KR100796917B1

KR100796917B1 - Ｒｆｉｄ 태그

Info

Publication number: KR100796917B1
Application number: KR1020060038742A
Authority: KR
Inventors: 마나부 가이; 도루 마니와; 다까시 야마가조
Original assignee: 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 2005-11-16
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2008-01-22
Also published as: TW200721021A; KR20070052186A; JP4693638B2; US7378972B2; JP2007166573A; TWI311725B; EP1788513A1; US20070109131A1

Abstract

CD나 DVD 등의 자기 기록 매체에 설치해도 통신 거리가 줄어들지 않는 RFID 태그를 제공한다. 자기 기록 매체 내부의 금속면과 고주파대에서 전자 결합하도록 그 자기 기록 매체에 부착된 그라운드부(1)와, 그 그라운드부(1)와 동일 평면 내에서 그 내측 부분에 설치한 모노폴부(2)와, 그 모노폴부(2)의 일단에 접속된 LSI 칩을 탑재한 급전부(3)를 구비한다. 그라운드부(1)는 원환 형상을 갖고, 이것을 따라 구부러져 있는 모노폴부(2)는, 급전부(3)와 임피던스 정합하기 위한 길이를 갖고, 이 길이는, 절첩부(4) 또는 미앤더부를 설치함으로써 조정할 수 있다. 혹은, 급전부(3) 부근을 그라운드부(1)로부터 분리하고, 선단부(6) 부근을 그라운드부(1)에 가깝게 하도록 모노폴부(2)를 그라운드부(1)로부터 편심시킨 형상으로 해도 된다. 이 경우에는, 모노폴부(2)의 선단부(6)에 조정부를 설치할 수 있다.

모노폴부, 절첩부, 그라운드부, 급전부, 임피던스 정합

Description

ＲＦＩＤ 태그{RFID TAG}

도 1은 본 발명에 따른 RFID 태그의 실시예[1]을 도시한 도면(A-A 단면 및 평면도).

도 2는 본 발명에 따른 RFID 태그의 CD에의 실장예[1]을 도시한 도면(A-A 단면 및 평면도).

도 3은 본 발명에 따른 RFID 태그의 실시예[1]의 치수예를 도시한 평면도.

도 4는 도 3에 도시한 절첩부의 θ의 변화에 수반하는 어드미턴스 차트도.

도 5는 도 3의 치수예를 이용하여 전자계 시뮬레이터에 의한 계산 결과를 도시한 그래프.

도 6은 도 3의 RFID 태그에 관한 RFID 태그의 지향성 패턴과 안테나 게인을 도시한 도면.

도 7은 본 발명에 따른 RFID 태그의 CD에의 실장예[2]를 도시한 도면(A-A 단면 및 평면도).

도 8은 본 발명에 따른 RFID 태그의 CD에의 실장예[3]을 도시한 도면(A-A 단면 및 평면도).

도 9는 본 발명에 따른 RFID 태그의 실시예[2]를 도시한 도면(A-A 단면 및 평면도).

도 10은 본 발명에 따른 RFID 태그의 실시예[2]의 치수예와 전자계 시뮬레이터에 의한 계산 결과를 도시한 도면.

도 11은 본 발명에 따른 RFID 태그의 실시예[3]을 도시한 도면(A-A 단면 및 평면도).

도 12는 본 발명에 따른 RFID 태그의 실시예[3]의 동작 원리를 설명하기 위한 도면.

도 13은 본 발명에 따른 RFID 태그의 실시예[3]의 치수예와 전자계 시뮬레이터에 의한 계산 결과를 도시한 도면.

도 14는 본 발명에 따른 RFID 태그의 실시예[4]를 도시한 도면(A-A 단면 및 평면도).

도 15는 본 발명에 따른 RFID 태그의 실시예[4]의 치수예와 전자계 시뮬레이터에 의한 계산 결과를 도시한 도면.

도 16은 본 발명에 따른 RFID 태그의 실시예[4]의 안테나 게인을 도시한 도면.

도 17은 본 발명에 따른 RFID 태그의 실시예[5]를 도시한 도면(A-A 단면 및 평면도).

도 18은 본 발명에 따른 RFID 태그의 일반적인 등가 회로도.

도 19는 다양한 안테나를 이용한 경우의 RFID 태그의 어드미턴스 차트(700㎒∼1200㎒ : fo=953㎒)도.

도 20은 RFID 태그용의 안테나예를 도시한 도면.

도 21은 종래의 CD 또는 DVD 등의 자기 기록 매체를 도시한 도면(A-A 단면 및 평면도).

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 그라운드부

10: CD(DVD)

11: 라벨면

12: 기록면(금속면)

13: 유전체(폴리카보네이트)

2: 모노폴부

3: 급전부(칩)

4: 절첩 모노폴부

5: 시트

6: 선단부

7: 조정부

8: 미앤더부

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 공보 제2003-141650호

본 발명은, RFID 태그에 관한 것으로, 특히 RFID 리더 라이터와 송수신하기 위한 비접촉형 RFID 태그에 관한 것이다.

UHF대(860∼960㎒)의 무선 회선을 이용하여, 리더 라이터로부터 약 1W의 신호를 송신하고, 태그측에서 그 신호를 수신하며, 다시 리더 라이터측에 응답 신호를 돌려보냄으로써, 태그 내의 정보를 리더 라이터로 판독할 수 있는 RFID 시스템이 이미 알려져 있다. 그 통신 주파수는 953㎒로 규정되어 있고, 통신 거리는, 태그측에 설치된 안테나의 게인(gain)이나 칩의 동작 전압이나 주위 환경에도 의하지만, 대략 3m 전후이다. 이 태그는, 두께 0.1㎜ 정도의 안테나와, 안테나 급전점에 접속되는 LSI 칩(약 1㎜각이며, 두께 0.2㎜ 정도의 크기)으로 구성된다.

도 18에 도시한 바와 같이, LSI 칩(21)은, 내부 저항 Rc(예를 들면 1200Ω)와 캐패시턴스 Cc(예를 들면 0.7pF)와의 병렬 회선으로 등가적으로 나타낼 수 있다. 이 칩(21)의 어드미턴스 Yc(=1/Rc+jwCc)는, 도 19의 어드미턴스 차트 상에서는, 위치 A21로 표시된다. 한편, 안테나(22)는, 방사 저항 Ra(예를 들면 500Ω)와, 인덕턴스 La(예를 들면 40nH)의 병렬 회로로 등가적으로 나타낼 수 있다.

이들 칩(21)과 안테나(22)를 병렬 접속함으로써, 캐패시턴스 Cc와 인덕턴스 La가 공진하고, 하기의 수학식으로부터 알 수 있는 바와 같이, 원하는 공진 주파수 fo(상기의 953㎒)에서 임피던스 정합하여, 안테나(22)에서의 수신 파워가 칩(21)에 최대로 공급되게 된다.

RFID 태그에 이용하는 기본적인 안테나로서는, 도 20의 (1)에 나타내는 전체 길이 약 145㎜(λ/2)의 다이폴 안테나가 생각되지만, 이 경우의 임피던스는, 도 19에서 궤적 (1)을 그리고, fo=953㎒에서는, Ra=72Ω 및 허수부=0으로 되어, 궤적 (1) 상의 위치 A31로 된다.

그러나, RFID 태그의 안테나에 필요한 방사 저항 Ra는 500∼2000Ω 정도로 매우 높기 때문에, Ra를 72Ω부터 올릴 필요가 있다.

따라서, 도 20의 (2)에 나타낸 바와 같은, 전체 길이 145㎜ 정도의 절첩 다이폴 안테나(folded dipole antenna)(32)가 이용되며, 선 폭에 따라서도 다르지만, Ra를, 다이폴 안테나의 경우의 72Ω부터, 대략 300Ω∼500Ω 정도까지 올릴 수 있는 것이 잘 알려져 있다. 도 11에서는, 절첩 다이폴 안테나(32)의 임피던스는, 궤적 (2)를 그리고, fo=953㎒에서는, Ra=500Ω 및 허수부=0으로 되어, 궤적 (2) 상의 위치 A32로 되는 것이 도시되어 있다.

또한, 도 20의 (3)에 나타낸 바와 같이 도 20의 (2)에 나타낸 절첩 다이폴 안테나(32)에 병렬로 인덕턴스부(33)를 접속함으로써, 도 19의 어드미턴스 차트 상에서 궤적 (2)를 좌회전시켜, 칩(21)의 어드미턴스의 허수 성분(Bc=ωCc)과 동일한 절대값의 허수 성분(Ba=-1/ωLa)을 갖게 한 궤적 (3) 상의 위치 A33으로 할 수 있 다. 이 경우, 인덕턴스부(33)의 길이가 짧을수록, 인덕턴스 La의 값이 작아지게 되어, 허수 성분이 커지게 되어 회전량이 커지게 된다.

이에 의해, 칩(21)의 허수 성분 Bc와 안테나(22)의 허수 성분 Ba가 동일한 크기를 갖기 때문에, 상호 캔슬되어, 주파수 fo에서 공진하게 된다. 이 허수 성분의 캔슬이 RFID 태그 설계에서 가장 중요한 요소이다. 단, 칩(21)의 내부 저항 Rc와 안테나(22) 방사 저항 Ra는 일치하는 것이 가장 바람직하지만, 엄밀하게 일치시키는 것은 필요하지 않다.

한편, 이러한 태그를 CD나 DVD 등의 자기 기록 매체에 첨부하여 도난 방지용으로 한 물품 식별 표식이 있으며, 이것은, 물품의 이동을 감시하기 위한 도난 방지 태그 부분과, 물품의 개별 식별을 행하기 위해 무선 통신에 의해 정보를 판독 및 기입할 수 있는 RFID 태크 부분으로 이루어져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

그러나, 이러한 큰 태그를 CD나 DVD 등의 자기 기록 매체에 접착하도록 할 때, 도 21의 (1) 및 (2)에 도시한 바와 같이 라벨면(11)과, 기록면(12)과, 이들 면 (11-12) 사이에 개재하는 유도체(폴리카보네이트)(13)로 구성된 CD나 DVD(10)는, 기록면(12)의 금속이 대부분을 차지하기 때문에, 종래의 도 20의 (3)과 같은 절첩 다이폴 안테나를 접착하면, 이 금속면이 전파를 반사하게 되어 통신 거리가 극단적으로 줄어들게 된다고 하는 결점이 있다.

따라서, 본 발명은, CD나 DVD 등의 자기 기록 매체에 설치해도 통신 거리가 줄어들지 않는 RFID 태그를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 RFID 태그는, 자기 기록 매체 내부의 금속면과 고주파대에서 전자 결합하도록 그 자기 기록 매체에 부착된 그라운드부와, 그 그라운드부와 동일 평면 내에서 그 내측 부분에 설치한 모노폴부와, 그 모노폴부의 일단과 그 그라운드부 사이에 설치되어 칩을 탑재할 수 있는 급전부를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 가장 큰 포인트는, CD나 DVD 등의 자기 기록 매체 금속 부분을 RFID 태그에서의 안테나의 그라운드층으로서 기능시키는 것이다. 즉, 통상은 RFID 태그에 있어서 큰 문제로 되는 금속면을 역이용하여, 고주파대에서 전자 결합(단락)함으로써, RFID 태그의 그라운드층으로서 기능시킨 것이다.

상기의 그라운드부는, 원환 형상을 가질 수 있다.

또한, 상기의 모노폴부는, 그 원환 형상을 따라 구부러지도록 형성해도 된다.

또한, 상기의 모노폴부는, 그 급전부와 임피던스 정합하기 위한 길이를 가질 수 있고, 이 길이는, 절첩부 또는 미앤더부를 설치함으로써 조정하는 것이 가능하다.

또한, 상기의 그라운드부는, 그 금속면을 실질적으로 피복하도록, 그 상측에서 그 금속면의 내경보다도 큰 외경을 갖고, 또한 그 금속면으로부터 이격한 상태에서 그 자기 기록 매체에 부착할 수 있다. 즉, 그 그라운드부가 그 금속면을 적 어도 부분적으로 피복하여 전자 결합하기 쉽게 하고 있다.

또한, 상기의 그라운드부는, 그 자기 기록 매체의 라벨면 상에 배치하거나, 그 금속면과 동일 평면 내에서 또한 그 금속면의 내측에서 그 금속면에 접속되거나, 혹은 그 금속면과 일체 형성해도 된다.

또한, 상기의 그라운드부 및 모노폴부는, Cu, Ag, 및 Al 중 어느 하나로 이루어지는 재료로 하는 도체를 이용할 수 있으며, PET, 필름, 및 종이 중 어느 하나로 이루어지는 시트 상에 고착할 수 있다.

또한, 예를 들면, 상기의 자기 기록 매체는, CD 또는 DVD이며, 상기의 그 금속면은 기록면이다.

또한, 상기의 모노폴부는, 그 그라운드부와 동심원이며 선단부에서 이지러져 있는 원환 형상을 가질 수 있다.

또한, 상기의 모노폴부는, 선단부에서 이지러져 있는 원환 형상을 갖고, 그 급전부 부근을 그 그라운드부로부터 분리하며, 그 선단부 부근을 그 그라운드부에 가깝게 하도록 그 원환 형상을 그 그라운드부로부터 편심(偏心)시켜도 된다.

이렇게 함으로써, 본 RFID 태그의 원방계에서의 게인을 크게 할 수 있다.

또한, 그 모노폴부의 선단부에, 그 급전부와 임피던스 정합시키기 위한 길이를 조정하는 조정부를 설치할 수 있지만, 상기한 바와 같이 그 모노폴부와 그라운드부를 편심시킴으로써, 그 조정부는 상기한 바와 같이 선단부로부터 절첩할 필요가 없어져 한층 더 용이하게 설치하는 것이 가능하게 된다.

◎RFID 태그의 실시예[1] : 도 1

도 1의 (1) 및 (2)에 본 발명에 따른 RFID 태그의 실시예를 도시한다. 이 RFID 태그는, 원환 형상(도너츠 형상)의 평판 그라운드부(1)의 내측 동일 평면 내에 모노폴부(2)를 설치함과 함께, 이 모노폴부(2)의 일단과 그라운드부(1) 사이에 LSI 칩을 탑재할 수 있는 급전부(3)를 설치하고 있다. 즉, 본 발명의 RFID 태그는, 급전부(3)를 확보하지만, 급전부(3)에 LSI 칩을 탑재하기 전의 상태(이 때에는, 실질적으로 안테나로 됨)도 포함하는 것이다.

모노폴부(2)의 타단은 절첩부(4)를 갖고 있다. 그라운드부(1)와 모노폴부(2)는 시트(5) 상에 고착되어 있고, 양자 사이는 공간으로 되어 있다. 또한, 그라운드부(1)와 모노폴부(2)는, Cu, Ag, 및 Al 중 어느 하나를 재료로 하는 도체이며, 그 시트는 PET, 필름, 및 종이 중 어느 하나를 재료로 하는 것이다.

RFID 태그의 CD에의 실장예[1] : 도 2

도 2의 (1) 및 (2)는, 도 1의 (1) 및 (2)에 도시한 본 발명에 따른 RFID 태그의 실시예[1]을, 예를 들면 CD(컴팩트 디스크) 등의 자기 기록 매체에 실장한 상태를 나타낸다. 즉, 도 21에 도시한 CD(10)의 라벨면(11)의 상측에 도 1에 도시한 RFID 태그를 접착한다. 라벨면(11)의 하측에는, 금속 기록면(12)이 있고, CD 플레이어의 판독면으로서 기능하기 때문에, 아무것도 형성할 수 없다. 또한, 금속면(12)의 내경측에는 폴리카보네이트가 충전되어 있다.

도 3에, 도 1에 도시한 RFID 태그를 도 2에 도시한 바와 같이 CD(10)에 실장할 때의 구체적인 형상(치수예)을 도시한다. CD나 DVD의 금속면(12)의 내경은, 약 Φ38㎜이기 때문에, 이것에 맞춰 그라운드부(1)의 내경 Di는, 이것보다 조금 작게 Φ36㎜로 하고, 금속면(12)을 충분히 피복하도록 외경 Do를 Φ60㎜로 한다.

그라운드부(1)와 CD 금속면(12)의 거리는, 도 2의 (1)에서 0.1∼0.6㎜ 정도로 매우 얇고, 또한, 그라운드부(1)가 CD 금속면(12)을 피복하는 부분은 충분히 넓기(본 실시예에서는, 폭 12㎜의 원환 형상) 때문에, 그라운드부(1)와 CD 금속면(12)은, 상기의 공진 주파수 fo=953㎒라는 고주파대에서는 전자적으로 결합하고, 직류적으로는 결합하지 않는다. 즉, CD(10)의 금속 부분(12)을 본 RFID 태그의 안테나 그라운드로서 역이용하고 있는 것으로 된다.

또한, 모노폴 안테나부(2)는, 통상, 다이폴의 절반인 λ/4의 길이(fo=953㎒이며 공간 내에서 약 76㎜)가 필요하지만, 이것보다 길게 하면, 도 19에서의 궤적 (1)을 따라 우회전하고, 이 결과, 인덕턴스를 병렬로 접속한 것으로 되는 행위로 된다. 또한, 모노폴부(2)는, 도시한 바와 같은 형상의 폭 1㎜(r1-r2)로 형성한다.

또한, 절첩 모노폴부(4)의 각도 θ로 칩 급전부(3)와의 조정을 행한다. 도 4의 (1)에 θ=90°의 경우의 어드미턴스 차트를 나타내고, 도 4의 (2)에 θ=150°의 경우의 어드미턴스 차트를 나타내지만, 각 도면에 나타내는 fo=953㎒에서 방사 저항 Ra와 인덕턴스 La를 갖는 것을 알 수 있다.

이 fo=953㎒인 점에 관해, θ를 90°∼180°까지 안테나 패턴을 변화시켜 시판되는 전자계 시뮬레이터로, 주파수(700∼1200㎒), 패턴 치수, 및 기판의 두께를 파라미터로서 입력하고, 계산하여 플로팅한 것이, 도 5의 (1) 및 (2)에 도시되어 있다.

이들 도면으로부터 각도 θ에 대한 안테나의 방사 저항 Ra 및 인덕턴스 La가 얻어진다. 칩(3)의 Cc=0.7pF로 하면, fo=953㎒에서는 La=40nH에서 공진하기 때문에, 도 5의 (2)로부터 θ=150°로 하면 되는 것을 알 수 있다. 또한, 도 5의 (1)로부터, θ=150°에서 Ra=5800Ω이며, 칩(3)의 저항 Rc=1200Ω의 수배이지만, 약간의 부정합이 있어도, 칩(3)에서는 충분히 전력이 공급된다.

또한, 도 6의 (1)에 도시하는 좌표계에서, 도 6의 (2)에 도시하는 지향성 패턴에 의한 안테나 게인이 계산된다. CD(10)에 대하여, 정면(YZ) 방향에 대하여 게인=-5∼-6㏈i로, 통상의 절첩 다이폴(게인=2㏈i로 가정)의 40%의 통신 거리로 된다. 실제로 도전성 테이프를 이용하여 시작하여 평가한 결과, 가늘고 긴 절첩 다이폴의 39%라는 통신 거리에서 동작하는 것이 확인되었다.

또한, 이 RFID 태그를 2.45㎓의 RFID 시스템에 적용하는 경우, 파장이 953(㎒)/2450(㎓)으로 되기 때문에, 모노폴부(2)의 길이를 짧게 할 수 있어, 절첩 모노폴부(4)는 필요없게 되는 것은 물론이다.

RFID 태그의 CD에의 실장예[2] : 도 7

상기와 같은 RFID 태그는, CD(10) 내에 처음부터 내장해 두어도 된다. 즉, 도 7의 (1) 및 (2)에 도시한 바와 같이, 그라운드부(1)와의 금속면(12)을 동일 평면 내에 배치하고, 그 내측에서는 양자를 접속해도 된다. 이 경우, 그라운드부(1)와 모노폴부(2) 사이에도 폴리카보네이트를 충전한다.

RFID 태그의 CD에의 실장예[3] : 도 8

혹은, 도 8의 (1) 및 (2)에 도시한 바와 같이, RFID 태그의 그라운드부(1)를 CD(10)의 금속면(12) 그 자체로서 이용해도 된다.

또한, 상기의 실장예[1]∼[3]은, 하기의 각 실시예[2]∼[5]에서도 마찬가지로 적용할 수 있다.

◎RFID 태그의 실시예[2] : 도 9

이 실시예는, 도 9에 도시한 바와 같이, 도 1에 도시한 실시예[1]에서 모노폴부(2)에 설치한 절첩 모노폴부(4)를 없앤 점이 다르다.

즉, 상기의 실시예[1]에서는, 칩(3)의 캐패시턴스를 Cc=0.7pF로 하고, 주파수 fo=953㎒에서는 인덕턴스 La=40nH에서 공진하는 것을 전제로 하고 있기 때문에, 도 3의 θ=150°인 절첩 모노폴부(4)가 필요로 되지만, 본 실시예[2]의 경우에는, 칩(3)의 캐패시턴스를 Cc=1.4pF로 설정함으로써, 절첩 모노폴부(4)를 없앨 수 있다.

이것을, 도 10에 도시한 치수예와 전자계 시뮬레이터에 의한 계산 결과에 의해 이하에 설명한다.

도 10의 (1)에 도시한 바와 같이, 모노폴부(2)의 외경 r1=15 및 내경 r2=14, 및 그라운드부(1)의 내경 Di=Φ36 및 외경 Do=Φ60은 상기의 실시예[1]과 마찬가지이지만, 급전부(3)를 설치해 두는 모노폴부(2)의 위치로부터 모노폴부(2)의 선단부(6)까지의 각도 θ는, 도 10의 (2) 및 (3)에 도시한 바와 같이 약 10°∼60°의 범위에서 변화시킨 경우, 방사 저항 Ra가 4500Ω∼1800Ω까지 변화하고(도 10의 (2)), 인덕턴스 L은 26nH∼13nH까지 변화한다(도 10의 (3)). 따라서, Cc=1.4pF의 칩을 이용하는 경우에는, fo=953㎒에서 상기의 수학식 1로부터 인덕턴스 L=20nH에서 공진하기 때문에, 도 10의 (2)부터 θ=32°를 선택하면 되는 것을 알 수 있다.

이와 같이 하여, 칩(3)에 필요한 정전 용량에 따라서는, 절첩부를 설치하지 않아도 된다.

◎RFID 태그의 실시예[3] : 도 11

본 실시예는, 도 9에 도시한 실시예[2]가, 그라운드부(1)와 모노폴부(2)를 동심원 형상으로 구성하고 있는 데 대하여, 모노폴부(2)의 중심을 그라운드부(1)의 중심으로부터 어긋나게 한 점, 즉, 급전부(3) 부근을 그라운드부(1)로부터 분리하고, 선단부(6) 부근을 그라운드부(1)에 가깝게 하도록 모노폴부(2)를 그라운드부(1)로부터 편심시킨 점이 다르다.

이와 같이 변형한 경우의 동작 원리를 도 12를 참조하여 이하에 설명한다.

우선, 그라운드부(1)와 모노폴부(2)가 동심원 형상으로 배치된 경우, 도 12의 (2)의 점선으로 나타낸 바와 같이, 모노폴부(2)에서, 전류 Ia가 집중되어 있는 것은, 그 붙어 있는 부분의 급전부(3) 부근이며, 그 선단부(6)에서는 전류는 0으로 된다. 이 때, 도 12의 (1)에 도시한 바와 같이, 모노폴부(2)에 흐르는 전류 Ia의 방향과는 역방향인 전류 Ib가 그라운드부(1)에 흐른다. 이들 전류 Ia 및 Ib로부터 발생하는 자계는 각각 상호 역방향으로 되어 각각 서로 상쇄하려고 하여, 결과적으로 흐르는 전류 Ia는 작아지게 된다.

따라서, 도 12의 (1)에 도시한 바와 같이 급전부(3) 부근을 그라운드부(1)로부터 분리하고, 선단부(6) 부근을 그라운드부(1)에 가깝게 하도록 모노폴부(2)를 그라운드부(1)로부터 편심시킴으로써, 그 자계끼리가 서로 상쇄하는 작용을 억제할 수 있기 때문에, 도 12의 (2)의 실선으로 나타내는 편심시킨 경우의 전류 Ia2의 쪽 이 동심원인 경우의 전류 Ia1보다 커지게 된다.

이와 같이, 모노폴부(2)의 선단부(6)에서는 전류는 0으로 되고, 결과적으로, 모노폴부(2) 전체에 걸쳐 전류가 커지게 되기(Ia2>Ia1) 때문에, 원방계에서의 게인이 커지게 된다.

도 13에는, 본 실시예[3]의 치수예와 전자계 시뮬레이터에 의한 계산 결과가 도시되어 있다. 이 예에서는, 도 13의 (1)에 도시한 바와 같이, 모노폴부(2)의 원환 형상의 중심을 그라운드부(1)의 원환 형상의 중심보다도 우측으로 2.5㎜만큼 시프트시킴과 함께, 모노폴부(2)의 선단부(6) 부근의 모노폴부(2)와 그라운드부(1)의 간극 d를 0.5㎜까지 근접시키고 있다.

이 치수예에서는, 도 13의 (2) 및 (3)에 도시한 바와 같이, 예를 들면, Cc=1.4pF의 칩의 경우, 상기와 바와 같이 L=20nH에서 공진하기 때문에, θ=78°로 하면 되고, 또한 Cc=0.7pF의 칩의 경우라도, L=40nH에서 공진하기 때문에, θ=22°로서 실현 가능하다.

◎RFID 태그의 실시예[4] : 도 14

이 실시예의 경우에는, 도 12에 도시한 실시예[3]에서, 모노폴부(2)의 선단부(6)에 길이 k의 조정부(7)를 설치한 점이 다르다. 또한, 이 예에서는, 조정부(7)를 선단부(6)로부터 모노폴부(2)의 중심 방향으로 수평으로 설치하고 있지만, 이에 제한되지 않고 다양한 방향으로 설치할 수 있다.

본 실시예[4]의 치수예와 전자계 시뮬레이터에 의한 계산 결과가 도 15에 도시되어 있지만, 이 조정부(7)의 길이 k(폭 w=1㎜)에 대한, 안테나의 방사 저항이 Ra 및 인덕턴스 성분 La를 각각 도 15의 (2) 및 (3)에 도시한 바와 같이, 0.7pF의 칩(3)과 정합시키기 때문에, La=40nH로 되도록 하기 위해서는, k=7.2㎜이면 되는 것을 알 수 있다.

또한, 이 때의 안테나 게인을 도 16에 도시한다. θ=0(YZ, ZX), 즉 +z 방향에 대하여, 안테나 게인이 -1∼-2㏈i로 되어 있어, 도 20의 (2)에 도시한 통상의 가늘고 긴 절첩 다이폴(게인=2㏈i로 가정)의 67%(-1-2=-3㏈i)의 통신 거리로 된다. 실제로 도전성 테이프를 이용하여 시작하여 평가한 결과, 가늘고 긴 절첩 다이폴의 56%라는 통신 거리에서 동작하는 것이 확인되었다. 상기의 실시예[1]에서는, 안테나 게인이 -5∼-6㏈i로, 약 4㏈ 업되어 있다. 또한, 실제의 도전성 테이프에서의 시작 결과끼리를 비교해도, 약 1.4배이다.

◎RFID 태그의 실시예[5]

또한, 모노폴부(12)는, 도 8의 (1) 및 (2)에 도시한 바와 같이, 그 일부 또는 모두를 미앤더부(6)로 해도 모노폴의 전체 길이를 벌 수 있도록 해도, 절첩 모노폴부와 마찬가지의 특성 및 효과가 얻어지는 것은 물론이다.

여기서, 상기의 도 2의 (1), 도 7의 (1), 도 8의 (1), 및 도 21의 (1)은, 각각, 도 2의 (2), 도 7의 (2), 도 8의 (2), 및 도 21의 (2)의 선분 A-A를 따라 절단하였을 때의 단면도를 확대하여 나타내고 있기 때문에, 양자간의 치수는 반드시 일치하지 않는다.

또한, 상기 실시예에 의해 본 발명은 한정되는 것이 아니라, 특허 청구의 범위의 기재에 기초하여, 당업자에 의해 다양한 변경이 가능한 것은 명백하다.

(부기 1)

자기 기록 매체 내부의 금속면과 고주파대에서 전자 결합하도록 그 자기 기록 매체에 부착된 그라운드부와,

상기 그라운드부와 동일 평면 내에서 상기 내측 부분에 설치한 모노폴부와,

상기 모노폴부의 일단과 상기 그라운드부 사이에 설치되어 칩을 탑재할 수 있는 급전부를 구비한 것을 특징으로 하는 RFID 태그.

(부기 2)

부기 1에 있어서,

상기 그라운드부가, 원환 형상을 갖는 것을 특징으로 한 RFID 태그.

(부기 3)

부기 2에 있어서,

상기 모노폴부가, 상기 원환 형상을 따라 구부러져 있는 것을 특징으로 한 RFID 태그.

(부기 4)

부기 3에 있어서,

상기 모노폴부가, 상기 급전부와 임피던스 정합하기 위한 길이를 갖는 것을 특징으로 한 RFID 태그.

(부기 5)

부기 4에 있어서,

상기 모노폴부가, 상기 길이를 조정하기 위한 절첩부를 갖는 것을 특징으로 한 RFID 태그.

(부기 6)

부기 4에 있어서,

상기 모노폴부가, 상기 길이를 조정하기 위한 미앤더부를 갖는 것을 특징으로 한 RFID 태그.

(부기 7)

부기 2에 있어서,

상기 그라운드부가, 상기 금속면을 실질적으로 피복하도록, 그 상측에서 상기 금속면의 내경보다도 큰 외경을 갖고, 또한 상기 금속면으로부터 이격하여 상기 자기 기록 매체에 부착된 것을 특징으로 하는 RFID 태그.

(부기 8)

부기 7에 있어서,

상기 그라운드부가, 상기 자기 기록 매체의 라벨면 상에 부착되어 있는 것을 특징으로 한 RFID 태그.

(부기 9)

부기 2에 있어서,

상기 그라운드부가, 상기 금속면과 동일 평면 내에서 또한 상기 금속면의 내측에서 상기 금속면에 접속되어 있는 것을 특징으로 한 RFID 태그.

(부기 10)

부기 2에 있어서,

상기 그라운드부가, 상기 금속면과 일체 형성되어 있는 것을 특징으로 한 RFID 태그.

(부기 11)

부기 1에 있어서,

상기 그라운드부 및 상기 모노폴부가, Cu, Ag, 및 Al 중 어느 하나로 이루어지는 재료로 하는 도체이며, PET, 필름, 및 종이 중 어느 하나로 이루어지는 시트 상에 고착되어 있는 것을 특징으로 한 RFID 태그.

(부기 12)

부기 1에 있어서,

상기 자기 기록 매체가, CD 또는 DVD인 것을 특징으로 한 RFID 태그.

(부기 13)

부기 1에 있어서,

상기 금속면이, 기록면인 것을 특징으로 한 RFID 태그.

(부기 14)

부기 3에 있어서,

상기 모노폴부가, 상기 그라운드부와 동심원이며 선단부에서 이지러져 있는 원환 형상을 갖는 것을 특징으로 한 RFID 태그.

(부기 15)

부기 3에 있어서,

상기 모노폴부가, 선단부에서 이지러져 있는 원환 형상을 갖고, 상기 급전부 부근을 상기 그라운드부로부터 분리하고, 상기 선단부 부근을 상기 그라운드부에 가깝게 하도록 상기 원환 형상을 상기 그라운드부로부터 편심시킨 것을 특징으로 하는 RFID 태그.

(부기 16)

부기 15에 있어서,

상기 모노폴부의 선단부에, 상기 급전부와 임피던스 정합시키기 위한 길이를 조정하는 조정부를 설치한 것을 특징으로 한 RFID 태그.

CD나 DVD 등의 자기 기록 매체의 금속면을 RFID 태그의 안테나 그라운드로서 기능시킬 수 있기 때문에, 자기 기록 매체에 부착하여 동작하는 소형의 RFID 태그가 얻어지고, 또한 금속면에 의한 전파의 반사도 없기 때문에 통신 거리가 줄어들지 않는다. 이 결과, RFID 시스템에서 판독 가능한 기능을 갖는 CD나 DVD 등의 자기 기록 매체를 실현할 수 있다.

Claims

자기 기록 매체 내부의 금속면과 고주파대에서 전자(電磁) 결합하도록 그 자기 기록 매체에 부착된 그라운드부와,

상기 그라운드부와 동일 평면 내에서 그 내측 부분에 설치한 모노폴부와,

상기 모노폴부의 일단과 상기 그라운드부 사이에 설치되어 칩을 탑재 가능한 급전부(給電部)

를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
제1항에 있어서,

상기 그라운드부가, 원환(圓環) 형상을 갖는 것을 특징으로 한 RFID 태그.
제2항에 있어서,

상기 모노폴부가, 상기 원환 형상을 따라 구부러져 있는 것을 특징으로 한 RFID 태그.
제3항에 있어서,

상기 모노폴부가, 상기 급전부와 임피던스 정합하기 위한 길이를 갖는 것을 특징으로 한 RFID 태그.
제4항에 있어서,

상기 모노폴부가, 상기 길이를 조정하기 위한 절첩부를 갖는 것을 특징으로 한 RFID 태그.
제2항에 있어서,

상기 그라운드부가, 상기 금속면을 실질적으로 피복하도록, 그 상측에서 상기 금속면의 내경보다도 큰 외경을 갖고, 또한 상기 금속면으로부터 이격하여 상기 자기 기록 매체에 부착된 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
제6항에 있어서,

상기 그라운드부가, 상기 자기 기록 매체의 라벨면 상에 부착되어 있는 것을 특징으로 한 RFID 태그.
제2항에 있어서,

상기 그라운드부가, 상기 금속면과 동일 평면 내에서 또한 상기 금속면의 내측에서 상기 금속면에 접속되어 있는 것을 특징으로 한 RFID 태그.
제2항에 있어서,

상기 모노폴부가, 상기 그라운드부와 동심원이며 선단부에서 이지러져 있는 원환 형상을 갖는 것을 특징으로 한 RFID 태그.
제3항에 있어서,

상기 모노폴부가, 선단부에서 이지러져 있는 원환 형상을 갖고, 상기 급전부 부근을 상기 그라운드부로부터 분리하며, 상기 선단부 부근을 상기 그라운드부에 가깝게 하도록 상기 원환 형상을 상기 그라운드부로부터 편심(偏心)시킨 것을 특징으로 하는 RFID 태그.