A Single-Frequency Amplitude-Modulated RFID Portable Backscatter Surface Scanner for Near-Field Permittivity Imaging
Notice bibliographique
Résumé
We hereby propose a truly portable, single-frequency microwave near-field permittivity sensor based on RFID back-scattering. Unlike conventional VNA-based frequency-swept methodologies demanding extensive spectral scanning and intensive data processing, this single-point architecture monitors amplitude at 2.45 GHz, achieving superior sensitivity-linearity balance across sub-10 permittivity range. It seamlessly integrates three critical elements into a unified sensing platform. A dual-layer dipole-patch antenna achieves record 9.9 dBi gain at 2.45 GHz through a constructive electromagnetic field interference mechanism, extending interrogation range without requiring bulky array configurations. A compact RFID tag with complementary split ring resonator (CSRR) (30 × 30 mm<sup xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">2</sup> patch with 10 × 7 mm<sup xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">2</sup> resonator) exploits amplitude-variation sensing at the fixed frequency, eliminating GHz-wide spectral sweeps, by translating permittivity variations directly into monotonic <italic xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">S</i><sub xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">21</sub> attenuation characteristics. A battery-powered interrogator incorporates VCO and power detector components, delivering immediately available voltage readout. Experimental validation demonstrates calibration-free operation across commercial dielectric substrates spanning ε<sub xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><i>r</i></sub> = [2.2, 10.2] with 1 cm spatial resolution through surface scanning trials and robust performance in both laboratory (stationary) and portable field configurations. Morphological diversification of CSRR variants and dual-band tag prototypes showcase platform scalability for multi-parameter sensing and IoT applications integration. By combining high-gain antennas, CSRR-based amplitude interrogation, and direct-voltage RFID readout, this work delivers the first fully portable, wireless, and single-frequency permittivity sensor, enabling disposable tags readable by handheld units for ubiquitous material characterization applications.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».