基于多维混合编码的无芯片电子标签及其识别方法研究

The higher cost of traditional tags has been one of the key factors to limit commercial applications of radio frequency identification technology(RFID).Chipless tags,without expensive silicon chips,enable achieve cost reduction and expand the RFID application field greatly.Therefore,the study on chipless RFID technology is of important theoretical significance and research value.However,there are still such problems on chipless RFID technology as weak theory foundation,small coding capacity and low stability. The research is to deeply study the recognition mechanism of chipless tag and to build theory analysis model,CAD software and hardware platform of chipless RFID system.Various coding methods are analyzed and the hybrid coding technique combining frequencies,phase deviation of resonator units with notch-bands of antennas is put forward,which can increase the coding capacity effectively.The corresponding reader is designed based on the principle of chipless RFID tag,and then frequency domain and time domain identification method are combined,which can improve system performance.The project objective is to build the design and identification methods of chipless tags with large coding capacity and strong stability,and lay the theoretical foundation of the further application on the chipless RFID technology.

传统电子标签过高的成本成为限制射频识别技术商业应用的关键因素之一。无芯片电子标签不含价格昂贵的硅芯片，能够有效降低其成本，从而大幅度扩展其应用领域。因此开展无芯片射频识别技术的研究具有重要的理论意义和研究价值。但目前无芯片射频识别技术存在理论基础薄弱、编码容量较小和稳定性偏低等问题。 本项目深入研究无芯片电子标签的识别机理，建立无芯片射频识别系统的理论分析模型与CAD 软硬件平台；分析不同编码方法，提出将谐振单元的频率、相位变化和天线的陷波频率结合在一起的混合编码方法，该方法可有效增大标签的编码容量；根据无芯片电子标签识别机理设计相应的阅读器，并在其基础上将频域识别方法和时域识别方法有效结合，提高系统性能。本项目的目标是研究并建立编码容量大和稳定性强的无芯片电子标签设计和识别方法，为进一步实现无芯片射频识别技术应用奠定理论基础。

本项目首先深入学习国内外已有的有关无芯片射频识别电子标签的学术论文，研究无芯片电子标签的工作原理。利用商业电磁仿真软件进行建模仿真，建立无芯片射频识别系统的理论分析模型与CAD 软硬件平台。基于缺陷地结构、多模谐振器结构、互补开口谐振环结构和缺陷微带线结构设计多款无芯片射频识别电子标签。同时提出将多个谐振单元和具有陷波特性的超宽带天线结合在一起的混合编码方法。该方法可有效提高电子标签的编码容量，通过实测验证了本方法的可行性。在此基础上，本项目根据无芯片电子标签识别机理设计实现了相应的阅读器。通过对所设计的无芯片电子标签的识别，基本达到识别效果。但是存在识别距离较近、正确识别率较低的缺点。后期本项目还将继续优化阅读器架构，提高无芯片电子标签的识别效果。同时基于本项目还设计了多款滤波器、功分器和天线等，相关成果已经发表在国外核心期刊。