Design of chipless RFID multi-resonant circuits for barcode replacement

Abstract

The chipless RFID technology , appears from an e ort to design low-cost RFID tags without the use of traditional silicone Application Specific Integrated Circuits (ASICs) that are the price bottleneck of the typicall RFID technology. In this way, tags become fully passive and without any active processing unit, thus the Chipless RFID system have more similarities with the Radio Detection And Ranging (RADAR) systems than with the common RFID systems. This dissertation sheds light on the problems and challenges that the RFID technology has as replacement of the optical barcode labels, discuss the state of the art of the chipless RFID technology and presents a model to describe the relationship between the multi-resonant circuit resonant frequency and the resonant spirals length. Finally, a chipless RFID system is simulated making use of the fractional Fourier Transform as means to separate linear frequency modulated signals that collide in both time and frequency domain. The results achieved with dissertation not only aid designers with the synthesis of multi-resonant circuits but also prove the reliability of the use of the fractional Fourier Transform as a means of manipulating the time-frequency domain and successfully recovering individual tags' ID from a signal containing more than one collided backscattered signal.

A tecnologia de RFID sem chip, surgiu de um esforço para obter etiquetas RFID de baixo custo sem o uso de circuitos integrados de aplicação especifica (ASICs) que são a restrição à diminuição dos preço dos tipicos sistemas RFID. Desta forma, as tags tornam-se totalmente passivas e sem nenhuma unidade de processamento ativa, passando, os sistemas RFID sem chip a ter mais semelhanças com os sistemas de Radio Detection And Ranging (RADAR) do que com os sistemas RFID comuns. Esta dissertação esclarece os problemas e desafios que a tecnologia RFID enfrenta enquanto substituta das etiquetas de código de barras apresentando também o estado da arte da tecnologia RFID sem chip. Também apresenta e propõe um modelo para descrever a relação entre a frequência de ressonância do circuito multi-ressonante e o comprimento das espirais ressonantes. Finalmente, um sistema RFID sem chip é simulado usando a transformada fracionária de Fourier como meio de separar sinais modulados linearmente em frequência que colidem simultaneamente no domínio do tempo e da frequência. Os resultados alcançados com esta dissertação por um lado ajudam os projetistas com a síntese de circuitos multi-ressonantes e por outro provam a confiabilidade do uso da transformada fracionária de Fourier como um meio de manipular o domínio tempo-frequência para recuperar com sucesso informa ção individual de ID a partir de um sinal que contém mais de um sinal transmistido de uma etiqueta sem chip.