van het object.

16. Stelsel volgens conclusie 12, 13 of 14, met het kenmerk, dat de zender geschakeld wordt bedreven voor het intermitterend uitzenden van een zendsignaal dat bestaat uit m gesommeerde signalen met respectievelijk de frequenties van de m kristallen en dat de ontvanger geschakeld wordt bedreven voor het intermitterend ontvangen van een antwoordsignaal van een het zendsignaal van de zender ontvangende passieve identificatie-inrich-ting, in m kanalen demoduleren van het antwoordsignaal, in elk kanaal uitvoeren van een matched fiLterbewerking en op basis van uitgangssignalen in de m kanalen identificeren van het object.

17. Stelsel volgens conclusie 15 of 16, met het kenmerk, dat de zender en ontvanger worden geschakeld met een frequentie in de órde van grootte van 1 kHz.

18. Stelsel volgens conclusie 15, 16 of 17, met het kenmerk, dat de ontvanger vertraagd na het uitschakelen van de zender wordt ingeschakeld.

19. Stelsel volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat de vertraging in de orde van grootte van 10 ys is. HO. Stelsel volgens een van de conclusies 10-19, met het kenmerk, dat de zendfrequentie kleiner dan 30 MHz is of de zendfrequenties kleiner dan 30 MHz zijn.

21. Stelsel volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat de zendfrequentie 27 MHz is of de zendfrequenties in hoofdzaak 27 MHz zijn.

22. Gebruik van de passieve identificatie-inrichting volgens een van de conclusies 1 tot en met 9 voor het identificeren van levende objecten, zoals mensen en dieren of levenloze objecten, zoals goederen en voertuigen.

23. Gebruik van het stelsel volgens een van de conclusies 10 tot en met 21 voor bewaking, beveiliging of logistiek.

24. Zender voor een stelsel volgens conclusie 15 of conclusie 15 en een van de conclusies 17 tot en met 21, met het kenmerk, dat deze een modulator omvat voor het opwekken van een signaal met de frequentie van het kristal, een zendversterker voor het versterken van het uitgangssignaal van de modulator, een schakel inrichting voor het met een bepaalde frequentie aan- en uitschakelen van de zendversterker, en een zendantenne voor het intermitterend uitzenden van het uitgangssignaal van de zendversterker als het zendsignaal.

25. Zender voor een stelsel volgens conclusie 16 of conclusie 16 en een van de conclusies 17 tot en met 21, met het kenmerk, dat deze m modulatoren omvat voor het opwekken van m signalen met respectievelijk de frequenties, van de m kristallen een sommeerinrichting voor het sommeren van de m signalen, een zendversterker voor het versterken van het uitgangssignaal van de sommeerinrichting, een schakelinrichting voor het met een bepaalde frequentie aan- en uitschakelen van de zendversterker, en een zendantenne voor het intermitterend uitzenden van het uitgangssignaal van de zendversterker als het zendsignaal.

26. Ontvanger voor een stelsel volgens conclusie 15 of conclusie 15 en een van de conclusies 17 tot en met 21, met het kenmerk, dat deze een ontvangantenne omvat voor het ontvangen van het antwoordsignaal van een passieve identificatie-inrichting van het stelsel, een ontvangversterker voor het versterken van het uitgangssignaal van de ontvangantenne, een schakelinrichting voor het met een bepaalde frequentie aan- en uitschakelen van de ontvangversterker voor het onderdrukken van het eveneens door de ontvangantenne ontvangen zendsignaaL, een demodulator voor het demoduleren van het uitgangssignaal van de ontvangversterker, een correlatie-inrichting voor het uitvoeren van een matched filterbewerking op het uitgangssignaal van de demodulator en een eindidentificatie-inrichting voor het op basis van het uitgangssignaal van de correlatie-inrichting afgeven van een detectiesignaal.

27. Ontvanger voor een stelsel volgens conclusie 16 of conclusie 16 en een van de conclusies 17 tot en met 21, met het kenmerk, dat deze een ontvangantenne omvat voor het ontvangen van het antwoordsignaal van een passieve identificatie-inrichting van het stelsel, een ontvangversterker voor het versterken van het uitgangssignaal van de ontvangantenne, een schakelinrichting voor het met een bepaalde frequentie aan- en uitschakelen van de ontvangversterker voor het onderdrukken van het eveneens door de ontvangantenne ontvangen zendsignaaL, m demodulatoren voor het in m kanalen demoduleren van het uitgangssignaal van de ontvangversterker, m correlatie-inrichtingen voor het in elk kanaal uitvoeren van een matched filterbewerking en een eindidentificatie-inrichting voor het op basis van de uitgangssignalen van de correlatie-inrichtingen identificeren van de passieve identificatie-inrichting. Eindhoven, februari 1992.