Спосіб багатоабонентної радіочастотної ідентифікації

Спосіб багатоабонентної радіочастотної ідентифікації, що включає первинне генерування безперервних високочастотних коливань з частотою f, первинне випромінювання і первинний прийом цих безперервних високочастотних коливань, модуляцію по амплітуді прийнятих високочастотних коливань унікальною кодовою послідовністю, вторинне випромінювання і вторинний прийом трансформованих високочастотних коливань, який відрізняється тим, що високочастотні коливання, що спочатку згенерували, через циркулятор подають на антену пристрою зчитування і первинно випромінюють у напрямі транспондерів, що одночасно знаходяться в зоні дії системи радіочастотної ідентифікації, при цьому антенами кожного з транспондерів безперервні високочастотні коливання з частотою f первинно приймають, і модульовані по амплітуді унікальною кодовою послідовністю, в кожному транспондері своїй, високочастотні коливання подають на керовані фазообертачі відбивного типу, для кожного транспондера окремо, фа C2 2 (19) 1 3 пристроєм, званим транспондером, радіочастотного сигналу на подвоєній частоті, описаний в статті С.A. Sharpe "Wireless Automatic Vehicle Identification" Applied Microwave & Wireless FALL, pp.39-58, 1995. За цим способом радіочастотної ідентифікації об'єктів спочатку генерують безперервні високочастотні коливання з частотою f. Ці коливання через антену пристрою прочитування, первинно випромінюють у напрямі антени транспондера, що встановлюється на об'єкті, який потрібно ідентифікувати, де ці безперервні високочастотні коливання первинно приймають, їх частоту за допомогою напівпровідникового діода подвоюють і модулюють по амплітуді сигналом, що є унікальною кодовою послідовністю. При цьому сигнал з частотою несучої 2f, про-модульований по амплітуді унікальною кодовою послідовністю, через антену транспондера перевипромінюють у напрямі приймальної антени пристрою прочитування. Сигнал транспондера повторно приймають і демодулюють, виділяючи тим самим унікальну кодову послідовність, по якій здійснюють ідентифікацію об'єкту. Проте приведений спосіб має низку істотних недоліків, що обмежують сферу його застосування. До цих недоліків можна віднести такі фактори. Чистота спектру передавача прочитуючого пристрою має бути високою; особливо це відноситься до рівня другої гармоніки випромінюваного сигналу. Зважаючи, що приймач пристрою прочитування працює одночасно з передавачем і здійснює прийом сигналів транспондера на подвоєній частоті передавача, друга гармоніка сигналу передавача впливає на приймач безпосередньо. Використання однієї прийомопередаючої антени в пристрої прочитування в цьому випадку неможливе, тому що жоден фільтр гармонік не може подавити другу гармоніку передавача до необхідного рівня. Лише використання двох вузькосмугових антен може вирішити проблему з цілою низкою обмежень. Оскільки потужність другої гармоніки сигналу, перевипроміненого транспондером, не висока, відстань функціонування системи коротка. Напівпровідники природного походження (різні окисли і т.ін.), які існують в природному навколишньому середовищі і на об'єктах, погіршують електромагнітну сумісність системи. Наприклад, на корпусі автомобіля є багато напівпровідників природного походження. Це можуть бути місця зварки металу, різні окисли і так далі. Ефективна площа розсіювання корпусу автомобіля набагато більша, ніж площа антени транспондера. Відповідно, рівень другої гармоніки сигналу, який відбивається від корпусу автомобіля безпосередньо, може бути співставленим з сигналом транспондера. Це погіршує роботу гармонікової системи радіочастотної ідентифікації. Прочитуючий пристрій може обслуговувати єдиний транспондер, що знаходиться в зоні дії системи на певному інтервалі часу. Обслуговується той транспондер, сигнал від якого має більший рівень. Цей сигнал великого рівня пригнічує інші сигнали від інших транспондеров. Пристрій прочитування втрачає ці транспондери. Якщо сигнали 91937 4 від декількох транспондерів є співмірними, що може мати місце, зважаючи на відстань функціонування системи, пристрій прочитування може втратити усі транспондери. У основу винаходу поставлено завдання радіочастотної ідентифікації одночасно декількох об'єктів, що знаходяться в зоні дії пристрою прочитування. Вона вирішується завдяки тому, що спочатку генерують безперервні високочастотні коливання з частотою f, причому ці коливання через циркулятор подають на антену пристрою прочитування і первинно випромінюють у напрямі декількох транспондерів, що встановлюються на об'єктах ідентифікації, які знаходяться в зоні дії системи радіочастотної ідентифікації, при цьому антенами кожного з транспондерів безперервні високочастотні коливання з частотою f первинно приймають, модулюють по амплітуді унікальною кодовою послідовністю, в кожному транспондері своїй, і подають на керовані фазообертачі відбивного типу, для кожного транспондера окремо, фазовий зсув яких регулюють генераторами низької частоти з частотами F1, F2, F3 для кожного транспондера окремо, при цьому в первинно прийняті високочастотні коливання в кожному ретрансляторі вводять фазовий зсув що монотонно зростає або зменшується, при цьому трансформовані по частоті модульовані високочастотні коливання антенами транспондерів повторно випромінюють у напрямі антени пристрою прочитування, причому першими транспондером повторно випромінюють коливання з несучої частотою f1=f±F1 другими транспондером повторно випромінюють коливання з несучої частотою f2=f±F2третіми транспондером повторно випромінюють коливання з несучої частотою f3=f±F3 і так далі, причому знак плюс відповідає фазовому зсуву що зростає, знак мінус відповідає фазовому зсуву що монотонно зменшується, при цьому транспондерами коливання, що повторно випромінюють, антеною прочитуючого пристрою повторно приймають і через циркулятор подають на змішувач, при цьому в змішувачі прийняті коливання змішують з початковими безперервними високочастотними коливаннями і виділяють комбінаційні низькочастотні різниці початкових і трансформованих по частоті високочастотних коливань, що становлять, при цьому окремо виділяють комбінаційні низькочастотні складові з несучими частотами F1=f1-f, F2=f2-f, F3=f3-f і так далі, при цьому знак плюс або мінус при значенні частоти сигналу, що виділяється, не має значення, при цьому виділені низькочастотні коливання демодулюють одночасно і виділяють унікальні кодові послідовності від різних транспондерів одночасно і виробляють тим самим ідентифікації декількох об'єктів одночасно. Порівняння передбачуваного винаходу зі вже відомими способами і прототипом показує, що спосіб, що заявляється, виявляє нові технічні властивості, що полягають у можливості обслуговування одночасно декількох транспондерів, при цьому відстань функціонування системи за способом радіочастотної ідентифікації, що заявляється, істотно перевищує відстань функціонування прототипу, до рівня другої гармоніки передавача при 5 строю прочитування не пред'являються ніяких особливих вимог, напівпровідники природного походження не погіршують роботу системи і, нарешті, для роботи пристрою прочитування потрібна єдина антена. Ці властивості передбачуваного винаходу є новими, оскільки в способі-прототипі через властиві йому недоліки, що полягають у випромінюванні транспондерами сигналів на подвоєних частотах, причому кожен з транспондерів випромінює сигнал на одній і тій же несучій частоті, відстань функціонування системи прототипу істотно менша, система прототипу може обслуговувати лише один транспондер в даний момент часу, сигнал від якого має більший рівень, система прототипу чутлива до паразитних сигналів на подвоєній частоті передавача пристрою прочитування, сигналам як від самого цього передавача, так і від інших джерел випромінювання, пов'язаних з присутністю напівпровідників природного і штучного походження. У запропонованому способі багатоабонентної радіочастотної ідентифікації в первинно прийняті антеною кожного транспондера безперервні високочастотні коливання з частотою f високочастотного генератора, випромінені через антену пристрою прочитування, вводять монотонно наростаюче або зменшуваний фазовий зсув, в кожному транспондері зі своєю швидкістю, вводячи тим самим в початкові безперервні високочастотні коливання так званий доплеровський зсув частоти штучного походження, різний для кожного транспондера f1=f±F1, f2=f±F2, f3=f±F3 і так далі. Ці трансформовані по частоті високочастотні коливання потім модулюють по амплітуді унікальною кодовою послідовністю, в кожному транспондері своїй і перевипромінюють у напрямі антени пристрою прочитування. Антеною пристрою прочитування, трансформовані по частоті і промодульовані унікальною кодовою послідовністю, безперервні високочастотні коливання повторно приймають, змішують з початковими високочастотними коливаннями і виділяють комбінаційні низькочастотні складові з частотами Доплера F1=f1-f, F2=f2-f, F3=f3-f і так далі. Після цього виділені низькочастотні складові з частотами F1, F2, F3 і так далі демодулюють і виділяють унікальні кодові послідовності, виробляти тим самим одночасну ідентифікацію декількох об'єктів, на яких установлені транспондери. Вказаний спосіб багатоабонентної радіочастотної ідентифікації можна реалізувати за допомогою пристрою, приведеного на кресленні (Фіг.). Пристрій багатоабонентної радіочастотної ідентифікації містить генератор високочастотних коливань 1, Y-циркулятор 2, антену прочитуючого пристрою 3, змішувач 4, вузькосмугові фільтри 5, 6, 7 і так далі, амплітудні детектори 8, 9, 10 і так далі, антени транспондерів 11, 12, 13 і так далі, керовані фазообертачі відбивного типу 14, 15, 16 і так далі, генератори низької частоти 17, 18, 19 і так далі, амплітудні модулятори 20, 21, 22 і так далі, генератори унікальних кодових послідовностей 23, 24, 25 і так далі. Вихід генератора високочастотних коливань 1 з'єднаний із першим виводом Y-циркулятора 2, 91937 6 другий вивід якого з'єднаний із антеною прочитуючого пристрою 3, а третій вивід Y-циркулятора 2 з'єднаний зі входом змішувача 4, вихід якого з'єднаний зі входами вузько-смугових фільтрів 5, 6, 7 і так далі, виходи яких з'єднані зі входами амплітудних детекторів 8, 9, 10 і так далі, при цьому антена транспондера 11 з'єднана з першим сигнальним виводом амплітудного модулятора 21, другий сигнальний вивід якого з'єднаний з сигнальним виводом керованого фазообертача відбивного типу 14, вхід управління якого з'єднаний з виходом генератора низької частоти 17, при цьому модуляційний вхід амплітудного модулятора 20 з'єднаний з виходом генератора унікальної кодової послідовності 23, при цьому антена транспондера 12 з'єднана з першим сигнальним виводом амплітудного модулятора 21, другий сигнальний вивід якого з'єднаний з сигнальним виводом керованого фазообертача відбивного типу 15, вхід управління якого з'єднаний з виходом генератора низької частоти 18, при цьому модуляційний вхід амплітудного модулятора 21 з'єднаний з виходом генератора унікальної кодової послідовності 24, при цьому антена транспондера 13 з'єднана з першим сигнальним виводом амплітудного модулятора 22, другий сигнальний вивід якого з'єднаний з сигнальним виводом керованого фазообертача відбивного типу 16, вхід управління якого з'єднаний з виходом генератора низької частоти 19, при цьому модуляційний вхід амплітудного модулятора 22 з'єднаний з виходом генератора унікальної кодової послідовності 25 і так далі. Працює пристрій, що реалізовує спосіб багатоабонентної радіочастотної ідентифікації таким чином. Високочастотні коливання з початковою амплітудою U0 частотою f і початковою фазою φ U=U0·ej·2· ·f·t+φ з виходу генератора високочастотних коливань 1 через циркулятор 2 надходять до антени прочитуючого пристрою 3. При цьому у напрямі антен транспондерів 11, 12, 13 і так далі, які розташовують на об'єктах, що підлягають ідентифікації, випромінюють електромагнітну хвилю. Антенами транспондерів 11, 12, 13 і так далі високочастотні електромагнітні хвилі уловлюють і далі високочастотні коливання з частотою f подають на перші сигнальні виводи амплітудних модуляторів 20, 21, 22 і так далі, з других сигнальних виводів яких модульовані по амплітуді на 50% високочастотні коливання подають на сигнальні входи керованих фазообертачів відбивного типа 14, 15, 16 і так далі. Керовані фазообертачі 14, 15, 16 і так далі, реалізують монотонну зміну фази високочастотних коливань. При цьому, якщо за періоди T1, Т2, Т3 і так далі, низькочастотних керуючих сигналів, які надходять з виходів генераторів низької частоти 17, 18, 19 і так далі, реалізується у керованих фазообертачах 14, 15, 16 і так далі, зсув фаз високочастотних коливань від 0 до 2π, то можна говорити про зсув спектра високочастотних коливань на так звані частоти Доплера 2 2 2 , F2 , F3 і так далі F1 T1 T2 T3 7 91937 Трансформовані по частоті високочастотні коливання знову надходять на другі сигнальні виводи амплітудних модуляторів 20, 21, 22 і так далі, де ці високочастотні коливання додатково модулюються по амплітуді до 100% і через перші сигнальні виводи амплітудних модуляторів 20, 21, 22 і так далі ці модульовані високочастотні коливання надходять на антени транспондерів 11, 12, 13 і так далі, і випромінюються у напрямі антени прочитуючого пристрою 3. Коливання, що надходять на антену прочитуючого пристрою 3 мають вигляд U1 / U0 Kk t e j U2 / U0 / U0 Kl t e 2 f F1 t 1 , j 2 f F2 t 2 , j 2 f F3 t 3 U3 Km t e , і так далі де Kі(t) - унікальна кодова послідовність; Δφ1 Δφ2 Δφ3 і так далі - початкові фази високочастотних коливань з врахуванням поширення радіох / виль; U0 - амплітуди високочастотних коливань з врахуванням загасання на трасі поширення радіохвиль, посилення антен і коефіцієнтів передачі всіх ланок пристрою. Для простоти представлення формул коефіцієнти передачі всіх ланок вибрані однаковими. Антеною прочитуючого пристрою 3 ці трансформовані і модульовані високочастотні коливання приймають. При цьому прийняті трансформовані і модульовані високочастотні коливання через третій вивід Y-циркулятора 2 надходять до змішу Комп’ютерна верстка Т. Чепелева 8 вача 4, де отримують комбінаційні низькочастотні різниці початкових безперервних високочастотних складових коливань, з частотою f і трансформованих по частоті безперервних високочастотних коливань з частотами f1=f±Fl, f2=f±F2, f3=f±F3 і так далі. При цьому ці комбінаційні низькочастотні різниці, що становлять, з частотами F1, F2, F3 і так далі виділяють вузькосмуговими фільтрами 5, 6, 7 і так далі і подають на амплітудні детектори 8, 9, 10 і так далі. Таким чином, на виходах амплітудних детекторів 8, 9, 10 і так далі, матимемо унікальні кодові послідовності Ki(t) що ідентифікують кожен з об'єктів системи радіочастотної ідентифікації. Народногосподарський ефект від використання передбачуваного винаходу пов'язаний з появою можливості обслуговувати декілька транспондерів одночасно. Система має підвищену енергетику і, відповідно, має більшу відстань функціонування. Система абсолютно нечутлива до рівня паразитних гармонік, як передавача, так і інших джерел. Інший аспект підвищення ефективності від використання передбачуваного винаходу пов'язаний з ефективністю використання спектру системою радіочастотної ідентифікації. Кількість унікальних кодових послідовностей велика, вона визначається довжиною кодової послідовності Кi(t) і може досягати мільйонів. В той же час кількість частот доплерівського зсуву вибирається в розумних межах, вона може складати декілька десятків або сотень. Більшого числа об'єктів в зоні дії системи ідентифікації реально бути не може. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601