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日本青山学院大学成功制作出超高密度无芯片R

  摘要:日本青山学院大学成功制作出超高密度无芯片RFID标签原型

  日本青山学院大学(简称青学)电磁工程研究所的桥本修(Osamu Hashoto)(理工学部电气与电子工程系教授)和须贺良介(Ryosuke Suga)(理工学部电气与电子工程系助教)等成功地制作了超高密度无线识别(RFID)标签的原型。借助该RFID标签,用户可以通过无线电波立即扫描全部标签信息,不再需要单独扫描目前广泛使用的条形码。该研究所希望与制造商联合研究以实现实际应用。

  RFID技术是使用无线电波以非接触方式读写RF标签数据的系统。当前,广泛使用的条形码使用激光、红外等技术来扫描各个标签,但是有了RFID就能通过无线电波立即扫描全部标签。

  再加上,日本经济产业省决定在2025年之前对所有由7-11、Family Mart、Lawson、Ministop和New Days售卖的商品(估计每年1000亿件)使用电子标签。在这样的条件下,该研究所已经与各达成协议,并共同制定了“便利店千亿电子标签声明书”,目前示范实验正在推动中。

  桥本修实验室设计的这款超高密度无芯片无线识别(RFID)标签的原型,通过设计使用铜箔有效反射无线位信息量(1024)数据,与传统条形码类型标签相比,该大约是当前最小标签的五分之一。

  

  读取的频率是超宽带无线电(UWB)高频段,范围是7.25 GHz至10.25 GHz。为了配合该频带,充分利用电磁波模拟技术,在铜箔上设置了长宽适度的狭缝,从而能够在各个频率下高效地反射电波。这样,通过改变在阅读器侧发射的无线电波的频率,可以立即读取10位反射波(信息)。

  信息由反射波返回到阅读器(有反射)时为1以及不反射(无反射)时为0的机制来识别。为了实现高密度,有必要相邻狭缝之间的相互干扰,但桥本修教授等人通过在狭缝和上下狭缝之间排列较短的左右狭缝(如下图所示),住了这种相互干扰。桥本修认为,通过电磁波模拟技术,可以找到最佳的狭缝宽度、长度和间距,实现超小型化。

  

  当用无线电波照射原型标签并测量反射波时,在设计的UWB频带频率内确认了10个反射峰。桥本修他们已经了超高密度标签的模拟结果,该标签可以写入甚至更高位的20位信息。此外,该超高密度RF标签可写入各种产品的名称和制造日期等最低限度的信息。

  因为RFID标签是一次性的,所以为了广泛应用,廉价是必要条件。通过电波读取信息的RFID标签,一张3日元左右,价格昂贵这一点妨碍了普及,桥本修期待着降低成本,“如果在纸基材料上印刷导电性墨水制作标签的线日元以下”。

  也就是说,通过使用印刷技术在纸材料上利用导电性墨水等对试制出的RF标签进行图案形成等制造方法,有可能满足这一要求,因此,为了实现实用化,桥本修实验室期待与制造厂商进行共同研究。

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