文獻標識碼: A
文章編號： 0258-7998(2012)11-0126-03
射頻識別(RFID)是一種通過使用無線電波實現遠程標簽的識別和身份驗證的技術手段。目前，RFID的應用已經深入到日常生活的各個角落，典型應用集中在檢票、 道路收費、物流、畜牧業和庫存管理等方面[1]。市場上應用最廣、銷售量最大的標簽是工作在各種頻段的被動式標簽。這種系列的標簽雖然其銷量取得了巨大的增長，但是由于讀寫距離、功率需求及單位成本的限制，阻礙了它們的進一步發展[2]。傳統標簽的單位價格除了內置集成芯片和天線外,還取決于天線與內置芯片的連接封裝工藝水平。即使是使用由廉價基質和噴墨打印技術制造的低成本天線,天線與RFID標簽內置芯片的可靠連接以及封裝仍然是制約標簽單位價格降低的瓶頸所在。
一種有效降低標簽成本的方法是考慮無芯RFID標簽[3-5]。該類標簽除了散射體結構外不使用任何中間件及額外組件，標簽編碼數據存儲在導體結構中，因此不需要硅芯片存儲數據。同時減少了因芯片與接收天線的組裝帶來的成本問題，與傳統標簽相比，其價格能大幅降低。
國內外已有很多對無芯標簽的研究，參考文獻[6]中介紹了具有陷波頻率的橢圓偶極子標簽的多比特散射特性，通過在橢圓偶極子標簽上人為地引入凹槽，改變導體散射場頻域特性，實現無芯標簽的識別。參考文獻[7]介紹了4 bit電磁編碼的可打印微型無芯標簽，用于以紙質和塑料為依托的物品。Jalaly等[8]提出了具有帶通和帶阻效應的微帶偶極子諧振體陣列作為射頻條形碼標簽，通過改變諧振體的諧振頻率并觀察特定頻率點上諧振的有無進行數據編碼。
結合以上分析，本文提出了一種基于目標極點識別的折疊偶極子陣列無芯標簽。這類標簽結構簡單，除了散射體結構外不含其他組件。通過對標簽結構的瞬態響應進行極點提取，并根據極點分布規律進行數據編、解碼，實現標簽識別。
1 基本諧振單元
任何金屬結構都能以獨特的方式對入射平面波發生散射。無芯標簽本質上是一種金屬散射體結構，當受到源激勵時，能散射出與自身結構有關的特定頻率特性。因此，數據可以編碼在標簽結構中，并從其后向散射場中恢復出來。
圖6中，極點個數對應編碼組合中的1數目，亦即諧振單元個數；不同諧振單元構成的標簽結構對應著不同的極點分布。因此，一旦獲得標簽極點分布規律即可實現對標簽的識別。
相同位置的極點不能完全重合，這是由于諧振單元相鄰諧振臂之間的耦合作用引起的；而諧振單元之間的相互獨立性使得諧振中心頻率保持不變。表2給出了圖5中極點參數的數值分析。
由于極點的特殊性，利用極點分布而非頻域響應進行數據編碼，不僅方便對離散參數而非連續波形進行數據處理，同時保證了編碼數據對激勵源和觀察位置的不敏感性。
本文提出了一種折疊偶極子陣列無芯標簽，并通過對極點參數的分析，論證了折疊偶極子陣列作為無芯標簽及標簽識別方式的可行性。無芯標簽具有低功耗、結構簡單、單片價格低等優點，后續工作將著重研究環境因素尤其是附著物對標簽散射的影響以及標簽數據容量、數據安全等問題。
參考文獻
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