ISBN 978-3-8439-3238-7

978-3-8439-3238-7, Reihe Elektrotechnik

Maximilian Pöpperl
Neuartige Systemkonzepte zur Optimierung von Informationsgehalt und Reichweite chiploser RFID-Systeme

204 Seiten, Dissertation Universität Erlangen-Nürnberg (2017), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Chiplose RFID-Systeme bilden eine Möglichkeit zur Ablösung oder Erweiterung von aktuell eingesetzten Identifikationssystemen, wie dem Barcode oder QR-Code. Auf Grundlage der prinzipiellen Designkriterien für Lesegeräte und Transponder zeigt diese Arbeit das enorme Potenzial der chiplosen Identifizierung.

TDR-Systeme eignen sich insbesondere für Anwendungen mit erhöhtem Reichweitebedarf. Dazu wurden verschiedene Möglichkeiten zur Optimierung der Robustheit gegenüber Mehrwegeausbreitung und anderen Störeffekten während der Kommunikation gezeigt, sodass ein zuverlässiger Einsatz der Transponder auch im Inneren von Gebäuden möglich ist. Die vorgestellten Transponderarchitekturen zeigen außerdem die Anpassungsmöglichkeiten für unterschiedliche Einsatzgebiete. Die Abhängigkeit der Kommunikation vom Lesegerät erforderte zusätzlich die Entwicklung eines solchen. Mithilfe des Komplettsystems konnten weitere Strukturen getestet und die Informationscodierung auf den Transpondern optimiert werden. Außerdem wurde die Einsetzbarkeit des Systems für unterschiedliche Anwendungen untersucht und bestätigt.

Für Anwendungen, bei denen ein hoher Informationsgehalt gefordert ist, eignen sich TDR-Systeme nur wenig. Deshalb wurde in dieser Arbeit ein zweiter Typ von chiplosen RFID-Transpondern näher beleuchtet. IDR-Transponder können nicht nur hohe Datendichten erzielen, sondern aufgrund ihrer Flexibilität in der Materialwahl auch Anwendungsgebiete erreichen, die bisher für die RFID-Technik nicht möglich waren. Neben der Entwicklung und dem Aufbau verschiedener Transponderstrukturen sowohl mit hohem Informationsgehalt als auch für hohe Temperaturanforderungen wurden verschiedene Verfahren zur Informationscodierung auf dem Tag vorgestellt. Zusätzlich zur räumlichen Trennung von Elementen auf einem Transponder können die Elemente selbst mit verschiedenen Modulationen versehen werden. Dies ermöglicht theoretisch das Erreichen von mehr als 1000 Bits auf einem Tag von der Größe einer Kreditkarte.

Das theoretische Potenzial der beiden hier behandelten Transpondertypen in Hinsicht auf den Informationsgehalt und die Reichweite konnte durch die Kombinationen verschiedener Ansätze, wie der Radartechnik, der Modulationstheorie, aber auch der Informationstheorie, bestimmt werden. Abhängig von der Modulation wurde damit nicht nur der maximale Informationsgehalt bestimmt, sondern auch die entscheidenden Parameter für die Weiterentwicklung von RFID-Systems herausgestellt.