Conception et Miniaturisation des Antennes RFID UHF Passives
Design and Miniaturization of Passive UHF RFID Antenna
A. Ghiotto, T.P. Vuong, E. Perret, S. Tedjini
[email protected]/lcis/AGhiotto
LCIS-INPGrenoble, ESISAR, Valence, France
JournJournes scientifiques du CNFRS 2007es scientifiques du CNFRS 2007
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Introduction La Conception des Antennes RFID
UHF Passives La Miniaturisation des Antennes
RFID UHF Passives Conclusion et Perspectives
PLAN
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Introduction La Conception des Antennes RFID
UHF Passives La Miniaturisation des Antennes
RFID UHF Passives Conclusion et Perspectives
PLAN
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Les applications de la RFID Traabilit, logistique, scurit, lutte contre la contrefaon,
LESISAR et le LCIS ont plus de 5 annes dexprience dans le domaine Formations Expertises Essais et tests (acteur de la dfinition des normes ISO RFID
concernant la conformit et la performance des systmes RFID)
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INTRODUCTION
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INTRODUCTION
LF : 125 Khz
HF : 13,56 Mhz
UHF : 900 Mhz
waves : 2,45Ghz
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INTRODUCTION
La RFID UHF passive (868MHz EU, 915MHz US)
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INTRODUCTION
Les Tags RFID passifs
Le cot des tags doit tre minimis
Lantenne est llment clef du systme RFID passif (Taille, Cot, Distance de lecture)
Antenne
Puce
Substrat
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INTRODUCTION
EM Reader signal
Zl
Rcupration dnergie
Sinc ====PeGReader(4d 2)
Pd ==== Sinc2GTag
4 . Pd ==== Pe
GReader(4d 2)
.2GTag
4 .
Limpdance de lantenne doit tre adapte celle de la puce Zant=ZI*
ZI=A-jB
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INTRODUCTION
EM Reader signal
Zl
Transmettre un signal
Backscatter signal
incref SP = Fonction de Zl
RCSmatch ====4R2 .Sref
Sinc==== Dtag Atag ====
42
Atag Atag
RCSopen ==== 0 RCSshort ==== 4RCSmatch
Chip
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PLAN
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Intgration de la notion de cot sur Le choix du procd de fabrication
Lemboutissage Srigraphie (utilis dans le Circuit Imprim) Limpression par Offset (encre conductrice) Limpression par jet dencre (en dveloppement)
Le type de matriaux (Papier, PET, Encre Conductrice)
La structure (2D - Planaire)
CONCEPTION DES ANTENNES
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Intgration des caractristiques de la puce RFID Impdance complexe Zchip=A-jB
(10
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CONCEPTION DES ANTENNES
Adaptation exploitant les proprits intrinsques de limpdance de lantenne
ZantZchip*
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CONCEPTION DES ANTENNES
Adaptation par lutilisation dlments distribus
ZantZchip*Diagramme de rayonnement
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CONCEPTION DES ANTENNES
Adaptation par lutilisation dune boucle inductive
ZantZchip*
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CONCEPTION DES ANTENNES
Adaptation par adjonction dun lment parasite
R. V. Seshagiri Rao, Pavel V. Nikitin, Sander F. Lam, Antenna Design for UHF Tags: A review and practical Application, IEEE Transaction on A.P., Vol. 53, No. 12, Dc. 2005.
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PLAN
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MINIATURISATION
But
Rendre les tags RFID discrets
Diminuer le cot de production
Utilisation au niveau produit dans la logistique ( item level identification )
Mais miniaturiser la taille du tag sans pour autant augmenter laire occupe
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MINIATURISATION
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MINIATURISATIONGeneration : Process de Von-Koch
-
The 4 Koch affine functions
The first 4 iterations
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MINIATURISATION
Miniaturisation
Contrle des rsonances
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MINIATURISATION
Les pistes Lutilisation des mtamatriaux (MMT) Voie trs peu tudie
Lutilisation de structure Fractale Miniaturisation limite
Le repliement Solution optimale
61Repliement
44MMT
25Gomtrie fractale
Miniaturisation(%)
Mthode
D. Bechevet, "Contribution au dveloppement de Tags RFID, en UHF et Microondes, sur matriaux plastiques", thse de doctorat de lInstitue National Polytechnique de Grenoble, 9 Septembre 2005, Valence, France.
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MINIATURISATION
Les effets de la miniaturisation
Aire effective diminue Distance de lecture rduite
Qualit de la modulation dtriore
Mais une sensibilit attnue vis--vis de lenvironnement proche
Qualit de la polarisation affecte
Efficacit de lantenne attnue
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UHF Passives La Miniaturisation des Antennes
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PLAN
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CONCLUSION et PERSPECTIVES
La conception dantenne pour la RFID UHF a t introduite
Les mthodes de miniaturisation ont tprsentes La miniaturisation reste limite Elle affecte les performances Dautre techniques peuvent permettre une
discrtion de lantenne (encre conductrice pigmente, utilisation du texte comme lment rayonnant,)
Merci de votre attentionRfrences
[1] D. Bechevet, T-P. Vuong, S. Tedjini, "Design and Measurements of Antennas for RFID, made by Conductive Ink on Plastics", oral presentation, 2005 IEEE AP-S International Symposium and USNC/URSI National Radio Science Meeting , 3-8 July 2005, Washington DC, USA. [2] D. Bechevet, "Contribution au dveloppement de Tags RFID, en UHF et Microondes, sur matriaux plastiques", thse de doctorat de lInstitue National Polytechnique de Grenoble, 9 Septembre 2005, Valence, France.[3] A. Ghiotto, T-P. Vuong, S. Tedjini et M. C. E. Yagoub, "Conception dune Antenne de Tag RFID UHF Passif", 15mes Journes Nationales Microondes, 23-24-25 Mai 2007, Toulouse, (accept).[4] A. IBRAHIEM, A. Ghiotto, T-P. VUONG, S. TEDJINI, Bi-band Fractal Antenna Design for RFID Applications at UHF, The first European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2006), 6-10 November 2006.[5] S. R. Best, "On the Performance Properties of the Koch Fractal and Other Bent Wire Monopoles", IEEE Transaction on Antenna and Propagation, Vol. 51, No 6, June 2004, P. 1292.[6] D. Dobkin, S. Weigand, "Environmental Effects on RFID Tag Antennas ", IEEE MTT-S International microwave symposium, 12-17 June 2005.[7] R. Kourri, V. Beroulle, T.P. Vuong, S. Tedjini, UHF RFID tag-antenna optimization using VHDL-AMS behavioral modeling", Springer, Mixed signal letter, 2007.[8] R. V. Seshagiri Rao, Pavel V. Nikitin, Sander F. Lam, Antenna Design for UHF Tags: A review and practical Application, IEEE Transaction on A.P., Vol. 53, No. 12, Dc.2005.
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