KR100914951B1 - 도전사를 이용한 알에프아이디 태그 - Google Patents

도전사를 이용한 알에프아이디 태그

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Abstract

본 발명은, 태그 안테나와 알에프아이디 칩을 구비한 알에프아이디 태그에 있어서, 하나 이상의 도전사로 된 제1,제2 아암(2a)(2b)들로 태그 안테나(2)를 구성하되, 제1,제2 아암(2a)(2b)간 급전점 갭에 알에프아이디칩(4)을 위치시켜 제1,제2 아암(2a)(2b)과 각각 연결되게 구성하고, 제1,제2 아암(2a)(2b)의 길이(ant_l)와 폭(ant_w)을 포함하는 안테나 파라미터들을 조정하여 안테나 임피던스가 알에프아이디칩(4)의 칩 임피던스의 공액 복소수가 되게 정합 구성한다.

Description

도전사를 이용한 알에프아이디 태그{RFID TAG USING ELECTRICALLY CONDUCTIVE YARN}
본 발명은 RFID(Radio Frequency Identification)에 관한 것으로, 특히 도전사를 이용하여 구현된 RFID태그에 관한 것이다.
RFID(Radio Frequency Identification)는 무선통신을 이용하여 사물을 인식하는 기술이다. 세계 2차 대전후 그 기본원리는 이미 개발되었고 계속 발전을 거듭하여 최근 자동인식 기술분야에 빠르게 적용 구체 개발되고 있는 실정이다.
RFID는 리더, 트랜스폰더(태그) 그리고 리더를 연결하는 컴퓨터로 구성된다. 태그는 안테나와 RFID IC칩으로 구성되어 있으며, 리더는 전기 자기장을 리더용 안테나를 통하여 전송하여 수동형(passive) 태그에 전자기 역산란 방법(eletromagnetic backscattering)으로 파워를 공급하면서 트랜스폰더와 데이터를 주고 받는다.
태그내의 마이크로칩(RFID IC칩)은 태그 안테나의 급전점에 위치한다. 태그는 리더의 신호로부터 필요한 모든 에너지를 받게 되는데, 태그는 코딩된 신호를 전자기 역산란 방식으로 UHF주파수에서 태그안테나를 사용하여 태그의 정보를 리더에게 다시 보낸다. 즉 태그 안테나는 리더로부터 받은 에너지의 한 부분을 다시 보내게 되는 것이다. 태그의 전원인가 방식으로는 쇼트키(shottky) 정류회로를 이용하여 마이크로웨이브 에너지를 DC로 변환한다. 수동형 태그의 경우 정류되어진 DC전압을 사용하여 동작하게 되는 반면, 능동형 태그는 전원을 가지고 있다.
이러한 RFID태그를 도전사 자체나 도전사 자수를 이용하여 구현할 수 있다면 옷에 부착하기가 아주 용이하므로 그에 대한 구현이 요망된다.
따라서 본 발명의 목적은 도전사를 이용한 RFID태그를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 도전사로 제직된 직물의 RFID태그를 제공하는데 있다.
상기한 목적에 따라, 본 발명은, 태그 안테나와 알에프아이디 칩을 구비한 알에프아이디 태그에 있어서, 하나 이상의 도전사로 된 제1,제2 아암(2a)(2b)들로 태그 안테나(2)를 구성하되, 제1,제2 아암(2a)(2b)간 급전점 갭에 알에프아이디칩(4)을 위치시켜 제1,제2 아암(2a)(2b)과 각각 연결되게 구성하고, 제1,제2 아암(2a)(2b)의 길이(ant_l)와 폭(ant_w)을 포함하는 안테나 파라미터들을 조정하여 안테나 임피던스가 알에프아이디칩(4)의 칩 임피던스의 공액 복소수가 되게 정합 구성함을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 태그 안테나와 알에프아이디 칩을 구비한 알에프아이디 태그에 있어서, 도전사로 제직한 제1,제2 도전직물편(52a)(52b)들로 태그 안테나(52)를 구성하되, 제1,제2 도전직물편(52a)(52b)간 급전점 갭에 알에프아이디칩(54)을 위치시켜 제1,제2 도전직물편(52a)(52b)과 각각 전기적 연결되게 구성하고, 제1,제2 도전직물편(52a)(52b)의 높이(ant_h)와 면폭(ant_w)을 포함하는 안테나 파라미터들을 조정하여 안테나 임피던스가 알에프아이디칩(54)의 칩 임피던스의 공액 복소수가 되게 정합 구성함을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 이용되는 도전사 및 도전사 직물의 사진도로서, (a) 및 (b)는 도전사의 일예이고, (c)는 도전사로 제직한 직물편이다.
도전사는 전기가 통하는 부드러운 실이다. 본 발명에서는 도 1에 도시된 바와 같은 도전사나 그 도전사로 제직한 직물을 이용하여 RFID태그의 태그 안테나를 구현하며, 태그 안테나의 급전점에 마이크로칩(RFID IC칩)을 위치시켜서 RFID태그를 완성한다.
본 발명의 실시 예에서는 도전사를 이용하여 태그안테나를 구현시 도전사 한 가닥이나 그 이상의 도전사가닥들로 태그안테나를 구현할 수 있고, 도전사로 자수를 놓은 자수편이나 도전사로 제직한 직물편을 구성하여서도 태그안테나를 구현할 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 도전사로 구현된 RFID태그 패턴구성도이고, 도 3은 도 2의 도전사 RFID태그의 실제 사진도로서, 다수 가닥의 도전사들로 태그안테나를 구현한 일예이다.
도 2의 도전사 RFID태그(100)는 한가닥 이상의 도전사를 배열한 안테나패턴을 갖는 태그 안테나(2)와, 태그안테나(2)의 급전점에 위치한 RFID IC칩(이하 "RFID 칩"이라 칭함)(4)으로 구성된다.
본 발명의 실시 예에 따른 도 2의 태그 안테나(2)의 안테나패턴은, 하나 이상의 도전사로 된 제1,제2 아암(2a)(2b)들로 형성되며, 제1,제2 아암(2a)(2b)간에 형성된 급전점 갭에는 RFID칩(4)을 위치시켜서 제1,제2 아암(2a)(2b)과 각각 전기적 연결되게 해줌으로써 태그안테나 역할을 담당할 수 있다. 이때 제1,제2 아암(2a)(2b)의 길이(ant_l)와 폭(ant_w)을 포함하는 안테나 파라미터들을 조정하여서 안테나 임피던스가 RFID칩(4)의 칩 임피던스의 공액 복소수가 되게 정합 구성하여 줌으로써 본 발명의 실시 예에 따른 도전사 RFID태그(100)를 완성하게된다.
도 2의 태그안테나(2)는 제1,제2 아암(2a)(2b)들로만 형성하여도 안테나역할을 담당할 수 있으나, 도 2에서는 하나 이상의 도전사로 된 매칭 폐회로루프(2c)의 양단을 제1,제2 아암(2a)(2b)에 전기적 연결 구성하여서 안테나성능을 향상시킨 바람직한 태그안테나 구조를 도시하고 있다. 상기 매칭 폐회로루프(2c)가 추가로 루프연결되어지면, 제1,제2 아암(2a)(2b)의 길이를 줄여줄 수 있으며 안테나성능도 훨씬 개선되어지는 효과가 있다.
도 2에서와 같이, "ㄷ"자 형태의 매칭 폐회로루프(2c)가 추가연결하게되면 안테나 파라미터에는 매칭 폐회로루프(2c)의 높이(tm1_h)와 길이(tm2_w), 선폭(tm1_w,tm2_h)도 추가로 포함되어진다.
도 2 및 도 3에서 도전사간의 연결 및, 도전사와 RFID칩(4)간의 연결은 도전성 접착제를 이용하여 접착하는 것이 가장 바람직하며, 도 3의 실제 구현된 도전사 RFID태그(100)의 태그안테나(2) 파라미터는 일예로, 제1,제2 아암(2a)(2b)의 길이(ant_l)은 55~65mm, 제1,2 아암(2a)(2b)의 폭(ant_w)은 1~3mm, 매칭 폐회로루프(2c)의 높이(tm1_h)는 3~7mm, 길이(tm2_w)는 18~22mm, 선폭 (tm1_w)(tm2_h)은 1~3mm로 바람직하게 설정될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 도전사 직물로 구현된 RFID태그 구성도이고, 도 5는 도 4의 도전사 직물 RFID태그의 실제 사진도이다.
도 4의 도전사 직물 RFID태그(100A)는 도전사로 제직된 제1,제2 도전직물편(52a)(52b)들로 패턴형성된 태그 안테나(52)와, 태그안테나(52)의 급전점에 위치한 RFID 칩(54)으로 구성된다.
본 발명의 실시 예에 따른 도 2의 태그 안테나(2)의 안테나패턴은, 도전사로 제직한 제1,제2 도전직물편(52a)(52b)들로 형성되며, 제1,제2 도전직물편(52a)(52b)간에 형성된 급전점 갭에는 RFID칩(54)을 위치시켜서 제1,제2 도전직물편(52a)(52b)과 각각 전기적 연결되게 해줌으로써 태그안테나 역할을 담당할 수 있게 구현한 것이다. 이때 제1,제2 도전직물편(52a)(52b)의 높이(ant_h)와 면폭(ant_w)을 포함하는 안테나 파라미터들을 조정하여서 안테나 임피던스가 RFID칩(54)의 칩 임피던스의 공액 복소수가 되게 정합 구성하여 줌으로써 본 발명의 실시 예에 따른 도전사 직물 RFID태그(100A)를 완성하게된다.
제1,제2 도전직물편(52a)(52b)은 도전사로 자수하여 형성할 수 있으며, 도전사로 직물제직하여서 형성할 수도 있다. 도전사 자수의 모양은 일정 면적을 갖는 형태이면 가능하므로 옷에 부착하기가 용이하고, 단체복의 경우 해당 단체심볼이나 마크로도 태그안테나(2)의 패턴을 형성할 수 있게 된다. 직물제직시에는 전부를 도전사로 직물제직 구현해도 되고 일반 섬유사를 혼합시켜 도전사를 직물 제직 구현할 수도 있다.
도 4의 도전사 직물 RFID태그(100A)는 상기한 바와 같이 제1,제2 도전직물편(52a)(52b)들로만 형성하여도 태그안테나(52)로서 구현가능하나, 도 4에서는 도전사로 제직한 제3 도전직물편(52c)의 양측을 제1,제2 도전직물편(52a)(52b) 하부에 전기적 연결하여 매칭 폐회로루프가 형성되게 구성하여서 안테나성능을 향상시킨 바람직한 태그안테나 구조를 도시하고 있다. 상기 제3 도전직물편(52c)를 추가로 연결하여 매칭 폐회로루프를 형성하면, 제1,제2 도전직물편(52a)(52b)의 면적이 줄어들 수 있으며 안테나성능도 훨씬 개선될 수 있다.
도 4에서와 같이, 제1,제2 도전직물편(52a)(52b) 하부에 제3 도전직물편(52c)를 전기적 연결하여 매칭 폐회로루프를 형성하게 되면, 도 4의 안테나 파라미터에는 제3 도전직물편(52c)의 길이(ant_l)와 제1,제2 도전직물편(52a)(52b)간 갭폭(ant1_g)도 추가로 포함되어진다.
또한 도 4에서는 RFID 칩(54)에 제1, 제2 도전직물편(52a)(52b)를 전기적으로 연결시 내향돌출되는 연결부(52d)를 형성하면 매칭폐회로루프 형성에 더욱 양호하여지며, 이때에는 연결부(52d)의 돌출길이(fd_w) 및 자체폭(fd_h)이 안테나 파라미터로 포함되어지며, 연결부 위치(ant1_h)도 선택적으로 포함될 수 있다.
도 5의 실제 구현된 도전사 직물 RFID태그(100A)의 태그안테나(52) 파라미터는 일예로, (ant_l)은 57~67mm, (ant_h)는 30~40mm, (ant_w)은 20~30mm, (ant1_g)는 10~14mm, (fd_w)는 3~7mm, (fd_h)는 1~3mm로 바람직하게 설정될 수 있다.
도 6에서는 본 발명의 실시 예에 따라 실제 도 4의 도전사 자수로 형성된 RFID태그를 옷에 적용한 일예 사진을 보여주고 있다.
상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 RFID태그를 도전사 및 도전사로 제직된 직물로 구현할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 이용되는 도전사 및 도전사 직물의 사진도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 도전사로 구현된 RFID태그 패턴 구성도,
도 3은 도 2의 도전사 RFID태그의 실제 사진도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 도전사 직물로 구현된 RFID태그 패턴 구성도,
도 5는 도 4의 도전사 직물 RFID태그의 실제 사진도,
도 6은 도 4의 도전사 직물 RFID태그를 옷에 적용한 일예 사진도.

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 태그 안테나와 알에프아이디 칩을 구비한 알에프아이디 태그에 있어서,
    하나 이상의 도전사로 된 제1,제2 아암(2a)(2b)들로 태그 안테나(2)를 구성하되, 제1,제2 아암(2a)(2b)간 급전점 갭에 알에프아이디칩(4)을 위치시켜 제1,제2 아암(2a)(2b)과 각각 전기적 연결되게 구성하고, 하나 이상의 도전사로 된 매칭 폐회로루프(2c)의 양단을 제1,제2 아암(2a)(2b)에 전기적 연결되게 구성하며, 도전사간의 연결 및 도전사와 알에프아이디칩(4)간의 연결은 도전성 접착제로 하며, 제1,제2 아암(2a)(2b)의 길이(ant_l)와 폭(ant_w), 및 매칭 폐회로루프(2c)의 높이(tm1_h)와 길이(tm2_w) 매칭 폐회로루프(2c)의 선폭(tm1_w,tm2_h)을 포함하는 안테나 파라미터들을 조정하여 안테나 임피던스가 알에프아이디칩(4)의 칩 임피던스의 공액 복소수가 되게 정합 구성함을 특징으로 하는 도전사를 이용한 알에프아이디 태그.
  3. 삭제
  4. 태그 안테나와 알에프아이디 칩을 구비한 알에프아이디 태그에 있어서,
    도전사로 제직한 제1,제2 도전직물편(52a)(52b)들로 태그 안테나(52)를 구성하되, 제1,제2 도전직물편(52a)(52b)간 급전점 갭에 알에프아이디칩(54)을 위치시켜 제1,제2 도전직물편(52a)(52b)과 각각 전기적 연결되게 구성하고, 제1,제2 도전직물편(52a)(52b) 하부에 도전사로 제직한 제3 도전직물편(52c)의 양측을 전기적 연결하여 매칭 폐회로루프가 형성되게 하며, 알에프아이디칩(54)과 제1, 제2 도전직물편(52a)(52b)를 전기적으로 연결시 내향돌출되는 연결부(52d)가 형성되게 구성하고, 제1,제2 도전직물편(52a)(52b)의 높이(ant_h)와 면폭(ant_w), 및 제3 도전직물편(52c)의 길이(ant_l)와 제1,제2 도전직물편(52a)(52b)간 갭폭(ant1_g), 연결부(52d)의 위치(ant1_h)을 포함하는 안테나 파라미터들을 조정하여 안테나 임피던스가 알에프아이디칩(54)의 칩 임피던스의 공액 복소수가 되게 정합 구성함을 특징으로 하는 도전사를 이용한 알에프아이디 태그.
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