KR100984107B1 - Ｒｆｉｄ 태그 안테나 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 RFID 태그 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다이폴 안테나 배열 구조를 스몰 루프 안테나의 특성으로 동작하게 하여 태그의 수직선상에 수평하게 놓인(xy 평면에 수평하게 놓인) 근접한 태그 사이의 간섭을 줄이는 UHF 대역에서의 RFID 태그 안테나에 관한 것이다.
따라서, 본 발명은 인식하고자 하는 태그에 대하여 수직선상에 수평하게 놓인(xy 평면에 수평하게 놓인) 주변의 태그에 대한 간섭 없이 정확히 인식할 수 있는 효과가 있다.
RFID, 태그, 안테나 인식, UHF 대역
Description
본 발명은 RFID 태그 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다이폴 안테나 배열 구조를 스몰 루프 안테나의 특성으로 동작하게 하여 태그의 수직선상에 수평하게 놓인(xy 평면에 수평하게 놓인) 근접한 태그 사이의 간섭을 줄이는 UHF 대역에서의 RFID 태그 안테나에 관한 것이다.
종래의 RFID 시스템은 우편 서비스, 물류 유통업, 제조업 등에서 긴 인식거리뿐만 아니라 다중인식에 관한 요구가 점점 증가하고 있다.
이러한 증가 추세에 따라 종래에는 도 1에 도시된 라벨 타입 태그 안테나(1)를 주로 사용하고 있는 바, 상기 라벨 타입 태그 안테나(1)는 zx 평면으로 전방향성 패턴을 갖고 있기 때문에 다중 인식이 꼭 필요한 우편 서비스나 도서관 같은 얇은 책 또는 우편을 다루는 곳에서 사용될 경우에 도 1에 도시된 바와 같이 xy 평면과 평행하게 놓인 근접한 태그 안테나들 사이에 도시된 A와 같은 간섭 지역이 발생한다.
따라서 상기 발생된 간섭지역에 의해서 태그 안테나의 인식률이 떨어지는 문제점이 있었다.
상기 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 태그의 수직선상에 수평하게 놓인(xy 평면에 수평하게 놓인) 근접한 태그 사이의 간섭을 줄이는 UHF 대역에서의 RFID 태그 안테나를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따르면, RFID 태그 안테나는 한 측이 개방된 정방형 급전루프와; 상기 정방형 급전루프의 모서리 형태에 따라 소정거리 이격되고 90도 접힌 제 1 다이폴암과, 상기 제 1 다이폴암으로부터 연장되고 상기 제1 다이폴암의 내측에 제 1 다이폴암의 형상에 따라 2회 90도 접힌 제 2 다이폴암으로 구성된 제 1 방사소자와; 상기 제 1 다이폴암과 동일한 형상에서 90도 회전되게 형성되는 제 3 다이폴암과, 상기 제 3 다이폴암으로부터 연장되고 상기 제 2 다이폴암과 동일한 형상에서 90도 회전되게 형성된 제 4 다이폴암으로 구성되며 제 1 방사소자와 소정간격 이격하되 마주하게 배치되는 제 2 방사소자와; 상기 제 3 다이폴암과 동일한 형상에서 90도 회전되게 형성되는 제 5 다이폴암과, 상기 제 5 다이폴암으로부터 연장되고 상기 제 4 다이폴암과 동일한 형상에서 90도 회전되게 형성된 제 6 다이폴암으로 구성되며 제 2 방사소자 아래에 소정간격 이격되게 배치되는 제 3 방사소자; 및 상기 제 5 다이폴암과 동일한 형상에서 90도 회전되게 형성되는 제 7 다이폴암과, 상기 제 7 다이폴암으로부터 연장되고 상기 제 6 다이폴암과 동일한 형상에서 90도 회전되게 형성된 제 8 다이폴암으로 구성되며 상기 제 1 방사소자와 제 3 방사소자 사이에 소정간격 이격되게 배치되는 제 4 방사소자로 이루어진 것을 해결 수단으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 제 1 다이폴암과 제 4 다이폴암 및 제 5 다이폴암과 제 8 다이폴암은 다이폴 안테나 배열 구조로 동작되는 것을 해결 수단으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 다이폴 안테나 배열 구조는 소형 루프 안테나의 특성을 갖는 것을 해결 수단으로 한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 인식하고자 하는 태그에 대하여 수직선상에 수평하게 놓인(xy 평면에 수평하게 놓인) 주변의 태그에 대한 간섭 없이 정확히 인식할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 RFID 태그 안테나 개념도로서, 상기 RFID 태그 안테나(10)는 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 xy 평면 위에 정방형 형태로 다이폴이 배열되고 상기 배열된 다이폴의 중앙 중심에 급전루프를 형성하여 상기 급전루프로 상기 다이폴에게 같은 크기, 진폭, 위상을 갖는 전류를 급전하여 줌으로써 xy 평면에 평행하게 놓여있는 근접한 태그 안테나들 사이의 간섭을 줄인다.
도 3은 본 발명에 따른 RFID 태그 안테나 구성도로서, 상기 RFID 태그 안테나(10)는 급전루프(100)와 제 1 방사소자(200)와 제 2 방사소자(300)와 제 3 방사소자(400) 및 제 4 방사소자(500)로 이루어진다.
더욱 상세하게, 상기 급전루프(100)는 한 측이 개방된 정방형으로 형성된다. 또한, 급전루프는 상기 개방된 끝단 양측에 마이크로칩 패드(110)가 구성된다.
이와 같은 급전루프(100)는 상기 제 1 내지 제 4 방사소자(200, 300, 400, 500)에게 같은 크기의 진폭과 위상을 갖는 전류를 급전한다.
또한, 상기 급전루프(100)의 전류 흐름은 시계반대방향으로 흐른다.
상기 제 1 방사소자(200)는 상기 정방형 급전루프의 모서리 형태에 따라 소정거리 이격되고 90도 접힌 제 1 다이폴암(210)과 상기 제 1 다이폴암으로부터 연장되고 상기 제1 다이폴암의 내측에 제 1 다이폴암의 형상에 따라 2회 90도 접힌 제 2 다이폴암(220)으로 구성된다.
이와 같은 형상의 제 1 방사소자(200)의 전류 흐름은 시계반대방향으로 흐른다.
상기 제 2 방사소자(300)는 상기 제 1 다이폴암(210)과 동일한 형상에서 90도 회전되게 형성되는 제 3 다이폴암(310)과 상기 제 2 다이폴암(220)과 동일한 형상에서 90도 회전되고 상기 제 3 다이폴암(310)으로부터 연장되게 형성되는 제 4 다이폴암(320)으로 구성된다.
또한, 제 2 방사소자(300)는 상기 제 1 방사소자(100)와 소정간격 이격하되 마주하게 배치된다.
이와 같이 형성된 제 2 방사소자(300)의 전류 흐름은 시계반대방향으로 흐른다.
상기 제 3 방사소자(400)는 상기 제 3 다이폴암(310)과 동일한 형상에서 90도 회전되게 형성되는 제 5 다이폴암(410)과 상기 제 4 다이폴암(320)과 동일한 형상에서 90도 회전되고 상기 제 5 다이폴암(410)으로부터 연장되게 형성되는 제 6 다이폴암(420)으로 구성된다.
또한, 제 3 방사소자(400)는 상기 제 2 방사소자(300)와 소정간격 이격되게 배치하되 제 2 방사소자(300) 아래에 배치된다.
이와 같이 형성된 제 3 방사소자(400)의 전류 흐름은 시계반대방향으로 흐른다.
상기 제 4 방사소자(500)는 상기 5 다이폴암(410)과 동일한 형상에서 90도 회전되게 형성되는 제 7 다이폴암(510)과, 상기 제 6 다이폴암(420)과 동일한 형상에서 90도 회전되고 상기 제 7 다이폴암(510)으로부터 연장되게 형성되는 제 8 다이폴암(520)으로 구성된다.
또한, 제 4 방사소자(500)는 상기 제 1 방사소자(200)와 제 3 방사소자(400) 사이에 소정간격 이격되게 배치된다.
이와 같이 형성된 제 4 방사소자(500)의 전류 흐름은 시계반대방향으로 흐른다.
따라서, 상기 제 1 내지 제 4 방사소자(200, 300, 400, 500)는 외관상 정방형 형상이 되고 상기한 급전루프(100)와 제 1 내지 제 4 방소소자(200, 300, 400, 500)로 이루어진 본 발명 RFID 태그 안테나(10)의 전체 전류흐름은 도 4에 도시된 바와 같고 상기 RFID 태그 안테나(10)는 급전루프(100)의 개방된 끝단면에 부착된 마이크로칩(110)과 공액 임피던스(conjugate impedance)로 정합한다.
아울러, 본 발명 RFID 태그 안테나(10)는 다이폴 안테나 구조를 갖고 소형 루프 안테나의 특성을 갖는다. 즉, 도 5에 도시된 이점쇄선의 영역에 있는 제 1 다이폴암(210)과 제 4 다이폴암(320) 및 제 5 다이폴암(410)과 제 8 다이폴암(420)은 다이폴 안테나 배열 구조를 갖으며 상기 다이폴 안테나 배열 구조는 도 6에 도시된 바와 같은 소형 루프 안테나의 특성을 갖는다.
한편, 도 7은 본 발명 RFID 태그 안테나의 가장 이상적인 안테나로서, 도시된 수치의 단위는 mm이다.
도 8과 도 9는 본 발명 RFID 태그 안테나의 임피던스 특성을 도시한 것으로서, 마이크로칩의 임피던스 특성은 915㎒ 대역에서 13.9-j143.6Ω이고 본 발명 RFID 태그 안테나의 측정된 임피던스는 915㎒ 대역에서 13.6+j140Ω이다. 이 결과는 본 발명 RFID 태그 안테나가 마이크로칩과 공액 임피던스로 정합되었다는 것을 알 수 있다.
또한, 본 발명 RFID 태그 안테나는 안쪽의 제 2, 제 4, 제 6, 제 8 다이폴 암과 제 1, 제 3, 제 5, 제 7 다이폴 암의 전기적 길이가 다르기 때문에 두 개의 공진주파수를 나타낸다.
도 10은 본 발명 RFID 안테나의 방사패턴을 도시한 것이고 본 발명 RFID 태그 안테나는 최대 인식거리가 무반사실에서 7m 정도이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 상기한 기술은 단지 한 실시예이고 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 종래의 라벨 타입 태그 안테나 개념도
도 2는 본 발명에 따른 RFID 태그 안테나 개념도
도 3은 본 발명에 따른 RFID 태그 안테나의 패턴 구성도
도 4는 본 발명에 따른 RFID 태그 안테나의 전류 흐름도
도 5는 본 발명에 따른 RFID 태그 안테나의 다이폴 구조도
도 6은 본 발명에 따른 RFID 태그 안테나가 소형 루프 안테나의 특성을 갖는 예시도
도 7은 본 발명에 따른 RFID 태그 안테나의 가장 바람직한 실시 예시도
도 8 또는 도 9는 본 발명 RFID 태그 안테나의 임피던스 특성을 도시한 그래프
도 10은 본 발명에 따른 RFID 태그 안테나의 방사패턴 그래프
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *
10 : RFID 태그 안테나 100 : 급전루프
110 : 마이크로칩 200 : 제 1 방사소자
210 : 제 1 다이폴암 220 : 제 2 다이폴암
300 : 제 2 방사소자 310 : 제 3 다이폴암
320 : 제 4 다이폴암 400 : 제 3 방사소자
410 : 제 5 다이폴암 420 : 제 6 다이폴암
500 : 제 4 방사소자 510 : 제 7 다이폴암
520 : 제 8 다이폴암
Claims (3)
- 한 측이 개방된 정방형 급전루프와;상기 정방형 급전루프의 모서리 형태에 따라 소정거리 이격되고 90도 접힌 제 1 다이폴암과, 상기 제 1 다이폴암으로부터 연장되고 상기 제1 다이폴암의 내측에 제 1 다이폴암의 형상에 따라 2회 90도 접힌 제 2 다이폴암으로 구성된 제 1 방사소자와;상기 제 1 다이폴암과 동일한 형상에서 90도 회전되게 형성되는 제 3 다이폴암과, 상기 제 3 다이폴암으로부터 연장되고 상기 제 2 다이폴암과 동일한 형상에서 90도 회전되게 형성된 제 4 다이폴암으로 구성되며 제 1 방사소자와 소정간격 이격하되 마주하게 배치되는 제 2 방사소자와;상기 제 3 다이폴암과 동일한 형상에서 90도 회전되게 형성되는 제 5 다이폴암과, 상기 제 5 다이폴암으로부터 연장되고 상기 제 4 다이폴암과 동일한 형상에서 90도 회전되게 형성된 제 6 다이폴암으로 구성되며 제 2 방사소자 아래에 소정간격 이격되게 배치되는 제 3 방사소자; 및상기 제 5 다이폴암과 동일한 형상에서 90도 회전되게 형성되는 제 7 다이폴암과, 상기 제 7 다이폴암으로부터 연장되고 상기 제 6 다이폴암과 동일한 형상에서 90도 회전되게 형성된 제 8 다이폴암으로 구성되며 상기 제 1 방사소자와 제 3 방사소자 사이에 소정간격 이격되게 배치되는 제 4 방사소자로 이루어진 것을 특징으로 하는 RFID 태그 안테나.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 다이폴암과 제 4 다이폴암 및 제 5 다이폴암과 제 8 다이폴암은다이폴 안테나 배열 구조로 동작되는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 안테나.
- 청구항 2에 있어서, 상기 다이폴 안테나 배열 구조는소형 루프 안테나의 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 안테나.
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|---|---|---|---|---|
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