На 4 этапе ПНИ целью работ являлись разработка измерительной установки, позволяющей измерять частотные и временные характеристики РИМ в диапазонах «900 МГц», «2.45 ГГц» и «6 ГГц», и проведение с её помощью экспериментальной проверки результатов теоретических исследований в части частотных и временных характеристик разработанных РИМ, а также экспериментальной проверки выводов для РИМ с дискретно-временным кодированием об ограниченности применения диапазонов «2.45 ГГц» и «6 ГГц» для достижения технических характеристик, предусмотренных Техническим заданием, а также о выполнении требований ТЗ по возможности одновременной идентификации до 1000 меток в диапазоне «900 МГц».
Рисунок 4.1 – Общий вид экспериментальной установки измерения характеристик РИМ.
|
|
|
|
а) |
б) |
|
а) РИМ на пластине с подсоединенным копланарным зондом контактного устройства; б) РИМ с антенной в пластиковых корпусах Рисунок 4.2– Образцы РИМ, подготовленные для измерений. |
|
|
|
|
|
а) |
б) |
|
(а) Диаграмма Смита РИМ (б) согласованная фрактальная антенна, смонтированная с РИМ на поликоровой подложке Рисунок 4.3 – Изготовленная РИМ в диапазоне «2.45 ГГц». |
|
|
Пунктирная линия соответствует расчету, сплошная линия - эксперименту |
|
Рисунок 4.4 – Частотная характеристика S11 РИМв диапазоне частот «2.45 ГГц». |
|
|
|
|
а) |
б) |
|
(а) топология; (б) диаграмма Смита Рисунок 4.5– Согласованная антенна РИМ в диапазоне «900 МГц». |
|
Рисунок 4.6 – РИМ в диапазоне «900 МГц» с модифицированной гибридной антенной.
Рисунок 4.7 – Изготовленные трёхдиапазонные с дискретно-временным кодированием РИМ на ПАВ.
Пунктирная линия соответствует расчету, сплошная линия - эксперименту
Рисунок 4.8 – Частотная характеристика S11(f)РИМ для диапазона «900 МГц»
|
|
|
Пунктирная линия - эксперимент, сплошная линия – расчет Рисунок 4.9 – Частотная характеристикаS11 РИМ для диапазона «6 ГГц» |
|
|
|
Рисунок 4.10 – Экспериментальные временные характеристики РИМ в диапазоне частот «2.45 ГГц» для кодовых позиций №5 и №8
|
|
|
|
Сплошная линия – расчет, пунктирная линия – эксперимент Рисунок 4.11 – Временная характеристика изготовленной РИМ в диапазоне 6 ГГц
|
|
|
|
Рисунок 4.12 – Экспериментальная временная характеристика изготовленной РИМ в диапазоне «900 МГц» с кодовой позицией №22 |
Исследования частотных и временных характеристик РИМ проводились с использованием РИМ, разработанных и изготовленных на 3 этапе ПНИ. Они содержат кристаллы со структурами в виде отражательных линий задержки ПАВ в диапазонах «900 МГц», «2.45 ГГц» и «6 ГГц». Для диапазонов «900 МГц» и «2.45 ГГц» были разработаны внешние малогабаритные антенны и для экспериментов метки смонтированы в разработанные радиопрозрачные корпуса. Кроме этого, была разработана новая конструкция многодиапазонной РИМ, основанная на использовании нескольких независимых акустических каналов с неперекрывающимися полосами пропускания. Такие РИМ позволяют использовать многие миллионы кодов как с условной антиколлизионной защитой (например, до 100 РИМ одновременно), так и с абсолютной антиколлизионной защитой любых групп из миллионов меток при создании системы определения координат РИМ. На 4 этапе Индустриальным партнером были проведены технологические работы и изготовлены трехдиапазонные метки в диапазоне частот 860 МГц - 960 МГц. Измеренные частотные и временные характеристики этих меток близки к расчетным.
С помощью Индустриального партнера была изготовлена экспериментальная установка, имеющая контактное устройство со сверхширокополосным измерительным трактом, позволяющая измерять частотные характеристики РИМ в соответствующих диапазонах частот, а также формировать радиоимпульсы длительностью 20 - 50 нс с несущей частотой около 0.9 ГГц, 2.45 ГГц и 6 ГГц для измерения кодовых временных характеристик РИМ.
С помощью этой установки проведены исследования одновременного считывания кодов многих меток в диапазонах частот «900 МГц» и «2.45 ГГц», показавшие хорошее соответствие с теоретически предсказанными параметрами по размерам области локализации (5 м и 3 м соответственно) и предельного количества одновременно распознаваемых меток (1000 и 200 соответственно) в пределах требуемой дальности идентификации (20 м). Были измерены также частотные и временные характеристики РИМ в диапазоне «6 ГГц», которые находятся в хорошем соответствии с теоретическими результатами.
