Orthogonal frequency coded SAW sensors and RFID design principles

Abstract

Orthogonal frequency coded (OFC) SAW reflectors and transducers have been recently introduced for use in communication, sensor and RFID tag applications. [1,2] The OFC SAW technology approach has been funded by NASA for possible inclusion in ground, space flight and space exploration sensor applications. In general, SAW technology has advantages over possible competing technologies: passive, wireless, radiation hard, operation from cryogenic to furnace temperature ranges, small, rugged, variable frequency and bandwidth operation, encoding and commercially available. SAW sensor embodiments can provide onboard device sensor integration, or can provide integration with an external sensor that uses the SAW device for encoding the sensor information and transmission to the receiver. SAW OFC device technology can provide RFID tags and sensors with low loss, large operating temperatures and a multi-use sensor platform. This paper will discuss the key parameters for OFC device design, which include reflector and transducer design, coding diversity approaches, and insertion loss considerations. Examples of several OFC device sensors and RFID tags will be presented to show the current state-of-the-art performance for several NASA applications, as well as projections for future sensor and RFID tag platform performance.I.

SAW sensor read range limitations and perspectives

“…Microcell environment characterization has been used successfully for SAW based broadcasting at varying distances [23][24][25], however the SAW sensor range is currently limited to centimeters or a few meters. Coherent integration of multiple responses was proposed in [26] to increase the range of SAW sensor, however collision free simultaneous interrogation of multiple SAW sensors over a wide area is still a prevalent research topic.…”

Mô phỏng cảm biến thụ động không dây dạng sóng âm bề mặt sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn kết hợp mô hình hóa trong Matlab /Simulink

“…Trong các thẻ nhận dạng, yêu cầu mỗi thẻ được mã hóa một mã duy nhất, SAW RDL đáp ứng được yêu cầu này bằng cách sắp xếp các bộ phản xạ sao cho mỗi vị trí của bộ phản xạ tạo thành một mã [9]. Ngoài ra, SAW RDL có lợi thế hơn bởi khả năng xây dựng một hệ thống đa cảm biến với các phương pháp mã hóa khác nhau [10,11] Trong các ứng dụng của SAW ở vai trò là cảm biến, khi đo các đại lượng vật lý như nhiệt độ, áp suất, biến dạng… thay đổi sẽ ảnh hưởng đến sự lan truyền của sóng âm bề mặt. Chẳng hạn, nếu cảm biến bị đốt nóng, kéo căng hay nén thì chiều dài của đế và hệ số đàn hồi của nó sẽ thay đổi.…”

Concrete temperature monitoring using passive wireless surface acoustic wave sensor system

“…The combination of the VNA and the software provides a synchronous correlator receiver. Orthogonal frequency coding (OFC) [25][26][27] is a scheme used to encode the identity of a SAW temperature sensor using both time and frequency domain diversity. The bandwidth and time diversity, using adaptive correlation techniques, provide advantages for pulse compression and increased processing gain [28,29], which increases accuracy and precision over other approaches.…”