Fachgebiet HöchstfrequenztechnikProf. Biebl

Diplomarbeit / Bachelorarbeit / MasterarbeitLokalisierung von UHF RFID Transpondern

Das Fachgebiet Höchstfrequenztechnik arbeitet an einem System zur Rehkitzrettung während der Grünlandmahd. Hierbei sollen Jungtiere mit einem RFID Transponder markiert werden, um von den Landmaschinen bei Mähvorgang wiedergefunden zu werden. Damit bei Fund eines markierten Rehkitzes die Mahd nicht wesentlich verzögert wird, soll das Jungtier rasch aufgefunden werden. Die angebrachten RFID Transponder sollen möglichst schnell mit hoher Reichweite und hoher Genauigkeit lokalisiert werden.

Für eine präzise Lokalisierung mit hoher Reichweite ist ein optimiertes Antennenkonzept zur Lokalisierung unerlässlich. Hierbei soll verschiedene Antennentypen miteinander verglichen und simuliert, Konzepte zur Anordnung der Antennen erstellt und gegebenenfalls Antennen realisiert werden. Im Einzelnen bedeutet dies unter anderem das- Erstellen von Matlab-Skripten- Erstellen mehrerer Antennen-Simulationsmodelle in CST / ADS- Aufnehmen von Messdaten unter Realbedingungen- Ggf. Aufbau und Evaluierung einer Antenne / eines Antennen-Arrays

Die Bearbeitung dieser Aufgaben erfordert u.a. gute Kenntnisse in der Antennentechnik. Hilfreich sind Kenntnisse in Matlab, CST und ADS. Für nähere Informationen und Interesse an einer Arbeit bitte den persönlichen Kontakt aufsuchen.

Kontakt M.Sc. Michael Eberhardt Raum N0819 Theresienstraße 90 / Gebäude N8 Tel: 089 / 289-25225 michael.eberhardt@tum.de

Fig. 4. Simulated 3D antenna diagram

Fig. 5. Realized three element antenna array

beam steering angle of approximately ±60� can be achievedwith the array. The overall gain of the antenna in the maindirection is approximately 6.5 dBi and still 4.5 dBi towards±60� (see Fig.4).

The whole array is realized on a FR4 substrate as shown inFig.5.

C. Signal processing hardwareFig.6 shows the block diagram of the signal processing

hardware that was used to communicate with the RFID tagand to sample the I and Q samples needed for the calculationof the AoA. Each of the modules was built on a separatecircuit board attached to a common base board used for powersupply and signal distribution (see Fig.7). The antenna arrayintroduced in section III-B is connected to three RFID readermodules. The antenna element in the middle of the array andthe reader module attached to it can be used to communicatewith the RFID tag and to read the Electronic Product Code(EPC) stored on every ISO18000-6C compliant tag. Duringthis reading process the two other reader modules connectedto the two patch elements at both sides of the antenna arrayare switched to a listening mode. The main component of eachof the reader modules is the integrated ISO18000-6C RFIDreader IC R901G developed by IDS Microchip. In additionto the complete analog and digital signal processing parts for

Fig. 6. Block diagram of the signal processing hardware

Fig. 7. Signal processing hardware and antenna array

modulation, demodulation and data encoding/decoding this ICincludes two analog mixers providing the baseband I and Qparts of the received tag signal. The R901G can be controlledand configured via serial (SPI) or parallel interface. It operatesin the frequency range between 860 MHz and 960 MHz.

The PLL module is used to feed every RFID reader modulewith a synchronous 868 MHz clock signal. The integral partof that module is the ADF4360-7 IC by Analog Devices. Thisintegrated synthesizer and VCO can be configured and con-trolled via SPI interface. It supports a frequency range between350 MHz and 1800 MHz. The synchronous clock is used as areference signal for the phase difference measurement in thecalculation of the AoA.

The control and communication module comprises of amicrocontroller (ATMEL AT91SAM7X256 with 32 bit ARM7

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