KR101264907B1 - 도전사로 자수나 박음질하여 형성한 ｈｆ ｒｆｉｄ 태그 안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도전사로 자수나 박음질하여 형성한 HF RFID 태그 안테나에 관한 것으로. 섬유(A) 상에 도전사(11; 導電絲)를 일정 폭과 일정 길이로 자수나 박음질하여 다수의 루프를 형성한 다수의 안테나패턴(10)과; 상기 다수의 안테나패턴(10) 중 어느 하나의 일단과 다수의 안테나패턴(10)을 서로 연결한 타단 사이에 연결 고정된 RFID 태그칩(20)으로 구성되어 도전사(導電絲)의 자수나 박음질로 HF RFID 안테나 패턴을 형성하여 구부러짐이나 꾸겨짐에 상관없이 태그로서 동작할 수 있고, 도전사(導電絲)의 자수나 박음질로 옷의 소매 안쪽이나 옷 자체에 HF RFID 안테나 패턴을 형성하여 RFID 태그 칩이 안정적으로 동작할 수 있으면서 안테나 패턴의 크기 조절이 용이하여 태그의 인식거리 및 인식율이 향상되며, 도전사(導電絲)의 자수나 박음질로 옷의 소매 안쪽이나 옷 자체에 HF RFID 안테나 패턴을 형성하여 구부러짐이나 꾸겨짐에 상관없이 보통 출입보안용이나 교통카드로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 RFID 태그 칩이 섬유 상에 안정적으로 부착되어 안테나의 방사 효율이 높고, 반영구적으로 사용할 수 있으면서 응용 가능성을 다양할 수 있는 각별한 장점이 있는 유용한 발명이다.

Description

도전사로 자수나 박음질하여 형성한 ＨＦ ＲＦＩＤ 태그 안테나{ＨＦ ＲＦＩF tag antenna formed by embroidery of electroconductive thread}

본 발명은 도전사로 형성한 태그 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 섬유상에 도전사(導電絲)로 자수나 박음질하여 안테나 패턴을 형성한 도전사로 자수나 박음질하여 형성한 HF RFID 태그 안테나에 관한 것이다.

일반적으로 무선 주파수 인식(RFID : Radio Frequency IDentification)은 무선 주파수를 사용하여 태그(tag)가 가지고 있는 정보를 비접촉식으로 인식하거나 기록하는 기술로서, 태그가 부착된 물건이나 동물, 사람 등을 인식, 추적, 관리할 수 있는 기술을 말한다. 이러한 RFID 시스템은 고유한 식별정보를 가지고 있으며 물건이나 동물 등에 부착되는 태그(Tag 또는 Transponder)와, 이 태그가 가지고 있는 식별정보를 읽거나 또는 기록하기 위한 리더(Reader 또는 Interrogator) 및 리더와 연결되는 컴퓨터를 포함한다.

이러한 RFID 시스템에서 RFID 태그는 안테나와 RFID IC칩으로 구성되어 있으며, 리더는 전기자기장을 리더용 안테나를 통하여 전송하여 수동형 태그에 파워를 공급하면서 태그와 데이터를 주고 받는다.

그리고 태그의 마이크로 칩은 태그 안테나의 급전점에 위치하여 리더의 신호로부터 필요한 모든 에너지를 받게 되는데, 태그는 코딩된 신호를 전자기역산란(electromagnetic backscattering) 방식으로 HF 주파수에서 태그의 정보를 리더에게 다시 보낸다. 즉, 태그는 리더로부터 받은 에너지의 한 부분을 다시 보내게 되는 것으로, 태그의 전원인가 방식으로는 쇼트키(schottky) 정류회로를 이용하여 마이크로웨이브 에너지를 직류로 변환하며, 수동형 태그의 경우는 바로 정류되어진 직류 전압을 사용하여 동작하게 된다.

이러한 RFID 태그를 의류 등 섬유제품에 채용하기 위해서는 라벨상으로 형성한 태그를 우레탄이나 특정물질로 패키징하여 네임텍 형태로 섬유제품에 부착하여 사용하게 된다.

따라서 RFID 라벨태그는 RFID 태그를 패키징하는 번거로운 공정을 필요로하여 제작시간이 증가할 뿐만 아니라 인건비 등 제작비용이 증가하여 경제성이 떨어지게 되는 결점을 갖게 된다.

또한 제품으로부터 RFID 라벨태그가 쉽게 분리될 수 있어 취급자의 부주의로 제품으로부터 RFID 라벨태그가 분리되어 분실되거나 고의로 RFID 라벨태그가 제품으로부터 제거되어 제품이 태그가 없는 상태로 될 우려가 많다고 하는 문제점도 있었다.

보통 HF(13.56MHz) 태그는 필름형태나 카드 또는 도전성 잉크로 프린트된 형태의 카드형 태그이다. 이러한 태그 즉, 카드는 주머니 안이나 지갑 안에서 깨어짐이 있을 수 있고, 필름 형태는 구겨지거나 망가지기 쉽고 도전사 잉크로 새겨진 세탁 등에 의해 태그가 지워지거나 구부러질 경우 연속성에 문제가 생겨서 태그로서 작동이 되지 않는 경우가 야기되는 문제점이 있었다.

상기한 문제점들을 해결하기 위해서는 도전사(導電絲)나 전도성 잉크를 섬유ㆍ의류에 직접 박음질 하거나 프린팅하여 RFID 안테나 패턴을 형성하는 섬유태그를 생각할 수 있다.

그러나 의류에 도전사를 직접 박음질하는 경우 도전사의 특성상 섬유 상에 RFID 태그 칩을 부착하는 것이 용이하지 않다고 하는 문제점이 있고, 전도성 잉크를 섬유ㆍ의류에 프린팅하는 경우 섬유의 특성상 다림질이나 세탁, 구김 등에서 그 형태를 보전할 수 없어 RFID 섬유태그의 신뢰성을 보장할 수 없다고 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 실정을 감안하여 종래 RFID 라벨태그의 여러 가지 결점 및 문제점 들을 해결하고 섬유ㆍ의류분야에 RFID 태그의 채용을 확산시키고자 발명한 것으로서, 그 목적은 도전사(導電絲)의 자수나 박음질로 HF RFID 안테나 패턴을 형성하여 구부러짐이나 꾸겨짐에 상관없이 태그로서 동작할 수 있는 도전사로 자수나 박음질하여 형성한 HF RFID 태그 안테나를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 도전사(導電絲)의 자수나 박음질로 옷의 소매 안쪽이나 옷 자체에 HF RFID 안테나 패턴을 형성하여 RFID 태그 칩이 안정적으로 동작할 수 있으면서 안테나 패턴의 크기 조절이 용이하여 태그의 인식거리 및 인식율이 향상되는 도전사로 자수나 박음질하여 형성한 HF RFID 태그 안테나를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 도전사(導電絲)의 자수나 박음질로 옷의 소매 안쪽이나 옷 자체에 HF RFID 안테나 패턴을 형성하여 구부러짐이나 꾸겨짐에 상관없이 보통 출입보안용이나 교통카드로 사용할 수 있는 도전사로 자수나 박음질하여 형성한 HF RFID 태그 안테나를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 RFID 태그 칩이 섬유 상에 안정적으로 부착되어 안테나의 방사 효율이 높고, 반영구적으로 사용할 수 있으면서 응용 가능성을 다양할 수 있는 도전사로 자수나 박음질하여 형성한 HF RFID 태그 안테나를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 도전사로 자수나 박음질하여 형성한 HF RFID 태그 안테나는 섬유(A) 상에 도전사(11; 導電絲)를 일정 폭과 일정 길이로 자수나 박음질하여 다수의 루프를 형성한 다수의 안테나패턴(10)과; 상기 다수의 안테나패턴(10) 중 어느 하나의 일단과 다수의 안테나패턴(10)을 서로 연결한 타단 사이에 연결 고정된 RFID 태그칩(20)으로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 도전사(導電絲)의 자수나 박음질로 HF RFID 안테나 패턴을 형성하여 구부러짐이나 꾸겨짐에 상관없이 태그로서 동작할 수 있고, 도전사(導電絲)의 자수나 박음질로 옷의 소매 안쪽이나 옷 자체에 HF RFID 안테나 패턴을 형성하여 RFID 태그 칩이 안정적으로 동작할 수 있으면서 안테나 패턴의 크기 조절이 용이하여 태그의 인식거리 및 인식율이 향상되며, 도전사(導電絲)의 자수나 박음질로 옷의 소매 안쪽이나 옷 자체에 HF RFID 안테나 패턴을 형성하여 구부러짐이나 꾸겨짐에 상관없이 보통 출입보안용이나 교통카드로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 RFID 태그 칩이 섬유 상에 안정적으로 부착되어 안테나의 방사 효율이 높고, 반영구적으로 사용할 수 있으면서 응용 가능성을 다양할 수 있는 각별한 장점이 있다.

도 1은 제 1실시예에 따른 본 발명 도전사로 자수나 박음질하여 형성한 HF RFID 태그 안테나의 구성을 나타낸 도면,
도 2은 제 2실시예에 따른 본 발명 도전사로 자수나 박음질하여 형성한 HF RFID 태그 안테나의 구성을 나타낸 도면,
도 3은 도 2의 단면도,
도 4는 본 발명 HF RFID 태그 안테나의 주파수별 반사계수 특성을 나타낸 그래프이다.

이하, 첨부된 도면 및 바람직한 실시예로서 본 발명 도전사로 자수나 박음질하여 형성한 HF RFID 태그 안테나를 상세하게 설명한다.

도 1은 제 1실시예에 따른 본 발명 도전사로 자수나 박음질하여 형성한 HF RFID 태그 안테나의 구성을 나타낸 도면, 도 2는 제 2실시예에 따른 본 발명 도전사로 자수나 박음질하여 형성한 HF RFID 태그 안테나의 구성을 나타낸 도면, 도 3은 도 2의 단면도, 도 4는 본 발명 HF RFID 태그 안테나의 주파수별 반사계수 특성을 나타낸 그래프로서, 본 발명 제 1실시예의 도전사로 자수하여 형성한 HF RFID 태그 안테나는 섬유(A) 상에 도전사(11; 導電絲)를 일정 폭과 일정 길이로 자수나 박음질하여 다수의 루프를 형성한 다수의 안테나패턴(10)과; 상기 다수의 안테나패턴(10) 중 어느 하나의 일단과 다수의 안테나패턴(10)을 서로 연결한 타단 사이에 연결 고정된 RFID 태그칩(20)으로 구성되어 있다.

상기 다수의 안테나패턴(10) 각각은 도전사(11; 導電絲)가 섬유(A)의 전후면을 번갈아 들어가고 나오도록 자수 또는 박음질로 형성되는 것이다.

여기서 상기 섬유(A)의 일측면에 벨크로 테이프(BT)를 구비하는 심지(stabi lizer)나 천을 부착하여 의복의 소매 등에 착탈할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한 상기 안테나패턴(10)은 의류에 직접 자수나 박음질하여 형성하여도 된다.

도 2는 본 발명의 제 2실시예는 도 1에 도시한 제 1실시예와 섬유(A) 상에 도전사(11; 導電絲)를 지그재그 루프로 형성한 것을 제외하고는 동일하다. 즉, 본 발명의 제 2실시예의 도전사로 자수나 박음질하여 형성한 HF RFID 태그 안테나는 섬유(A) 상에 도전사(11; 導電絲)를 일정 폭과 일정 길이의 지그재그로 자수나 박음질하여 다수의 루프를 형성한 다수의 안테나패턴(10')과; 상기 다수의 안테나패턴(10') 중 어느 하나의 일단과 다수의 안테나패턴(10')을 서로 연결한 타단 사이에 연결 고정된 RFID 태그칩(20')으로 구성되어 있다.

상기 다수의 안테나패턴(10') 각각은 도전사(11; 導電絲)가 섬유(A)의 일면으로 나오도록 자수 또는 박음질로 형성되는 것이다.

여기서 상기 섬유(A)의 타측면에 벨크로 테이프(BT)를 구비하는 심지(stabi lizer)나 천을 부착하여 의복의 소매 등에 착탈할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한 상기 안테나패턴(10')은 의류에 직접 자수나 박음질하여 형성하여도 된다.

실시예

본 발명의 제 1 및 제2실시예에 따른 안테나 패턴을 실제로 제작하고 시뮬레이션을 통해 태그의 반사계수와 임피던스를 측정하였다.

여기서 시뮬레이션 툴은 CST Microstudio 2009를 사용하여 설계하였으며, 칩 임피던스는 Philips 사의 NXP 칩 임피던스에 정합되도록 설계하였고, 태그의 중심주파수는 13.56MHz 이다.

상기 태그 안테나로 제 1 및 제 2실시예의 안테나패턴을 이루는 HF RFID 태그를 각각 제작하고, 제작된 태그의 단면도를 도 3에 나타냈다.

도 4에 나타낸 바와 같이 중심주파수는 1.025GHz에서 태그의 반사계수는 -0.85dB로 우수하게 나타나 양호한 태그로 사용할 수 있음을 알 수 있고, 반사계수 -0.3dB에서 주파수 대역폭은 400MHz(850 ∼ 1,250MHz)를 나타내 UHF RFID 주파수 대역에서 동작이 가능함을 알 수 있었다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시예로서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.

10, 10' : 중앙 지그재그 자수패턴 11 : 도전사
20, 20' : 한줄 자수패턴 30, 30' : 지그재그 패턴
40, 40' : 좌우측 도형패턴 50 : 도형패턴

Claims (8)

1. 섬유(A) 상에 도전사(11; 導電絲)를 일정 폭과 일정 길이로 도전사(11; 導電絲)가 섬유(A)의 전후면을 번갈아 들어가고 나오도록 자수 또는 박음질하여 다수의 루프를 형성한 다수의 안테나패턴(10)과; 상기 다수의 안테나패턴(10) 중 어느 하나의 일단과 다수의 안테나패턴(10)을 서로 연결한 타단 사이에 연결 고정된 RFID 태그칩(20)으로 구성된 도전사로 자수나 박음질하여 형성한 HF RFID 태그 안테나에 있어서;
   상기 섬유(A)의 일측면에 벨크로 테이프(BT)를 구비하는 심지(stabi lizer)나 천을 부착하여 의복의 소매 등에 착탈할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 도전사로 자수나 박음질하여 형성한 HF RFID 태그 안테나.
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