Емкость хранения данных и скорость передачи транспондеров на поверхностных акустических волнах

Для того чтобы преобразовать как можно больше принятой транспондером электромагнитной энергии в акустическую энергию, необходимо выполнение следующего условия: частота передачи считывателя должна соответствовать частоте колебаний поверхностной волны встречно-штыревого преобразователя. Теперь начинают воздействовать на пьезоэлектрический кристалл рефлекторы в определенной последовательности вдоль пути распространения поверхностной волны. Небольшая часть поверхностной волны отражается от каждого рефлектора и движется обратно по кристаллу в направлении встречно-штыревого преобразователя, в то время как оставшаяся часть поверхностной волны продолжает двигаться к концу подложки и поглощается там. Соответственно из одного импульса опроса генерируется несколько ответных импульсов.

Отраженные части поверхностных волн возвращаются обратно на встречно ­ штыревой преобразователь, где они преобразуются в высокочастотную последовательность импульсов, причем каждый рефлектор создает свой импульс в ответном сигнале ПАВ транспондера. Эта последовательность импульсов излучается дипольной антенной и может быть принята считывателем. Число принимаемых импульсов соответствует числу рефлекторов на подложке. Более того, время задержки между отдельными импульсами пропорционально пространственному расстоянию между рефлекторами на подложке, и поэтому пространственное расположение рефлекторов может представлять двоичную последовательность цифр, которая в простейшем случае равна идентификационному коду транспондера.


Расположение рефлекторов и соответственно считываемый код определяются при изготовлении устройства. Поэтому транспондеры ПАВ принадлежат к категории транспондеров "только чтение". Например, для компании "Строй Поставка", которая производит центробежные дымососы ДН-9 и вентиляторы ВДН-9 для перемещения воздуха в различного типа промышленных установках, при внедрении RFID системы учета складской продукции нами были использованы ПАВ радиометки типа "только чтение", что позволило существенно уменьшить конечную стоимость системы для Заказчика. Как уже отмечалось, R начале взаимодействия с транспондером считыватель посылает мощный радиоимпульс опроса. На считыватель сначала возвращаются эхо­сигналы, возникающие в результате отражений радиоимпульса опроса от металлических поверхностей окружающих предметов.

Благодаря сравнительно низкой скорости распространения поверхностных волн по подложке первый ответный импульс транспондера принимается считывателем с задержкой, равной примерно 1,5 мс. Этой временной задержки вполне достаточно, чтобы произошло затухание мешающих отражений от окружения считывателя, и ничто уже больше не будет мешать ответным импульсам транспондера.

Мешающие отражения в радиусе 100 м вокруг считывателя затухают через примерно 0,66 мкс - время распространения электромагнитных колебаний на расстояние
2 х 100 метров. На кварцевой подложке поверхностная волна проходит за это время 2 мм (при скорости распространения v = 3158 м/с) и успевает достичь лишь первых рефлекторов на этой подложке. Когда приходит сигнал транспондера через 1,5 мс, все отражения от окружения считывателя уже давно прекратились, поэтому они не вносят ошибки в последовательность ответных импульсов от транспондера. Транспондеры на ПАВ этого типа иногда называют отражающими линиями задержки.


Емкость хранения данных и скорость передачи данных транспондера ПАВ зависят от размера подложки и минимального реализуемого расстояния между отражающими полосками на подложке. Обычный транспондер ПАВ передает примерно 16-32 бит со скоростью передачи 500 Кбит/с. Транспондеры ПАВ являются полностью линейными устройствами и соответственно отвечают на импульс опроса с определенной фазой. Это важное свойство дает возможность увеличить дальность действия транспондера поверхностной волны путем усреднения слабых ответных сигналов транспондера на многие импульсы опроса. Поскольку операция считывания занимает только микросекунды, за секунду может быть выполнено несколько сотен тысяч циклов чтения.

Дальность действия системы ПАВ зависит главным образом от мощности передачи импульса сканирования и может быть оценена, используя основное уравнение радиолокации. При допускаемой мощности передачи в диапазоне ISM частот 2,45 ГГц можно ожидать дальность действия обычного транспондера ПАВ 1-2 метра. Для обоих диапазонов частот при увеличении времени когерентного усреднения результатов считывания возрастает дальность действия систем ПАВ.