Çok-bitli frekans-kodlu çipsiz rfid etiket tasarımı

Abstract

Bu projede çipsiz RFID etiketlerde kullanılabilecek yeni rezonatör modelleri ve yeni çipsiz RFID etiket tasarım yaklaşımları ele alınmaktadır. Bu kapsamda açık devre sonlandırmalı saplamalara sahip yeni üç modlu rezonatör konfigürasyonları ortaya konmaktadır. Tasarlanan rezonatörlerin iki kapılı bir devrede kapıları birbirine bağlayan iletim hattına kuplajlanması suretiyle rezonans frekansları üretilmektedir. Bu rezonans frekanslarının herbirinin ayrı ayrı kontrolü sayesinde rezonatöre ait rezonans frekanslarının mevcudiyetine bağlı olarak tek rezonatörden 5, 7 ve 8 frekans kodu üretilmektedir. Böylece, 2, 3 veya 4 frekans kodu üretebilen bir veya iki rezonans frekansına sahip rezonatörlere kıyasla önemli oranda bit ve frekans kodu artışı sağlanabilmektedir. N adet rezonatörün giriş ve çıkış kapılarını birbirine bağlayan iletim hattına uygun biçimde kuplajlanmasıyla 5N, 7N ve 8N farklı kod üretilebilmektedir. Proje kapsamında 5 frekans kodlu 8 rezonatöre sahip, 7 frekans kodlu 4 rezonatöre sahip ve 8 frekans kodlu 5 rezonatöre sahip çoklu rezonatör devreleri simüle edilmektedir. Ayrıca 5 ve 8 frekans kodlu çoklu rezonatör devrelerinde giriş ve çıkış kapılarına entegre edilen dikey ve yatay polarizasyona sahip monopol antenlerle çipsiz RFID etiket tasarımları ve imalatları gerçekleştirilmektedir. Bu çipsiz RFID etiketlerin testleri de Ağ Analizörü?ne bağlanan alıcı/verici huni antenlerle gerçekleştirilmekte ve simülasyonlarla iyi bir uyum içerisinde sunulmaktadır. Projedeki bir başka çipsiz RFID etiket tasarımında, açık ve kapalı halka rezonatörler arasında yapılan oldukça basit bir geçiş sayesinde 3 frekans kodunun elde edilebildiği rezonatörler kullanılmaktadır. Diğer yandan, çift rezonans karakteristiği sergileyen eş yönlü ayrık halka rezonatörler ve açık devre sonlu saplamaların birlikte kullanıldığı hibrit bir çipsiz RFID etiket tasarım yaklaşımı da proje kapsamında ele alınmaktadır. Bunlarla birlikte, tasarlanan tüm çipsiz RFID etiketlerde dikey ve yatay polarizasyonda kullanılmak üzere geniş bantlı monopol antenler geliştirilmektedir. İç içe geçmiş elips şekilli radyatörler, dairesel yama radyatörler, toprak düzlemde açılmış yarık yüklemeler proje kapsamında tasarlanan antenlerde ele alınan bazı konfigürasyonlardır. Tasarlanan antenlerin çalışma frekansları ve bant genişlikleri kullanıldıkları etiketlere göre değişmektedir. Projede çipsiz RFID etiket tasarımlarının yanı sıra çeşitli mikroşerit bant geçiren ve bant durduran filtreler de tasarlanmaktadır. Tasarlanan bant geçiren filtrelerde etiketler için önerilen iki, üç ve dört modlu modlu rezonatörler kullanılmaktadır. Bu rezonatörlerin giriş çıkış kapılarına sıkı kuplajlanmaları suretiyle iki adet de kuplaj modu elde edilmekte ve dört, beş ve altı modlu geniş bantlı bant geçiren filtreler ortaya konmaktadır. Bant durduran filtre tasarımında ise kompakt devre boyutlarına sahip üç modlu yüksek reddetme seviyelerine sahip filtre tasarımı literatüre sunulmaktadır. Ayrıca, çok modlu rezonatörlerin bir monopol antene entegrasyonu sayesinde bir de filtre-anten (filten) tasarımı gerçekleştirilmektedir. Proje kapsamında tasarlanan devreler arasından 8 adet çipsiz RFID etiket, 5 adet çoklu rezonatör devresi, 1 adet filten, 4 adet filtre ve birçok monopol geniş bandlı anten imal edilmiş ve testleri gerçekleştirilmiştir. Önerilen yaklaşımlar simülasyonlarla ölçümler arasındaki uyumlu sonuçlara istinaden deneysel olarak doğrulanmıştır.