На заключительном 5 этапе выполнения ПНИ в соответствии с Техническим заданием и Планом-графиком проведены исследования для определения наиболее эффективных в производстве конструкций и способов изготовления радиочастотных идентификационных меток на 1 млн возможных кодов, подведены итоги проведенных исследований, проведено обобщение и оценка полученных результатов, полученные результаты сравниваются с требованиями ТЗ и мировым уровнем в данной области техники, оценивается полнота рассмотренных методов решения задачи исследования и достижения поставленных целей ПНИ, выработаны рекомендации по использованию полученных результатов в реальном секторе экономики, намечены основные направления дальнейших исследований и разработок в области СВЧ радиочастотной идентификации с использованием РИМ на ПАВ, разработан проект Технического задания на проведение ОКР по теме: «Создание антиколлизионной СВЧ системы радиочастотной идентификации с применением радиочастотных идентификационных меток на поверхностных акустических волнах», планируемой к постановке на предприятии Индустриального партнера.
Анализ технических характеристик, разработанных в ходе ПНИ антиколлизионных радиочастотных меток, и их сравнение с мировым уровнем показывает, что рассчитанные на втором этапе и изготовленные на третьем этапе моноимпульсные РИМ с дискретно-временным кодированием (рисунки 5.1-5.3) превосходят мировой уровень по количеству одновременно распознаваемых РИМ (1000 по сравнению с 36), но уступают по количеству возможных кодов.
Рисунок 5.1 - Изображение кристаллической пластины с изготовленными РИМ в диапазоне частот 5650–6425 МГц в процессе контроля с помощью зондовой станции
|
|
а)
б)Рисунок 5.2 - (а) Фотография отдельных чипов РИМ на ПАВ; (б) Фотография РИМ с кристаллическим чипом и антенной в диапазоне частот 2000 – 2083 МГц
Рисунок 5.3 - Изображение РИМ на ПАВ в диапазоне частот «900 МГц»
На третьем этапе была предложена новая конструкция многодиапазонной РИМ, которая обеспечивает большое число кодов (1 миллион для трех поддиапазонов, 100 миллионов для четырех поддиапазонов) с возможностью антиколлизионной защиты неограниченного числа РИМ. На 4 этапе были изготовлены и исследованы первые образцы трехдиапазонных РИМ на 1000 кодов. Полученные экспериментальных характеристики этих РИМ показали хорошее соответствие расчетным. На 5 этапе для выработки проекта ОКР были разработаны и изготовлены трехдиапазонные РИМ на 1 млн возможных кодов (рисунок 5.4).
Рисунок 5.4 – Изготовленные трёхдиапазонные РИМ на ПАВ
Однако, для реализации трехдиапазонной РИМ в производстве, где определяющее значение имеет высокий процент выхода годных изделий, потребовалось учесть особенности технологий и применяемых материалов. Так, вследствие более узкой полосы поддиапазонов работы акустических каналов требуется более высокая точность и качество изготовления металлизированных структур, имеющих размеры электродов менее 1 мкм. Для этого необходимо применять комбинированную технологию, использующую электронно-лучевую литографию для изготовления наноразмерных элементов, и оптическую литографию для изготовления крупных элементов – контактных площадок и элементов полосковых линий. Использование электронно-лучевой экспозиции требует применения не диэлектрической, а проводящей подложки для стекания электрического заряда, поэтому вместо использованного ранее чистого ниобата лития (диэлектрика) необходимо использовать допированный (или черный) ниобат лития, обладающий электрической проводимостью. Поэтому были изготовлены РИМ на черном ниобате лития (рисунок 5.5).
Рисунок 5.5 - РИМ на черном ниобате лития
Многодиапазонные РИМ, в сравнении с имеющимися на мировом рынке, имеют большие коммерческие перспективы. Поэтому проект Технического задания на ОКР разработан под трехдиапазонную конструкцию РИМ, причем в связи с невозможностью использования для антиколлизионной системы с дискретно-временным способом кодирования стандартных устройств считывания кодов (ридеров), реализующих стандарт ISO 18000, был разработан и создан макет трехдиапазонного ридера (рисунок 5.6), исследование которого позволило сформулировать требования к ридеру антиколлизионной системы радиочастотной идентификации в проекте Технического задания на ОКР.
Рисунок 5.6 – Макет трехдиапазонного ридера.
В соответствии с требованиями Плана-графика на 2016 г. исполнители ПНИ приняли участие в мероприятиях, направленных на освещение и популяризацию результатов ПНИ. Так основные теоретические и экспериментальные результаты, полученные в ПНИ, были доложены на V Всероссийской научно-технической конференции «Электроника и микроэлектроника СВЧ» (30 мая-2 июня 2016 г., г. Санкт-Петербург) (рисунок 5.7), на Международном симпозиуме “SAW Symposium 2016” (20-21 октября, г. Дрезден) (рисунок 5.8), на Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения АПЭП-2016» (22-23 сентября 2016 г., Саратов).
Рисунок 5.7 - Участие в V Всероссийской научно-технической конференции «Электроника и микроэлектроника СВЧ»
Рисунок 5.8 - Участие в Международном симпозиуме “SAW Symposium 2016”
Вопросы разработки, производства и применения систем радиочастотной идентификации с РИМ на ПАВ были представлены на Инновационном форуме Саратовской области (18-20 мая 2016г., г. Саратов),обсуждались на 11 Всероссийской научно-технической конференции «Современные охранные технологии и средства обеспечения комплексной безопасности объектов» (4-6 октября 2016 г., Пенза-Заречный), на совещании-семинаре с сотрудниками музеев (20 сентября 2016 г., Саратов) (рисунок 5.9), а также на многочисленных совещаниях в различных организациях (ИРЭ РАН, ИПУ РАН, Воентелеком, АО «Авангард», АО «Алмаз», АО «НПП «Контакт», ЦНИИИА, «Спектран», Первая локомотивная компания, Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет).
Рисунок 5.9 – Выступление на презентации
На 5 этапе Индустриальным партнером были проведены маркетинговые исследования с целью вовлечения результатов ПНИ в хозяйственный оборот, которые показали положительную динамику рынка радиочастотных систем идентификации, по крайней мере, на 10 лет.
Общие выводы по 5 этапу и всему ПНИ:
1. Все работы, предусмотренные Техническим заданием и Планом-графиком на 5 этап и по всему ПНИ, выполнены в полном объеме.
2. Исследованы два возможных способа антиколлизионной защиты – корреляционный способ и способ дискретно-временного кодирования. Показано, что первый способ обеспечивает одновременное распознавание не более 40 РИМ, а второй способ может обеспечить одновременное распознавание до 1000 РИМ в диапазоне частот «900 МГц» на расстоянии до 20 м, до 100 РИМ в диапазоне частот «2.45 ГГц» на расстоянии до 20 м и до 70 РИМ в диапазоне частот «6 ГГц» на расстоянии не более 3 м.
3. Разработаны, изготовлены и исследованы конструкции РИМ на ПАВ с дискретно-временным кодированием в диапазоне частот «900 МГц», обеспечивающие антиколлизионную защиту систем радиочастотной идентификации с одновременным распознаванием на расстоянии до 20 м 1000 РИМ и таким же количеством возможных кодов.
4. Предложена новая многодиапазонная конструкция РИМ на ПАВ с дискретно-временным кодированием и количеством возможных кодов 1 миллион для трех поддиапазонов и 100 миллионов для четырех поддиапазонов. Такие РИМ обеспечивают как условную антиколлизионную защиту систем радиочастотной идентификации с одновременным распознаванием 100 РИМ по одному диапазону с фиксацией кодов в других диапазонах, так и абсолютную антиколлизионную защиту с практически неограниченным количеством одновременно распознаваемых РИМ при использовании многоантенной системы определения координат РИМ.
5. Разработаны, изготовлены и исследованы новые трехдиапазонные РИМ на ПАВ с дискретно-временным кодированием в диапазоне частот «900 МГц», обеспечивающие антиколлизионную защиту систем радиочастотной идентификации при высоких эксплуатационных и потребительских характеристиках, в том числе с кодировкой в соответствии со спецификациями электронных кодов товара ЕРС-64 и ЕРС-96.
6. Разработан и создан лабораторный макет устройства считывания кодов (ридера) для антиколлизионной трехдиапазонной системы радиочастотной идентификации с дискретно-временным кодированием.
7. Полученные в ПНИ теоретические и экспериментальные результаты позволили сформулировать проект Технического задания на ОКР по созданию эффективной системы радиочастотной идентификации с антиколлизионной защитой практически неограниченного количества кодов, учитывающий технологические и производственные возможности Индустриального партнера.
