ПАССИВНАЯ МЕТКА СИСТЕМЫ РАДИОЧАСТОТНОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ ДЛЯ ТРАНСПОРТНЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ
PASSIVE LABEL FOR RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION SYSTEM FOR TRANSPORTATION APPLICATIONS

Известны технические решения пассивных радиочастотных меток, размещенных в герметичных корпусах [1].
Недостатком данного решения является то, что антенна находится внутри корпуса и, следовательно, корпус должен быть радиопрозрачный, что ведет к его низкой механической защите.
Известно так же использование щелевых антенн в радиочастотных метках систем радиочастотной идентификации [2, стр.160]. Недостатком данной радиочастотной метки является невозможность ее использования в агрессивных средах на транспорте.
Наиболее близким техническим решением является радиочастотная метка, состоящая из корпуса, внутри которого размещена электронная плата, состоящая из генератора кодового сигнала, в памяти которого содержится информация для считывания ее переносными и/или стационарными считывающими устройствами, и устройства согласования генератора кодового сигнала с антенной [3].
Недостатком данного устройства является то, что антенна находится внутри корпуса и, следовательно, корпус должен быть радиопрозрачный, что ведет к его низкой механической защите.
На железных дорогах России используется система автоматической идентификации подвижных железнодорожных средств. На вагоны устанавливаются пассивные радиочастотные метки в пластмассовых герметичных корпусах, внутри которых находится электронная плата и антенна. Они защищены от механических воздействий, в частности ударов, а так же атмосферных и химических воздействий. [4]. К сожалению, данные корпуса меток выдерживают только несильные удары и совершенно не выдерживают значительные удары, например удар кувалдой или ломом.
Значительно увеличить ударопрочность радиочастотных меток можно, заменив материл корпуса метки с пластмассы на металл и изменив конструкцию антенны. Корпус из металла толщиной 2-5 мм делает метку практически не разбиваемой. Кроме того, значительно упрощается процесс установки метки на металлические поверхности транспортных средств (сварка) и при этом металлические поверхности не влияют на характеристики метки.
Кроме того, у данного технического решения имеется и дополнительный положительный эффект, который заключается в том, все антенны всех известных транспортных меток выполнены из стеклотекстолита, а это ведет к тому, что при перепадах внешних температур внутри герметичных полых корпусов появляется конденсат, который, в свою очередь, ведет к расслоению стеклотекстолита и изменению характеристик антенны.
На фиг.1 показана метка в разрезе. На фиг.2 показана метка.
Радиочастотная метка состоит из корпуса 1, внутри которого размещена плата 2 радиочастотной метки, состоящая из электронной части и устройства согласования его с антенной. Корпус 1 радиочастотной метки выполнен в виде металлического герметичного короба, на одной стороне которого находится щель, выполненная как щелевая антенна 5, точки 6 возбуждения которой соединены с устройством согласования, а сама плата 2 радиочастотной метки зафиксирована внутри корпуса 1. На широкой стороне корпуса 1 расположена щелевая антенна 5 и бортик 7.
Щелевая антенна 5 закрывается диэлектрическим материалом 4 для обеспечения герметичности и самой щелевой антенны 5.
Бортик 7 предназначен для того, чтобы диэлектрический материал 4 нельзя было отделить от поверхности корпуса 1.
Диэлектрический материал 4 может быть выполнен в виде пластмассовой пластины, которую методом литья или запрессовки (в том числе и с использованием ультразвука) располагают между бортиками 7.
В случае запрессовки диэлектрический материал 4 выполняется размером, чуть большим, чем размер периметра металлического бортика.
Пространство между бортиками 7 может быть так же залито компаундом или герметиком.
Пассивная метка радиочастотной идентификации может иметь бесконтактное соединение точек возбуждения щелевой антенны 5 с устройством согласования [с.38, 5]
Пассивная метка радиочастотной идентификации работает следующим образом. Так как щелевая антенна 5 вырезана в куске волновода, диаграмма направленности ее направлена в одну сторону. При попадании на щелевую антенну 5 электромагнитного излучения, сгенерированного считывателем системы радиочастотной идентификации, сигнал со щелевой антенны 5, в случае ее согласования, поступает на плату 2 радиочастотной метки, где выпрямляется и идет на питание платы 2. В случае рассогласования щелевой антенны 5 часть электромагнитного излучения отражается и возвращается к считывателю.
Параметры щелевой антенны определяются только длиной и шириной щели [5, с.27-28].
Герметизация швов достигается качеством сварки корпуса.
Герметизация антенны может достигаться за счет:
1. плотного прилегания диэлектрического материала 3;
2. плотного прилегания диэлектрического материала 4;
3. заливки щелевой антенны 5 герметиком;
4. использованием всех трех предыдущих способов.
Корпус 1 может быть выполнен методом сварки из листового металла толщиной 3-5 мм.
В качестве диэлектрического материала 3 и 4 могут быть использованы, например, полимеры Армамид, Зайтел, Хайтрел или любой другой, обладающие высокой эластичностью, устойчивостью к многократным знакопеременным нагрузкам, высокой стойкостью к удару с надрезом, высокой маслобензостойкостью, в том числе при повышенных температурах.
Используемая литература
1. Патент РФ 2233567.
2. Финкенцеллер К. Справочник по RFID. Теоретические основы и практическое применение индуктивных радиоустройств, транспондеров и бесконтактных чип-карт / К.Финкенцеллер; пер. с нем. Сойунханова Н.М. - М.: Додека XXI, 2008. - 496 с.
3. Патент РФ №2178590.
4. «Пальма» - система автоматической идентификации транспортных средств / Белов В.В., Буянов В.А., Рабинович М.Д., Дудкин В.Ф., Мильготин Б.В., Легкий Н.М., Котлецов Д.С. // Железнодорожный транспорт. 2002. №8. с.54-59.
5. Юрцев О.А. Резонансные и апертурные антенны. Ч.2: Методическое пособие по курсу "Антенны и устройства СВЧ" для студентов специальности "Радиотехника". В 3 Ч. - Мн.: БГУИР, 2000, 89 с.