KR100879454B1

KR100879454B1 - 스위치를 이용한 ｒｆｉｄ 안테나 및 상기 ｒｆｉｄ안테나를 포함하는 장치

Info

Publication number: KR100879454B1
Application number: KR1020070042223A
Authority: KR
Inventors: 유병훈; 성원모; 서승업; 이윤복
Original assignee: 주식회사 이엠따블유안테나
Priority date: 2007-04-30
Filing date: 2007-04-30
Publication date: 2009-01-20
Also published as: KR20080097080A

Abstract

본 발명은 스위치를 이용한 RFID(Radio Frequency IDentification) 안테나 및 상기 RFID 안테나를 포함하는 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 RFID 안테나는, 제1 포트 및 제2 포트의 두 개의 포트, 상기 두 개의 포트와 연결되는 위상변환부, 제1 안테나 및 제2 안테나의 두 개의 안테나 및 상기 두 개의 포트와 상기 위상변환부간의 회로 연결을 기선정된 기간마다 스위칭하는 스위치부를 포함하고, 상기 위상변환부는 상기 스위칭의 결과에 따라 기선정된 위상차를 갖는 제1 RF 신호 및 제2 RF 신호를 상기 두 개의 안테나로 각각 전송한다.

RFID(Radio Frequency IDentification), 안테나, SPDT(Single-Pole Double-Through) 스위치, 하이브리드 커플러(hybrid coupler)

Description

스위치를 이용한 ＲＦＩＤ 안테나 및 상기 ＲＦＩＤ 안테나를 포함하는 장치{RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION ANTENNA USING SWITCH AND APPARATUS CONTAINING THE RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION ANTENNA}

도 1은 종래기술에 있어서, RFID 안테나의 빔특성을 나타내는 일례이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, RFID 안테나의 내부 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 있어서, RFID 안테나의 내부 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 도 2의 실시예에 있어서, RFID 안테나의 두 개의 포트 각각에 따른 빔특성을 나타내는 일례이다.

도 5는 도 2의 실시예에 있어서, RFID 안테나의 빔특성을 나타내는 일례이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

200: RFID 안테나

201: 제1 안테나

202: 제2 안테나

203: 제1 포트

204: 제2 포트

205: 스위치부

206: 위상변환부

본 발명은 스위치를 이용한 RFID(Radio Frequency IDentification) 안테나 및 상기 RFID 안테나를 포함하는 장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 스위치를 통해 기존의 RFID 안테나보다 더 넓은 인식영역 및 거리를 갖고, 빔의 틸팅각도 및 빔의 크기를 조절할 수 있는 RFID 안테나 및 상기 안테나를 포함하는 장치에 관한 것이다.

RFID는 소형 반도체 칩을 이용해 사물의 정보를 처리하는 기술로서, 각종 물품에 소형 칩을 부착해 사물의 정보와 주변 환경정보를 무선주파수로 전송·처리하는 비접촉식 인식시스템이다. 판독·해독기능이 있는 RFID 리더기와 고유 정보를 내장한 RF 태그(RF ID tag), 운용 소프트웨어, 네트워크 등으로 구성된 RFID는 사물에 부착된 얇은 평면 형태의 태그를 식별함으로써 정보를 처리한다.

이러한 RFID는 바코드처럼 직접 접촉하거나 가시대역 안에서 스캐닝할 필요가 없다. 이 같은 장점 때문에 바코드를 대체할 기술로 평가 받으며, 활용범위도 확대되고 있다. 저주파 전파식별 시스템(30 kHz ~ 500 kHz)은 1.8m 이하의 짧은 거리에서 사용되며, 고주파 시스템(850 MHz ~ 950 MHz 또는 2.4 GHz ~ 2.5 GHz)은 약 10m 이상의 먼 거리에서 전송이 가능하다. 즉, RFID는 RFID 리더기에 안테나를 연결하여 수 미터 이내에 있는 RF 태그의 정보를 인식하여 그 데이터를 처리하는 시스템이다.

기존에 상용화되어 있는 RFID 안테나에서 안테나는 크기에 비례하여 이득과 빔폭이 결정된다. 또한, 안테나는 이득이 높으면 안테나 빔폭이 좁아지고, 반대로 이득이 낮아지면 빔폭이 넓어지는 특성을 갖기 때문에 종래기술의 RFID 안테나는 다수의 안테나를 설치하여 태그의 인식률과 인식영역을 증가시켜 사용하였다. 도 1은 종래기술에 있어서, RFID 안테나의 빔특성을 나타내는 일례이다.

그러나, 이와 같이 복수의 안테나를 사용하는 경우, 안테나수의 증가뿐만 아니라 RFID 리더기 또한 증가하게 되고 설치비용의 증가와 복잡한 전파환경을 초래하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 스위치를 이용한 RFID(Radio Frequency IDentification) 안테나 및 상기 RFID 안테나를 포함하는 장치에 관한 새로운 기술을 제안한다.

본 발명은 SPDT(Single-Pole Double-Through) 스위치 또는 DPDT(Double-Pole Double-Through) 스위치와 같은 스위치부를 통해 두 개의 포트를 기선정된 시간마다 연속적으로 스위칭하고, 하이브리드 커플러(hybrid coupler) 또는 위상변위기와 같은 위상변환부를 통해 두 개의 안테나가 기선정된 위상차를 갖도록 함으로써 RFID 안테나의 인식영역 및 인식거리를 증가시키는 RFID 안테나 및 상기 RFID 안테 나를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 하이브리드 커플러의 위상을 조절하여 빔의 틸팅각도 및 상기 빔의 크기를 조절할 수 있는 RFID 안테나 및 상기 RFID 안테나를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 단지 두 개의 안테나, 상기 스위치부 및 상기 위상변환부 등을 통해 많은 수의 안테나 및 많은 수의 RFID 리더기 없이 인식률 및 인식 영역을 확장함으로써, 설치 비용을 감소시키고 전파 환경을 간단하게 하는 RFID 안테나 및 상기 RFID 안테나를 포함하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하고, 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 RFID(Radio Frequency IDentification) 안테나는, 제1 포트 및 제2 포트의 두 개의 포트, 상기 두 개의 포트에 연결되는 위상변위부, 제1 안테나 및 제2 안테나의 두 개의 안테나, 및 상기 두 개의 포트와 상기 위상변환부간의 회로 연결을 기선정된 기간마다 스위칭하는 스위치부를 포함하고, 상기 위상변위부는 상기 스위칭의 결과에 따라 기선정된 위상차를 갖는 제1 RF 신호 및 제2 RF 신호를 상기 두 개의 안테나로 각각 전송한다. 이때, 상기 기선정된 위상차는 90도를 포함할 수 있고, 상기 위상변환부는, 하이브리드 커플러(hybrid coupler) 또는 위상변위기를 포함할 수 있다.

본 발명의 일측에 따르면, 상기 위상변환부는 제1 입력 단자 및 제2 입력 단자를 포함할 수 있으며, 상기 스위치부는 DPDT(Double-Pole Double-Through) 스위치를 포함할 수 있고, 상기 DPDT 스위치는 두 개의 입력 단자가 상기 제1 포트 및 상기 제2 포트에 각각 연결되고, 두 개의 출력 단자가 상기 위상변환부의 상기 제1 입력 단자 및 상기 제2 입력 단자에 각각 연결될 수 있다. 이때, 상기 스위치부는 상기 제1 포트와 상기 제1 입력 단자간의 제1 회로 연결 및 상기 제2 포트와 상기 제2 입력 단자간의 제2 회로 연결을 상기 기간마다 설정하여 상기 회로 연결을 스위칭할 수 있다. 또한, 상기 위상변환부는 (1) 상기 제1 회로 연결을 통해 상기 제1 포트로부터 RF 신호를 수신하는 경우, 상기 RF 신호를 상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호로 분배하여 상기 제1 RF 신호를 상기 제1 안테나로, 상기 제2 RF 신호를 상기 제2 안테나로 각각 송신하고, (2) 상기 제2 회로 연결을 통해 상기 제2 포트로부터 RF 신호를 수신하는 경우, 상기 RF 신호를 상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호로 분배하여 상기 제1 RF 신호를 상기 제2 안테나로, 상기 제2 RF 신호를 상기 제1 안테나로 각각 송신할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 스위치부는 SPDT(Single-Pole Double-Through) 스위치를 포함할 수 있고, 상기 SPDT 스위치는 두 개의 입력 단자가 상기 제1 포트 및 상기 제2 포트에 각각 연결되고, 한 개의 출력 단자가 상기 위상변환부의 입력 단자에 각각 연결될 수 있다. 이때, 상기 두 개의 포트는 서로 다른 위상을 갖는 제3 RF 신호 및 제4 RF 신호를 상기 스위치부의 두 개의 입력 단자로 송신할 수 있고, 상기 위상변환부는 (1) 상기 입력 단자를 통해 상기 제3 RF 신호를 수신하는 경우, 상기 제3 RF 신호를 상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호로 분배하여, 상기 제1 RF 신호를 상기 제1 안테나로, 상기 제2 RF 신호를 상기 제2 안테나로 각각 송신하고, (2) 상기 입력 단자를 통해 상기 제4 RF 신호를 수신하는 경우, 상기 제4 RF 신호를 상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호로 분배하여 상기 제1 RF 신호를 상기 제2 안테나로, 상기 제2 RF 신호를 상기 제1 안테나로 각각 송신할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 다양한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 스위치를 이용한 RFID 안테나 및 상기 RFID 안테나를 포함하는 장치에 관한 것으로서 본 명세서에 있어서, "장치"라 함은 RF 신호를 송수신하는 장치로서 무선 송신기, 무선 수신기 및 무선 송수신기를 모두 포함할 수 있다. 또한 주로 안테나에 의한 방사에 초점을 맞추어 본 발명을 설명하나 동일한 설명이 안테나에 의한 수신에 대해 적용될 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, RFID 안테나의 내부 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이 RFID 안테나(200)는 두 개의 안테나(201, 202), 두 개의 포트(203, 204), 스위치부(205) 및 위상변환부(206)를 포함할 수 있다. 이때, 두 개의 안테나(201, 202)는 제1 안테나(201) 및 제2 안테나(202)이고, 두 개의 포트(203, 204)는 제1 포트(203) 및 제2 포트(204)이다.

스위치부(205)는 두 개의 포트(201, 202)와 위상변환부간의 회로 연결을 기선정된 기간마다 스위칭한다. 이때, 스위치부(205)는 DPDT(Double-Pole Double-Through) 스위치를 포함할 수 있고, 상기 DPDT 스위치는 두 개의 입력 단자가 제1 포트(203) 및 제2 포트(204)에 각각 연결되고, 두 개의 출력 단자가 위상변환부(206)의 제1 입력 단자 및 제2 입력 단자에 각각 연결될 수 있다.

또한, 위상변환부(206)는 제1 입력 단자 및 제2 입력 단자를 포함할 수 있고, 스위치부(205)는 제1 포트(203)와 상기 제1 입력 단자간의 제1 회로 연결 및 제2 포트(204)와 상기 제2 입력 단자간의 제2 회로 연결을 상기 기간마다 설정하여 상기 회로 연결을 스위칭할 수 있다. 즉, RFID 안테나(200)에서 스위치부(205)를 통해 제1 포트(203)의 RF 신호와 제2 포트(204)의 RF 신호를 위상변환부(206)가 포함하는 두 개의 입력 단자로 번갈아 송신할 수 있다.

위상변환부(206)는 상기 스위칭의 결과에 따라 기선정된 위상차를 갖는 제1 RF 신호 및 제2 RF 신호를 두 개의 안테나(201, 202)로 각각 전송한다. 여기서 상기 기선정된 위상차는 90도를 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

이러한 위상변환부(206)는 상기 스위칭의 결과에 따라 제1 안테나(201)로 상기 제1 RF 신호를 전송하고 제2 안테나(202)로 상기 제2 RF 신호를 전송하거나, 또는 제1 안테나(201)로 상기 제2 RF 신호를 전송하고 제2 안테나(202)로 상기 제1 RF 신호를 전송할 수 있다.

또한, 위상변환부(206)의 제1 출력 단자 및 제2 출력 단자는 제1 안테나(201) 및 제2 안테나(202)에 각각 연결될 수 있고, 위상변환부(206)는 (1) 상기 제1 회로 연결을 통해 상기 제1 포트로부터 RF 신호를 수신하는 경우, 상기 RF 신호를 상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호로 분배하여 상기 제1 RF 신호를 상기 제1 안테나(201)로, 상기 제2 RF 신호를 상기 제2 안테나(202)로 각각 송신하고, (2) 상기 제2 회로 연결을 통해 상기 제2 포트로부터 RF 신호를 수신하는 경우, 상기 RF 신호를 상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호로 분배하여 상기 제1 RF 신호를 상기 제2 안테나(202)로, 상기 제2 RF 신호를 상기 제1 안테나(201)로 각각 송신할 수 있다.

즉, 위상변환부(206)는 위상변환부의 두 개의 입력 단자 중 스위치부(205)의 스위칭을 통해 RF 신호가 전송되는 입력 단자에 따라 상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호를 두 개의 안테나(201, 202)로 번갈아 송신할 수 있고, 이러한 위상변환부(206)로는 하이브리드 커플러(hybrid coupler) 또는 위상변위기를 이용할 수 있다.

이와 같이, RFID 안테나(200)는 스위치부(205)를 통해 짧은 시간 간격을 두고 연속적으로 제1 포트(203) 및 제2 포트(204)가 번갈아 위상변환부(206)와 연결이 설정되도록 스위칭하고, 위상변환부(206)를 통해 상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호를 각각 제1 안테나(201) 및 제2 안테나(202)로 송신함으로써 한 쌍의 안테나(201, 202)가 마치 두 쌍의 안테나처럼 동작하도록 할 수 있다. 이때, 이러한 상기 시간 간격은 필요에 따라 조절 가능하다.

위상변환부(206)로서 하이브리드 커플러를 이용하는 경우를 예로 들어 구체적으로 설명하면, 제1 회로 연결이 형성된 경우 제1 포트(203)로부터의 신호는 위상변환부(206)에 의해 위상차를 갖는 두 개의 신호, 예를 들어 0도 위상의 제1 RF 신호와 90도 위상의 제2 RF 신호로 나누어져 각각 안테나(201)과 안테나(202)에 공급된다. 이 때 제1 RF 신호는 위상변환부(206)의 제1 출력단자를 통해 안테나(201)에 공급되고, 제2 RF 신호는 위상변환부(206)의 제2 출력단자를 통해 안테나(202)에 공급된다.

반면, 제2 회로 연결이 형성된 경우, 제2 포트(204)로부터의 신호는 위상변환부(206)에 의해 0도 위상을 갖는 제1 RF 신호와 90도 위상을 갖는 제2 RF 신호로 나누어지나, 제1 RF 신호는 위상변환부(206)의 제2 출력단자를 통해 안테나(202)에 공급되고 제2 RF 신호는 위상변환부(206)의 제1 출력단자를 통해 안테나(201)에 공급된다.

이와 같이 스위치부(205)의 스위칭에 의해 안테나(201 및 202) 사이의 위상차가 변화되고, 이는 안테나 빔 패턴의 변화를 초래한다. 스위칭을 매우 빠른 속 도로 수행함으로써 상이한 빔 패턴을 갖는 두 쌍의 안테나가 동시에 동작하는 것과 실질적으로 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, RFID 안테나(200)는 위상변환부(206)를 통해 기선정된 위상차를 갖는 상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호를 두 개의 안테나(201, 202)로 번갈아 송신함으로써 인식 영역을 확장시켜 인식률을 향상시키는 것이 가능해진다. 이러한 상기 위상차를 통한 효과에 대해서는 도 4 및 도 5를 통해 더욱 자세히 설명한다.

한편, 본 실시형태에서는 안테나(201, 202) 사이의 위상차를 전적으로 위상변환부(206)가 결정하는 것으로 설명되었으나 이는 포트(203, 204)로의 신호가 동일한 위상임을 전제한 것으로, 포트(203, 204)로의 신호의 위상을 상이하게 하여 위상변환부(206)만으로 구현하기 어려운 위상차를 구현하는 것도 가능하다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 있어서, RFID 안테나의 내부 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이 RFID 안테나(300)는 두 개의 안테나(301, 302), 두 개의 포트(303, 304), 스위치부(305) 및 위상변환부(306)를 포함할 수 있다. 이때, 두 개의 안테나(301, 302)는 제1 안테나(301) 및 제2 안테나(302)이고, 두 개의 포트(303, 304)는 제1 포트(303) 및 제2 포트(304)이다. 바람직하게는 포트(303, 304)로의 신호는 상이한 위상을 갖는다.

스위치부(305)는 두 개의 포트(201, 202)와 위상변환부간의 회로 연결을 기선정된 기간마다 스위칭한다. 이때, 스위치부(305)는 SPDT(Single-Pole Double-Through) 스위치를 포함할 수 있고, 상기 SPDT 스위치는 두 개의 입력 단자가 제1 포트(303) 및 제2 포트(304)에 각각 연결될 수 있고, 한 개의 출력 단자가 위상변 환부(306)의 한 개의 입력 단자에 연결될 수 있다.

위상변환부(306)는 상기 스위칭의 결과에 따라 기선정된 위상차를 갖는 제1 RF 신호 및 제2 RF 신호를 두 개의 안테나(301, 302)로 각각 전송할 수 있다. 여기서 상기 기선정된 위상차는 90도를 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

이러한 위상변환부(306)는 상기 스위칭의 결과에 따라 제1 안테나(301)로 상기 제1 RF 신호를 전송하고 제2 안테나(302)로 상기 제2 RF 신호를 전송하거나, 또는 제1 안테나(301)로 상기 제2 RF 신호를 전송하고 제2 안테나(302)로 상기 제1 RF 신호를 전송할 수 있다.

또한, 두 개의 포트(303, 304)는 서로 다른 위상을 갖는 제3 RF 신호 및 제4 RF 신호를 스위치부(305)의 두 개의 입력 단자로 송신할 수 있고, 위상변환부(306)는 (1) 상기 입력 단자를 통해 상기 제3 RF 신호를 수신하는 경우, 상기 제3 RF 신호를 상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호로 분배하여, 상기 제1 RF 신호를 상기 제1 안테나(301)로, 상기 제2 RF 신호를 상기 제2 안테나(302)로 각각 송신하고, (2) 상기 입력 단자를 통해 상기 제4 RF 신호를 수신하는 경우, 상기 제4 RF 신호를 상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호로 분배하여 상기 제1 RF 신호를 상기 제2 안테나(302)로, 상기 제2 RF 신호를 상기 제1 안테나(301)로 각각 송신할 수 있다.

즉, 위상변환부(306)는 스위치부(305)에서 기선정된 기간마다 번갈아 송신하는 상기 제3 RF 신호 및 상기 제4 RF 신호에 따라 상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호를 두 개의 안테나(301, 302)로 번갈아 송신할 수 있고, 이러한 위상변환부(306)로는 하이브리드 커플러 또는 위상변위기를 이용할 수 있다.

이와 같이, RFID 안테나(300)는 스위치부(305)를 통해 짧은 시간 간격을 두 고 연속적으로 제1 포트(303)의 제3 RF 신호 및 제2 포트(304)의 제4 RF 신호가 번갈아 위상변환부(206)로 송신되도록 스위칭하고, 위상변환부(306)를 통해 상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호를 제1 안테나(301) 및 제2 안테나(302)로 각각 송신함으로써 이전의 실시형태와 유사하게 한 쌍의 안테나(301, 302)가 마치 두 쌍의 안테나처럼 동작하도록 할 수 있다. 이때, 이러한 상기 시간 간격은 필요에 따라 조절 가능하다. 또한, 위상변환부(306)를 통해 기선정된 위상차를 갖는 상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호를 두 개의 안테나(301, 302)로 번갈아 송신함으로써 인식 영역을 확장시켜 인식률을 향상시키는 것이 가능해진다. 이러한 상기 위상차를 통한 효과에 대해서는 도 4 및 도 5를 통해 더욱 자세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 도 2에 도시된 실시예에 있어서, RFID 안테나의 두 개의 포트 각각에 따른 빔특성을 나타내는 일례이다.

도 2를 통해 설명한 RFID 안테나(200)를 통해 두 개의 포트(203, 204)에 따른 빔특성을 설명하면, DPDT 스위치와 같은 스위치부(205)의 스위칭을 통해 제1 포트(203)와 위상변환부(206)간의 제1 회로 연결이 설정되는 경우, 위상변환부(206)는 90도의 위상차를 갖는 제1 RF 신호 및 제2 RF 신호를 제1 안테나(201) 및 제2 안테나(202)로 각각 송신할 수 있다. 예를 들어, 0도의 위상을 갖는 상기 제1 RF 신호를 제1 안테나(201)로 송신하고, 90도의 위상을 갖는 상기 제2 RF 신호를 제2 안테나(202)로 송신함으로써 두 개의 안테나(201, 202)를 통한 빔방향이 도 4의 도면부호(401)에 도시된 바와 같이 우측을 향하게 할 수 있다.

또한, 스위치부(205)의 스위칭을 통해 제2 포트(204)와 위상변환부(206)간의 제2 회로 연결이 설정되는 경우, 위상변환부(206)는 위에서와 반대로 상기 제1 RF 신호를 제2 안테나(202)로 송신하고, 상기 제2 RF 신호를 제1 안테나(201)로 송신함으로써 두 개의 안테나(201, 202)를 통한 빔방향이 도 4의 도면부호(402)에 도시된 바와 같이 좌측을 향하게 할 수 있다.

한편 안테나(201, 202)로 공급되는 제1 및 제2 RF 신호 사이의 위상차를 조정함으로써 빔의 지향, 즉 틸팅각도를 변경할 수도 있다.

이는 본 발명의 다른 실시예를 통해 설명한 RFID 안테나(300)에서도 동일하다. 다만, RFID 안테나(300)에서는 DPDT 스위치가 아닌 SPDT 스위치를 이용하여 두 개의 포트(303, 304)에서 서로 다른 위상의 제3 RF 신호 및 제4 RF 신호를 하나의 입력 단자를 갖는 위상변환부(306)로 전송함으로써, 위상변환부(306)가 상기 제3 RF 신호 및 상기 제4 RF 신호에 따라 기선정된 위상차를 갖는 상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호를 번갈아 두 개의 안테나(301, 302)로 송신하도록 할 수 있다.

도면부호(501)는 RFID 안테나(200)의 방사패턴을 나타내고 있다. 즉, 위에서와 같이 RFID 안테나(200)를 이용하는 경우, 도 1을 통해 살펴본 종래기술에 따른 RFID 안테나의 빔특성보다 인식영역 및 거리에 대해 약 1.5배 이상의 향상된 빔특성을 가질 수 있어 태그의 인식률을 향상시킬 수 있다. 즉, 점선(502) 및 실선(503)으로 나타나는 RFID 안테나(200)의 방사패턴과 센터선(504)을 통해 나타나 는 종래기술의 RFID 안테나의 방사패턴을 통해 본 발명에 따른 RFID 안테나의 빔특성이 더욱 향상되었음을 확인할 수 있다.

본 발명에 있어서 위상변환부(206, 306)는 위에서 설명한 바와 같이 하이브리드 커플러 또는 위상변위기를 포함할 수 있고, 상기 하이브리드 커플러의 경우 하이브리드 커플러의 위상 변이 각도를 조절하여 빔의 틸팅각도를 조절하는 것이 가능하다. 또한 포트(203, 304 또는 303, 304)로 공급되는 신호의 위상을 조정하여 동일하게 빔의 틸팅각도를 조절할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 RFID 안테나를 이용하면, SPDT(Single-Pole Double-Through) 스위치 또는 DPDT(Double-Pole Double-Through) 스위치와 같은 스위치부를 통해 두 개의 포트를 기선정된 시간마다 연속적으로 스위칭하고, 하이브리드 커플러(hybrid coupler) 또는 위상변위기와 같은 위상변환부를 통해 두 개의 안테나가 기선정된 위상차를 갖도록 함으로써 RFID 안테나의 인식영역 및 인식거리를 증가시키는 RFID 안테나 및 상기 RFID 안테나를 제공할 수 있다. 또한, 상기 하이브리드 커플러의 위상을 조절하여 빔의 틸팅각도 및 상기 빔의 크기를 조절할 수 있다.

즉, 인식률과 인식 영역을 증가시키기 위해 종래기술에서와 같이 많은 수의 안테나 및 RFID 리더기를 사용하지 않고, 단지 두 개의 안테나와 하이브리드 커플러 및 스위치부 등을 통해 인식률 및 인식 영역을 확장하는 것이 가능해지기 때문에 설치 비용을 감소시키고, 전파환경을 간단하게 만들 수 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한 정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

본 발명에 따르면, SPDT(Single-Pole Double-Through) 스위치 또는 DPDT(Double-Pole Double-Through) 스위치와 같은 스위치부를 통해 두 개의 포트를 기선정된 시간마다 연속적으로 스위칭하고, 하이브리드 커플러(hybrid coupler) 또는 위상변위기와 같은 위상변환부를 통해 두 개의 안테나가 기선정된 위상차를 갖도록 함으로써 RFID 안테나의 인식영역 및 인식거리를 증가시키는 RFID 안테나 및 상기 RFID 안테나를 제공할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 하이브리드 커플러의 위상을 조절하여 빔의 틸팅각도 및 상기 빔의 크기를 조절할 수 있는 RFID 안테나 및 상기 RFID 안테나를 제공할 수 있다.

본 발명에 따르면, 두 개의 안테나, 상기 스위치부 및 상기 위상변환부 등을 통해 많은 수의 안테나 및 많은 수의 RFID 리더기 없이 인식률 및 인식 영역을 확장함으로써, 설치 비용을 감소시키고 전파 환경을 간단하게 하는 RFID 안테나 및 상기 RFID 안테나를 포함하는 장치를 제공할 수 있다.

Claims

RFID(Radio Frequency IDentification) 안테나에 있어서,

제1 포트 및 제2 포트의 두 개의 포트;

상기 두 개의 포트와 연결되는 위상변환부;

제1 안테나 및 제2 안테나의 두 개의 안테나; 및

상기 두 개의 포트와 상기 위상변환부간의 회로 연결을 기선정된 기간마다 스위칭하는 스위치부

를 포함하고,

상기 위상변환부는 상기 스위칭의 결과에 따라 기선정된 위상차를 갖는 제1 RF 신호 및 제2 RF 신호를 상기 두 개의 안테나로 각각 전송하는, RFID 안테나.
제1항에 있어서,

상기 위상변환부는 제1 입력 단자 및 제2 입력 단자를 포함하며,

상기 스위치부는 DPDT(Double-Pole Double-Through) 스위치를 포함하고, 상기 DPDT 스위치는 두 개의 입력 단자가 상기 제1 포트 및 상기 제2 포트에 각각 연결되고, 두 개의 출력 단자가 상기 위상변환부의 상기 제1 입력 단자 및 상기 제2 입력 단자에 각각 연결되는 RFID 안테나.
제2항에 있어서,

상기 스위치부는 상기 제1 포트와 상기 제1 입력 단자간의 제1 회로 연결 및 상기 제2 포트와 상기 제2 입력 단자간의 제2 회로 연결을 상기 기간마다 설정하여 상기 회로 연결을 스위칭하는 RFID 안테나.
제3항에 있어서,

상기 위상변환부는 (1) 상기 제1 회로 연결을 통해 상기 제1 포트로부터 RF 신호를 수신하는 경우, 상기 RF 신호를 상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호로 분배하여 상기 제1 RF 신호를 상기 제1 안테나로, 상기 제2 RF 신호를 상기 제2 안테나로 각각 송신하고, (2) 상기 제2 회로 연결을 통해 상기 제2 포트로부터 RF 신호를 수신하는 경우, 상기 RF 신호를 상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호로 분배하여 상기 제1 RF 신호를 상기 제2 안테나로, 상기 제2 RF 신호를 상기 제1 안테나로 각각 송신하는 RFID 안테나.
제1항에 있어서,

상기 스위치부는 SPDT(Single-Pole Double-Through) 스위치를 포함하고,

상기 SPDT 스위치는 두 개의 입력 단자가 상기 제1 포트 및 상기 제2 포트에 각각 연결되고, 한 개의 출력 단자가 상기 위상변환부의 입력 단자에 연결되는 RFID 안테나.
제5항에 있어서,

상기 두 개의 포트는 서로 다른 위상을 갖는 제3 RF 신호 및 제4 RF 신호를 상기 스위치부의 두 개의 입력 단자로 송신하고,

상기 위상변환부는 (1) 상기 입력 단자를 통해 상기 제3 RF 신호를 수신하는 경우, 상기 제3 RF 신호를 상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호로 분배하여, 상기 제1 RF 신호를 상기 제1 안테나로, 상기 제2 RF 신호를 상기 제2 안테나로 각각 송신하고, (2) 상기 입력 단자를 통해 상기 제4 RF 신호를 수신하는 경우, 상기 제4 RF 신호를 상기 제1 RF 신호 및 상기 제2 RF 신호로 분배하여 상기 제1 RF 신호를 상기 제2 안테나로, 상기 제2 RF 신호를 상기 제1 안테나로 각각 송신하는 RFID 안테나.
제1항에 있어서,

상기 기선정된 위상차는 90도를 포함하는 RFID 안테나.
제1항에 있어서,

상기 위상변환부는,

하이브리드 커플러(hybrid coupler) 또는 위상변위기를 포함하는 RFID 안테나.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 RFID 안테나를 포함하는 장치.