KR101021934B1 - Folded Dipole Antenna For RFID Handheld Reader - Google Patents
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Abstract
본 발명은 휴대형(Hendheld type) RFID 리더용 폴디드 다이폴(Folded Dipole) 안테나에 관한 것으로, 기존 휴대형 RFID 리더기의 일관된 안테나 형태인 패치 타입을 탈피하여 폴디드 다이폴(Folded Dipole) 형태의 안테나를 RFID 리더기에 장착함으로써 패치형태의 안테나가 가진 무게를 80% 이상 경감하고, 패치형태의 안테나를 위해 최소 보장을 요구하는 100㎜×100㎜의 안테나 사이즈를 60㎜×80㎜로 30% 이상 축소하여 휴대형 RFID 리더기가 갖는 이동성(Mobility)의 향상은 물론 경량화, 소형화를 통해 엔드 유저(End-User)의 사용성과 편의성을 대폭 증가킨 것이다. 이를 통해 향후 개발될 RFID 핸드헬드형 리더기의 사이즈 축소에 기여하고, RFID의 업무 적용성 향상에도 기여할 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a folded dipole antenna for a handheld RFID reader, wherein the folded dipole antenna is separated from a patch type that is a consistent antenna form of a conventional RFID reader. It reduces the weight of the patch-type antenna by more than 80%, and reduces the antenna size of 100mm × 100mm that requires minimum guarantee for the patch-type antenna by 30% or more by 60% × 80mm. In addition to the improved mobility (mobility) of the reader, the usability and convenience of the end-user (End-User) has been greatly increased through lighter weight and smaller size. This contributes to the reduction of the size of the RFID handheld reader to be developed in the future and to the improvement of the application of RFID.
RFID, 태그(Tag), 핸드헬드(Handheld), 리더(Reader), 폴디드 다이폴 안테나(Folded Dipole Antenna), 빔 조절 기판, 인식율, 수신율 RFID, Tag, Handheld, Reader, Folded Dipole Antenna, Beam Control Board, Recognition Rate, Receiving Rate
Description
본 발명은 휴대형(Hendheld type) RFID 리더의 안테나에 관한 것으로, 보다 상세하게는 900MHz 대역을 사용하여 RFID 태그(Tag) 정보를 인식 및 기록하는 RFID 핸드헬드(Hendheld) 리더용 폴디드 다이폴(Folded Dipole) 안테나에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna of a handheld type RFID reader, and more particularly, a folded dipole for an RFID handheld reader that recognizes and records RFID tag information using a 900 MHz band. ) Relates to an antenna.
일반적으로, 900MHz 대역의 RF 신호를 인식하기 위한 핸드헬드 타입의 리더기의 경우, 100㎜×100㎜ 사이즈의 패치(Patch) 타입의 안테나를 사용하여 RF 전파를 송수신하고, RFID 태그(Tag)의 정보를 인식 및 기록한다. 패치 형태의 RFID 안테나를 사용할 경우 패치 형태의 안테나 특성으로 인해 RF 전파에 대한 인식감도가 낮고, 사이즈가 일정 이상으로 유지되어야만 900MHz 대역의 RF 전파를 사용하여 태그(Tag)의 인식 거리를 보장하고자 하는 기존의 목표를 달성할 수 있다. In general, in the case of a handheld reader for recognizing an RF signal in a 900 MHz band, an RF tag is transmitted and received using a patch type antenna having a size of 100 mm × 100 mm, and information of an RFID tag Recognize and record. When using a patch-type RFID antenna, the recognition sensitivity of the RF wave is low by using a patch-type antenna characteristic and the size must be maintained above a certain size. Can achieve existing goals.
그러나, 패치 형태의 안테나의 경우 사이즈가 작아질 경우 태그(Tag) 인식 거리가 줄어들 뿐만 아니라 인식거리의 확보를 위해 현재 국내 1W(와트)(=30dB)로 제한된 전파 기준을 초과할 가능성이 많으며, 패치타입의 안테나 제작을 위해 세라믹 또는 테프론 등의 소재를 이용한 제작으로 필요 이상의 무게를 차지하고 있다.However, in the case of a patch-type antenna, when the size is smaller, not only the tag recognition distance is reduced but also it is likely to exceed the current radio wave limit limited to 1W (watts) (= 30 dB) in Korea to secure the recognition distance. To manufacture a patch type antenna, it takes more weight than necessary by using materials such as ceramic or Teflon.
전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 휴대형 RFID 리더의 주요한 특징인 휴대성, 안정성, 편의성 및 이동성의 보장을 위해 RFID 안테나의 무게를 절감하고, 크기를 축소하며 안테나의 RFID 태그(Tag) 인식 감도를 높이고, 이를 통해 다량의 태그들을 인식할 수 있는 RFID 핸드헬드(Hendheld) 리더용 폴디드 다이폴(Folded Dipole) 안테나를 제공하는 데 있다.The technical problem to be solved by the present invention is to reduce the weight of the RFID antenna, to reduce the size and to reduce the RFID of the antenna to ensure the portability, stability, convenience and mobility of the main features of the portable RFID reader The present invention provides a folded dipole antenna for an RFID handheld reader that can increase tag recognition sensitivity and thereby recognize a large number of tags.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 RFID 핸드헬드형 리더기에 장착된 RFID 안테나의 형태를 X 형태의 크로스 폴디드 다이폴(Cross Folded Dipole) 형식으로 제작하여 안테나의 전파 방사형태를 원형 편파(Circular Polarization) 형식으로 전달할 수 있도록 함으로써, 안테나의 지향성과 수신 감도를 대폭 증대할 수 있는 RFID 핸드헬드(Hendheld) 리더용 폴디드 다이폴(Folded Dipole) 안테나를 제공하는 데 있다. In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is to produce a form of the RFID antenna mounted on the RFID handheld reader in the form of X-shaped cross-folded dipole (Cross Folded Dipole) to form a radio wave radiation form of the antenna (Circular polarization) The present invention provides a folded dipole antenna for an RFID handheld reader that can greatly increase the directivity and reception sensitivity of the antenna by enabling transmission in a polarization format.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 기존의 패치 유형의 안테나가 지니는 큰 사이즈(100㎜×100㎜)와 재질에 따른 무게의 약점을 보완하기 위해, 다이폴 유형의 안테나를 90도 각도로 2회 이상 접어 태그에서 나오는 전파의 인식 면적을 넓힌 RFID 핸드헬드(Hendheld) 리더용 폴디드 다이폴(Folded Dipole) 안테나를 제공하는 데 있다.In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is to compensate for the weakness of the large size (100 mm × 100 mm) and the weight according to the conventional patch-type antenna, the dipole type antenna at a 90 degree angle The company provides a folded dipole antenna for RFID handheld readers that folds more than once to increase the recognition area of radio waves coming from tags.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는 태그로부터 전송되어진 전파에 대한 전(前) 방향 송수신률을 높이기 위해 RFID 안테나의 접지(Ground) 면적을 넓히되 외형적인 사이즈 축소를 위해 특정 사이즈(60㎜×80㎜) 이외의 베이스 기판을 후방향으로 접어 놓음으로써 넓은 접지(Ground) 면적을 이용하여 수신된 전파의 인식률을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 후방향으로 접힌 안테나 베이스 기판으로 인해 RFID 안테나를 통해 전달되는 전파의 지향 각도를 좁혀 전파가 보다 멀리 도달하고 원거리(약 3m 이후)의 태그 데이터를 인식할 수 있는 RFID 핸드헬드(Hendheld) 리더용 폴디드 다이폴(Folded Dipole) 안테나를 제공하는 데 있다. In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is to increase the ground area of the RFID antenna in order to increase the transmit and receive rate for the radio wave transmitted from the tag, but the specific size (60) By folding the base substrate other than ㎜ × 80㎜ in the backward direction, the recognition rate of the received radio waves can be increased by using a large ground area, and the antenna base substrate folded in the backward direction can be used through the RFID antenna. The aim of the present invention is to provide a folded dipole antenna for RFID handheld readers by narrowing the direction of propagation of the transmitted radio waves so that radio waves can reach farther and recognize tag data at a distance (after about 3 m).
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는 기존의 1:1(1회 인식에 1 Barcode 수량) 바코드(Barcode) 인식에서 1:다수(1회 인식에 다수의 Tag 수량) 인식이 가능한 RFID 핸드헬드(Hendheld) 리더용 폴디드 다이폴(Folded Dipole) 안테나를 제공하는 데 있다. In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is an RFID hand capable of recognizing a number of 1: (a number of tags in a single recognition) from a conventional 1: 1 (1 barcode in a single recognition) barcode recognition. To provide a folded dipole antenna for a handheld reader.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는 RFID 산업의 적용을 위해 필수적으로 요구되는 저중량 및 소(小)사이즈의 조건을 만족하고 높은 인식률과 인식거리를 보장할 수 있는 RFID 핸드헬드(Hendheld) 리더용 폴디드 다이폴(Folded Dipole) 안테나를 제공하는 데 있다.In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is RFID handheld (Hendheld) that can meet the requirements of low weight and small size, which is essential for the application of the RFID industry and ensure a high recognition rate and recognition distance It is to provide a folded dipole antenna for the reader.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 청구항 1에 기재된 발명은, 폴디드 형태의 다이폴 기판을 장착하기 위한 다이폴 기판 장착부가 중앙 부분에 위치하고, 빔 조절판을 장착하기 위한 빔 조절판 장착부가 4방향의 가장자리 부분에 위치하고 있으며 전파를 전방으로 반사하는 베이스 기판; 상기 베이스 기판의 전면에 형성된 상기 다이폴 기판 장착부에 X자 형태의 크로스 폴디드 다이폴(Cross Folded Dipole) 형식으로 서로 엇갈리게 장착되며, 서로 직교하는 두 방향으로 전파를 방사하여 원형 편파(Circular Polarization) 파형을 유도하는 2개의 다이폴 기판; 및 상기 베이스 기판의 후면 가장자리에 형성된 상기 빔 조절판 장착부의 슬롯에 각각 장착되어 빔 패턴의 지향성을 향상시키는 "ㄱ"자형의 빔 조절판을 포함하는 것을 특징으로 한다.As a means for solving the above technical problem, the invention according to claim 1, the dipole substrate mounting portion for mounting the folded dipole substrate is located in the center portion, the beam control plate mounting portion for mounting the beam control plate in four directions A base substrate positioned at an edge portion and reflecting radio waves forward; The dipole substrate mounting portion formed on the front surface of the base substrate is alternately mounted in an X-shape cross folded dipole type, and radiates radio waves in two orthogonal directions to generate a circular polarization waveform. Inducing two dipole substrates; And "a" shaped beam control plates mounted in slots of the beam control plate mounting portions formed at rear edges of the base substrate to improve directivity of the beam pattern.
청구항 2에 기재된 발명은, 상기 다이폴 기판이 일면의 양쪽에 90도 각도로 2회 이상 절곡된 다이폴 엘리먼트가 각각 형성되어 있는 것고, 청구항 3에 기재된 발명은, 상기 다이폴 기판이 X자 형태로 서로 엇갈리게 장착할 수 있도록 중앙에 끼움홈이 대칭되게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In the invention described in claim 2, the dipole elements each of which is bent at least twice at 90 degrees on both sides of the dipole substrate are formed. The invention according to claim 3 alternates the dipole substrates in an X-shape. It is characterized in that the fitting groove is formed symmetrically in the center to be mounted.
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청구항 4에 기재된 발명은, 상기 빔 조절판이 상기 빔 조절판 장착부에 끼워 장착되는 돌기가 일측에 돌출 형성된 받침부와, 상기 받침부의 타측에 길이 방향으로 수직 절곡된 절곡부를 일체로 형성한 것이고, 청구항 5에 기재된 발명은, 상기 빔 조절판이 상기 절곡부의 양단 모서리 부분이 2°내지 45°범위로 절개된 형상을 갖는 것이다.The invention according to claim 4, wherein the beam control plate is formed by integrally forming a support portion protruding on one side of the projection to be fitted to the beam control plate mounting portion and the bent portion vertically bent in the longitudinal direction on the other side of the support portion, claim 5 The invention described in the above is that the beam control plate has a shape in which both edge portions of the bent portion are cut in a range of 2 ° to 45 °.
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그리고 청구항 6에 기재된 발명은, 상기 빔 조절판이 동판으로 구성된 것이고, 청구항 7에 기재된 발명은, 상기 안테나의 베이스 기판은 80㎜×60㎜ 정도의 크기를 갖는 것이다.In the invention described in claim 6, the beam control plate is composed of a copper plate, and in the invention according to claim 7, the base substrate of the antenna has a size of about 80 mm x 60 mm.
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본 발명에 따르면, 기존 RFID 핸드헬드형 리더기의 일관된 안테나 형태(패치 타입)를 탈피하여 폴디드 다이폴(Folded Dipole) 형태의 안테나를 RFID 핸드헬드형 리더기에 장착함으로써 패치형태의 안테나가 가진 무게를 80% 이상 경감하고, 패치형태의 안테나를 위해 최소 보장을 요구하는 100㎜×100㎜의 안테나 사이즈를 60㎜×80㎜로 30% 이상 축소하여 RFID 핸드헬드형 리더기가 갖는 이동성(Mobility)의 향상은 물론 경량화, 소형화를 통해 엔드 유저(End-User)의 사용성과 편의성을 대폭 증가시킬 수 있다. 이를 통해 향후 개발될 RFID 핸드헬드형 리더기의 사이즈 축소에 기여하고, RFID의 업무 적용성 향상에도 기여할 수 있다.According to the present invention, the weight of the patch-type antenna is increased by mounting a folded dipole type antenna on the RFID handheld reader by removing a consistent antenna type (patch type) of the existing RFID handheld reader. An increase in mobility of RFID handheld readers is achieved by reducing the antenna size of 100 mm x 100 mm by more than 30% and reducing the antenna size from 100 mm x 100 mm to 60 mm x 80 mm. Of course, it is possible to greatly increase the usability and convenience of the end-user through light weight and miniaturization. This contributes to the reduction of the size of the RFID handheld reader to be developed in the future and to the improvement of the application of RFID.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
실시예Example
도 1 내지 도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 RFID 핸드헬드(Hendheld) 리더용 폴디드 다이폴(Folded Dipole) 안테나를 나타낸 것이다.1 to 11 show a folded dipole antenna for an RFID handheld reader according to a preferred embodiment of the present invention.
먼저, 도 1은 본 발명에 따라 RFID 핸드헬드형 리더기에 장착되는 안테나의 베이스 기판을 도시한 도면으로서, (a)는 베이스 기판(10)의 후면(11)을 도시한 것이고 (b)는 베이스 기판(10)의 전면(18)을 도시한 것이다.First, Figure 1 is a view showing a base substrate of the antenna mounted to the RFID handheld reader in accordance with the present invention, (a) shows the
안테나의 베이스 기판(10)의 중앙 부분에는 안테나의 다이폴 기판(도 2 및 도 3의 20, 30)이 장착되는 X자형의 다이폴 기판 장착부(12,13)가 위치하고 있고, 상하좌우 4 방향의 가장자리 부분에는 RF 전파의 방사각의 축소를 통해 빔 패턴을 조정하는 기능의 빔 조절판(도 4 내지 도 6의 40,50,60)이 장착되는 빔 조절판 장착부(14)가 위치하고 있다. 빔 조절판 장착부(14)는 빔 조절판의 돌기를 끼울 수 있는 슬롯(slot)이다. 안테나의 베이스 기판(10)의 후면(11)에는 인쇄회로 패턴(16)이 형성되어 있으며, 다이폴 기판 장착부(12,13)에 비아홀(Via hole: 17)이 형성되어 있다. In the center portion of the
본 발명에 따른 안테나의 베이스 기판(10)은 80㎜×60㎜ 정도의 크기로 형성하는 것이 바람직하다. 안테나의 베이스 기판(10)의 사이즈를 100㎜×100㎜ 이상 확대하면 수신 감도와 송신 전파의 도달 거리를 증가시킬 수도 있으나, 본 발명에서는 엔드 유즈(End-User)의 요구조건을 최대한 고려하여 경량화 및 소형화를 위한 집적된 기술을 적용하였다. 그리고 안테나의 베이스 기판(10)을 접어 베이스 기판(10)의 단위 면적을 증대시킴으로써, 송·수신 전파의 빔 패턴을 개선하여 RFID 태그의 인식 거리를 최대화하였다.The
도 2와 도 3은 본 발명의 안테나에서 서로 직교하면서 끼움홈을 통해 결합되는 폴디드 다이폴(Folded Dipole) 형태를 적용한 제1 다이폴 기판(20)과 제2 다이폴 기판(30)을 도시한 것으로서, (a)는 기판의 전면(21,31)을 도시한 것이고, (b)는 기판의 후면(24,34)을 도시한 것이다.2 and 3 illustrate a
제1 다이폴 기판(20)과 제2 다이폴 기판(30)은 끼움홈(25,35)에 의해 X자형태로 결합된 후, 베이스 기판(10)의 전면(18)에 형성된 다이폴 기판 장착부(12,13)에 X자 형태의 크로스 폴디드 다이폴(Cross Folded Dipole) 형식으로 서로 엇갈리게 장착되며, ±45°방향에서 서로 직교하는 두방향으로 전파를 방사하여 원형 편파(Circular Polarization) 파형을 유도하는 기능을 한다.The
제1 다이폴 기판(20)과 제2 다이폴 기판(30)에는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 일면의 양쪽에 90도 각도로 2회 이상 절곡된 다이폴 엘리먼트들(22,32)이 각각 형성되어 있으며, 이 다이폴 엘리먼트들(22,32)은 약간 돌출된 급전면(23,33)을 통해 베이스 기판(10)의 다이폴 기판 장착부(12,13)에 연결된다.
그리고 상기 2개의 다이폴 기판(20,30)은 X자 형태로 서로 엇갈리게 장착할 수 있도록 중앙부에 끼움홈(25,35)이 각각 대칭되게 형성되어 있다.As shown in FIGS. 2 and 3, the
In addition, the two
본 발명에서는 다이폴 엘리먼트들(22,32)을 90도 각도로 두번 절곡하여 폴디드 다이폴 형태로 적용하여 안테나의 RF 송·수신 감도를 최대화하였으며, 2개의 다이폴 기판(20,30)을 서로 엇갈리게 배치함으로써 송·수신 RF 전파의 편향성을 원형 편파(Circular Polarization)가 가능하도록 하여 인식 가능한 전파의 도달 거리를 최대한으로 증가시켰다. 상기 다이폴 기판(20,30)은 상기 베이스 기판(10)의 다이폴 기판 장착부(12,13)에 장착되고, 도 2의 24와 도 3의 34는 다이폴 기판(20,30)의 후면을 각각 나타낸다.In the present invention, the
도 4 내지 도 6은 도 1의 베이스 기판(10)의 가장자리에 연결되는 빔 조절판(40,50,60)을 나타낸 것으로, 도 4는 베이스 기판(10) 하단부의 슬롯(Slot)에 장착되는 하측 빔 조절판(40)이고, 도 5는 베이스 기판(10) 상단부의 슬롯(Slot)에 장착되는 상측 빔 조절판(50)이며, 도 6은 베이스 기판(10)의 좌우측 측면에 장착되는 측면 빔 조절판(60)이다. 이와 같은 빔 조절판(40,50,60)이 모두 장착되면, 전체적으로 베이스 기판(10)이 RFID 안테나 후방으로 두번 접혀진 듯한 모습을 갖게 된다.4 to 6 illustrate
빔 조절판(40,50,60)은 베이스 기판(10)의 후면(11) 가장자리에 형성된 상기 빔 조절판 장착부(14)의 슬롯에 각각 장착되며, 전방으로 방사되는 빔 패턴을 조절하는 기능을 한다.The
빔 조절판(40,50,60)은 상기 빔 조절판 장착부(14)의 슬롯에 끼워 장착되는 돌기(41,51,61)가 일측에 돌출 형성된 받침부(42,52,62)와, 받침부(42,52,62)의 타측에 길이 방향으로 수직 절곡된 절곡부(43,53,63)가 일체로 형성된 "ㄱ"자 형상을 갖는다. 여기서, 빔 조절판(40,50,60)의 절곡부(43,53,63)는 양단 모서리 부분(44,54,64)이 2°내지 45°범위로 절개된 형상을 갖는 것이 바람직하다. 절곡부(43,53,63)의 양단 모서리 부분이 2°내지 45°범위로 절개됐을 때, 안테나의 지향성이 개선되고 수신 감도와 데이터 인식률이 최대화 됨을 실험을 통해 확인하였다. The
한편, 절곡부(43,53,63)는 양단 모서리 부(44,54,64)의 절개된 형상이 곡면의 라운드(round) 형상을 가지는 것이 바람직하나, 직선 형태로 절개할 수도 있다.On the other hand, the bent portion (43, 53, 63) it is preferable that the cut shape of the corners (44, 54, 64) of both ends has a round shape of the curved surface, it may be cut in a straight form.
도 4 내지 도 6의 빔 조절판(40,50,60)의 장착을 통해 RF 전파 송신시 RF 전파의 방사각을 좁혀 RF 전파가 도달하는 거리를 보다 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 원거리에 위치한 RFID 태그에 저장된 데이터를 인식하는 인식률을 증가시킬 수 있다.Through the mounting of the beam control plate (40, 50, 60) of Figures 4 to 6 can narrow the radiation angle of the RF radio wave when transmitting the RF radio waves to further improve the distance the RF radio waves reach, so that the RFID tag located at a far distance It is possible to increase the recognition rate for recognizing data stored in the.
도 7은 본 발명에 따른 안테나의 베이스 기판에 다이폴 기판과 빔 조절판을 장착한 모습을 다른 각도에서 시뮬레이션한 도면이고, 도 8 내지 도 11은 본 발명에 따른 폴디드 다이폴 안테나의 실물 예를 나타낸 사진이다.FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which a dipole substrate and a beam control plate are mounted on a base substrate of an antenna according to the present invention at different angles, and FIGS. 8 to 11 are photographs showing a physical example of a folded dipole antenna according to the present invention. to be.
상술한 바와 같이, 본 발명은 RFID 핸드헬드형 리더기에 장착된 RFID 안테나의 형태를 X(크로스) 형태의 크로스 폴디드 다이폴(Cross Folded Dipole) 형식으로 제작함으로써 원형 편파(Circular Polarization) 파형을 유도하고, RFID 산업의 적용을 위해 필수적으로 요구되는 저중량, 소사이즈를 위한 안테나 형태로 변경할 수 있으며, 인식률을 높이고 인식거리를 향상시킬 수 있다.As described above, the present invention induces a circular polarization waveform by fabricating the form of the RFID antenna mounted on the RFID handheld reader in the form of an X (cross) cross folded dipole. For example, it can be changed into antenna type for low weight and small size, which is essential for the RFID industry, and can increase recognition rate and improve recognition distance.
본 발명에 포함된 크로스 폴디드 다이폴(Cross Folded Dipole) 형태의 RFID 안테나는 기존 바코드(Barcode)가 가진 1:1(1회 인식에 1 Barcode 수량) 인식의 효율성을 1:다수 (1회 인식에 다수의 Tag 수량) 인식을 위해 적용된 RFID 분야의 다양한 RFID 안테나의 형태들 중, RFID 핸드헬드형 리더기에 일반적으로 적용된 패치(Patch) 유형의 안테나가 지니는 약점을 보완하여 전혀 다른 형태로 제작되었다. The cross-folded dipole type RFID antenna included in the present invention has the efficiency of 1: 1 (1 barcode per 1 barcode) recognition of a conventional barcode (Barcode). Among the various types of RFID antennas in the RFID field applied for the recognition of a large number of tags, it is manufactured in a completely different form to compensate for the weakness of the patch type antennas generally applied to RFID handheld readers.
또한, 패치 유형의 안테나가 지니는 큰 사이즈(100mm×100mm)와 재질에 따른 무게의 약점을 보완하여, 다이폴 엘리먼트(22,32)를 90도 각도로 2회 이상 절곡시켜 태그에서 나오는 전파의 인식거리를 개선하며, 안테나의 지향성과 수신 감도의 향상을 위해 다이폴 안테나를 X자 형태로 제작함으로써 안테나의 전파 방사형태를 원형 편파(Circular Polarization) 형식으로 전달할 수 있도록 하였다. In addition, to compensate for the large size (100mm × 100mm) of the patch-type antenna and the weakness of the weight according to the material, the recognition distance of the radio wave from the tag is bent by bending the
또한, 태그(Tag)로부터 전송되어진 전파에 대한 전(前) 방향 송·수신률을 높이기 위해 RFID 안테나의 그라운드(Ground)를 넓히되 외형적인 사이즈 축소를 위해 특정 사이즈(600mm×800mm) 이외의 베이스 기판을 후방향으로 접어 놓음으로써 넓은 그라운드(Ground) 사이즈를 이용하여 전파의 수신감도를 높였을 뿐만 아니라, 후방향으로 접힌 안테나 베이스 기판(10)으로 인해 RFID 안테나를 통해 전달되는 전파의 지향 각도를 좁혀 전파가 보다 멀리 도달하고, 원거리(약 3M이후)의 태그(Tag) 데이터를 인식할 수 있도록 하였다.In addition, in order to increase the forward / receive rate of radio waves transmitted from tag, base board other than specific size (600mm × 800mm) is enlarged to increase the ground of RFID antenna. By folding the antenna in the rearward direction, not only the reception sensitivity of the radio wave is increased by using a wide ground size, but also the narrowing direction of the radio wave transmitted through the RFID antenna due to the
본 발명에 따른 안테나의 베이스 기판(10)을 후 방향으로 접는 방법은 다음과 같다. 빔 조절판(40,50,60)은 베이스 기판(10)의 확장 영역이라고도 할 수 있다. 안테나에 있어 베이스 기판(10)은 안테나의 후 방향으로 나가는 원치 않는 전파를 전(前) 방향으로 반사하는 역할을 한다. 그러나, 베이스 기판(10)이 커지면 안테나의 사이즈 또한 커지는 단점이 있기에 본 발명에 따른 폴디드 다이폴 안테나는 안테나의 베이스 기판(10)을 확장하여 뒷 부분을 "ㄱ" 자 형태로 동판을 접어서 베이스 기판(10)에 연결하여 확장 부분이 베이스 기판과 같은 역할을 하게 한다.The method of folding the
안테나의 베이스 기판(10)을 후 방향으로 접었을 경우의 인식률 차이는 도 12에 도시된 바와 같이 안테나의 전파를 방사하는 빔 패턴을 보면 분명한 차이가 있음을 알수 있다. 도 12에서 "a"로 표시되어 있는 부분은 빔 조절판이 없을 때의 빔 패턴이고, "b"로 표시되어 있는 부분은 빔 조절판을 장착하였을 때의 빔 패턴이며, 양 패턴을 비교해 보면 빔 조절판(40,50,60)이 후방으로의 원치 않는 전파를 줄여 전(前) 방향으로 빔 패턴을 개선하는 역할을 하는 것을 알 수 있다.The difference in recognition rate when the
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시 예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(당업자)라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이 며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.Preferred embodiments of the present invention described above are disclosed to solve the technical problem, and those skilled in the art to which the present invention pertains (man skilled in the art) various modifications, changes, additions, etc. within the spirit and scope of the present invention. It will be possible, and such modifications and changes should be considered to be within the scope of the following claims.
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도 1은 RFID 핸드헬드형 리더기에 장착되는 본 발명에 따른 안테나의 베이스 기판을 도시한 도면이고,1 is a view showing a base substrate of an antenna according to the present invention mounted on an RFID handheld reader,
도 2 는 본 발명에 따른 안테나의 제1 다이폴 기판을 도시한 도면,
도 3 은 본 발명에 따른 안테나의 제2 다이폴 기판을 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 안테나의 베이스 기판 하측 가장자리에 장착되는 하측 빔 조절판을 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 안테나의 베이스 기판 상측 가장자리에 장착되는 상측 빔 조절판을 도시한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 안테나의 베이스 기판 좌/우측 가장자리에 장착되는 측면 빔 조절판을 도시한 도면,
도 7은 본 발명에 따른 안테나의 베이스 기판에 다이폴 기판과 빔 조절판이 장착된 모습을 다른 각도에서 시뮬레이션한 도면,2 shows a first dipole substrate of an antenna according to the invention,
3 shows a second dipole substrate of an antenna according to the invention,
4 is a view showing a lower beam control plate mounted on the lower edge of the base substrate of the antenna according to the present invention;
5 is a view showing an upper beam control plate mounted to the upper edge of the base substrate of the antenna according to the present invention;
Figure 6 is a view showing a side beam control plate mounted to the left and right edge of the base substrate of the antenna according to the present invention,
7 is a view simulating the mounting of the dipole substrate and the beam control plate on the base substrate of the antenna according to the present invention from different angles,
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도 8 내지 도 11은 본 발명에 따른 폴디드 다이폴 안테나의 실물 예를 나타낸 사진,8 to 11 are photographs showing a physical example of a folded dipole antenna according to the present invention;
도 12는 본 발명에 따른 안테나에서 빔 조절판을 장착하지 않았을 때(a)와 장착했을 때(b)의 빔 패턴을 비교하여 나타낸 도면이다.12 is a view showing a comparison of the beam pattern when the beam control plate is not mounted (a) and when mounted (b) in the antenna according to the present invention.
[ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ][Description of Code for Major Parts of Drawing]
10 : 베이스 기판 11 : 베이스 기판의 후면10: base substrate 11: back of base substrate
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12, 13 : 다이폴 기판 장착부 14 : 빔 조절판 장착부12, 13: dipole substrate mounting portion 14: beam control plate mounting portion
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16 : 인쇄회로패턴 17 : 비아홀(Via hole)16: printed circuit pattern 17: via hole
18 : 베이스 기판의 전면 20 : 제1 다이폴 기판18: front side of base substrate 20: first dipole substrate
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21 : 제1 다이폴 기판의 전면 22 : 다이폴 엘리먼트
23 : 급전면 24 : 제1 다이폴 기판의 후면
25 : 끼움홈 30 : 제2 다이폴 기판21: front surface of the first dipole substrate 22: dipole element
23: feed surface 24: the rear of the first dipole substrate
25: fitting groove 30: the second dipole substrate
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31 : 제2 다이폴 기판의 전면 32 : 다이폴 엘리먼트
33 : 급전면 34 : 제2 다이폴 기판의 후면
35 : 끼움홈 31: Front surface of the second dipole substrate 32: Dipole element
33: feed surface 34: the rear of the second dipole substrate
35: fitting groove
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40,50,60 : 빔 조절판 41,51,61 : 돌기40, 50, 60:
42,52,62 : 받침부 43,53,63 : 절곡부42,52,62:
44,54,64 : 절곡부의 양단 모서리부44,54,64: corners of both ends of bend
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