[go: up one dir, main page]

RU2790279C1 - Radio frequency identification (rfid) tag with arbitrary reading angle - Google Patents

Radio frequency identification (rfid) tag with arbitrary reading angle Download PDF

Info

Publication number
RU2790279C1
RU2790279C1 RU2022122079A RU2022122079A RU2790279C1 RU 2790279 C1 RU2790279 C1 RU 2790279C1 RU 2022122079 A RU2022122079 A RU 2022122079A RU 2022122079 A RU2022122079 A RU 2022122079A RU 2790279 C1 RU2790279 C1 RU 2790279C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
antenna
chip
phase shifter
port
matching circuits
Prior art date
Application number
RU2022122079A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Екатерина Сергеевна Жирнова
Дмитрий Сергеевич Клюев
Сергей Владимирович Морозов
Олег Владимирович Осипов
Александр Михайлович Плотников
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики"
Application granted granted Critical
Publication of RU2790279C1 publication Critical patent/RU2790279C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of radio engineering, and more specifically to radio frequency identification systems. Radio frequency identification (RFID) tag with an arbitrary reading angle, including a single-port chip and a two-port antenna connected to it, the antenna being two orthogonally crossed strip radiators located on a dielectric substrate. The tag path between the antenna and the chip port includes matching circuits, a phase shifter and an addition device, while the matching circuits are connected to the antenna, the phase shifter is connected to the matching circuits, the addition device is connected to the phase shifter and the chip in such a way that a turnstile antenna is formed.
EFFECT: forming at least one turnstile antenna capable of receiving and emitting electromagnetic waves of polarization close to circular.
6 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники, а более конкретно к системам радиочастотной идентификации (далее – RFID) и может быть использовано в качестве RFID-меток ультравысокочастотного диапазона (далее – УВЧ).The invention relates to the field of radio engineering, and more specifically to systems of radio frequency identification (hereinafter referred to as RFID) and can be used as RFID tags in the ultra-high frequency range (hereinafter referred to as UHF).

Конструктивно RFID-метка представляет собой чип, к порту (портам) которого подключена антенна (антенны). Вся эта система располагается на подложке из диэлектрика.Structurally, an RFID tag is a chip, to the port (ports) of which an antenna (antennas) is connected. The entire system is located on a dielectric substrate.

Известной проблемой в области разработки RFID-меток УВЧ-диапазона является тот факт, что антенны многих меток обладают неравномерными диаграммами направленности (ДН), и зачастую имеют минимумы (нули). Поэтому не исключены ситуации, когда объект будет расположен так, что размещенная на нем метка будет направлена минимумом ДН по отношению к антенне устройства считывания-опроса (далее УСО), и информация с нее не будет считана.A well-known problem in the development of UHF RFID tags is the fact that the antennas of many tags have non-uniform radiation patterns (RPs), and often have minima (zeros). Therefore, situations are not ruled out when the object is located in such a way that the label placed on it will be directed by the minimum of the RP in relation to the antenna of the reader-interrogator (hereinafter referred to as the USO), and information from it will not be read.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому решению (прототипом) является решение для двухпортового чипа и метки этикеточного типа на его основе, описанное в патенте США US9142881B1, разработанное Impinj, Inc. (США), а также похожее по своей технической сущности решение АО "Микрон" (РФ), серийно выпускаемое с коммерческим названием M3D.S. Решение представляет собой печатный турникет на основе четырех F-образных излучателей, известных также как PIFA (planar inverted F-antenna), объединенных в диагональные пары для работы в симметричном тракте и имеющие два симметричных ВЧ порта, соединенные с соответствующими портами чипа типа Monza 4 производства Impinj. Решение обеспечивает по каждому порту квазиизотропную ДН с двумя нулями, своего рода классическую ДН линейной поляризации, свойственную электрически-короткому вибратору. ДН двух излучателей метки развернуты на угол 90° и взаимно ортогональны, а порты антенны взаимно развязаны в рабочем диапазоне частот. Чип обеспечивает независимое детектирование по каждому из портов и последующее сложение сигналов. Таким образом, т.н. "итоговая ДН" метки, измеряемая по круговой поляризации УСО, формируется скалярным сложением двух описанных ДН и поэтому не содержит явных нулей. К одному из недостатков решения следует отнести значительно сниженную энергетику на краях диапазона рабочих частот, о чем, однако, не говорится в тексте патента, а показанная авторами ДН соответствует ДН метки в середине диапазона частот, и что в условиях близкорасположенных металлических объектов может привести к формированию нулей в направлении антенн УСО и снижению энергетики каналов соответственно. Вторым недостатком является принципиальная необходимость наличия у чипа двух портов. The closest in technical essence to the claimed solution (prototype) is a solution for a two-port chip and a label type tag based on it, described in US patent US9142881B1, developed by Impinj, Inc. (USA), as well as a solution of Mikron JSC (RF) similar in its technical essence, commercially produced with the commercial name M3D.S. The solution is a printed turnstile based on four F-shaped radiators, also known as PIFA (planar inverted F-antenna), combined into diagonal pairs for operation in a symmetrical path and having two symmetrical RF ports connected to the corresponding ports of a Monza 4 chip manufactured by Impinj. The solution provides for each port a quasi-isotropic RP with two zeros, a kind of classical RP of linear polarization, characteristic of an electrically short vibrator. The DN of the two emitters of the tag are turned at an angle of 90° and are mutually orthogonal, and the antenna ports are mutually decoupled in the operating frequency range. The chip provides independent detection for each of the ports and subsequent addition of signals. Thus, the so-called. The "final RP" of the label, measured by the circular polarization of the USO, is formed by the scalar addition of the two described RPs and therefore does not contain explicit zeros. One of the disadvantages of the solution should include a significantly reduced energy at the edges of the operating frequency range, which, however, is not mentioned in the text of the patent, and the RP shown by the authors corresponds to the RP of the mark in the middle of the frequency range, and which, under conditions of closely spaced metal objects, can lead to the formation zeros in the direction of the USO antennas and a decrease in the energy of the channels, respectively. The second drawback is the fundamental need for the chip to have two ports.

Известно решение для двухпортового чипа и метки этикеточного типа на его основе, описанное в патенте США US9087281B2, разработанное Impinj, Inc. (США), а также похожее по своей технической сущности решение АО "Микрон", серийно выпускаемое с коммерческим названием M3D с чипом Monza 4 производства Impinj, отличающееся от описанного выше тем, что используются несколько разные частоты настройки ортогональных элементов антенны, что позволяет улучшить диапазонные свойства метки, однако за счет этого энергетика в рассматриваемом поляризационном базисе УСО снижается во всем рабочем диапазоне частот, в особенности на его краях. Для реализации такого решения, как и в предыдущем случае, необходим чип с двумя портами.A solution for a two-port chip and a label-type tag based on it is known, described in US patent US9087281B2, developed by Impinj, Inc. (USA), as well as a solution of Mikron JSC, similar in its technical essence, commercially available with the commercial name M3D with a Monza 4 chip manufactured by Impinj, which differs from the one described above in that slightly different tuning frequencies of the orthogonal antenna elements are used, which makes it possible to improve the range properties of the label, however, due to this, the energy in the considered polarization basis of the USO decreases over the entire operating frequency range, especially at its edges. To implement such a solution, as in the previous case, a chip with two ports is needed.

Известно решение для метки этикеточного типа, описанное в заявке на патент США US20150076238A1, разработанное SMARTRACIPB.V. (Нидерланды) и серийно выпускаемое с коммерческим названием FROG-3D с чипом типа Monza 4 производства Impinj. Решение использует в качестве антенны похожий турникет на основе F-образных излучателей, которые, однако, используют по каждому порту круговой поляризационный базис и технически некоторым образом отличаются от вышеописанных решений схемой питания. Использование в решении чипа типа Monza 4 позволяет в условиях свободного пространства осуществлять прием и передачу сигналов УСО на левой круговой поляризации (далее – ЛКП) и правой круговой поляризации (далее – ПКП). Для реализации такого решения, как и всех описанных выше, необходим чип с двумя портами.A label type label solution is known as described in US patent application US20150076238A1 developed by SMARTRACIPB.V. (Netherlands) and serially produced with the commercial name FROG-3D with a Monza 4 chip manufactured by Impinj. The solution uses a similar turnstile based on F-shaped radiators as an antenna, which, however, use a circular polarization basis for each port and technically differ in some way from the above solutions in terms of power supply. The use of a Monza 4 type chip in the solution makes it possible to receive and transmit USO signals on the left circular polarization (hereinafter - LCP) and right circular polarization (hereinafter - RCP) in free space conditions. To implement such a solution, like all those described above, you need a chip with two ports.

Известно решение для чипа с цепями автоподстройки комплексного входного сопротивления и метки на его основе, описанное в патенте США USRE47755E, предложенное Impinj, Inc. (США). Решение подразумевает каскадное включение в тракт метки между портом чипа и его входными цепями симметричного четырехполюсника с электрически изменяемым значением комплексного сопротивления цепи адаптивной подстройки, позволяющей путем оценки уровня согласования автоматически осуществлять настройку комплексного сопротивления порта чипа, приведенного к входу такой цепи, в некоторых пределах по описанному в решении алгоритму. Это позволяет адаптивно изменять энергетику метки в зависимости от условий ее использования. Недостатком решения является невозможность учета явления многолучевого распространения, в частности, когда снижение энергетики канала не обусловлено рассогласованием трактов антенны и чипа.A solution for a chip with lock loops of complex input resistance and a tag based on it is known, described in US patent USRE47755E, proposed by Impinj, Inc. (USA). The solution involves the cascade inclusion of a symmetrical quadripole with an electrically variable value of the complex resistance of the adaptive tuning circuit into the tag path between the chip port and its input circuits, which allows, by estimating the matching level, to automatically adjust the complex resistance of the chip port, brought to the input of such a circuit, within certain limits as described in solving the algorithm. This allows you to adaptively change the energy label depending on the conditions of its use. The disadvantage of the solution is the impossibility of taking into account the phenomenon of multipath propagation, in particular, when the decrease in the energy of the channel is not due to the mismatch of the paths of the antenna and the chip.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в разработке метки с антенной поляризации близкой к круговой и максимально равномерной ДН для обеспечения возможности уверенного обмена данными между меткой и УСО при произвольном угловом расположении их друг относительно друга. При этом метка может иметь в своем составе как двух-, так и однопортовые чипы.The task to be solved by the claimed invention is to develop a tag with an antenna polarization close to circular and as uniform as possible to ensure the possibility of reliable data exchange between the tag and the USO at an arbitrary angular arrangement of them relative to each other. In this case, the tag can include both two- and one-port chips.

Технический результат состоит в формировании, по меньшей мере, одной турникетной антенны, способной принимать и излучать электромагнитные волны поляризации близкой к круговой, ДН которой, как известно, не имеет явных нулей. Указанный технический результат достигается за счет включения цепей согласования, фазовращателя и устройства сложения в тракт метки между антенной и входными цепями существующих решений чипов, в частности, чипа типа Monza 4. Такая схема имеет выигрыш в энергетике, по сравнению с прототипом.The technical result consists in the formation of at least one turnstile antenna capable of receiving and emitting electromagnetic waves of polarization close to circular, the RP of which, as is known, does not have obvious zeros. The specified technical result is achieved by including matching circuits, a phase shifter and an adder in the tag path between the antenna and the input circuits of existing chip solutions, in particular, a Monza 4 type chip. Such a scheme has a gain in energy compared to the prototype.

Для лучшего понимания сущности заявляемого изобретения далее приводятся его пояснения с привлечением графических материалов.For a better understanding of the essence of the claimed invention, further explanations are given with the involvement of graphic materials.

На фиг. 1 показана структурная схема метки, включающая антенну 1 с двумя портами, которые будем называть п. 1 и п. 2, цепи согласования 2, фазовращатель 3, неразвязанный равноамплитудный синфазный сумматор (далее – сумматор) 4 и чип 5. Антенна 1 представляет собой турникет и осуществляет прием опросного сигнала от УСО и излучение ответного сигнала метки, формируя квазиизотропную ДН. Цепи согласования 2, соединенные с портами антенны 1 с одной стороны и с фазовращателем 3 и сумматором 4 с другой, обеспечивают энергетически оптимальное сопряжение тракта антенны 1 с трактами фазовращателя 3, сумматора 4 и чипа 5. Фазовращатель 3, включенный между цепями согласования 3 и сумматором 4 в любой из двух каналов (под каналом понимается сигнальный тракт от п. 1 либо п. 2 антенны 1) обеспечивает поворот фазы ВЧ-сигнала в его цепи на минус 90°, а сумматор 4 осуществляет сложение каналов, формируя максимально согласованное питание антенны. Чип 5 обеспечивает прием опросного и формирование ответного сигналов метки в соответствии с записанной в его энергонезависимую память информацией.In FIG. Figure 1 shows a block diagram of the tag, including antenna 1 with two ports, which we will call item 1 and item 2, matching circuits 2, phase shifter 3, non-decoupled equal-amplitude in-phase adder (hereinafter - adder) 4 and chip 5. Antenna 1 is a turnstile and receives the interrogation signal from the USO and emits the response signal of the tag, forming a quasi-isotropic DN. Matching circuits 2, connected to the ports of antenna 1 on one side and to phase shifter 3 and adder 4 on the other, provide an energetically optimal pairing of antenna path 1 with paths of phase shifter 3, adder 4 and chip 5. Phase shifter 3 connected between matching circuits 3 and adder 4 in any of the two channels (a channel means the signal path from item 1 or item 2 of antenna 1) ensures the phase rotation of the RF signal in its circuit by minus 90°, and the adder 4 adds the channels, forming the most consistent antenna power supply. Chip 5 provides for the receipt of the polling and the formation of the response signals of the tag in accordance with the information recorded in its non-volatile memory.

На фиг. 2,а и 2,б показан пример топологии метки со стороны верхнего слоя, а на фиг. 3,а и 3,б – со стороны нижнего слоя проводников. Антенна 1 метки представляет собой два ортогонально-скрещенных и конструктивно объединенных, но электрически взаимно развязанных полосковых излучателя (плечи обозначены как 6 и 7), зажимы портов которых (точки питания) п.1 и п.2 обозначены как 8 и 9 соответственно. Цепи согласования 2 и фазовращатель 3 частично выполнены на дискретных элементах (L и C), частично на длинных линиях и схемотехнически представляют собой Г-звено в симметричном (дифференциальном) включении. Сумматор 4 выполнен по неразвязанной схеме и фактически представляет собой объединение трех ветвей в симметричном (дифференциальном) исполнении, две из которых соответствуют трактам объединяемых каналов, а одна является результирующей и соединяется с соответствующим зажимом порта чипа 5. Верхний и нижний слои метки соединяются через соответствующие межслойные переходы 10.In FIG. 2a and 2b show an example of the label topology from the side of the upper layer, and Fig. 3, a and 3, b - from the side of the lower layer of conductors. The antenna 1 of the tag consists of two orthogonally crossed and structurally combined, but electrically mutually decoupled strip radiators (shoulders are designated as 6 and 7), the terminals of the ports of which (power points) p. 1 and p. 2 are designated as 8 and 9, respectively. The matching circuit 2 and the phase shifter 3 are partly made on discrete elements (L and C), partly on long lines and circuitry represent a G-link in a symmetrical (differential) inclusion. The adder 4 is made according to a non-decoupled scheme and actually represents a combination of three branches in a symmetrical (differential) design, two of which correspond to the paths of the combined channels, and one is the resultant one and is connected to the corresponding terminal of the chip port 5. The upper and lower layers of the tag are connected through the corresponding interlayer transitions 10.

Описанное выше техническое решение метки предполагает использование однопортового чипа, однако технически допустимо применение двухпортового чипа с задействованием только одного порта, в то время как второй порт чипа не используется.The technical solution of the tag described above assumes the use of a single-port chip, however, it is technically possible to use a two-port chip using only one port, while the second port of the chip is not used.

Вариантом технического решения является реализация двух турникетных антенн, работающих на разные порты двухпортового чипа. Такое решение позволяет обеспечить энергетику в общем смысле лучше, чем предыдущее, однако требует использование принципиально двухпортового чипа и имеет несколько большую геометрическую площадь метки.A variant of the technical solution is the implementation of two turnstile antennas operating on different ports of a two-port chip. This solution makes it possible to provide energy in a general sense better than the previous one, however, it requires the use of a fundamentally two-port chip and has a somewhat larger geometric area of the label.

На фиг. 4 показана структурная схема метки, включающая две аналогичные антенны 1 (обозначенные как 1.1 и 1.2), две цепи согласования 2 (обозначенные как 2.1 и 2.2), два фазовращателя 3 (обозначенные как 3.1 и 3.2), два сумматора 4 (обозначенные как 4.1 и 4.2) и двухпортовый чип 5. Схема предполагает построение двух раздельных функционально идентичных вышеописанному решению трактов формирования ДН, подключенных к отдельным портам п. 1 и п. 2 чипа 5.In FIG. 4 shows a block diagram of the tag, including two similar antennas 1 (denoted as 1.1 and 1.2), two matching circuits 2 (denoted as 2.1 and 2.2), two phase shifters 3 (denoted as 3.1 and 3.2), two adders 4 (denoted as 4.1 and 4.2) and a two-port chip 5. The scheme involves the construction of two separate functionally identical to the above-described solution paths for the formation of pattern, connected to separate ports of item 1 and item 2 of chip 5.

На фиг. 5,а и 5,б показан пример топологии метки со стороны верхнего слоя, а на фиг. 6,а и 6,б – со стороны нижнего слоя проводников. Антенна 1 метки состоит из двух турникетных излучателей 1.1 и 1.2, развернутых друг относительно друга на угол 135° и конструктивно объединенных, но работающих электрически индивидуально, каждый из которых выполнен аналогично вышеописанному техническому решению, показанному на фиг. 2 и фиг. 3. Плечи полосковых излучателей из состава турникета 1.1 обозначены как 6.1 и 7.1. Плечи излучателей из состава турникета 1.2 обозначены как 6.2 и 7.2. Условные зажимы портов излучателей (точки питания) п.1 и п.2 обозначены как 8.1, 9.1 и 8.2, 9.2 соответственно. Цепи согласования 2.1, 2.2, фазовращатели 3.1, 3.2 и сумматоры 4.1 и 4.2 схемотехнически выполнены аналогично вышеописанному техническому решению. Элементы 2.1, 3.1, 4.1 размещены на верхнем слое метки, элементы 3.2, 4.2 и 5 – на нижнем, а элемент 2.2 на верхнем и нижнем слоях. Соединение слоев осуществляется через соответствующие межслойные переходы 10.In FIG. 5a and 5b show an example of the label topology from the side of the upper layer, and in Fig. 6, a and 6, b - from the side of the lower layer of conductors. The tag antenna 1 consists of two turnstile radiators 1.1 and 1.2, rotated relative to each other at an angle of 135° and structurally combined, but electrically operating individually, each of which is made similar to the above-described technical solution shown in Fig. 2 and FIG. 3. The arms of the strip emitters from the turnstile 1.1 are designated as 6.1 and 7.1. The arms of the emitters from the turnstile 1.2 are designated as 6.2 and 7.2. Conditional terminals of emitter ports (power points) p.1 and p.2 are designated as 8.1, 9.1 and 8.2, 9.2 respectively. Matching circuits 2.1, 2.2, phase shifters 3.1, 3.2 and adders 4.1 and 4.2 are made in the same way as the technical solution described above. Elements 2.1, 3.1, 4.1 are placed on the top layer of the label, elements 3.2, 4.2 and 5 are on the bottom, and element 2.2 is on the top and bottom layers. The layers are connected through the corresponding interlayer transitions 10.

Первый вариант устройства работает следующим образом. Компоненты электромагнитного поля опросного сигнала, излученного в пространство антенной УСО принимаются полосковыми излучателями 6 и 7 антенны 1 и поступают на цепи согласования 2, осуществляющие сопряжение импеданса антенны 1 с импедансом фазовращателя 3, сумматора 4 и чипа 5. После этого компонента, соответствующая условной фазовой задержке 0° поступает на фазовращатель 3, где осуществляется фазовая задержка на 90°, и далее на порт неразвязанного равноамплитудного и синфазного сумматора 4, а вторая компонента, соответствующая условной фазовой задержке 90° поступает на другой порт сумматора 4 без дополнительной фазовой задержки. Таким образом, обе компоненты, поступающие на сумматор 4, складываются, после чего суммарный сигнал поступает на порт чипа 5. При этом квадратурные компоненты, принимаемые антенной 1, выравниваются по фазе и синфазно и равноамплитудно складываются сумматором, в то время как компоненты, отличные от квадратурных, складываются в общем случае несинфазно, формируя квазиизотропную ДН в общем случае с поляризацией, значительно отличающейся от круговой. В случае использования двухпортового чипа 5 на второй порт сигнал не поступает. Ответный сигнал метки, формируемый чипом 5, преобразуется в обратном порядке, после чего сформированные квадратурные компоненты излучаются в пространство.The first version of the device works as follows. The components of the electromagnetic field of the interrogation signal radiated into space by the USO antenna are received by strip radiators 6 and 7 of antenna 1 and are fed to matching circuits 2, which pair the impedance of antenna 1 with the impedance of phase shifter 3, adder 4 and chip 5. After this, the component corresponding to the conditional phase delay 0° enters the phase shifter 3, where a phase delay of 90° is carried out, and then to the port of an uncoupled equal-amplitude and in-phase adder 4, and the second component, corresponding to a conditional phase delay of 90°, enters the other port of the adder 4 without additional phase delay. Thus, both components entering adder 4 are added, after which the sum signal is fed to chip port 5. In this case, the quadrature components received by antenna 1 are aligned in phase and added in phase and equal amplitude by the adder, while components other than quadrature, add in the general case out of phase, forming a quasi-isotropic RP in the general case with a polarization that differs significantly from circular. In the case of using a two-port chip 5, the second port does not receive a signal. The tag response signal generated by chip 5 is converted in the reverse order, after which the formed quadrature components are emitted into space.

Второй вариант устройства работает следующим образом. Условно первая пара компонент электромагнитного поля опросного сигнала, излученного в пространство антенной УСО, принимается полосковыми излучателями 6.1 и 7.1 из состава турникета 1.1, после чего ее компоненты обрабатываются аналогично вышеописанному варианту и поступают на порт 1 чипа 5. В то же время условно вторая пара компонент поля, повернутых относительно компонент первой пары на 135° (что соответствует повороту пары излучателей на тот же угол), принимается излучателями 6.2 и 7.2, после чего ее компоненты обрабатываются аналогично вышеописанному варианту и поступают на порт 2 чипа 5. При этом положения, касаемые приема квадратурных и неквадратурных компонент излучателями 6.1 и 7.1, а также 6.2 и 7.2 соответствуют вышеописанному техническому решению, в т.ч. относительно формирования квазиизотропной ДН в общем случае с поляризацией, значительно отличающейся от круговой. Таким образом, с учетом относительно небольшой корреляции сигналов на портах 1 и 2 чипа 5 ввиду обеспечения достаточного уровня развязки между турникетами 1.1 и 1.2 имеет место быть дополнительный выигрыш в энергетике метки в интервале от нуля (что наблюдается при обработке чисто квадратурных компонент и соответствует ДН с круговой поляризацией излучения) до 2…2.5 дБ (что наблюдается для коррелированных компонент и соответствует ДН с поляризацией близкой к линейной) относительно первого варианта. Ответный сигнал метки, формируемый чипом 5 по обоим портам преобразуется в обратном порядке, после чего сформированные компоненты излучаются в пространство.The second version of the device works as follows. Conventionally, the first pair of components of the electromagnetic field of the interrogation signal radiated into space by the USO antenna is received by strip radiators 6.1 and 7.1 from the turnstile 1.1, after which its components are processed similarly to the above option and arrive at port 1 of the chip 5. At the same time, conditionally the second pair of components fields rotated relative to the components of the first pair by 135° (which corresponds to the rotation of a pair of emitters by the same angle), is received by emitters 6.2 and 7.2, after which its components are processed similarly to the above option and arrive at port 2 of chip 5. In this case, the provisions regarding reception quadrature and non-quadrature components emitters 6.1 and 7.1, as well as 6.2 and 7.2 correspond to the above technical solution, incl. regarding the formation of a quasi-isotropic MD in the general case with polarization significantly different from circular. Thus, taking into account the relatively small correlation of signals at ports 1 and 2 of chip 5, due to the provision of a sufficient level of decoupling between turnstiles 1.1 and 1.2, there is an additional gain in the energy of the tag in the range from zero (which is observed when processing purely quadrature components and corresponds to RP with circular polarization of radiation) up to 2…2.5 dB (which is observed for correlated components and corresponds to RP with polarization close to linear) relative to the first option. The tag response signal generated by chip 5 on both ports is converted in the reverse order, after which the generated components are emitted into space.

Представленное описание приведено с целью иллюстрации заявляемого изобретения, при этом топологии на рисунках показаны и описаны условно, и специалисту должно быть ясно, что возможны различные модификации и изменения с учетом сохранения числа и типов структурных единиц и схемотехники их функционирования (принципа работы).The presented description is given for the purpose of illustrating the claimed invention, while the topologies in the figures are shown and described conditionally, and it should be clear to the specialist that various modifications and changes are possible, taking into account the preservation of the number and types of structural units and the circuitry of their operation (principle of operation).

Claims (6)

1. Метка радиочастотной идентификации (RFID) с произвольным углом считывания, включающая однопортовый чип и подключенную к ней двухпортовую антенну, при этом антенна представляет собой два ортогонально скрещенных полосковых излучателя, расположенных на диэлектрической подложке, отличающаяся тем, что в тракт метки между антенной и портом чипа включены согласующие цепи, фазовращатель и устройство сложения, при этом согласующие цепи соединены с антенной, фазовращатель соединен с согласующими цепями, устройство сложения соединено с фазовращателем и чипом таким образом, что формируется турникетная антенна.1. Radio frequency identification (RFID) tag with an arbitrary reading angle, including a single-port chip and a two-port antenna connected to it, while the antenna is two orthogonally crossed strip radiators located on a dielectric substrate, characterized in that in the tag path between the antenna and the port The chip includes matching circuits, a phase shifter and an addition device, while the matching circuits are connected to the antenna, the phase shifter is connected to the matching circuits, the addition device is connected to the phase shifter and the chip in such a way that a turnstile antenna is formed. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что согласующие цепи, фазовращатель и устройство сложения выполнены на интегральной схеме.2. The device according to claim 1, characterized in that the matching circuits, the phase shifter and the addition device are made on an integrated circuit. 3. Метка радиочастотной идентификации (RFID) с произвольным углом считывания, включающая двухпортовый чип и подключенную к ней двухпортовую антенну, при этом антенна представляет собой два ортогонально скрещенных полосковых излучателя, расположенных на диэлектрической подложке, отличающаяся тем, что в тракт метки между антенной и первым портом чипа включены согласующие цепи, фазовращатель и устройство сложения, при этом согласующие цепи соединены с антенной, фазовращатель соединен с согласующими цепями, устройство сложения соединено с фазовращателем и чипом таким образом, что формируется турникетная антенна, а второй порт чипа не используется.3. Radio frequency identification (RFID) tag with an arbitrary reading angle, including a two-port chip and a two-port antenna connected to it, while the antenna is two orthogonally crossed strip radiators located on a dielectric substrate, characterized in that in the tag path between the antenna and the first the chip port includes matching circuits, a phase shifter and an adder, while the matching circuits are connected to the antenna, the phase shifter is connected to the matching circuits, the adder is connected to the phase shifter and the chip in such a way that a turnstile antenna is formed, and the second port of the chip is not used. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что согласующие цепи, фазовращатель и устройство сложения выполнены на интегральной схеме.4. The device according to claim 3, characterized in that the matching circuits, the phase shifter and the addition device are made on an integrated circuit. 5. Метка радиочастотной идентификации (RFID) с произвольным углом считывания, включающая двухпортовый чип и подключенную к ней антенну, представляющую собой два ортогонально скрещенных полосковых излучателя, расположенных на диэлектрической подложке, отличающаяся тем, что в тракт метки между антенной и первым портом чипа включены согласующие цепи, фазовращатель и устройство сложения, при этом согласующие цепи соединены с антенной, фазовращатель соединен с согласующими цепями, сумматор соединен с фазовращателем и чипом таким образом, что формируется турникетная антенна, а ко второму порту чипа подключены дополнительные аналогичная антенна, согласующие цепи, фазовращатель и устройство сложения таким образом, что формируется еще одна турникетная антенна.5. Radio frequency identification (RFID) tag with an arbitrary reading angle, including a two-port chip and an antenna connected to it, which is two orthogonally crossed strip radiators located on a dielectric substrate, characterized in that the tag path between the antenna and the first port of the chip includes matching circuits, a phase shifter and an adder, wherein the matching circuits are connected to the antenna, the phase shifter is connected to the matching circuits, the adder is connected to the phase shifter and the chip in such a way that a turnstile antenna is formed, and an additional analogous antenna, matching circuits, a phase shifter and adding device in such a way that another turnstile antenna is formed. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что согласующие цепи, фазовращатель и устройство сложения выполнены на интегральной схеме.6. The device according to claim 5, characterized in that the matching circuits, the phase shifter and the addition device are made on an integrated circuit.
RU2022122079A 2022-08-15 Radio frequency identification (rfid) tag with arbitrary reading angle RU2790279C1 (en)

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021118730 Substitution 2021-06-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2790279C1 true RU2790279C1 (en) 2023-02-15

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1939787A3 (en) * 2006-12-29 2011-05-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for improving receiving sensitivity of portable radio frequency identification
US20130021142A1 (en) * 2010-09-15 2013-01-24 Omron Corporation Rfid tag and rfid system
RU2011148337A (en) * 2011-11-23 2013-05-27 Общество с ограниченной ответственностью Поволжский исследовательский центр "ЭЛМА" (ООО ПИЦ "ЭЛМА") RADIO-FREQUENCY IDENTIFICATION LABEL WITH RANDOM ANGLE AND READ POLARIZATION
US9142881B1 (en) * 2008-08-29 2015-09-22 Impinj, Inc. RFID tag circuits with floating differential inputs
JP3226441U (en) * 2020-03-16 2020-06-25 株式会社Nhkテクノロジーズ Bent cross antenna and antenna device
US20210012176A1 (en) * 2018-03-29 2021-01-14 Drayson Technologies (Europe) Limited Power electronics for use in smart cards and other applications

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1939787A3 (en) * 2006-12-29 2011-05-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for improving receiving sensitivity of portable radio frequency identification
US9142881B1 (en) * 2008-08-29 2015-09-22 Impinj, Inc. RFID tag circuits with floating differential inputs
US20130021142A1 (en) * 2010-09-15 2013-01-24 Omron Corporation Rfid tag and rfid system
RU2011148337A (en) * 2011-11-23 2013-05-27 Общество с ограниченной ответственностью Поволжский исследовательский центр "ЭЛМА" (ООО ПИЦ "ЭЛМА") RADIO-FREQUENCY IDENTIFICATION LABEL WITH RANDOM ANGLE AND READ POLARIZATION
US20210012176A1 (en) * 2018-03-29 2021-01-14 Drayson Technologies (Europe) Limited Power electronics for use in smart cards and other applications
JP3226441U (en) * 2020-03-16 2020-06-25 株式会社Nhkテクノロジーズ Bent cross antenna and antenna device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Wang, Y., Diao, S., Zhu, Y., Deng, S., & Lin, F. (2015). A 6-bit phase shifter for UHF RFID application. 2015 Asia-Pacific Microwave Conference (APMC). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2009317877B2 (en) Radio frequency transponder system
US7427955B2 (en) Dual polarization antenna and RFID reader employing the same
US7391386B2 (en) Array antenna control device and array antenna device
US20100109846A1 (en) Microstrip antenna and apparatus for reading rfid tag information
US20150310327A1 (en) Rfid reader and transponders
EP3258540B1 (en) Planar antenna array
Oh et al. Compact, low profile, common aperture polarization, and pattern diversity antennas
US20080180254A1 (en) Circularly-polarized rfid tag antenna structure
Abbak et al. RFID coverage extension using microstrip-patch antenna array [wireless corner]
Tajin et al. Pattern reconfigurable UHF RFID reader antenna array
US7167136B2 (en) Wideband omnidirectional radiating device
CN107735905B (en) Antenna device
RU2790279C1 (en) Radio frequency identification (rfid) tag with arbitrary reading angle
TWI815228B (en) Dual-band patch antenna for angle-of-arrival analysis
CN208570901U (en) A compact broadband circularly polarized cavity-backed RFID reader antenna
Miswadi et al. Embedded inductance folded-patch antenna with inclined slots for on-metal tag design
Parthiban et al. Low-cost low-profile UHF RFID reader antenna with reconfigurable beams and polarizations
Kholodnyak et al. 3D antenna for UHF RFID tags with eliminated read-orientation sensitivity
Lee et al. Wide-coverage array antenna using a dual-beam switching for UHF RFID applications
JP2017175485A (en) Chipless rfid tag having loaded delay circuit, and tag information reading method
Rzymowski et al. Doa estimation using reconfigurable antennas in millimiter-wave frequency 5G systems
RU2751090C1 (en) Method for retaining the directivity of the uhf radio frequency identification tag during operation under a complex interference pattern
Duraj et al. Rss-based doa estimation using espar antenna for v2x applications in 802.11 p frequency band
Jung et al. An UHF RFID Reader Antenna with Multitag Identification for Extremely Low‐Temperature Medical Systems
JPH0786825A (en) Directional diversity antenna