KR100984109B1 - 이동통신단말기에 사용되는 내장형 ｒｆｉｄ 리더 안테나 - Google Patents

이동통신단말기에 사용되는 내장형 ｒｆｉｄ 리더 안테나 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신단말기에 사용되는 내장형 RFID 리더 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 그라운드면에 대하여 수직면으로 전지향성 방사패턴을 갖도록 방사소자부와 기생소자부를 그라운드부에 연결되게 구성하여 UHF 대역에서 원하는 태그정보만을 수집하는 이동통신단말기에 사용되는 내장형 RFID 리더 안테나에 관한 것이다.
따라서, 본 발명은 UHF 대역에서 수직면에 대한 전지향성 방사패턴에 의하여 리더가 원하는 태그정보를 획득함에 있어서 발생되는 간섭 문제를 해소하는 효과가 있다.
이동통신단말기, 내장형, RFID, 안테나, 방사소자, 기생소자, 태그

Description

이동통신단말기에 사용되는 내장형 ＲＦＩＤ 리더 안테나 {Built-in RFID reader antenna used in mobile communication terminal}
본 발명은 이동통신단말기에 사용되는 내장형 RFID 리더 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 그라운드면에 대하여 수직면으로 전지향성 방사패턴을 갖도록 방사소자부와 기생소자부를 그라운드부에 연결되게 구성하여 UHF 대역에서 원하는 태그정보만을 수집하는 이동통신단말기에 사용되는 내장형 RFID 리더 안테나에 관한 것이다.
종래의 RFID 시스템은 박물관 투어, 도서관리, 물류, 위조 감별, 보안, 영화정보 및 예매서비스 등과 같이 많은 분야에서 사용되고 있으며, 유비쿼터스 사회에서 다양한 기술들과 접목되어 응용되기 때문에 새로운 분야에서 RFID 시스템의 기술이 급속히 발전되고 있는 실정이다.
상기한 RFID 시스템에 이동통신단말기와 접목된 기술이 급속도로 발전하고 있으며, 대표적으로는 태그인식에 관한 종래의 기술들이 있고 그 중에서 도 1은 종 래의 태그정보를 수집하는 RFID 리더 안테나로서, 상기 RFID 리더 안테나는 그라운드부와 방사소자부로 이루어지고 상기 방사소자부가 그라운드부에 연결되면 전류의 흐름은 도시된 화살표와 같이 형성된다.
이에 따라, 도시된 A, B 사이의 점선과 같이 전기장이 그라운드면에 대한 수직으로 형성되는 바, 상기 전기장이 수직으로 형성되면 도 2에 도시된 바와 같이 다수의 태그가 분포된 경우에 많은 수의 태그(도 2에서는 태그 1, 태그 2, 태그 3, 태그 4)가 인식 범위에 들어오게 되고 인식 범위에 들어온 태그 정보를 획득함에 있어서, 간섭문제가 발생하기 때문에 원하는 태그정보만을 획득할 수 없는 문제점이 있었다.
상기 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, UHF 대역에서 수직면에 대하여 전지향성 방사패턴을 갖도록 방사소자부와 기생소자부를 그라운드부에 구성한 이동통신단말기에 사용되는 내장형 RFID 리더 안테나를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따르면 이동통신단말기에 사용되는 내장형 RFID 안테나는 접지인 그라운드부와, 상기 그라운드부의 일 측 끝단의 모서리부분에 상향수직으로 연결되는 제 1 급전부와 제 1 단락부가 형성되고 상기 제 1 급전부와 제 1 단락부와 연장되게 미엔더라인형의 제 1 방사패턴이 형성되고 상기 제 1 방사패턴과 연장되게 하향수직으로 형성된 제 2 방사패턴으로 형성된 제 1 방사소자부, 및 상기 제 1 급전부와 제 1 단락부가 연결된 그라운드부의 끝단 중심부분에 상향수직으로 연결되는 제 2 단락부와 상기 제 2 단락부에 연장되게 상기 제 1 방사패턴과 대칭되게 형성된 제 3 방사패턴이 형성되고 상기 제 3 방사패턴과 연장되게 상기 제 2 방사패턴과 대칭되게 형성된 제 4 방사패턴으로 형성된 제 1 기생소자부로 이루어진 것을 해결 수단으로 한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 수직면에 대한 전지향성 방사패턴에 의하여 리더가 태그정보를 획득함에 있어서 발생되는 간섭 문제를 해소하는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 이동통신단말기에 사용되는 내장형 RFID 리더 안테나 사시도로서, 상기 내장형 RFID 리더 안테나(10)는 접지인 그라운드부(100)와, 상기 그라운드부(100)의 일측 끝단의 모서리부분에 상향수직으로 연결되는 제 1 급전 부(210)와 제 1 단락부(220)가 형성되고 상기 제 1 급전부(210)와 제 1 단락부(220)와 연장되게 미엔더라인형의 제 1 방사패턴(230)이 형성되고 상기 제 1 방사패턴(230)과 연장되게 하향수직으로 형성된 제 2 방사패턴(240)으로 형성된 제 1 방사소자부(200), 및 상기 제 1 급전부(210)와 제 1 단락부(220)가 연결된 그라운드부의 끝단 중심부분에 상향수직으로 연결되는 제 2 단락부(310)와 상기 제 2 단락부(310)에 연장되게 상기 제 1 방사패턴(230)과 대칭되게 형성된 제 3 방사패턴(320)이 형성되고 상기 제 3 방사패턴(320)과 연장되게 상기 제 2 방사패턴(240)과 대칭되게 형성된 제 4 방사패턴(330)으로 형성된 제 1 기생소자부(300)로 이루어진 것을 해결 수단으로 한다.
보다 상세하게, 상기 그라운드부(100)는 상기 제 1 방사소자부(200)의 제 1 급전부(210)와 수직으로 연결됨은 물론 상기 제 1 방사소자부(200)의 제 1 단락부(220)와 수직으로 연결되며, 이와 같이 제 1 급전부(210)와 제 1 단락부(220)가 연결됨에 있어서, 그라운드부(100)의 끝단 모서리 부근에 연결되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 그라운드부(100)는 상기 제 1 기생소자부(300)의 제 2 단락부(310)와 수직으로 연결되며, 이와 같이 제 2 단락부(310)가 연결됨에 있어서, 그라운드부(100) 끝단의 중심부분에 연결되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 그라운드부(100)를 형성하기 위한 기판은 엑폭시수지 재질이다.
상기 제 1 방사소자부(200)는 제 1 급전부(210)와 제 1 단락부(220)가 소정 간격 상향수직으로 형성되고 상기 제 1 급전부(210)와 제 1 단락부(220)에 연장되게 미엔더라인형의 제 1 방사패턴(230)이 형성되고 상기 제 1 방사패턴(230)과 연장되게 하향수직으로 형성된 제 2 방사패턴(240)으로 구성된다. 상기한 방사소자부(200)는 PIFA형 뿐만 아니라 모노폴형도 바람직하다.
상기 제 1 기생소자부(300)는 제 2 단락부(310)가 상기 제 1 방사소자부(200)의 제 1 급전부(210)와 제 1 단락부(220)가 연결된 그라운드부(100)의 끝단 중심부분에 상향수직으로 형성되고 상기 제 2 단락부(310)에 연장되게 상기 방사소자부(200)의 제 1 방사패턴(230)과 대칭되게 형성된 제 3 방사패턴(320)이 형성되며 상기 제 3 방사패턴(320)과 연장되게 하향수직으로 상기 제 2 방사패턴(240)과 대칭되게 형성된 제 4 방사패턴(330)으로 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이 다수의 태그 중에서 원하는 태그만을 획득하기 위한 전기장이 형성되는 바, 도 5에서 보다 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 이동통신단말기에 사용되는 내장형 RFID 리더 안테나의 전류 흐름도를 도시한 것으로서, 상기 전류의 흐름은 우선적으로 그라운드부(100)의 경우에, 방사소자부(200)와 기생소자부(300)가 구성된 방향으로 전류가 흐르고, 상기 방사소자부(200)와 기생소자부(300)는 도시된 바와 같이 서로 반대방향으로 전류가 흐른다.
즉, 방사소자부(200)와 기생소자부(300)의 전류 방향이 서로 역위상이며 이로 인하여 전기장이 도시된 C, D 사이의 점선과 같이 수평으로 형성된다. 이는 바 닥면에 대하여 수평방향으로 형성된다.
따라서, 도 4에 도시된 바와 같이 다수의 태그 중에서 원하는 태그만의 정보를 획득할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제 2 방사소자부와 제 2 기생소자부 구성도로서, 상기 제 2 방사소자부(400)와 제 2 기생소자부(500)는 도 3에 도시된 바와 같이 그라운드부(100)의 일측 끝단에 연결되는 것은 동일하지만 상기 제 2 방사소자부(400)의 제 2 급전부(410)와 제 3 단락부(420)가 그라운드부 끝단의 중심부에 연결되고, 상기 제 2 기생소자부(500)의 제 4 단락부(510)도 상기 제 2 급전부(410)와 소정거리 이격된 중심부에 연결된다.
이와 같이 구성되면 좌측에서 우측 방향으로 전류가 흐르게 된다. 즉 동위상으로 흐르게 되며 전기장은 도 5에 도시된 바와 같이 수평방향으로 형성된다.
따라서, 도 4에 도시된 바와 같이 원하는 태그정보만을 수신한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방사소자부와 기생소자부 구성도로서, 상기 제 3 방사소자부(600)와 제 3 기생소자부(700)는 도 4에 도시된 바와 같이 그라운드부의 일측 끝단에 연결되는 것은 동일하지만 상기 제 3 방사소자부(600)의제 3 급전부(610)와 제 5 단락부(620)는 상기 그라운드부 일 측 끝단의 한 측 모서리부분에 연결되고 상기 제 3 기생소자부(700)의 제 6 단락부(710)는 다른 한 측 모서리부분에 연결된다.
이와 같이 구성되면 좌측에서 우측 방향으로 전류가 흐르게 된다. 즉 동위상으로 흐르게 되며 전기장은 도 5에 도시된 바와 같이 수평방향으로 형성된다.
따라서, 도 4에 도시된 바와 같이 원하는 태그정보만을 수신한다.
도 8은 상기 도 3의 구성에 의한 이동통신단말기에 사용되는 내장형 RFID 리더 안테나의 VSWR을 나타낸 그래프로서, 측정된 임피던스 대역폭(VSWR<3)은 21㎒이다.
상기 임피던스 대역폭은 국내에서의 모바일 RFID 서비스 대역을 만족한다.
도 9는 상기 도 3의 구성에 의한 이동통신단말기에 사용되는 내장형 RFID 리더 안테나의 방사패턴을 나타낸 그래프로서, 도시된 방사패턴은 일반적인 이동통신단말기의 최대 이득은 공진주파수에서 -0.37dBi 이다.
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 태그정보를 수집하는 RFID리더 안테나
도 2는 종래의 RFID 리더 안테나가 태그를 획득하는 예시도
도 3은 본 발명에 따른 이동통신단말기에 사용되는 내장형 RFID 리더 안테나 사시도
도 4는 본 발명에 따른 원하는 태그정보 획득 예시도
도 5는 본 발명에 따른 이동통신단말기에 사용되는 내장형 RFID 리더 안테나의 저류 흐름도
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사소자부와 기생소자부 구성도
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방사소자부와 기생소자부 구성도
도 8은 상기 도 3의 구성에 의한 이동통신단말기에 사용되는 내장형 RFID 리더 안테나의 VSWR 그래프
도 9는 상기 도 3의 구성에 의한 이동통신단말기에 사용되는 내장형 RFID 리더 안테나의 방사패턴 그래프
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *
10 : 이동통신단말기에 사용되는 내장형 RFID 리더 안테나
100 : 그라운드부 200 : 제 1 방사소자부
210 : 제 1 급전부 220 : 제 1 단락부
230 : 제 1 방사패턴 240 : 제 2 방사패턴
300 : 제 1 기생소자부 310 : 제 2 단락부
320 : 제 3 방사패턴 330 : 제 4 방사패턴
400 : 제 2 방사소자 410 : 제 2 급전부
420 : 제 3 단락부 500 : 제 2 기생소자
620 : 제 5 단락부 700 :제 6 단락부

Claims (7)

  1. 접지인 그라운드부와;
    상기 그라운드부의 일측 끝단의 모서리부분에 상향수직으로 연결되는 제 1 급전부와 제 1 단락부가 형성되고 상기 제 1 급전부와 제 1 단락부와 연장되게 미엔더라인형의 제 1 방사패턴이 형성되고 상기 제 1 방사패턴과 연장되게 하향수직으로 형성된 제 2 방사패턴으로 형성된 제 1 방사소자부; 및
    상기 제 1 급전부와 제 1 단락부가 연결된 그라운드부의 끝단 중심부분에 상향수직으로 연결되는 제 2 단락부와 상기 제 2 단락부에 연장되게 상기 제 1 방사패턴과 대칭되게 형성된 제 3 방사패턴이 형성되고 상기 제 3 방사패턴과 연장되게 상기 제 2 방사패턴과 대칭되게 형성된 제 4 방사패턴으로 형성된 제 1 기생소자부로 이루어지고,
    상기 그라운드부의 전류는 제 1 방사소자부와 제 1 기생소자부쪽으로 흐르고 상기 제 1 방사소자부와 제 1 기생소자부는 서로 반대방향으로 전류가 흘려 전기장이 수평방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이동통신단말기에 사용되는 내장형 RFID 안테나.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 방사소자부는
    모노폴형인 것을 특징으로 하는 이동통신단말기에 사용되는 내장형 RFID 안테나.
  4. 접지인 그라운드부와;
    상기 그라운드부의 일측 끝단의 모서리부분에 상향수직으로 연결되는 제 1 급전부와 제 1 단락부가 형성되고 상기 제 1 급전부와 제 1 단락부와 연장되게 미엔더라인형의 제 1 방사패턴이 형성되고 상기 제 1 방사패턴과 연장되게 하향수직으로 형성된 제 2 방사패턴으로 형성된 제 1 방사소자부; 및
    상기 제 1 급전부와 제 1 단락부가 연결된 그라운드부 끝단 다른 측 모서리부분에 상향수직으로 연결되는 제 2 단락부와 상기 제 2 단락부에 연장되게 상기 제 1 방사패턴과 대칭되게 형성된 제 3 방사패턴이 형성되고 상기 제 3 방사패턴과 연장되게 상기 제 2 방사패턴과 대칭되게 형성된 제 4 방사패턴으로 형성된 제 1 기생소자부로 이루어지고,
    상기 그라운드부의 전류는 제 1 방사소자부와 제 1 기생소자부쪽으로 흐르고 상기 제 1 방사소자부와 제 1 기생소자부는 같은 방향으로 전류가 흘려 전기장이 수평방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이동통신단말기에 사용되는 내장형 RFID 안테나.
  5. 삭제
  6. 접지인 그라운드부와;
    상기 그라운드부의 일측 끝단의 중심부분에 상향수직으로 연결되는 제 1 급전부와 제 1 단락부가 형성되고 상기 제 1 급전부와 제 1 단락부와 연장되게 미엔더라인형의 제 1 방사패턴이 형성되고 상기 제 1 방사패턴과 연장되게 하향수직으로 형성된 제 2 방사패턴으로 형성된 제 1 방사소자부; 및
    상기 제 1 급전부와 제 1 단락부가 연결된 그라운드부의 일측 끝단에 상기 제 1 급전부와 일정거리 이격된 중심부분에 상향수직으로 연결되는 제 2 단락부와 상기 제 2 단락부에 연장되게 상기 제 1 방사패턴과 대칭되게 형성된 제 3 방사패턴이 형성되고 상기 제 3 방사패턴과 연장되게 상기 제 2 방사패턴과 대칭되게 형성된 제 4 방사패턴으로 형성된 제 1 기생소자부로 이루어지고,
    상기 그라운드부의 전류는 제 1 방사소자부와 제 1 기생소자부쪽으로 흐르고 상기 제 1 방사소자부와 제 1 기생소자부는 같은 방향으로 전류가 흘려 전기장이 수평방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이동통신단말기에 사용되는 내장형 RFID 안테나.
  7. 삭제
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