[go: up one dir, main page]

RU2133482C1 - Transponder - Google Patents

Transponder Download PDF

Info

Publication number
RU2133482C1
RU2133482C1 RU97111209A RU97111209A RU2133482C1 RU 2133482 C1 RU2133482 C1 RU 2133482C1 RU 97111209 A RU97111209 A RU 97111209A RU 97111209 A RU97111209 A RU 97111209A RU 2133482 C1 RU2133482 C1 RU 2133482C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
antenna
transponder
input
output
converters
Prior art date
Application number
RU97111209A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU97111209A (en
Inventor
Г.Г. Бахирев
В.К. Киселев
А.Н. Поздеев
Н.З. Тремасов
В.В. Яковлев
Original Assignee
Научно-исследовательский институт измерительных систем
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-исследовательский институт измерительных систем filed Critical Научно-исследовательский институт измерительных систем
Priority to RU97111209A priority Critical patent/RU2133482C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2133482C1 publication Critical patent/RU2133482C1/en
Publication of RU97111209A publication Critical patent/RU97111209A/en

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: object identification systems. SUBSTANCE: transponder for detecting and identifying object includes solid-state retransmitter 12 having antenna-feeder unit 4 connected with receiving-transmitting antenna 3. Input and output of unit 4 through inlet and outlet radio-signal converters 5,6 respectively are connected with coding device 16. Solid-state retransmitter is based upon branched delay line on surface acoustic waves provided with systems of inlet and outlet opposite-plug converters 13,14 arranged on surface of sound guide by parallel groups shifted one relative to another in predetermined order. All terminals of said converters are connected directly with antenna 3 through unit 4. Metallized conductors of outlet converter group being the nearest to inlet converters 13 are connected with recoding device on bifilar electric connection line 16 with non-energized contacts switched by means of outer control apparatuses. EFFECT: enhanced strength against electromagnetic and other irradiation, increased integration degree of coding-recoding processes in one solid-state apparatus. 4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение предназначено для обеспечения отыскания и идентификации координатных точек на изделии, на местности или в пространстве. The invention is intended to provide the search and identification of coordinate points on the product, on the ground or in space.

Изобретение относится к области транспорта, а также может быть использовано в сельском хозяйстве, в землепользовании, в навигации, в топографии, в геодезии, в станкостроении, в космических спасательных системах и др. областях. The invention relates to the field of transport, and can also be used in agriculture, in land use, in navigation, in topography, in geodesy, in machine tools, in space rescue systems and other fields.

Известны транспондерные системы TIRIS фирм Texas Instruments (США) и Dallas Semiconductor (США) [Dallas Semiconductor/Дилер в Москве - компания "Атос Лтд." тел./факс (095)198-5500; hffp//www dalsemi.com; e-mail atac@atac. msk. ru// Металлические электронные идентификаторы в системах ограниченного доступа] , основанные на связи по радиоканалу (приемопередающее устройство и антенно-фидерные системы) между блоком считывания (базовым блоком) и транспондером (приемоответчиком) без источников питания постоянного тока для первого производителя и однопроводным интерфейсом последовательного контактного типа для второго производителя, соответственно. Known transponder systems TIRIS firms Texas Instruments (USA) and Dallas Semiconductor (USA) [Dallas Semiconductor / Dealer in Moscow - the company "Athos Ltd." tel / fax (095) 198-5500; hffp // www dalsemi.com; Email atac @ atac. msk. ru // Metal electronic identifiers in limited access systems], based on radio communication (transceiver and antenna-feeder systems) between the reading unit (base unit) and the transponder (transponder) without DC power supplies for the first manufacturer and a single-wire serial interface contact type for the second manufacturer, respectively.

Система транспондеров на базе полупроводниковых больших интегральных схем (БИС) на технологии КМОП широко распространена в мире для "Security"-целей и для банковского дела ("Банкоматы"). The system of transponders based on semiconductor large integrated circuits (LSI) based on CMOS technology is widely used in the world for "Security" purposes and for banking ("ATMs").

Такие системы не предусматривают обеспечение радиационной стойкости (РС), которая является одним из важных потребительских свойств для объектов с повышенной ядерной опасностью, в том числе хранилищ радиоактивных материалов. Цитированная выше система "TIRIS (TEXZAS INSTRUMENT REGISTRATION AND IDENTIFICATION SYSTEMS) фирмы "Texas Insturments" демонстрирует широкий класс возможностей от индивидуальных "входных" карт до ампульных и дисковых транспондеров. Однако применение в этих устройствах базовых технологий КМОП (комплементарные структуры "метал-оксид-полупроводник") позволяет утверждать об ограниченности таких систем для реализации поставленных задач. Основным элементом базового блока системы "TIRIS" является микросхема МС14553В фирмы Motorola, которая представляет собой три двоично-десятичных счетчика (BCD), переключаемых по заднему фронту синхросигнала. Микросхема МС14553В содержит транзисторные структуры технологии КМОП и совместима с другими устройствами в ТТЛ-уровнях. Чип транспондера также выполнен на основе КМОП-технологии для обеспечения минимального энергопотребления в процессе работы. Известно, что при наборе дозы облучения гамма-квантами для ряда транзисторных структур технологии КМОП возможно несколько основных процессов изменения основного критериального параметра - порогового напряжения Vth, включая процесс "супервосстановления", которые могут в дальнейшем привести к нарушению амплитудных и временных характеристик (управляемости по входам и быстродействию) микросхем.Such systems do not provide for radiation resistance (RS), which is one of the important consumer properties for facilities with increased nuclear hazard, including storage of radioactive materials. The Texas Insturments TIRIS (TEXZAS INSTRUMENT REGISTRATION AND IDENTIFICATION SYSTEMS) system cited above demonstrates a wide class of capabilities from individual input cards to ampoule and disk transponders. However, the use of CMOS basic technologies (complementary metal oxide semiconductor ") allows us to state the limitations of such systems for the implementation of the tasks. The main element of the base unit of the" TIRIS "system is Motorola's MC14553B chip, which is three binary-decimal counters ka (BCD), switched on the trailing edge of the clock signal. The MC14553V microcircuit contains transistor structures of CMOS technology and is compatible with other devices in TTL levels. The transponder chip is also based on CMOS technology to ensure minimum power consumption during operation. exposure dose of gamma-rays for a number of CMOS transistor structures may change several basic processes main criterion parameter - the threshold voltage V th, the process including "supervos tanovlenii ", which can further disrupt the amplitude and temporal characteristics (for controllability and speed inputs) chips.

Известны транспондеры для обнаружения и идентификации объекта в системе TEMIC американской фирмы "TEMIC Semiconductor" [Высокочастотная система идентификации // Новости электроники. - 1996. - N 2]. Высокочастотная радиосистема идентификации TEMIC представляет собой лучший из имеющихся сегодня на рынке набор законченных электронных компонентов для комплексного решения задач охраны, защиты от хищения и разграничения доступа. Known transponders for detecting and identifying an object in the TEMIC system of the American company "TEMIC Semiconductor" [High-frequency identification system // Electronics News. - 1996. - N 2]. The TEMIC high-frequency radio identification system is the best complete set of complete electronic components available on the market today for the comprehensive solution of security tasks, protection against theft and access control.

Известны три варианта исполнения транспондера TEMIC, причем для каждого типа возможно более 100 миллионов комбинаций в идентификационном коде. Система состоит собственно из базового блока (ББ) и транспондера (ТП): ББ с подключенным к первой приемопередающей антенне первым антенно-фидерным органом, вход которого соединен с выходом передатчика, а выход - с одним из входов приемника, генератором частоты, подключенным одним из выводов к одному из входов передатчика, и общим источником питания функциональных узлов, транспондер с подключенным ко второй приемо-передающей антенне антенно-фидерным органом, выход и вход которого соответственно через входной и выходной устройства соединены с большой интегральной схемой (БИС) транспондера. Three versions of the TEMIC transponder are known, with more than 100 million combinations in the identification code for each type. The system itself consists of a base unit (BB) and a transponder (TP): a BB with a first antenna-feeder connected to the first transceiver antenna, the input of which is connected to the transmitter output, and the output to one of the receiver inputs, a frequency generator connected to one of conclusions to one of the inputs of the transmitter, and a common power source for functional units, a transponder with an antenna-feeder connected to the second transceiver antenna, the output and input of which is connected through the input and output devices, respectively s with a large integrated circuit (LSI) transponder.

Схема U2270B предназначена для применения в ББ и совместима со всеми типами транспондера: с "жесткой зашивкой" информации; перепрограммируемый и капсулированный в радиопрозрачную оболочку с антенной вместе. The U2270B circuit is intended for use in the BB and is compatible with all types of transponder: with "hard-wired" information; reprogrammable and encapsulated in a radiolucent sheath with an antenna together.

Кристалл транспондера ТК5530 программируется масочным способом на заводе с информационной емкостью 32, 64, 96 или 128 бит, так же как и скорость передачи данных и вид модуляции. Транспондер с аналогичными параметрами кодирования ТК5550 представляет пользователю возможность многократного перепрограммирования кодовой последовательности для простой адаптации к особым приложениям пользователя. The TK5530 transponder crystal is programmed in a mask way at the factory with an information capacity of 32, 64, 96 or 128 bits, as well as the data transfer rate and the type of modulation. A transponder with similar encoding parameters TK5550 provides the user with the ability to repeatedly reprogram the code sequence for easy adaptation to special user applications.

БИС перепрограммируемого ТП ТК5560 обеспечивает надежность на порядок выше предыдущих дополнительной защиты данных с помощью встроенного алгоритма шифрования кода с закрытым ключом, кода доступа на программирование и таблицы кодов переменной длины. The LSI of the reprogrammable TP TK5560 provides reliability an order of magnitude higher than previous additional data protection using the built-in encryption algorithm for the private key code, programming access code and variable-length code tables.

Еще одним вариантом транспондера является также масочный транспондер ТК5530GT - стеклянная капсула с собранной на подложке антенной системой и кристаллом (12х3 мм), готовая к закреплению на объекте (вплоть до вшивания под кожу). Another option for the transponder is also the TK5530GT mask transponder - a glass capsule with an antenna system and a crystal (12x3 mm) assembled on a substrate, ready to be fixed on the object (up to stitching under the skin).

Бесконтактное чтение на расстоянии от 2,5 до 5 м делает систему идентификации TEMIC идеальной для широкого круга приложений, от систем охраны и контроля доступа в помещениях до систем бесконтактной блокировки автомобилей. Non-contact reading at a distance of 2.5 to 5 m makes the TEMIC identification system ideal for a wide range of applications, from security and access control systems in rooms to non-contact locking systems for cars.

Наиболее близким к рассматриваемому изобретению является транспондер фирмы "TEMIC SC". Closest to the invention under consideration is a transponder company "TEMIC SC".

На фиг. 1 показано устройство транспондера TEMIC. In FIG. 1 shows a TEMIC transponder device.

Транспондер (2) принимает излученный базовым блоком (1) радиосигнал, который через подключенный к приемопередающей антенне (3) антенно-фидерный орган (4), вход и выход которого соответственно через входной (5) и выходной (6) преобразователи радиосигналов соединены с кодирующим (7) и преобразующим (8) радиочастотным устройством, с устройством перекодировки (9), а выход последнего соединен с разрядными устройствами (10) преобразующего устройства (8). Радиосигнал на частоте F1 в течение половины длительности цикла опроса сообщает энергию накопительному устройству (11), после чего активизируется устройство кодирующее (7), где формируется идентификационный код таким образом, что сигналы, соответствующие уровню логической единицы ("1"), поступают на вход преобразователя (6) на частоте F1, а сигналы, соответствующие уровню логического нуля ("0"), поступают на вход преобразователя (6) на частоте F2. Сигналы "0" отфильтровываются преобразователем (6) и не поступают на антенну (3). The transponder (2) receives a radio signal emitted by the base unit (1), which through an antenna-feeder element (4) connected to a transceiver antenna (3), whose input and output are connected via radio input (5) and output (6) to the coding (7) and a converting (8) radio frequency device, with a transcoding device (9), and the output of the latter is connected to the discharge devices (10) of the converting device (8). A radio signal at a frequency of F1 for half the duration of the polling cycle reports energy to the storage device (11), after which the encoding device (7) is activated, where an identification code is formed in such a way that the signals corresponding to the level of a logical unit ("1") are input the converter (6) at the frequency F1, and the signals corresponding to the level of logical zero ("0") are fed to the input of the converter (6) at the frequency F2. Signals "0" are filtered out by the converter (6) and do not enter the antenna (3).

При необходимости перекодировки используют дополнительный к ББ перекодировщик, который формирует в устройстве перекодировки (9) транспондера токи увеличенной по сравнению с циклом "чтение" амплитуды. Последние, воздействуя на разрядные устройства (10), устройства преобразования (7), изменяют записанный двоичный поразрядный код. If necessary, transcoding uses an additional transcoder to the BB, which generates currents in the transcoding device (9) of the transponder that are increased in comparison with the amplitude reading cycle. The latter, acting on the bit devices (10), conversion devices (7), change the recorded binary bitwise code.

Данное устройство, хотя и позволяет обнаруживать и идентифицировать объект, область его применения ограничена:
1) относительно высокой чувствительностью к внешним электромагнитным помехам;
2) низкой стойкостью к жестким видам излучения, например, рентгеновскому.
This device, although it allows you to detect and identify an object, its scope is limited:
1) relatively high sensitivity to external electromagnetic interference;
2) low resistance to hard types of radiation, for example, x-ray.

Первое обстоятельство связано с длительностью цикла опроса в единицы секунд и наличием в транспондере высокочастотных радиотехнических устройств (фильтры), а второе - с применением полупроводниковой БИС в качестве основного элемента транспондера. Последнее обстоятельство наряду с возможностью перепрограммирования одновременно приводит к максимальной стоимости транспондера во всех системах идентификации. The first circumstance is connected with the duration of the interrogation cycle in units of seconds and the presence of high-frequency radio engineering devices (filters) in the transponder, and the second - with the use of a semiconductor LSI as the main element of the transponder. The latter circumstance along with the possibility of reprogramming simultaneously leads to the maximum cost of the transponder in all identification systems.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение электромагнитной и радиационной стойкости и интеграция процессов кодировки и перекодировки в одном твердотельном устройстве. The problem to which this invention is directed is to increase the electromagnetic and radiation resistance and the integration of coding and transcoding processes in one solid-state device.

Техническим результатом является перепрограммирование фиксированной идентифицирующей информации в реальном масштабе времени в подвижном или неподвижном объекте и сокращение времени обращения к транспондеру. The technical result is the reprogramming of fixed identifying information in real time in a moving or stationary object and reducing the time it takes to access the transponder.

Указанный результат достигается тем, что в известном транспондере (фиг. 2) (2), содержащем твердотельный ретранслятор (12) с подключенным к приемопередающей антенне (3) антенно-фидерным органом (4), выход и вход которого соответственно через входной (5) и выходной (6) преобразователи радиосигналов соединены с кодирующим (16) радиочастоту устройством, твердотельный ретранслятор (12) выполнен на основе многоотводной линии задержки (МЛЗ) на поверхностных акустических волнах (ПАВ), с системами входных (13) и выходных (14) встречно-штыревых преобразователей (ВШП), расположенных на поверхности звукопровода параллельными группами со смещением друг относительно друга в заданном порядке, все выводы которых соединены с антенной (3) напрямую через антенно-фидерный орган (4), а металлизированные проводники наиболее близкой (фиг. 3) к выходным встречно-штыревым преобразователям (13) группы выходных встречно-штыревых преобразователей (15) соединены с перекодирующим устройством, выполненным на основе двухпроводных линий электрической связи (16) и присоединенных к ним в качестве нагрузки незапитанных ("сухих") контактов (22), которые коммутируются при достижении внешними дестабилизирующими факторами критических значений. This result is achieved by the fact that in the known transponder (Fig. 2) (2) containing a solid-state repeater (12) with an antenna-feeder body (4) connected to a transceiver antenna (3), the output and input of which, respectively, through the input (5) and the output (6) radio signal converters are connected to a radio frequency coding (16) device, the solid-state repeater (12) is made on the basis of a multi-tap delay line (MLD) on surface acoustic waves (SAWs), with input (13) and output (14) counter systems pin converters (IDT) located on the surface of the sound duct in parallel groups with displacement relative to each other in a given order, all the terminals of which are connected to the antenna (3) directly through the antenna-feeder organ (4), and the metallized conductors are closest (Fig. 3) to the output to the interdigital transducers (13), the groups of the output interdigital transducers (15) are connected to a transcoding device made on the basis of two-wire electric communication lines (16) and attached to them as a load of non-powered ("dry their ") contacts (22), which are switched when external destabilizing factors reach critical values.

Для тех же целей перепрограммирования в реальном масштабе времени транспондера (фиг. 4) металлизированные проводники наиболее близкой к входным встречно-штыревым преобразователям группы выходных встречно-штыревых преобразователей (15) соединены с кодирующим устройством на основе двухпроводных линий электрической связи (16) и присоединенных к ним в качестве нагрузки незапитанных ("сухих") электрических контактов (22) с параллельно подключенными к ним сопротивлениями (21), согласованными с волновыми сопротивлениями этих линий, а металлизированные проводники наиболее близкой к входным встречно-штыревым преобразователям группы выходных встречно-штыревых преобразователей (16) соединены поочередно с проводниками первичных обмоток (18) малогабаритных коаксиальных высокочастотных трансформаторов (19), согласованных по волновому сопротивлению с волновым сопротивлением полосковой двухпроводной линии (22), образованной проводникам встречно-штыревых преобразователей, второй конец первичной обмотки каждого такого трансформатора присоединен к сопротивлению внешней цепи незапитанных контактов датчиков внешних критических параметров. For the same purposes of real-time reprogramming of the transponder (Fig. 4), the metallized conductors of the group of output interdigital converters closest to the input interdigital transducers (15) are connected to an encoder based on two-wire electrical communication lines (16) and connected to him as a load of unpowered ("dry") electrical contacts (22) with resistances connected in parallel (21), matched with the wave impedances of these lines, and metallized These conductors closest to the input interdigital transducers of the group of output interdigital transducers (16) are connected alternately with the conductors of the primary windings (18) of the small-sized coaxial high-frequency transformers (19) matched in wave impedance to the wave impedance of the strip two-wire line (22), formed by the conductors of the interdigital converters, the second end of the primary winding of each such transformer is connected to the external circuit resistance contacts of sensors of external critical parameters.

Для расширения возможностей применения транспондеров (фиг. 2) (2) на основе многоотводной линии задержки на поверхностных акустических волнах, рассмотренных выше, предлагается транспондер, отличающийся тем, что общая шина последовательного интерфейса (фиг. 4) (20) соединена с входным встречно-штыревым преобразователем (13) второй линии задержки (24) на ПАВ, а выводы выходного встречно-штыревого преобразователя (14) второй линии задержки (24) соединены со второй антенной транспондера (23). To expand the possibilities of using transponders (Fig. 2) (2) based on the multi-tap delay line for surface acoustic waves discussed above, a transponder is proposed, characterized in that the common serial interface bus (Fig. 4) (20) is connected to the input counter a pin converter (13) of the second delay line (24) to the SAW, and the outputs of the output interdigital converter (14) of the second delay line (24) are connected to the second antenna of the transponder (23).

Транспондер на основе многоотводной линии задержки на поверхностных акустических волнах целесообразно выполнить так, что первая (12) и вторая (24) линии задержки выполнены на общем звукопроводе в составе гибридного функционального модуля. It is advisable to perform a transponder based on a multi-tap delay line for surface acoustic waves so that the first (12) and second (24) delay lines are made on a common sound duct as part of a hybrid functional module.

Возможность осуществления заявляемого способа подтверждается тем, что, во-первых, для реализации предлагаемого способа можно использовать широко применяемые схемотехнические наработки и имеющуюся элементную базу [см., например, "Высокочастотная система идентификации фирмы TEMIC" /НОВОСТИ ЭЛЕКТРОНИКИ// М: Специалэлектроник, 1996. - N 2; "Мобильные 64-разрядные электронные ключи в виде металлической таблетки с размещением на брелке"/ М.: ОАО "ИНКОРМЕДИА", 1997. - N 1], во-вторых, для реализации заявленного способа авторами предлагается транспондер со специальной многоотводной линией задержки на поверхностных акустических волнах (ПАВ) для системы автоматического дистанционного обнаружения и идентификации объекта. The possibility of implementing the proposed method is confirmed by the fact that, firstly, to implement the proposed method, it is possible to use widely used circuitry developments and the available elemental base [see, for example, “TEMIC High-Frequency Identification System” / ELECTRONICS NEWS // M: Special Electronics, 1996 . - N 2; "Mobile 64-bit electronic keys in the form of a metal tablet placed on a keychain" / M .: INCORMEDIA OJSC, 1997. - No. 1], secondly, for the implementation of the claimed method, the authors propose a transponder with a special multi-tap delay line on the surface acoustic waves (SAW) for the system of automatic remote detection and identification of an object.

Исключение из транспондера системы обнаружения и идентификации объекта ряда конструктивных элементов и включение дополнительных конструктивных элементов и новых связей позволяет существенно повысить электромагнитную и радиационную стойкость транспондера. The exclusion from the transponder of the system for detecting and identifying an object of a number of structural elements and the inclusion of additional structural elements and new connections can significantly increase the electromagnetic and radiation resistance of the transponder.

Предлагаемое изобретение пояснено чертежами, на которых на фиг. 1 изображена блок-схема известного транспондера системы обнаружения и идентификации объекта; на фиг. 2 изображена блок-схема заявляемого транспондера системы обнаружения и идентификации объекта; на фиг. 3 изображена топология заявляемого транспондера с устройством перекодировки от внешних датчиков; на фиг. 4 изображена топология заявляемого транспондера с устройством перекодировки на трансформаторах. The invention is illustrated by drawings, in which in FIG. 1 is a block diagram of a known transponder of an object detection and identification system; in FIG. 2 shows a block diagram of the inventive transponder of a system for detecting and identifying an object; in FIG. 3 shows the topology of the inventive transponder with a transcoding device from external sensors; in FIG. 4 shows the topology of the inventive transponder with a transcoding device on transformers.

Примечания: 1. На всех фигурах одинаковые по функциональному назначению устройства обозначены одними и теми же позициями. Notes: 1. In all figures, devices with the same functional purpose are indicated by the same positions.

Предлагаемый транспондер (фиг. 2) состоит из твердотельного ретранслятора (12), выполненного на основе многоотводной линии задержки на поверхностных акустических волнах, с системами входных (13) и выходных (14) встречно-штыревых преобразователей, расположенных на поверхности звукопровода параллельными группами со смещением друг относительно друга в заданном порядке, все выводы которых соединены с антенной (3) напрямую через антенно-фидерный орган (4), а металлизированные проводники наиболее близкой к входным встречно-штыревым преобразователям (13) группы выходных встречно-штыревых преобразователей (15) соединены с перекодирующим устройством, выполненным на основе двухпроводных линий электрической связи (16) и присоединенных к ним в качестве нагрузки незапитанных ("сухих") контактов (22), которые коммутируются при достижении внешними дестабилизирующими факторами критических значений. The proposed transponder (Fig. 2) consists of a solid-state repeater (12), made on the basis of a multi-tap delay line on surface acoustic waves, with input (13) and output (14) systems of interdigital transducers located on the surface of the sound duct in parallel groups with an offset relative to each other in a given order, all the conclusions of which are connected to the antenna (3) directly through the antenna-feeder organ (4), and the metallized conductors are closest to the input interdigital converter pits (13) of the group of output interdigital converters (15) are connected to a transcoding device made on the basis of two-wire electric communication lines (16) and attached to them as a load of unpowered (“dry”) contacts (22), which are switched when external destabilizing factors of critical values.

Вторая реализация транспондера (2) на основе многоотводной линии задержки (12) на поверхностных акустических волнах с перекодировкой информации отличается тем, что металлизированные проводники наиболее близкой к входным встречно-штыревым преобразователям группы выходных встречно-штыревых преобразователей (15) соединены поочередно с перекодирующим устройством на основе двухпроводных линий электрической связи (16) и присоединенных к ним в качестве нагрузки незапитанных ("сухих") электрических контактов (22) с параллельно подключенными к ним сопротивлениями (21), согласованными с волновыми сопротивлениями этих линий, а между элементами этой группы ВШП (16) и двухпроводной электрической линии связи (16) включены первичные обмотки (18) малогабаритных коаксиальных высокочастотных трансформаторов (19), входные концы которых подключены к элементам группы ВШП (15), а выходные концы присоединены к сигнальным входам двухпроводных линий (16), а вторичная обмотка этих трансформаторов одним концом присоединена к внутренней поверхности корпуса коаксиальных импульсных трансформаторов, а другим концом присоединена к общей шине последовательного интерфейса (20). The second implementation of the transponder (2) based on a multi-tap delay line (12) on surface acoustic waves with information conversion is different in that the metallized conductors of the group of output interdigital converters (15) closest to the input interdigital transducers (15) are connected alternately to the transcoding device on based on two-wire electrical communication lines (16) and electrical contacts (22) connected to them as a load of non-powered ("dry") contacts with parallel to resistances (21), consistent with the wave impedances of these lines, and between the elements of this group of IDT (16) and a two-wire electrical communication line (16), primary windings (18) of small-sized coaxial high-frequency transformers (19) are included, the input ends of which are connected to the elements of the group IDT (15), and the output ends are connected to the signal inputs of two-wire lines (16), and the secondary winding of these transformers is connected at one end to the inner surface of the housing of coaxial pulse transformers, and the other end of the serial interface is connected to a common bus (20).

Третья реализация транспондеров (2) на основе многоотводной лини задержки на поверхностных акустических волнах, рассмотренных выше, отличается тем, что шина последовательного интерфейса (20) соединена с входным встречно-штыревым преобразователем (13) второй линии задержки (24), дополнительно сформированной на поверхности общего пьезоэлектрического звукопровода, а выводы ее выходного встречно-штыревого преобразователя (14) соединены со второй антенной (23) транспондера. The third implementation of transponders (2) based on a multi-tap delay line for surface acoustic waves discussed above is characterized in that the serial interface bus (20) is connected to the input interdigital transducer (13) of the second delay line (24), additionally formed on the surface a common piezoelectric sound duct, and the outputs of its output interdigital transducer (14) are connected to the second transponder antenna (23).

В целом транспондер (2) на основе многоотводной линии задержки на поверхностных акустических волнах целесообразно выполнить так, что первая (12) и вторая (24) акустические линии задержки выполнены на общем пьезоэлектрическом звукопроводе в составе гибридного функционального модуля. In general, it is expedient to perform transponder (2) based on a multi-tap delay line for surface acoustic waves so that the first (12) and second (24) acoustic delay lines are made on a common piezoelectric sound duct as part of a hybrid functional module.

Предлагаемый транспондер работает следующим образом. The proposed transponder operates as follows.

Исходное состояние. The initial state.

В исходном состоянии ретранслятор (2) находится в режиме ожидания. При этом ретранслятор (2) заранее размещается в точку пространства, координаты которой подлежат контролю. In the initial state, the repeater (2) is in standby mode. In this case, the repeater (2) is placed in advance at a point in space, the coordinates of which are subject to control.

Обнаружение и идентификация объекта. Detection and identification of an object.

При возникновении необходимости в обнаружении и идентификации объекта базовый блок (1) генерирует короткий зондирующий радиоимпульс заданной частоты. Это излучение индуцирует во второй приемопередающей антенне (3) переменные токи радиочастоты, которые через второй антенно-фидерный орган (4) возбуждают электрический сигнал во входном встречно-штыревом преобразователе (13), поступающий после преобразования в акустический сигнал (17) той же частоты на многоотводную дисперсионную пьезоэлектрическую линию задержки (12), имеющую "n" раздельных отводов, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга. Временная задержка на первом отводе обычно в 2...3 раза превышает длительность сигнала опроса. Это связано с наличием множественных отражений опрашивающего импульса от находящихся в окрестности объектов. Входной встречно-штыревой преобразователь (13) после преобразования полученного сигнала возбуждает в многоотводной линии задержки (12) акустическую волну (17), которая в свою очередь по мере распространения по поверхности пьезоэлектрического звукопровода возбуждает в каждом из отводов (14) отклик-радиоимпульс. Поскольку все выходные встречно-штыревые преобразователи (14) соединены параллельно, сформированные отклики-радиоимпульсы последовательно с помощью антенно-фидерного органа (4) и приемопередающей антенны (3) излучаются в эфир и в базовый блок 91). When it becomes necessary to detect and identify an object, the base unit (1) generates a short sounding radio pulse of a given frequency. This radiation induces in the second transceiver antenna (3) alternating currents of the radio frequency, which through the second antenna-feeder body (4) excite an electrical signal in the input interdigital transducer (13), which, after being converted into an acoustic signal (17) of the same frequency, a multi-tap dispersive piezoelectric delay line (12) having "n" separate taps located at the same distance from each other. The time delay at the first tap is usually 2 ... 3 times the duration of the polling signal. This is due to the presence of multiple reflections of the interrogating pulse from objects located in the vicinity. After converting the received signal, the input interdigital transducer (13) excites an acoustic wave (17) in the multi-tap delay line (12), which, in turn, excites a radio-frequency response in each of the taps (14) along the surface of the piezoelectric sound duct. Since all output interdigital transducers (14) are connected in parallel, the generated radio pulse responses are sequentially transmitted via the antenna-feeder body (4) and the transceiver antenna (3) to the air and to the base unit 91).

Для повышения информационной емкости площадь пьезоэлектрического звукопровода разбита на ряд параллельных зон, в каждой из которых при одном общем входном встречно-штыревом преобразователе (13) сформированы группы своих выходных встречно-штыревых преобразователей (14), расположенных на поверхности звукопровода со сдвигом, что позволяет избежать из взаимного влияния друг на друга. Первая группа выходных преобразователей (15) расположена с минимальным сдвигом, что обеспечивает минимальную временную задержку переизлученных сигналов и максимальную амплитуду этих сигналов. To increase the information capacity, the area of the piezoelectric sound duct is divided into a number of parallel zones, in each of which, with one common input interdigital transducer (13), groups of their output interdigital transducers (14) are formed located on the surface of the sound duct with a shift, which avoids from mutual influence on each other. The first group of output converters (15) is located with a minimum shift, which ensures the minimum time delay of re-emitted signals and the maximum amplitude of these signals.

Выводы этой группы (15) встречно-штыревых преобразователей по одному соединены с устройством перекодировки, состоящем из двухпроводных линий электрической связи (16) с присоединенными в качестве нагрузки незапитанными ("сухими") контактами управляющих устройств. Изменение состояния этих контактов приводит к изменению амплитуды формируемого этим преобразователем выходного сигнала, которое фиксируется как изменение логических "0" и "1". The conclusions of this group (15) of interdigital converters are connected one by one to a conversion device consisting of two-wire electrical communication lines (16) with non-powered ("dry") contacts of control devices connected as a load. A change in the state of these contacts leads to a change in the amplitude of the output signal generated by this converter, which is recorded as a change in the logical "0" and "1".

Выводы группы (15) встречно-штыревых преобразователей, используемых для перекодировки, вместо двухпроводных линий (16) могут быть соединены с первичными обмотками (18) коаксиальных высокочастотных трансформаторов (19), выходные концы которых соединены, в свою очередь, с двухпроводными линиями, нагруженными на сопротивления (21), равные волновым сопротивлениям этих линий. Параллельно им подключены исполнительные контакты управляющих устройств. В качестве управляющих устройств используют датчики критических параметров дестабилизирующих внешних воздействий. Вторичные безиндуктивные обмотки коаксиальных высокочастотных трансформаторов (19) нагружены на общие входные встречно-штыревые преобразователи (13) второй дополнительной линии задержки (24) с одним выходным встречно-штыревым преобразователем (14). При наличии проводящей электрической цепи в соответствующих первичных обмотках (18) коаксиальных высокочастотных трансформаторов (19) протекающий через них ток разрядов группы ВШП (15) генерирует в общей шине интерфейса (20) импульсы напряжения со сдвигом во времени, соответствующим положению соответствующего разряда ВШП в группе преобразователей (15). Воздействуя на входной ВШП (13) дополнительной линии задержки на ПАВ (24), они возбуждают импульсы акустических сигналов (17), которые поступая на выходной ВШП (14) этой линии, вновь преобразуются в электрические сигналы и переизлучаются в дополнительную антенну (23). Таким образом, базовый блок (1) регистрирует в начале коды изменения состояний критических датчиков, а затем идентификационный код. The conclusions of the group (15) of interdigital converters used for conversion, instead of two-wire lines (16), can be connected to the primary windings (18) of coaxial high-frequency transformers (19), the output ends of which are connected, in turn, to two-wire lines loaded resistance (21) equal to the wave impedances of these lines. At the same time, executive contacts of control devices are connected to them. Sensors of critical parameters of destabilizing external influences are used as control devices. Secondary inductive windings of coaxial high-frequency transformers (19) are loaded on common input interdigital converters (13) of the second additional delay line (24) with one output interdigital transformer (14). If there is a conductive electric circuit in the respective primary windings (18) of the coaxial high-frequency transformers (19), the discharge current of the IDT group (15) flowing through them generates voltage pulses in the common interface bus (20) with a time offset corresponding to the position of the corresponding IDT discharge in the group converters (15). Acting on the input IDT (13) of an additional delay line on the SAW (24), they excite pulses of acoustic signals (17), which, when supplied to the output IDT (14) of this line, are again converted into electrical signals and re-emitted into an additional antenna (23). Thus, the base unit (1) registers at the beginning the codes for changing the states of critical sensors, and then the identification code.

Основная (кодирующая) МЛЗ на ПАВ (12) транспондера (2) может быть выполнена совместно с дополнительной (24) на площади поверхности одного пьезоэлектрического звукопровода или раздельно с ним. В первом случае возможно исполнение в виде гибридно-функционального модуля (ГФМ). The main (coding) MLA on the surfactant (12) of the transponder (2) can be performed in conjunction with additional (24) on the surface area of one piezoelectric sound duct or separately with it. In the first case, execution in the form of a hybrid functional module (GFM) is possible.

Многоотводная линия задержки (12), содержащая "n" выходных отводов, обеспечивает 2n различных комбинаций. Причем в зависимости от места расположения выходного встречно-штыревого преобразователя (14) радиоимпульс отклика может иметь начальную фазу колебаний 0 град. или 180 град. Принимая во внимание то, что количество выходных встречно-штыревых преобразователей (14) может быть произвольно заданным, а каждому выходному радиоимпульсу можно дать условное обозначение, например, логической единицы для начальной фазы 0 град. или логического нуля - для 180 град., то снимаемые с выходных встречно-штыревых преобразователей (14) сигналы будут представлять собой двоичный код, жестко задаваемый конфигурацией топологии звукопровода и принадлежащий фиксированному набору соединенных или взаимно расположенных на поверхности элементов. Т. е. каждый из этих наборов фактически представляет собой транспондер, имеющий свой индивидуальный двоичный код. Данный режим работы соответствует фазовой модуляции колебаний. Кроме того, детектирование выходных радиоимпульсов позволяет преобразовать последние в видеоимпульсы, с которыми работают при амплитудной модуляции колебаний. В соответствии с вышеизложенным ретранслятор (2) может возбуждаться радиоимпульсом и формировать выходные сигналы, модулированные как по фазе, так и по амплитуде. "Старшие" информационные разряды информационного слова несут информацию о состоянии датчиков критических величин.A multi-tap delay line (12) containing "n" output taps provides 2 n different combinations. Moreover, depending on the location of the output interdigital transducer (14), the response radio pulse may have an initial oscillation phase of 0 deg. or 180 degrees. Taking into account that the number of output interdigital transducers (14) can be arbitrarily specified, and each output radio pulse can be given a symbol, for example, a logical unit for the initial phase of 0 deg. or logical zero - for 180 degrees, then the signals taken from the output interdigital transducers (14) will be a binary code, rigidly defined by the configuration of the topology of the sound duct and belonging to a fixed set of connected or mutually located on the surface of the elements. That is, each of these sets is actually a transponder having its own individual binary code. This mode of operation corresponds to phase modulation of the oscillations. In addition, the detection of output radio pulses allows you to convert the latter into video pulses, which work with the amplitude modulation of the oscillations. In accordance with the foregoing, the repeater (2) can be excited by a radio pulse and generate output signals modulated both in phase and in amplitude. The "senior" information bits of the information word carry information about the state of the sensors of critical quantities.

Использование предлагаемого изобретения позволяет:
1. Обеспечить быстрое и удобное отыскание и идентификацию различных объектов: средств передвижения в железнодорожном и автомобильном транспорте, межевых знаков, а также отдельных животных в стаде в сельском хозяйстве, отдельных судов или маяков в морском судоходстве и т.д. при возможности простой перекодировки части информационного "слова" внешними механическими устройствами.
Using the invention allows:
1. To provide quick and convenient search and identification of various objects: vehicles in rail and road transport, boundary marks, as well as individual animals in the herd in agriculture, individual vessels or lighthouses in maritime navigation, etc. if possible, a simple conversion of part of the information "word" by external mechanical devices.

2. Обеспечить идентификацию объектов в жестких условиях воздействия электромагнитных помех и ионизирующих излучений. 2. To ensure the identification of objects in harsh conditions of exposure to electromagnetic interference and ionizing radiation.

3. Обеспечивать высокую надежность работы системы отыскания и идентификации координатных точек в условиях активного негативного воздействия на систему атмосферных осадков, климатических изменений окружающей среды, а также промышленных загрязнений путем использования наиболее надежного канала связи - радиоканала. 3. To ensure high reliability of the system for finding and identifying coordinate points under conditions of active negative impact on the system of atmospheric precipitation, climatic changes in the environment, as well as industrial pollution by using the most reliable communication channel - a radio channel.

4. Обеспечить малые габариты системы за счет компактности применяемого оборудования. 4. Ensure the small size of the system due to the compactness of the equipment used.

5. Обеспечить большой срок службы системы за счет использования в ретрансляторе пассивной схемы работы "запрос-ответ" и низкого энергопотребления системы. 5. Ensure a long system life due to the use of a passive request-response circuit in the repeater and low power consumption of the system.

6. Обеспечить относительную простоту и технологичность изготовления и, как следствие, низкую себестоимость оборудования. 6. To ensure relative simplicity and manufacturability and, as a consequence, low cost of equipment.

Claims (4)

1. Транспондер для обнаружения и идентификации объекта, содержащий твердотельный ретранслятор, приемопередающую антенну, антенно-фидерный орган, входной и выходной преобразователи радиосигналов, кодирующее радиочастоту устройство, преобразующее устройство с формирователями разрядных логических уровней, устройство перекодировки, отличающийся тем, что твердотельный ретранслятор выполнен на основе многоотводной линии задержки на поверхностных акустических волнах, с системами входных и выходных встречно-штыревых преобразователей, расположенных на поверхности звукопровода параллельными группами со смещением друг относительно друга в заданном порядке, все выводы которых соединены с антенной напрямую через антенно-фидерный орган, а металлизированные/проводники наиболее близкой к входным встречно-штыревым преобразователям группы выходных встречно-штыревых преобразователей соединены двухпроводной электрической линией с незапитанными электрическими контактами, которые коммутируются внешними управляющими устройствами. 1. A transponder for detecting and identifying an object, comprising a solid-state repeater, a transceiver antenna, an antenna feeder, an input and output transducers of radio signals, an encoding radio frequency device, a transducer with shapers of logic levels, a transcoding device, characterized in that the solid-state repeater is made on basis of a multi-tap delay line for surface acoustic waves, with systems of input and output interdigital transducers, ra located on the surface of the sound duct in parallel groups with a displacement relative to each other in a given order, all the terminals of which are connected to the antenna directly through the antenna-feeder organ, and metallized / conductors closest to the input interdigital transducers of the group of output interdigital transducers are connected by a two-wire electric line with non-powered electrical contacts that are switched by external control devices. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что металлизированные проводники наиболее близкой к входным встречно-штыревым преобразователям группы выходных встречно-штыревых преобразователей соединены поочередно с проводниками первичных обмоток малогабаритных коаксиальных высокочастотных трансформаторов, согласованных по волновому сопротивлению с волновым сопротивлением полосковой линии, образованной проводниками встречно-штыревых преобразователей, второй конец первичной обмотки каждого такого трансформатора присоединен к согласующему резистору с параллельно подключенными незапитанными контактами внешних управляющих устройств, а вторичная обмотка этих трансформаторов одним концом присоединена к внутренней поверхности корпуса коаксиальных высокочастотных трансформаторов, а другим концом присоединена к общей шине последовательного интерфейса. 2. The device according to claim 1, characterized in that the metallized conductors closest to the input interdigital transducers of the group of output interdigital transducers are connected alternately with the primary conductors of the small coaxial high-frequency transformers matched in wave impedance to the wave impedance of the strip line formed conductors of interdigital converters, the second end of the primary winding of each such transformer is connected to agree it resistor connected in parallel with the un-powered contacts external control devices, and the secondary winding of the transformer is connected at one end to the inner surface of the housing coaxial high-frequency transformers, and the other end connected to the common serial bus. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что шина последовательно интерфейса соединена с входным встречно-штыревым преобразователем второй линии задержки, а выходы выходного встречно-штыревого преобразователя этой линии соединены со второй дополнительной антенной транспондера. 3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the interface bus is connected to the input interdigital converter of the second delay line, and the outputs of the output interdigital converter of this line are connected to the second additional antenna of the transponder. 4. Устройство по п. 1, или 2, или 3, отличающееся тем, что первая и вторая акустическая линии задержки выполнены на общем звукопроводе в составе гибридного функционального модуля. 4. The device according to claim 1, or 2, or 3, characterized in that the first and second acoustic delay lines are made on a common sound duct as part of a hybrid functional module.
RU97111209A 1997-07-01 1997-07-01 Transponder RU2133482C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97111209A RU2133482C1 (en) 1997-07-01 1997-07-01 Transponder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97111209A RU2133482C1 (en) 1997-07-01 1997-07-01 Transponder

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2133482C1 true RU2133482C1 (en) 1999-07-20
RU97111209A RU97111209A (en) 1999-07-20

Family

ID=20194847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97111209A RU2133482C1 (en) 1997-07-01 1997-07-01 Transponder

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2133482C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006011831A1 (en) * 2004-07-20 2006-02-02 Sergei Aleksandrovich Zabuzov Device for encoding on a surface acoustic waves for a passive transponder unit
RU2669203C1 (en) * 2017-08-14 2018-10-09 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Energy-independent transponder
RU226557U1 (en) * 2023-05-26 2024-06-10 Акционерное общество "Пауэр Синтез" TRANSPONDER BASED ON DSRC FOR TRAVEL ON TOLL ROADS

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Новости электроники, Специал электроник, N2, 1996, c.23. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006011831A1 (en) * 2004-07-20 2006-02-02 Sergei Aleksandrovich Zabuzov Device for encoding on a surface acoustic waves for a passive transponder unit
RU2669203C1 (en) * 2017-08-14 2018-10-09 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Energy-independent transponder
RU226557U1 (en) * 2023-05-26 2024-06-10 Акционерное общество "Пауэр Синтез" TRANSPONDER BASED ON DSRC FOR TRAVEL ON TOLL ROADS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0592224B1 (en) Bidirectional communication system with dual resonant antenna circuit for RF tags
CA2081752C (en) Transponder system
JP3961291B2 (en) Wireless power transfer system with increased output voltage
US6812839B1 (en) Use of rotating magnetic field to enhance communication with RF burst-transmitting tags of object location system
US7023342B2 (en) Continuous wave (CW)—fixed multiple frequency triggered, radio frequency identification (RFID) tag and system and method employing same
KR100321434B1 (en) Information card system
US5302954A (en) Identification apparatus and methods
KR100306306B1 (en) Telecommunication device
US5485154A (en) Communication device and method(s)
EP0324564B1 (en) System for communicating identification information and the like
AU614795B2 (en) Identification apparatus and methods
CN102484469B (en) Improved modulation and demodulation circuit
WO2007039835A2 (en) Radio tag and system
KR20080031391A (en) Power Transmission System, Apparatus, and Method Through Communication
JPH01182782A (en) Reflection type transmitter
US4857913A (en) Coded objects identifiable by proximity and devices for changing the codes of these objects
RU2133482C1 (en) Transponder
GB2165723A (en) Animal identification system
EP0355475B1 (en) Coded surface acoustical wave (saw) motor vehicle security device
US20020072342A1 (en) Antenna signal amplitude modulation method
US20070085582A1 (en) Electronic component with id tags
Wei et al. Surface acoustic wave based radio frequency identification tags
JPH11127088A (en) Transmitter
JPH01191082A (en) Transmitter receiver
Aung Wireless Remote using RF Module

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100702