High Data-Rate, Battery-Free, Active Millimeter-Wave Identification Technologies for Future Integrated Sensing, Tracking, and Communication Systems-On-Chip

Pour de nombreuses applications allant de la sécurité, le contrôle d'accès, la surveillance et la gestion de la chaîne d'approvisionnement aux applications biomédicales et d'imagerie parmi tant d'autres, l'identification par radiofréquence (RFID) a énormément influencé notre quotidien. Jusqu'à présent, cette technologie émergente a été la plupart du temps conçue et développé dans les basses fréquences (en dessous de 3 GHz). D'une part, pour des applications où de courte distances (quelques centimètres) et à faible taux de communications de données sont suffisantes (même préférables dans certains cas), la technologie RFID à couplage inductif qui fonctionne à basse fréquences (LF) ou à haute fréquences (HF) fonctionne très bien et elle est largement utilisée dans de nombreuses applications commerciales. D'autre part, afin d'augmenter la distance de communication (quelques mètres), le débit de données de communication, et ainsi minimiser la taille du tag, la technologie RFID fonctionnant dans la bande d'ultra-haute fréquence (UHF) et aux fréquences micro-ondes (par exemple, 2.4 GHz) a récemment attiré beaucoup d'attention dans le milieu de la recherche et le développement. Cependant, dans ces bandes de fréquences, une bande passante disponible restreinte avec la taille du tag assez large (principalement dominée par la taille d'antenne et de la batterie dans le cas d'un tag actif) sont les principaux facteurs qui ont toujours limité l'évolution de la technologie RFID actuelle. En effet, propulser la technologie RFID dans la bande de fréquences à ondes millimétriques briserait les barrières actuelles de la technologie RFID. La technologie d'identification aux fréquences à ondes millimétriques (MMID) offre plus de bande passante, et permet également la miniaturisation de la taille du tag, car à ces bandes de fréquences, la longueur d'onde est de l'ordre de quelques millimètres, une taille comparable à la taille d'un circuit intégré. L'antenne peut donc être soit intégré sur la même puce (antenne sur puce) ou soit encapsulé dans le même boitier que le circuit intégré. En dotant le tag la capacité de récolter sans fil son énergie à partir d'un signal aux fréquences à ondes millimétriques provenant du lecteur, lui fournissant ainsi l'autonomie énergétique (ainsi éliminant la nécessité d'une batterie et en même temps permettant la miniaturisation du tag), il devient alors possible d'intégrer entièrement tout le tag MMID sur une seule puce y compris les antennes, ce qui aboutira à la mise au point d'une nouvelle technologie miniature (μRFID) fonctionnant à la bande de fréquences à ondes millimétriques.