无源标签反向散射调制性能的分析和测试

分析了无源超高频射频识别系统阅读器接收机获得最大有效吸收功率的标签侧条件,讨论阻抗失配对标签反向散射链路调制系数的影响,导出阅读器接收机归一化有效吸收功率、解调输出信号的信噪比下边界和接收端误码率三者的反向散射调制系数表达式.在开阔的室内环境下,完成了不同参数条件下的反向散射调制系数测试.测试研究表明,反向散射调制系数位于区间 时,标签可以被正确识别. 关键词： 射频识别 无源标签 反向散射调制 调制系数     

无源射频识别系统中的雷达截面分析与计算

基于无源射频识别技术原理和天线散射理论,导出了不同负载情况下的雷达截面计算方法,并结合雷达截面和电磁传播环境分析了无源射频识别系统的识别距离.通过测量标签天线不同负载情况下的反向散射功率,再结合该计算方法,从而得出雷达截面.理论分析与实验测量结果保持一致.研究结果对优化无源射频识别系统的标签性能有益. 关键词： 射频识别 天线 雷达截面 识别距离     

标签密集环境下天线互偶效应研究

基于射频识别技术原理及Friis传输方程, 导出了无源超高频射频识别系统链路模型, 结合二端口网络分析方法, 导出了标签密集环境下的标签天线互阻抗计算表达式.利用单阅读器单标签时的标签阻抗匹配条件, 基于功率传输系数及调制因子, 分析了互偶效应对系统链路的影响.在开阔室内环境中, 测试了双标签及标签单、双平面布置情形下的阅读器天线最小发射功率及系统识别率.测试结果表明, 双标签及双平面情形下, 阅读器天线最小发射功率变化率分别为(-7%, 11.6%)及(-10%, 12.5%). 关键词： 射频识别 密集环境 互偶效应 互阻抗     

无源超高频射频识别系统路径损耗研究

基于射频识别技术原理及Friis传输方程, 导出了自由空间下无源超高频射频识别(RFID) 系统路径损耗表达式. 结合菲涅耳区理论, 分析了菲涅耳余隙及阅读器天线至标签间距两因变量条件下 第一菲涅耳区受阻隔对RFID系统路径损耗的影响, 并提出了双斜率对数距离路径损耗模型. 在开阔室内环境下, 测试了菲涅耳余隙及阅读器天线至标签间距变化时的系统路径损耗. 测试结果表明: 菲涅耳余隙大于第一菲涅耳区半径1.5倍时, 刃形障碍物对系统路径损耗影响较小; 相比传统对数距离路径损耗模型, 双斜率模型标准差减小10%. 关键词： 射频识别 路径损耗 菲涅耳区 线性回归     

基于无源超高频射频识别标签的湿度传感器设计

针对无源超高频射频识别传感器标签大规模运用的需求,采用中芯国际0.35μm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺设计并制造了一种低成本、低功耗的湿度传感器.湿度传感器单元采用聚酰亚胺作为感湿材料,利用顶层金属层制作叉指结构电极,制造过程与标准CMOS制造工序兼容,无需任何后处理工艺.接口电路部分基于锁相环原理,采用全数字电容.数字直接转换结构,能够工作在接近工艺阈值电压下.后期测试结果显示,该湿度传感器在常温下灵敏度为36.5 fF%RH,最大回滞偏差为7%,响应时间为20 ms,0.6 V电源电压下消耗2.1μW功率.     

基于马尔科夫链的射频识别防碰撞测试

分析了自适应Q值算法的防碰撞原理以及射频识别(RFID)通信的时序,定义防碰撞过程的识别效率、识别速度和标签数目及Q值的数据状态(Q,n).在此基础上讨论并建立了多标签的状态转移过程的马尔科夫链模型.通过蒙特卡罗统计方法,对马尔科夫链模型求解,得出识别效率和识别速度.用软件无线电测试方案实现防碰撞测试,有效地实现了RFID防碰撞过程的识别效率和识别速度的量化分析.模型仿真结果和测试数据的一致证明了测试模型的有效性和测试方法的正确性. 关键词： 射频识别 防碰撞测试 马尔科夫链 时隙计数器     

基于射频功率调节的负离子源束流反馈控制研究北大核心CSCD

基于射频负离子源的中性束注入系统是高功率长脉冲(稳态)运行中性束注入系统的最佳选择。负离子源是中性束注入系统的核心部件,需要实现稳定的负离子束引出和加速。在负离子源的运行过程中引出负离子电流会发生变化,尤其在长脉冲、高能量运行条件下会更加明显,因此无法满足稳定运行的要求。为了实现引出束流的稳定引出,开展了束流反馈控制研究,研发了一套基于射频功率调节的束流反馈控制系统,并将束流反馈控制系统应用在射频负离子源测试平台,开展了束流反馈控制测试。测试结果表明束流反馈控制系统能够实现对束流的实时反馈调节以获得束流的稳定引出,验证了基于射频功率调节的束流反馈控制的可行性,为高功率射频负离子源的研制提供支持。     

硼中子俘获治疗实验装置射频功率源系统

中国科学院高能物理研究所建造了一台基于加速器的硼中子俘获治疗（BNCT）实验装置。射频功率源系统为352.2 MHz射频四极加速器（RFQ）提供高频功率,使束流离开RFQ时,其能量达到3.5 MeV。BNCT射频功率源系统主要包括速调管功率源、数字低电平控制系统、射频传输系统。本文介绍了BNCT射频功率源系统,主要包括物理需求、系统组成、关键设备、安装和调试。目前该装置已进行动物实验,加速器打靶束流功率4.3 kW,加速器射频功率源系统运行稳定。     

基于原子的射频识别标签近场散射场矢量测量

基于原子的时间/频率、长度以及磁场、微波电场等方面的量子精密测量近年来引起广泛关注。里德堡原子作为微波精密测量工具,具有可溯源性好、空间分辨率高以及探测灵敏度高等优势。通过室温铯里德堡原子的电磁诱导透明光谱特征分析实现了微波电场矢量空间高分辨测量。利用铯原子蒸气池中共线的耦合光和探测光形成了6S_1/2-6P_3/2-51D_5/2的阶梯型三能级系统,5.365 GHz微波电场将诱导相邻里德堡态51D_5/2-52P_3/2的共振跃迁,导致阶梯型三能级系统的电磁诱导透明光谱发生Autler-Townes分裂。通过计算光谱的分裂间隔可得到可溯源至普朗克常数的微波电场强度,微波电场测量的空间分辨率达到1/31被测微波波长。特别是提出一种新的微波电场极化方向测量方法,解决了基于里德堡原子进行微波电场极化方向测量时无法分辨互补角的问题。通过对射频识别标签的近场散射场进行矢量测量,实现了标签角度的有效识别,角度分辨率达到1.64°,测量结果与有限元分析方法仿真结果吻合地很好。该研究对于微波电场空间高分辨成像、射频识别标签的设计和识别以及电磁兼容测试等方面具有重要价值。     

基于量子相干效应的无芯射频识别标签的空间散射场测量

基于原子蒸汽池中铯里德伯原子的电磁感应透明光谱在微波场作用下的Aulter-Towns效应,测量了无芯射频识别标签线形散射单元的近场散射微波电场二维空间分布,空间分辨率可达到亚微波波长.实现了射频电场极化方向与线形散射体标签夹角的有效分辨.电磁仿真软件的仿真结果与实验测量符合得很好.本研究提供了一种测量微波电场近场测量的新方法,对无芯射频识别标签的散射单元设计和标定以及电子电路的电磁辐射测量具有重要的意义.     

基于KW01的无线RFID读卡系统设计

针对以Mifare卡为基础的传统有线RFID系统组网复杂,成本高等问题,采用飞思卡尔2014年最新推向市场的KW01 MCU(集成ARM Cortex-M0+内核与Zigbee Sub-1G无线射频收发器)与射频芯片 MF RC531开发了一套无线RFID读卡系统,以构件化思想设计了系统各模块的硬件电路,封装了KW01与RC531的底层软件驱动构件,并以此为基础给出了结构清晰的工程框架,降低了系统开发的难度,提高了系统的可扩展性与可移植性;同时在软件设计中移植了飞思卡尔SMAC无线精简协议栈实现网络组建,并改进了通信协议与数据收发机制。在433M频率下的测试表明系统节点通信距离远、功耗低、性能稳定,达到了预期要求。     

Signal measurement system for intra-body communication using optical isolation method

In this paper, we describe an induced signal measurement on the human body for developing a high-performance transceiver of an intra-body communication system. It is important to isolate awearable transceiver from an electrical instrument for precise measurement. We have developed a probe system using an optical isolation method including a laser diode, photo-diode, and optical fiber. The probe system can be successfully applied to the precise measurement of a receiving signal power at a wearable transceiver. We verify that the experimental results agree with the simulation results based on our previous channel model of intra-body communication.     

ITER偏滤器朗缪尔探针测控系统初步设计

根据ITER诊断测控需求和控制、数据访问和通信(CODAC)设计规范,偏滤器朗缪尔探针系统使用企业建模工具(EA平台)进行仪器和控制建模设计.参照中央控制系统自动化运行和控制流程,完成了探针测控系统在等离子放电模式下运行流程的逻辑分层,具备数据采集、探针驱动电源管理、机柜健康监测、EPICS通讯等基本功能,实现了系统软...     

APD探测器模块性能及噪声检测

为了实现可见光通信系统的探测器模块微小型化,设计并制作了一款50 cm3的温控APD探测器模块,并对模块的稳定性、温控效果和噪声特性进行了检测。结果表明,APD探测器模块的光电流测量平均相对偏差为0.795%;APD探测器的雪崩增益和响应度随着温度的降低而提高;APD探测器电阻的变化影响负载电阻分压,使得过剩噪声因子的测量值远大于真实值,且会随着入射光功率的增大而增大。可以得出结论:提高反向偏置电压与降低温控温度相配合,更有利于弱光信号检测;检测电路中的负载电阻影响APD探测器噪声特性。     

水下平台对卫星上行激光通信研究

在合理选择通信系统参量和通信信道参量的基础上,利用Monte Carlo方法模拟了卫星接收到的水下平台上行激光通信信号.分析了卫星接收信号的空间和时间分布特性,以及与望远镜接收视场角的关系,并计算了接收信号的信噪比,得出了3°望远镜视场角和15 μs信号积分时间的优化参量.基于计算结果,根据激光脉冲的PPM调制方式和最大似然检测方法,计算了系统的通信误码率,同时分析了海气界面、云等传输介质对通信的影响.研究结果表明:根据文中给定通信系统参量,在典型海水、海气界面、云等环境条件下,卫星与激光信号中心水平距离5 km范围内信号误码率<10－4.因此位于水下60 m的水下平台可能实现对卫星上行激光通信.     

基于LabVIEW的高温超导电缆测试平台的设计

为了进行高温超导电缆直流性能测试实验和长时间交流运行实验,开发了基于LabVIEW的高温超导电缆测试平台。该测试平台由PXI系统和标准程控仪器测试系统两部分组成。其中,PXI系统用于温度和交流信号的采集;标准程控仪器系统负责微弱直流信号的测量。平台可实现对各参量的采集、波形显示、数据保存以及历史数据查询等功能。     

一种基于机械式拼接的结构光扫描测量方法

测量大尺寸零部件一般需要较大的测量范围,而高精密扫描传感器往往视野较小。为了解决该矛盾,提出了一种基于机械式拼接的结构光扫描测量方法,通过结构光扫描仪获取局部高精点云,并利用高精十字平移台实现数据拼接。分析了测量系统的组成和测量原理,提出了一种基于加权非线性优化的外参标定方法,求解出结构光扫描仪和十字平移台之间非实物坐标系的变换关系。在实验中验证了系统在300 mm的测量范围内球心距的均方根误差（root-mean-square error,RMSE）优于45 μm;同时对实物进行了测量,检验了测量系统的实用性。     

HL-2M装置测量控制系统运行管理研究

以现有聚变实验工程管理运维经验为基础,根据HL-2M装置测量控制的新需求,参考ITER控制、数据采集及通讯规范,开展了HL-2M测量与控制系统运行和管理研究。通过对全域子系统进行统一配置及管理,架构高性能网络完成不同通讯任务,设计扩容高速物理数据存储系统,实施运行状态监测与报警等,规划建设了HL-2M集成化测控系统管理运行平台。这项研究立足于优化实验信号质量,实现实时信号高效传输,提高实验工程管理自动化水平,保障实验过程中设备与数据安全并具备较高可实施性。     

RFID technology for human implant devices

This article presents an overview on Radio Frequency Identification (RFID) technology for human implants and investigates the technological feasibility of such implants for locating and tracking persons or for remotely controlling human biological functions. Published results on the miniaturization of implantable passive RFID devices are reported as well as a discussion on the choice of the transmission frequency in wireless communication between a passive RFID device implanted inside human body and an off-body interrogator. The two techniques (i.e., inductive coupling and electromagnetic coupling) currently used for wirelessly supplying power to and read data from a passive implantable RFID device are described and some documented biomedical and therapeutic applications of human RFID-implant devices are finally reported.