相位调制全介质及“绿色”电磁编码器，用于运动感知与近场无芯片RFID技术

《IEEE Journal of Radio Frequency Identification》：Phase-Modulation All-Dielectric and “Green” Electromagnetic Encoders for Motion Sensing and Near-Field Chipless-RFID

电磁编码器系统基于介质基板横向排列线性开口，配合四分之一波长谐振器读取器，通过检测反射系数相位变化实现运动感知和近场无芯片RFID应用。刚性基板采用增量式和准绝对式两种设计，柔性基板（纸、PET等）实现4.35 bit/cm高密度编码，具备低成本和环保优势。

　　

摘要：

本文介绍了一种用于运动感知和近场无芯片RFID应用的新型电磁编码器系统。该系统由编码器和读取器组成，编码器基于介质基板中的横向线性孔阵列，而读取器则包含一个开路四分之一波长谐振器，该谐振器能够检测到孔阵列的存在。读取器能够通过编码器的运动来检测反射系数相位的变化。为了验证编码器系统的性能，两个编码器被制作在低损耗的刚性基板上，另外四个编码器则被制作在柔性基板上（如纸张和塑料（聚对苯二甲酸乙二醇酯-PET））。其中一个刚性编码器是增量式的（具有周期性的孔阵列），另一个则是准绝对式的（具有两种不同大小的孔），这两种编码器都适用于运动感知和近场无芯片RFID应用。对于制作在柔性基板上的编码器（所有情况下均为准绝对式），孔阵列被替换为间距为0.3毫米的小孔线性阵列。因此，单位长度的比特密度（DPL）达到了4.35比特/厘米。这类编码器为实现经济高效且环保（“绿色”）的系统提供了有力手段。

引言

电磁编码器已被提出作为光学编码器[1]、[2]、[3]、[4]、[5]、[6]、电容式编码器[7]、磁性编码器[8]、[9]、[10]、[11]、[12]、[13]、[14]以及霍尔效应传感器[15]、[16]、[17]、[18]、[19]、[20]在运动感知方面的替代方案。与光学编码器相比，电磁编码器在面对工业环境中常见的污染或灰尘时具有更高的可靠性。此外，由于其结构中不包含磁铁或电感元件，因此成本也比磁性编码器和霍尔效应传感器更低。