Catarina C. Cruz Jorge R. Costa Carlos A. Fernandes. 2005, it - instituto de telecomunicações. Todos os direitos reservados.

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1 Catarina C. Cruz Jorge R. Costa Carlos A. Fernandes 2005, it - instituto de telecomunicações. Todos os direitos reservados.

2 1. Motivação e Objectivo 2. Configuração da Antena 3. Medidas experimentais 4. Conclusões Prémio ANACOM URSI Portugal

3 Permitir fazer a localização e identificação de objectos, atingindo precisões de centímetros com alcances de detecção típicos em ambientes interiores. Mercado da localização em tempo real aumentará até cerca de 2000 milhões de euros em

4 Que ambientes interiores? tag Armazéns Hospitais Aeroportos tag Museus 4

5 Tecnologia Interiores Precisão Alcance Identificação Equipamentos GPS Sistemas ópticos e Sistemas de ultrassons RFID (UHF) WiFi UWB RFID/UWB 5

6 O leitor RFID radia através da antena um sinal de activação; Os tags na zona respondem com a respectiva identificação; O leitor extrai as identificações e envia a informação para um computador. Antena leitor Antena identificador Sinal activação Reflexão com código tag 6

7 Ultrawideband Faixa de radiofrequências de 3,1 GHz até 10,6 GHz. Problema com UWB para Localização? Em UWB a energia máxima do impulso permitida é insuficiente para activar o circuito integrado. RFID Wi-Fi 7

8 ltra ide and C = 3.0x10 8 m/s distância = C x Δt Δt 8

9 O sistema utiliza UHF RFID para alimentar e activar o identificador e este responde em UWB; Sistema experimental actual utiliza duas antenas distintas, uma para cada banda. Antena leitor Antena identificador Solução: UHF UWB 9

10 Precisões de centímetros Alcances de cerca de 15 m Identificador passivo de baixo custo Identificação unívoca dos objectos 10

11 Características electromagnéticas desejáveis da antena Largura de banda elevada em UHF para abranger as várias sub-bandas geográficas; Diagrama de radiação UHF RFID o mais omnidireccional possível; Largura de banda elevada em UWB para permitir o envio de impulsos ultra-curtos no tempo; Diagramas de radiação UWB estáveis ao longo das várias frequências e com centro de fase bem definido; Portos da antena próximos de modo a que num único chip híbrido possam coexistir os portos de ambas as bandas. 11

12 Características físicas desejáveis da antena Pequenas dimensões; Leve; Robusta; Livre de manutenção; Baixo-custo. Antena com estas: Características físicas Características electromagnéticas 12

13 Não existem ainda sistemas que comportem as características electromagnéticas e físicas desejáveis, simultaneamente; A presença, na mesma antena, de um mesmo chip que alimente as duas bandas distintas; Conseguir colocar duas antenas distintas em ambas as faces do mesmo substrato, minimizando a interferência entre elas. 13

14 substrato ALN "Squiggle GEN 2 14

15 Plano E1 Posicionador Antena do leitor da Alien Plano-E2 Antena em estudo Plano-H 15

16 VNA Sensor #3 1,73m x q= 120⁰ Plano-2 1m Alvo Sensor #1 q= 0⁰ θ y Sensor #2 q= 240⁰ Plano-2 16

17 Sensor#3 Perímetro de detecção Posição real do alvo Sensor#1 Sensor#2 17

18 Erro da distância [cm] Antena original da TimeDomain 2 Distância = 1 m 1,5 1 0,5 0 0º 45º 90º TimeDomain- TimeDomain UWB/RFID- Timedomain UWB/RFID- UWB/RFID Antena original da TimeDomain 18

19 Antena funciona de forma correcta e simultaneamente nas bandas de UHF e UWB; Alcance máximo semelhante ao de um identificador comercial RFID que utiliza o mesmo chip. Desempenho semelhante ao obtido pelas antenas originais do equipamento PulseON 400 da TimeDomain. Solução com dimensões reduzidas (36mm x 80mm); leve; não necessita de manutenção; baixo-custo (próximo do actual preço tags de UHF RFID) 19

20 Esta nova antena desenvolvida concilia a funcionalidade comum de identificação com a possibilidade de localização precisa do objecto, usando tecnologia passiva e portanto de muito baixo custo. 20

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