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Systèmes d'indentification radiofréquence à base d'étiquettes à ondes élastiques de surface – SAWTAG

SAWTAG

Passive Ultra-Wide-Band SAW tags and sensors

200MHz-400MHz

Pour développer basse fréquence ultra-large bande (UWB) prototype opérationnel DANS diapason 200MHz-400MHz

Nous avons simulé les SAW-tags et capteurs, y compris LFM IDT chirp et différentes manières étudiées pour compresser les signaux. Les appareils ont été conçus

Le but de ce projet est de développer les Ultra Wide Band (UWB) SAW-tags et des capteurs. Dans ce document, nous présentons les progrès réalisés en janvier-Juin 2011. Ici nous nous sommes concentrés sur la simulation et la conception de dispositif d'essai à basse fréquence. Le rapport décrit les principes des signaux UWB appliqués aux transducteurs SAW chirp.

sur la prochaine étape, nous produisons des échantillons SAW-tag/sensor, les mesurer et étudier les résultats experimenal

rien à publier à cet étape

Le projet consiste à allier trois approches technologiques pour la mise au point d'un système d'identification radio-fréquence (RF) à longue portée exploitant des signaux de très faible puissance : les ondes de surface excitées sur substrats piézoélectriques, les étiquettes d'identification RF et les communications en bandes ultra-larges.
Les étiquettes d'identification RF (RFID) sont de plus en plus utilisées. A l'ère de l'Internet, ces composants ainsi que les capteurs communicants sont omniprésents. Cependant, pour le circuit intégré générant leur réponse, il est nécessaire de franchir une tension limite nécessaire à l'activation des jonctions. Pour de nombreuses applications, ces étiquettes RF ne disposent pas de source d'énergie embarquée et ne peuvent compter que sur le signal d'interrogation pour alimenter leurs éléments actifs. Pour des distances d'interrogation de quelques mètres seulement, la puissance rayonnée doit atteindre quelques Watts ne respectant généralement pas les normes en vigueur.
Les composants à ondes élastiques de surface peuvent efficacement accumuler puis restituer une énergie électromagnétique via une antenne RF grâce au coefficient de qualité remarquable de cristaux tels que le niobate de lithium couramment utilisé à cette fin. Une information de codage peut aussi y être intégrée. Ces composants linéaires répondent à un stimulus électrique quel que soit le niveau d'interrogation contrairement aux étiquettes RF actives. Les RFID exploitent les mêmes bandes que la téléphonie mobile pour laquelle les filtres SAW permettent la sélection des fréquences porteuses ; il s'agit donc d'une technologie mature. Pour les étiquettes RF à base de SAW, la largeur de la bande de fréquence B exploitable est de première importance car le nombre de codes possibles résulte du produit B.T avec T la durée de la réponse impulsionnelle, limitée ici à 2-4 µs. En utilisant des signaux en bandes ultra-larges, il n'y a plus de réelle limite spectrale et la même capacité d'information peut être obtenue avec des retards beaucoup plus courts et donc des composants plus compacts. Par exemple, il est possible d'utiliser des signaux de bande relative > 20% et des niveaux de fonctionnement de –41.3 dBm. Une bande B de 500 MHz entre 2.0 et 2.5 GHz répond à ce critère. On reste ainsi dans un domaine d'exploitation de composants à ondes de surface produits à l'aide de technologie standard. Les étiquettes SAW en bandes ultra-larges peuvent modifier notablement le signal d'interrogation de sorte que l'information ré-émise soit distincte du signal initial et de toute autre source d'émission.
Par conséquent, nous pouvons réaliser des étiquettes SAW compactes et bon marché dotées d'une capacité de codage quasi illimitée et des lecteurs émettant des puissances EM de quelques µWatts. Ces derniers seront donc adaptées aux bandes ultra-larges aussi bien du point de vue matériel que logiciel.
Ces composants peuvent en outre facilement intégrer des fonctions de capteurs. De-facto, le lecteur gérera ces fonctions, l'exemple le plus simple étant la mesure précise de température. D'autres grandeurs physiques telles que la pression ou les contraintes sont également envisageables en adaptant les corps d'épreuve.
Le Prof. V.Plessky est un des grands spécialistes mondiaux de la physique des ondes de surfaces et de leur application. Certains de ses résultats figurent dans des ouvrages de référence (les monographies de D. Morgan et K.Hashimoto par exemple). Le Dr. S. Ballandras de FEMTO a par ailleurs créé un groupe académique de premier plan dans ce domaine pour la mise au point de dispositifs micro-nano-acoustiques et les systèmes associés. La compagnie SENSeOR implantée à Besançon développe des systèmes de mesure à base de SAW. Enfin, une nouvelle unité de fabrication de ces composants est en cours de démarrage à Besançon. Tout cela montre la convergence de connaissances de base et de maîtrise technologique concourant au succès du projet.

Coordinateur du projet

Monsieur Victor PLESSKI (ECOLE NATIONALE SUPERIEURE DE MECANIQUE ET DES MICROTECHNIQUES - ENSMM) – victor.plessky@gmail.com

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

ENSMM ECOLE NATIONALE SUPERIEURE DE MECANIQUE ET DES MICROTECHNIQUES - ENSMM

Aide de l'ANR 720 000 euros
Début et durée du projet scientifique : - 24 Mois

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