Σύνθεση και μελέτη τυπωμένων κεραίων fractal για παθητικές ετικέτες συστημάτων REID:
Creators: name: Αϊβάζης, Εμμανουήλ Αναστάσιου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2011
Subjects: Ραδιοσυχνοτική Αναγνώριση
Τυπωμένες κεραίες
Κεραίες φρακταλικής δομής
RFID
Printed antennas
Fractal antennas

description: Στη διπλωματική εργασία πραγματοποιήθηκε σύνθεση και μελέτη τυπωμένων κεραιών για παθητικές ετικέτες συστημάτων Ραδιοσυχνoτικής Αναγνώρισης. Η ραδιοσυχνοτική αναγνώριση (RFID) αποτελεί μια ταχέως εξελισσόμενη τεχνολογία ασύρματων επικοινωνιών που χρησιμοποιεί ηλεκτρομαγνητικά κύματα για την αυτόματη αναγνώριση και τον εντοπισμό αντικειμένων. Ένα σύστημα RFID αποτελείται από τρείς βασικές μονάδες α) τον ελεγκτή β) τον αναγνώστη (reader) και γ) την ετικέτα (tag) η οποία περιλαμβάνει κεραία ειδικής κατασκευής ενσωματωμένη με chip. H ετικέτα είναι το στοιχείο το οποίο τοποθετείται στο υπό παρακολούθηση αντικείμενο και μπορεί να είναι καθαρά παθητικό στοιχείο το οποίο αντλεί ισχύ από το ηλεκτρομαγνητικό σήμα που στέλνει ο reader ή να είναι εφοδιασμένο με μπαταρία λειτουργώντας σαν ημιπαθητικό ή ενεργό στοιχείο. Στην εργασία σχεδιάστηκε και μελετήθηκε μια σειρά από τυπωμένες κεραίες με δομή fractal και με δομή σπείρας, που πληρούν τις προδιαγραφές λειτουργίας RFID συστημάτων στις συχνοτικές UHF περιοχές 865 – 868 MHz και 902 – 928 MHz. Oι κεραίες σχεδιάστηκαν ώστε να μπορούν να ενσωματωθούν με τα chips: Higgs – 3 και Higgs – 2 της εταιρείας Alien, UCODE G2XM της εταιρείας NXP και XRA00 της εταιρείας ST λειτουργώντας σαν παθητικά tags. Πραγματοποιήθηκε πλήρης ανάλυση της ραδιοσυχνοτικής ζεύξης μεταξύ συγκεκριμένων τύπων reader του εμπορίου και των tags που προτείνονται, με στόχο την αύξηση της απόστασης ανάγνωσης. Οι μέγιστες αποστάσεις ανάγνωσης που επιτεύχθηκαν είναι 10.40 m και 13.40 m κατά περίπτωση. Η προσομοίωση της λειτουργίας των κεραιών έγινε με το λογισμικό ηλεκτρομαγνητικής προσομοίωσης HFSS v9.0. Επιπλέον μελετήθηκαν tags εφαρμοσμένα σε επιφάνειες χάρτου και ξύλου και μελετήθηκαν οι αλλαγές, στα λειτουργικά χαρακτηριστικά των tags, που προκαλεί η παρουσία των υλικών αυτών. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκαν οι αναγκαίες μεταβολές στα δομικά χαρακτηριστικά των tags ώστε να λειτουργούν πληρώντας τις προδιαγραφές του συστήματος.
description: The subject of the current dissertation was the design and the study of printed antennas for passive tags of RFID systems. The Radio Frequency Identification is an evolutionary technology of wireless communications which exploits the electromagnetic waves for automatic identification and detection of objects. The basic components of an RFID system are: a) a controller b) an interrogator (reader) and c) a tag (transponder). The tag is the component that is attached to the object under monitoring. It is passive if composed of a semiconductor chip and an antenna. Under this synthesis it derives energy from the incident wave. Some tags are active or semi-passive if a battery is integrated to them. In the current work, a number of printed antennas with a) fractal and b) spiral configuration were designed and studied. They were suitably constructed in order their operation fulfill the technical specifications of the RFID systems at frequency ranges 865 – 868 MHz and 902 – 928 MHz (UHF) The antennas were designed for integration with the commercial chips: Higgs – 3 and Higgs – 2 (company Alien), UCODE G2XM (company NXP) and XRA00 (company ST) forming passive tags. Complete analysis of the radio-links between the proposed tags and various commercial readers was done, the target being to obtain large tag-reader distances. The maximum obtained values are 10.40 m and 13.40 m. The simulations of the tags were done via HFSS V9.0. Moreover the variation of the operational features of the tags, when attached to wood and paper slabs, was studied. In these cases the necessary changes of their structural parameters were done in order the tag to fulfill the requirements of the RFID system.