Устройство идентификации объектов на поверхностных акустических волнах

Устройство идентификации объектов на поверхностных акустических волнах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для идентификации и охраны различных объектов.

Из публикации международной заявки (WO) 94/06104 А1 известны пассивные устройства идентификации, в которых нет источника питания. В этих устройствах с помощью индуктивной связи через переменное магнитное поле производится дистанционное электропитание микросхемы, которая выдает определенный код через эту же индуктивность связи в распознающее устройство. Недостатком данной системы является малый радиус действия (до метра) и также достаточно сильный сигнал, обеспечивающий питание микросхемы, что может нанести вред идентифицируемому объекту (особенно если это животное или человек).

Устранить указанные недостатки позволяет пассивное устройство идентификации объектов на поверхностных акустических волнах (ПАВ), содержащее корпус, приемно-передающую антенну, звукопровод, на рабочей поверхности которого расположены встречно-штыревой преобразователь (ВШП), соединенный с антенной, отражательные ВШП в одном акустическом канале (Патент ФРГ №1279785 А).

В данном устройстве опрашивающий сигнал принимается антенной, далее преобразуется в ПАВ с помощью ВШП, а затем отражается от отражательных ВШП, образуя кодовую последовательность, которая с помощью ВШП, соединенного с антенной, преобразуется в электромагнитный сигнал и излучается на распознающее устройство. В данном случае нет необходимости в электропитании микросхемы, поэтому опрашивающий сигнал может быть ослаблен до значений, не наносящих вред идентифицируемому объекту.

Расстояние идентификации также может быть увеличено надлежащим подбором рабочих частот и антенны. Так как с каждым отражением сигнал ослабляется, то импульсы в отраженной последовательности будут иметь разную амплитуду, что является недостатком данной конструкции. Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в создании устройства идентификации на ПАВ, лишенного указанного недостатка.

Технический результат, который дает осуществление изобретения, заключается в последовательном уменьшении коэффициента отражения по определенному закону от отражательных ВШП, расположенных в различных акустических каналах.

Это достигается тем, что в устройстве идентификации объектов на поверхностных акустических волнах, содержащем корпус, приемно-передающую антенну, звукопровод, на рабочей поверхности которого расположены встречно-штыревой преобразователь (ВШП), соединенный с антенной, и отражательные ВШП, отражательные встречно-штыревые преобразователи выполнены из двух одинаковых частей, сдвинутых относительно друг друга на расстояние, которое зависит от номера отражательного ВШП, отсчитываемого от ВШП, соединенного с антенной, причем изменяя расстояние между частями отражательного ВШП в пределах λ₀/4 можно изменять коэффициент отражения от до 0, где λ₀ - период отражательного ВШП, k² - квадрат коэффициента электромеханической связи, М - число периодов в части отражательного встречно-штыревого преобразователя.

На чертеже показана топологическая структура устройства на ПАВ в соответствии с изобретением.

Устройство содержит звукопровод 1, на котором расположены приемопередающий ВШП 2 и отражательные ВШП, состоящие из двух одинаковых частей 3 и 4, расстояние между которыми зависит от номера отражателя, ВШП 2 подсоединен к антенне 5 и выполнен с внутренними отражателями, звукопровод 1 вместе с расположенными на нем ВШП 2, 3, 4 расположен в герметичном корпусе 6.

Устройство работает следующим образом. При подаче опрашивающего сигнала на антенну 5 он проходит на ВШП 2 и возбуждает поверхностные акустические волны (ПАВ) в звукопроводе, которые отражаются от отражательных ВШП 3, 4 и принимаются ВШП 2, а далее сигнал поступает в антенну 5 и излучается на распознающее устройство. Так как каждый отражательный ВШП отводит часть энергии ПАВ при их распространении от ВШП 2 в обратном направлении, то амплитуда ПАВ, падающей на последующий отражательный ВШП будет меньше амплитуды ПАВ, падающей на предыдущий отражательный ВШП. Поэтому амплитуда отраженных ПАВ с увеличением номера отражательного ВШП будет падать, что приведет в сформированном устройством идентификации коде к тому, что импульсы кода будут убывать, что может привести к ошибкам при его расшифровке. Чтобы этого не происходило, отражательные ВШП делаются в виде двух одинаковых частей 3 и 4 (см. чертеж). Если расстояние между частями 3 и 4 кратно периоду ВШП, то отраженные ПАВ будут складываться в фазе, что приведет к увеличению коэффициента отражения. Если это расстояние будет равно , то отраженные ПАВ будут складываться в противофазе и амплитуда отраженной ПАВ будет близка к 0. Таким образом, изменяя расстояние между частями 3 и 4 отражательного ВШП в пределах можно изменять коэффициент отражения от величины до 0 и делать амплитуду отраженных ПАВ близкой друг к другу несмотря на номер отражателя. В этом случае максимальным будет коэффициент отражения последнего отражательного ВШП, а далее коэффициент отражения будет убывать, обеспечивая тем самым близкие по амплитуде импульсы кодовой последовательности.

Пример выполнения. Устройство идентификации выполнено в герметичном корпусе 6, в котором расположен звукопровод 1 из ниобата лития YX/128° среза. На звукопроводе 1 расположены приемопередающий однонаправленный ВШП 2, содержащий 17 активных секций и имеющий апертуру 20 длин ПАВ на центральной частоте опрашивающего сигнала, и 16 (N=16) отражающих ВШП, состоящих из двух частей 3 и 4, каждая из которых имеет тот же период что и ВШП 2, а число периодов М=1. В этом случае максимальный коэффициент отражения равен , а минимальный - 0,02. Центральная частота опрашивающего импульса равна 860 МГц.

Устройство идентификации объектов на поверхностных акустических волнах, содержащее корпус, приемно-передающую антенну, звукопровод, на рабочей поверхности которого расположены встречно-штыревой преобразователь (ВШП), соединенный с антенной, и отражательные ВШП, отличающееся тем, что отражательные ВШП выполнены из двух одинаковых частей, сдвинутых относительно друг друга на расстояние, которое зависит от номера отражательного ВШП, отсчитываемого от ВШП, соединенного с антенной, причем изменяя расстояние между частями отражательного ВШП в пределах λ₀/4 можно изменять коэффициент отражения от до 0, где λ₀ - период отражательного ВШП, k² - квадрат коэффициента электромеханической связи, М - число периодов в части отражательного ВШП.