[發明專利]基于微波電磁成像的無源射頻標簽識別系統和方法

在審

• 申請號: 202310414363.9
• 申請日: 2023-04-10
• 公開（公告）號: CN116562316A
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 王世偉;李鴻基;譚錦榮;滕程
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G06K7/10
• 分類號: G06K7/10;G06K17/00
• 代理公司: 深圳尚業知識產權代理事務所(普通合伙) 44503
• 代理人: 張文凱

1.一種基于微波電磁成像的無源射頻標簽識別系統，其特征在于，包括二維多發多收收發緊密陣列天線面板及所述二維多發多收收發緊密陣列天線面板對應的射頻前端控制電路模塊、空間雜波濾波模塊、模數轉換模塊、數字信號處理模塊和成像識別結果顯示器。

2.根據權利要求1所述的基于微波電磁成像的無源射頻標簽識別系統，其特征在于，所述二維多發多收收發緊密陣列天線面板模塊包括一組發射天線陣列和一組接收天線陣列，發射天線陣列用于通過發射天線陣列射頻前端控制電路進行相位控制，所述發射天線陣列構成一組相控陣，對空間中的波束掃描。

3.根據權利要求2所述的基于微波電磁成像的無源射頻標簽識別系統，其特征在于，所述空間雜波濾波模塊包括一個帶通濾波器和一個空間同頻電磁噪聲消除模塊，所述帶通濾波器用于抑制空間中的非成像電磁信號頻段的頻率，防止頻帶以外的高頻信號和低頻信號對系統成像質量產生影響，所述空間同頻電磁噪聲消除模塊用于進一步消除空間中的同頻噪聲。

4.根據權利要求1所述的基于微波電磁成像的無源射頻標簽識別系統，其特征在于，所述數字信號處理模塊包括一塊數字信號處理的芯片，對電磁信號進行處理，提取有效信息。

5.根據權利要求2所述的基于微波電磁成像的無源射頻標簽識別系統，其特征在于，接收天線陣列的射頻前端控制電路模塊和發射天線陣列的射頻前端控制電路模塊分別用于控制接收天線陣列和發射天線陣列的射頻饋電，所述發射天線射頻前端控制電路模塊還設有一個發射信號控制模塊，用于控制所發射電磁信號的波形、相位的功能。

6.根據權利要求5所述的基于微波電磁成像的無源射頻標簽識別系統，其特征在于，所述發射信號控制模塊還具有時鐘對齊的功能，用于將時鐘與數字信號處理模塊的時鐘相對齊。

7.根據權利要求1所述的基于微波電磁成像的無源射頻標簽識別系統，其特征在于，所述基于微波電磁成像的無源射頻標簽識別系統中無源射頻標簽的圖案采用呈現離散的二維碼形式，其中，二維碼外圍由一個正方形框包圍，正方形框內設有離散金屬散點，所述二維碼由導電油墨加工而成。

8.一種基于微波電磁成像的無源射頻標簽識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

基于波束形成的射頻標簽位置標定算法，確定RFID二維碼標簽圖案的中心在成像區域位置；

基于多維陣列信號的快速傅里葉變換成像算法，得到所需的RFID圖案信息；

基于算子學習的超分辨率電磁圖像重建算法，進行RFID二維碼圖形重建。

9.根據權利要求8所述的基于微波電磁成像的無源射頻標簽識別方法，其特征在于，基于波束形成的射頻標簽位置標定算法，確定RFID二維碼標簽圖案的中心在成像區域位置，包括：

利用高增益發射天線相控陣進行所在空間的窄波束掃描，確定RFID圖形在空間中的距離和方位角；

基于RFID圖案的反射與諧振特性，利用相控陣雷達定位算法進行掃描定位，得到確定的方位角和z方向的距離，并以確定RFID二維碼標簽圖案的中心在方向上位置，以中心點預設半徑區域作為成像區域。

10.根據權利要求9所述的基于微波電磁成像的無源射頻標簽識別方法，其特征在于，基于多維陣列信號的快速傅里葉變換成像算法，得到所需的RFID圖案信息，包括：

模擬發射天線發射信號，接收天線接收信號的過程，得到接收信號的三維存儲數據；

利用接收信號的三維數據重建出目標在成像空間的反射系數分布，即得到所需的RFID圖案信息。