Conception d'antenne tag sur le corps humain et d'antenne lecteur en RFID UHF

On-body tag antenna and reader antenna design for UHF RFID

• Auteur / Autrice : Daniel Da Rocha Marques
• Direction : Philippe Pannier, Matthieu Egels
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Micro et nanoélectronique
• Date : Soutenance le 03/06/2016
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences pour l'Ingénieur : Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique (Marseille ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Matériaux Microélectronique Nanosciences de Provence (IM2NP) (Marseille, Toulon)
• Jury : Président / Présidente : Laurent Cirio
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Matthieu Egels, Hervé Tortel
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Tân-Phu Vuong, Robert Staraj

Mots clés

Mots clés contrôlés

Corps humain

Ondes électromagnétiques -- Polarisation

Systèmes d'identification par radiofréquence

Radar -- Antennes

Mots clés libres

Antennes

Rfid uhf

Tags

Amc

Miniaturisation

Corps Humain

Lecteur

Faible coût

Polarisation circulaire

Antenna

Uhf rfid

Tags

Amc

Miniaturization

Human body

Reader

Low cost

Circular polarization

Résumé

Cette thèse s’inscrit dans le cadre du projet collaboratif FUI VEADISTA. Le but de ce projet est le développement d’une solution technologique à bas coût pour la veille à distance de personnes fragiles. Cette thèse se focalise sur la conception d’antennes lecteur et d’une étiquette RFID UHF posée sur le corps humain. Deux objectifs principaux sont visés dans ces travaux de thèse. Le premier aborde la conception d’antennes pour lecteurs RFID, le second aborde la conception d’une antenne large bande, pour une étiquette RFID, adaptée au corps humain. Les objectifs à atteindre pour l’antenne lecteur sont : un champ rayonné à polarisation circulaire, un gain élevé, faible coût de fabrication et faible épaisseur. Pour atteindre ces objectifs, une topologie d’anneau fente miniaturisé par une méthode itérative de repliement d’anneau associée à un réflecteur incluant un AMC à cellules élémentaires réduites sont employés. Le second objectif de la thèse est la conception d’une antenne large bande, pour une étiquette RFID, capable de minimiser l’influence du corps humain sans sacrifier la distance de lecture tout en restant faible coût. Un modèle électromagnétique d’avant-bras humain est utilisé comme support de conception de l’antenne tag large bande. Enfin le système RFID complet incluant, l’étiquette, l’antenne lecteur et le lecteur RFID ont fait l’objet de tests fonctionnels pour préparer les tests cliniques sur patient.

This thesis was initiated within the VEADISTA project. The main goal of this project was to develop a cost effective technological remote care system for fragile person. The main focus of this thesis is on antenna design for RFID reader and also for RFID tags in contact with human body. For the reader antenna the criteria are: a circularly polarized radiated field, high gain, cost effectiveness and small thickness. To achieve these objectives, a miniaturized slot ring topology obtained by an iterative method of ring folding associated with a reflector including a reduced unit cells AMC are used. For the tag the objective is to design a broadband antenna, by minimizing the influence of human body without affecting the reading scope. The tag is needed to also be cost effective. An electromagnetic model of human forearm is used as the broadband tag antenna design support. Ultimately, the functionality of the complete system including a tag and a reader have been tested.