2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of sensor tag using millimeter wave band chipless RFID
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19K14993
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute |
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Principal Investigator |
渡部 雄太 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 開発本部プロジェクト事業推進部通信応用・5G技術グループ, 主任研究員 (90707134)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | チップレスRFID / FDTD法 / 最適化 / 歪センサ / ミリ波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ミリ波帯チップレスRFIDタグとしてC型の形状を採用し、さらに形状最適化を行った。チップレスRFIDタグの散乱特性はFinite-Difference Time-Domain（FDTD）法により解析し、散乱波の共振周波数が所望のミリ波帯の周波数になるように、マイクロ遺伝的アルゴリズム（マイクロGA）を用いて、形状のパラメータ最適化を行った。その結果、C型の形状を変化させることで、66 GHz～84 GHzの間で、共振周波数を制御できることが分かり、所望の79 GHzの共振周波数が得られることが分かった。
2個のC型のミリ波帯チップレスRFIDタグを互い違いに配置した歪センサを提案した。提案歪センサは構成している2個のC型のミリ波帯チップレスRFIDタグ間の距離により散乱波の共振周波数が変化するため、この共振周波数の変化を読み取ることで、歪センサとして動作する。C型のチップレスRFIDタグ間の距離が長くなると、散乱波の共振周波数は低くなり、散乱波の大きさは大きくなることが分かった。しかし、それぞれのチップレスタグの影響により提案歪センサの散乱波の共振周波数はC型のミリ波帯チップレスRFIDタグ単体の散乱波の共振周波数より高くなることが分かった。
提案歪センサの散乱波の共振周波数を所望の周波数とし、散乱波の大きさを最大化するために提案歪センサのパラメータおよび個数を最適化した。散乱波の共振周波数および大きさはFDTD法により解析し、パラメター及び個数をマイクロGAにより最適化した。その結果、提案歪センサはチップレスRFIDタグ間の距離の変化がが0.2 mm～0.6 mmの場合、散乱波の共振周波数が82 GHz～77 GHzとなることが分かり、散乱波の大きさが-22 dBsmとなることが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2020年度は新型コロナの影響により、出勤できる日数が2割程度となっている期間があり、実験できる期間が少なかったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度となる今年度は試作したセンサタグを用いた環境センシングシステムの通信実験を行う。今年度も新型のコロナの影響で出勤できる日数が抑制され、実験できる日数の減少が想定されているため、リーダからの送信波を考えた、変調を考慮した電磁波を入射した場合の提案センサタグの散乱波の解析を行う。また、通信実験で用いるRFIDリーダとして信号発生器とハーモニックミキサおよびソフトウェア無線を用いたもの、さらに追加で市販のミリ波レーダを用いたリーダの作成を行う。また、シミュレーションにより測定物の変化に対する測定結果および通信距離の変化を解析し、形状変化に対するロバスト性の高さを検証し、さらにFDTD法とマイクロGAを用いたロバスト最適化を実施する。
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| Causes of Carryover |
2020年度は新型コロナの影響により参加を予定していた学会、国際会議がweb開催となり、旅費が不要、学会参加費が想定より安価となったため、次年度使用額が生じた。
2021年度も新型コロナの影響により出勤が抑制されることが想定され、シミュレーションの割合が増えるため、シミュレーション用ワークステーションのメモリおよびCPUの購入を行う。
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