KR101323365B1

KR101323365B1 - 카지노 칩 용 ｒｆｉｄ 밀집 안테나

Info

Publication number: KR101323365B1
Application number: KR1020120058153A
Authority: KR
Inventors: 박은숙; 임윤두
Original assignee: 주식회사 에스아이티코리아
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2013-10-30

Abstract

본 발명은 카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나를 공개한다. 이 장치는 전원의 내부 임피던스를 부하 임피던스와 정합하여 상기 전원의 교류 성분을 남기는 임피던스 변성기; 상기 전원의 교류 성분을 인가받아 공진 주파수를 생성하는 공명 어댑터; 제1 및 제2 입력단자가 상기 공명 어댑터의 출력단에 연결되어 안테나 중앙에서의 자계 강도를 보강하고 상기 공진 주파수 생성에 필요한 인덕터를 공급하는 안테나 루프 코일; 및 일단이 상기 임피던스 변성기의 입력단에 연결되고 타단이 상기 제1 및 제2 입력단자 각각에 연결되어 상기 안테나 중앙에서 일정 거리에 있는 지점의 고주파를 억제하여 인접한 안테나의 간섭을 감소시키는 제1 및 제2 커플링 튜닝부;를 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의할 경우, 카지노 칩의 환전 및 교환에 사람 개입으로 인한 불정확성 및 투명성 문제가 해결되고， 환전 카지노 칩에 대한 이력 관리 및 위변조 검사를 통한 진위 여부 확인이 가능하며, 다수개의 카지노 칩을 인식할 수 있고 인접 안테나간 간섭 방지로 시스템의 소형화 및 환전의 신뢰성을 도모할 수 있다.

Description

카지노 칩 용 ＲＦＩＤ 밀집 안테나{A RFID dense antenna for casino chips}

본 발명은 RFID 밀집 안테나에 관한 것으로서, 특히 RFID 안테나에서 중심부의 자계의 세기를 보강하여 태그 인식 가능 거리를 증가시키고 인접 안테나나 인접 리더기간의 간섭 현상을 최소화하여 밀집 환경에 대한 태그 인식률을 향상킬 수 있는 카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나에 관한 것이다.

일반적으로 카지노에서는 카드나 카지노 칩을 올려 놓을 수 있는 카지노 테이블이 사용되는데, 각 참여자들과 딜러가 자신의 카드나 카지노 칩을 올려놓을 수 있는 영역이 구획되어 있으며, 자신의 카지노 칩을 배팅영역에다 옮겨 놓음으로써 배팅을 하게 된다.

테이블 위의 베팅 영역에 각 참여자 별로 얼마만큼의 카지노 칩이 배팅되어 있는지를 식별하기 위해 서로 다른 액수를 나타내는 색깔을 가진 카지노 칩을 사용하게 되는데, 카지노 칩의 색깔이 오인되어 잘못된 계산이 이루어질 수 있고 또한 부정한 카지노 칩을 사용하는 경우가 있어 이를 방지하기 위해 카지노 칩에 알에프아이디 기능을 부여하여 사용하기도 하는 것이다.

카지노 테이블에서 각 참여자의 배팅액을 계산하기 위해 배팅영역 하단에 리더기 안테나를 각각 설치하고, 리더기 안테나와 연결된 리더기를 통하여 카지노 칩의 전체 액수를 파악하게 되므로, 카지노 칩 뿐만 아니라 리더기의 신뢰성이 높을 것이 요구된다.

한편, 카지노에서는 각 게임 테이블에서 딜러가 카지노 칩을 고객에게 현금으로 직접 교환해 주지 않고 별도의 환전소를 운영하므로 게임을 종료한 고객은 자신이 가지고 있는 카지노 칩을 환전소에서 현금 또는 저액의 다른 카지노 칩으로 교환하게 된다.

이때, 카지노 칩의 내부에는 카지노 칩의 금액이나 기타 카지노 칩에 관련된 모든 고유 정보가 입력되는 RFID 태그가 장착되므로 환전소에서 각 카지노 칩의 고유정보를 환전소 RFID 리더기를 통해 인식하게 된다.

환전소 컴퓨터는 환전소 RFID 리더기에서 읽혀진 정보를 저장하고 처리하여 운영 서버에 전송하고, 필요한 경우 운영 서버에서 처리된 정보를 환전소 직원에게 전달하는 기능을 한다.

환전소 RFID 안테나 케이스 내부에는 RFID 안테나가 장착되는데, 일반적으로 최대 크기가 파장의 10분의 1보다 작은 폐루프를 소형 루프 안테나라고 한다.

루프 둘레 길이가 전기적으로 작다면 루프를 따라 분포된 전류의 크기와 위상이 상수가 되기 때문에 소형 루프의 방사는 루프면 방향으로 최대가 된다.

이러한 소형 루프 안테나의 방사장은 루프의 형태와는 무관하며 단지 전류와 면적에만 관계된다.

RFID 리더기와 트랜스폰더에는 루프 안테나를 많이 사용하고 있는데, 보통 단일 권선군으로 구성하며 다수의 권선군을 직렬로 연결하여 사용하는 경우도 있다.

단일 권선군으로 된 루프 안테나의 경우, 원거리에서의 판독을 위해서는 안테나의 반경을 크게 하는 방법을 사용하는데 안테나의 반경이 커질수록 아주 먼 거리에서 반경이 작은 안테나보다 자계 강도가 높다.

또한, 루프 부근에서 장의 세기가 높고 루프의 중심 부분에서는 세기가 낮은 현상을 보여 안테나의 반경이 커질수록 안테나 중심에서의 장의 세기는 더욱 낮게 된다.

한편, 환전소 RFID 리더기는 카지노 칩의 위조검사 및 신속한 정산기능을 수행하고，고성능 및 고신뢰성의 대량 칩스의 인식이 요구되는데, 보통 두 곳의 환전 영역에서 카지노 칩을 인식하여 금액을 비교하여 표시한다.

이때， 두 곳의 환전 영역에서 표시된 금액이 같을 경우 정상적인 거래가 성립되고 금액이 다를 경우 알람 또는 경고를 표시하여 정확한 환전을 수행하게 한다.

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 카지노 칩 용 RFID 안테나의 블록도 및 회로도로서, RF 소켓(10), 임피던스 변성기(20), 공명 어댑터(30) 및 안테나 루프 코일(40)을 구비한다.

도 3은 종래 기술에 따른 카지노 칩 용 RFID 안테나에서 안테나 중심으로부터의 거리에 따른 자기장의 세기를 나타낸 그래프이다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 종래 기술에 따른 카지노 칩 용 RFID 안테나의 동작을 설명하면 다음과 같다.

RF 소켓(10)은 스크류 타입 방식으로 RFID 안테나와 체결되어 RF 신호를 손실없이 전달한다.

임피던스 변성기(20)는 내부 임피던스를 가진 전원을 부하 임피던스와 정합하여 직류 성분을 분리시킨다.

공명 어댑터(30)는 유도 리액턴스(ωL)과 용량 리액턴스(1/ωC)가 동일한 값을 갖는 주파수 조건에서 공진현상을 일으켜 ISO 15693 규격에서 무선 인식에 대하여 규정된 주파수인 13.56 MHz의 공진 주파수를 생성한다.

안테나 루프 코일(40)은 RFID 안테나 케이스 내에 장착되어 전자기 유도를 발생하여 RFID 안테나로 하여금 카지노 칩의 내부에 장착된 RFID 태그의 메모리에 저장된 카지노 칩의 금액이나 기타 카지노 칩에 관련된 모든 고유 정보를 판독하게 한다.

그런데, 종래 기술에 따른 카지노 칩 용 RFID 안테나는 안테나 루프 코일(40)이 루프 안테나 권선그룹(42, 44)을 복수개의 패턴으로 설치되는데 있어서 각각의 권선그룹(10, 20)끼리 직렬로 연결된다.

이에 따라, 전체 인덕턴스가 각각의 권선그룹(42, 44)의 인덕턴스보다 커지게 되고, 등가저항은 각 권선그룹(42, 44)의 저항보다 커지게 되어 루프 안테나에 동일한 전압이 인가될 때 전체 등가 임피던스가 커져 전류가 약해지게 된다.

또한, 종래의 카지노 칩 환전용 RFID 안테나에는 안테나간의 전파 간섭으로 인해 2개 이상의 안테나를 사용하지 못하였고, 환전 작업의 입출력을 한 눈에 볼수 없으로 인해 환전 오류 및 작업 시간이 많이 소요 되는 단점이 있었다. 일반적으로 도선 주위에 형성되는 자기장의 크기는 도선에 흐르는 전류의 세기에 비례하므로 이와 같이 단일 권선그룹을 구비한 구조는 카지노 칩이 RFID 안테나로부터 거리가 멀어지면 자기장이 약하여 충분한 인식이 이루어지지 못한다.

또한, 도 3에서 보는 바와 같이, 단일 루프 안테나는 특정 세기로 인가한 소스에 대하여 외부 루프 근처에서 세기가 크게 나타나고 중앙에서는 전력이 약해져 인식이 잘 안되는 한계가 있었다.

한편, 종래 기술에 따른 카지노 칩 용 RFID 안테나는 안테나와 안테나 사이 간섭 회피 최소 거리가 안테나 파이의 2배 이상 이격이 필요함에 따라 안테나가 잡음에 약하고 주위환경의 영향을 많이 받는 문제점이 있었다.

즉, 복수개의 환전 영역에서 카지노 칩을 인식하여 금액을 비교하여 표시하는 환전소 RFID 시스템에서 인접 안테나나 인접 리더기간의 간섭 현상에 의해 인식 가능한 거리, 인식 속도, 안테나와 카지노 칩 간의 간섭 거리 등의 제한으로 환전소 시스템을 고성능화 및 소형화시키는데 한계가 있었다.

본 발명의 목적은 안테나와 안테나 사이 및 리더기와 리더기 사이의 간섭과 충돌로 인하여 인접하게 설치 운용하는 것이 불가능하여 공간적 제약이 없는 곳에 설치 운용되고 있는 RFID 리더 시스템을 밀집된 환경에 적용 가능한 간섭과 충돌을 획기적으로 줄여 인식률과 신뢰성을 만족하는 카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나는 전원의 내부 임피던스를 부하 임피던스와 정합하여 상기 전원의 교류 성분을 남기는 임피던스 변성기; 상기 전원의 교류 성분을 인가받아 공진 주파수를 생성하는 공명 어댑터; 제1 및 제2 입력단자가 상기 공명 어댑터의 출력단에 연결되어 안테나 중앙에서의 자계 강도를 보강하고 상기 공진 주파수 생성에 필요한 인덕터를 공급하는 안테나 루프 코일; 및 일단이 상기 임피던스 변성기의 입력단에 연결되고 타단이 상기 제1 및 제2 입력단자 각각에 연결되어 상기 안테나 중앙에서 일정 거리에 있는 지점의 고주파를 억제하여 인접한 안테나의 간섭을 감소시키는 제1 및 제2 커플링 튜닝부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나의 상기 제1 커플링 튜닝부는 일단이 상기 임피던스 변성기의 입력단에 연결되는 제1 인덕터; 일단이 상기 제1 인턱턴스의 타단에 직렬 연결되는 제1 저항; 일단이 상기 제1 저항의 타단에 직렬 연결되고 타단이 상기 안테나 루프 코일의 제1 입력단자에 연결되는 제1 커패시터; 및 일단이 상기 제1 저항 및 상기 제1 커패시터의 접점에 연결되고 타단이 접지되는 제2 커패시터;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나의 상기 제2 커플링 튜닝부는 일단이 상기 임피던스 변성기의 입력단에 연결되는 제2 인덕터; 일단이 상기 제2 인턱턴스의 타단에 직렬 연결되는 제2 저항; 일단이 상기 제2 저항의 타단에 직렬 연결되고 타단이 상기 안테나 루프 코일의 제2 입력단자에 연결되는 제3 커패시터 ; 및 일단이 상기 제2 저항 및 상기 제3 커패시터의 접점에 연결되고 타단이 접지되는 제4 커패시터;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나의 상기 안테나 루프 코일은 일단이 상기 제1 입력단자와 연결되는 하나 이상의 직렬 권선그룹; 및 일단이 상기 직렬 권선그룹의 타단과 연결되고 타단이 상기 제2 입력단자 사이에서 병렬로 연결되는 복수개의 병렬 권선그룹;을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나의 상기 안테나 루프 코일은 원형 및 다각형 중 어느 하나의 형상으로 와인딩되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나는 안테나 케이스에 차폐제를 도포하여 상기 인접 안테나의 간섭을 감소시키는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나의 상기 차폐제는 페라이트 성분이 포함되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나의 상기 공명 어댑터는 복수개의 커패시터를 구비하고 상기 안테나 루프 코일에서 생성된 상기 인덕터 및 상기 복수개의 커패시터를 이용하여 상기 공진 주파수를 생성하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나의 상기 공진 주파수는 ISO 규격에서 규정된 13.56 MHz인 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나는 상기 RFID 밀집 안테나와 체결되어 RF 신호를 상기 임피던스 변성기의 입력단에 전달하는 RF 소켓을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나의 상기 RF 소켓은 SMA(sub miniature type A) 타입의 RF 커넥터인 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나의 상기 임피던스 변성기는 권선비가 N/N인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의할 경우, 카지노 칩의 환전 및 교환에 사람 개입으로 인한 불정확성 및 투명성 문제가 해결되고， 환전 카지노 칩에 대한 이력 관리 및 위변조 검사를 통한 진위 여부 확인이 가능하며, 다수개의 카지노 칩을 인식할 수 있고 인접 안테나간 간섭 방지로 시스템의 소형화 및 환전의 신뢰성을 도모할 수 있다.

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 카지노 칩 용 RFID 안테나의 블록도 및 회로도이다.
도 3은 종래 기술에 따른 카지노 칩 용 RFID 안테나에서 안테나 중심으로부터의 거리에 따른 자기장의 세기를 나타낸 그래프이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나의 블록도 및 회로도이다.
도 6은 본 발명에 따른 카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나의 방사 패턴을 측정한 결과를 종래 기술의 측정 결과와 비교한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나의 성능을 테스트하는 구성도이다.

이하, 본 발명에 따른 카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나의 블록도 및 회로도로서, RF 소켓(10), 임피던스 변성기(20), 공명 어댑터(30), 안테나 루프 코일(100), 제1 및 제2 커플링 튜닝부(200, 250)를 구비한다.

제1 커플링 튜닝부(200)는 제1 인덕터(L1), 제1 저항(R1), 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)를 구비하고, 제2 커플링 튜닝부(250)는 제2 인덕터(L10), 제2 저항(R10), 제3 커패시터(C10) 및 제4 커패시터(C20)를 구비한다.

도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나의 각 구성요소의 기능을 설명하면 다음과 같다.

RF 소켓(10)은 RFID 안테나와 체결되어 RF 신호를 전달한다.

이때, RF 소켓(10)은 SMA(sub miniature type A) 타입의 RF 커넥터로서, 50Ω의 임피던스를 갖는다.

RFID 안테나와 스크류 타입 방식으로 체결되므로 견고하고 RFID 안테나가 빠질 우려가 없으며, DC부터 17GHz까지 사용 가능하여 우수한 전기적 특성을 제공한다.

임피던스 변성기(20)는 전원의 내부 임피던스를 부하 임피던스와 정합하여 전원의 직류 성분을 제거시키고 교류 성분만 남긴다.

이때, 변성비(n), 즉 권선비(N2/N1)를 17/17로 설정하여 통신 선로에 유도되는 방해 전압을 경감시킨다.

공명 어댑터(30)는 전원의 교류 성분을 인가받아 유도 리액턴스(ωL)와 용량 리액턴스(1/ωC)가 동일한 값을 갖는 주파수 조건에서 공진현상을 일으켜 공진 주파수를 생성한다.

여기에서, 공진 주파수는 ISO 15693 규격에서 무선 인식에 대하여 규정된 주파수인 13.56 MHz를 의미한다.

공진 주파수를 생성하기 위해서는 인덕터와 커패시터를 필요로 하는데, 커패시터는 도 5에서 보는 바와 같이 병렬로 구성되고 인덕터는 안테나 루프 코일(100)에서 제공되어 인턱턴스 및 커패시시턴스의 조절로 공진 주파수 설정 및 조정이 가능하다.

안테나 루프 코일(100)은 최외각에 1턴의 내부 루프(120)와 직경이 다른 3턴의 내부 루프(140)가 병렬로 연결된 다중 루프가 직렬로 연결되어 안테나 중앙에서 전력이 약해지는 것을 방지하면서 전자기 유도를 발생시킨다.

즉, 일단이 제1 입력단자(112)와 연결되는 하나 이상의 직렬권선그룹(120), 일단이 직렬권선그룹(120)의 타단과 연결되고 타단이 제2 입력단자(114)와 연결되는 복수개의 병렬권선그룹(140, 160)을 포함하여 구성된다.

또한, 각각의 권선그룹들(120, 140, 160)은 적어도 하나 이상의 권선이 와인딩되어 있는데, 와인딩의 횟수가 많을수록, 와인딩 길이가 길어질수록 전자기 유도를 발생시키는 인덕턴스는 커진다.

본 실시 예에서는 직렬권선그룹(120)은 1회, 제1 병렬권선그룹(140)은 3회, 제2 병렬권선그룹(160)은 2회 와인딩되어 있으나, 이러한 와인딩 횟수는 사용 목적에 따라 변동될 수 있다.

또한, 본 실시 예에서는 각각의 권선그룹들(120, 140, 160)들이 원형 모양으로 와인딩되어 있으나 정사각형, 직사각형, 삼각형과 같은 다각형 등을 포함하여 다양하게 형성될 수 있다.

이를 통하여 RFID 안테나로 하여금 카지노 칩의 내부에 장착된 RFID 태그의 메모리에 저장된 카지노 칩의 금액이나 기타 카지노 칩에 관련된 모든 고유 정보를 판독하게 한다.

일반적으로, RF에서는 기본적으로 고주파로 방사가 잘 되는 주파수 신호를 다루기 때문에 선로에서 에너지가 전자자기파 형태로 조금씩 방출되게 된다.

이와 같이, 인접 선로끼리 서로 방출된 신호 에너지가 상대방 선로에 간섭 혹은 직접적으로 유입되는 현상을 커플링이라고 지칭한다.

특히, 선로들을 가깝게 붙여서 설계한 경우에는 주파수가 올라갈 수록 커플링이 심해져서 서로가 서로에게 잡음이 되고 자신은 에너지가 누설되기 때문에 성능이 저하되게 된다.

이에 따라, 본 실시예에서 제1 및 제2 커플링 튜닝부(200, 250)는 일단이 임피던스 변성기(20)의 입력단에 연결되고 타단이 안테나 루프 코일(100)의 제1 및 제2 입력단자(112, 114) 각각에 연결되어 안테나 중앙에서 일정 거리에 있는 지점의 외부 고주파를 억제하여 인접한 안테나의 간섭을 감소시킨다.

즉, 제1 인덕터(L1), 제1 저항(R1), 제1 커패시터(C1)의 직렬 연결의 일단이 임피던스 변성기(20) 입력단에 연결되고 타단이 안테나 루프 코일(100)의 제1 입력단자(112)에 연결되고, 제2 인덕터(L10), 제2 저항(R10), 제3 커패시터(C10)의 직렬 연결의 일단이 임피던스 변성기(20) 입력단에 연결되고 타단이 안테나 루프 코일(100)의 제2 입력단자(114)에 연결되어 인덕터들(L1, L10)은 외부 고주파를 억제하고, 커패시터들(C2, C20)은 외부 고주파수에 대해 바이패스 역할을 수행한다.

따라서, 안테나와 안테나 사이 간섭 회피 최소 거리가 안테나 파이 이상 이격이 필요한 상태에서 인접 안테나의 간섭을 최소화하여 안테나가 잡음에 강하게 하고 주위환경의 영향에 둔감하게 한다.

도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나의 동작을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 안테나 루프 코일(100)은 제1 및 제2 입력단자(112, 114)가 공명 어댑터(30)의 출력단에 연결되어 RFID 시스템 안테나의 신뢰성과 인식 거리 확보를 위하여 외부 루프에 내부 루프를 직병렬로 연결하는 직병렬 급전 방식을 이용하여 지향성을 향상시켜 먼 거리에서 자기장의 세기를 보강시킨다.

즉, 도선 주위에 형성되는 자기장의 크기는 도선에 흐르는 전류의 세기에 비례하는데, 직병렬 급전 다중 루프 안테나는 병렬 권선그룹(140, 160)을 통하여 흐르는 두 전류가 합쳐져 직렬권선그룹(120)과 직렬로 연결되어 있는 병렬권선그룹들인 제1 병렬권선그룹(140)에서 생성된 자기장이 제2 병렬권선그룹(160)에서 생성된 자기장과 서로 합해져 연결된 직렬 권선그룹에 흐르게 되어 강한 자기장을 형성하게 된다.

따라서, 반경이 커질수록 안테나 중심에서의 자기장의 세기가 작아져서 유도 전압이 작은 단일 루프 안테나 또는 안테나 면적에 걸쳐서 일정한 전압을 유도하지만 높은 전압을 유도하지는 못하는 직렬 급전 다중 루프 안테나와 달리, 본 발명의 직병렬 급전 방식 안테나는 안테나 중앙에서의 자계 강도를 보강하여 더 먼 거리까지 높은 전압을 유도하게 되어 RFID 안테나의 좀 더 향상된 인식가능거리를 확보할 수 있게 된다.

또한, 정합이 되어 있어도 밀집된 환경에서 사용시 인접 안테나나 인접 안테나와의 간섭 문제를 해결하기 위하여 안테나의 설치 방향에 따라 전파가 특정 방향으로 집중해서 전달되는 지향성 밀집 안테나 방식을 이용하여 우수한 유도 효과와 안정된 인식 성능을 만족시킨다.

즉, 본 발명의 임피던스 변성기(20)는 인접 안테나 간의 간섭과 주위 영향에 둔감한 변압기 매칭 기술을 적용하여 태그를 수직으로 쌓을 경우와 태그가 랜덤하게 존재할 때 인식률을 통해 밀집 환경에 대한 태그 인식률을 향상하게 된다.

한편, 인접 안테나 간의 간섭 요인과 영향 등을 평가하고 최소 이격 거리 등과 같은 물리적인 요인에 따른 영향 평가 및 무선인식 기기 성능 시험에서 요구하는 기준과의 비교 평가를 통하여 안테나 케이스에 차폐제를 도포하여 안테나의 지향성 및 인접 안테나 간의 간섭을 최소화할 수 있다.

이때, 차폐제의 종류는 페라이트 또는 페라이트 성분이 포함되는 도포제가 이용될 수 있으며, 이러한 차폐제에 의해 환전소 내 복수의 RFID 안테나 상호간의 간섭 뿐 아니라, 게임 테이블에 위치하는 RFID 안테나의 간섭까지 방지할 수 있게 된다.

이에 본 발명자는 ISO/IEC 18046 무선인식 기기 성능시험 방법에 준하는 시스템 인식률을 충족시키고 상용화를 위한 방송 통신 기기에 적합한 등록인 KC 인증을 획득하기 위하여 1차적으로 안테나 패턴에 대한 시뮬레이션을 진행하여 주파수 특성을 파악하고 인식거리 및 방향에 따른 주파수 특성 변화를 점검하고, 2차적으로 RFID 안테나 구현에 따른 멀티 레벨의 영향 및 동일 조건 상에서 테스트를 진행하여 측정 환경에 따른 주파수 변화를 측정하였다.

또한, 단말기에서의 안테나 방사패턴 및 전기적 특성 등을 최적화하며 스 펙트럼 분석기，네트워크 분석기 등을 사용하여 전자기적 특성을 계측하거나 2차원 또는 3차원 챔버를 활용하여 방사 패턴 등을 측정하였다.

도 6은 본 발명에 따른 카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나의 방사 패턴을 측정한 결과를 종래 기술의 측정 결과와 비교한 도면으로서, (a)는 종래 기술의 측정 결과이고, (b)는 본 발명의 측정 결과이다.

도 6(a) 및 도 6(b)에서, 밝은 색은 자계의 세기가 큰 것을 나타내고, 어두운 색은 자계의 세기가 작은 것을 나타낸다.

도 6(a)에서 보는 바와 같이, 종래 기술에 따른 카지노 칩 용 RFID 안테나의 방사 패턴은 가로축과 세로축에서 중심부뿐 아니라 중심부에서 멀어지는 지점에서도 밝은 색을 나타내어 자계의 세기가 점진적으로 약해짐을 알 수 있다.

반면, 도 6(b)에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나의 방사 패턴은 가로축과 세로축에서 중심부에서는 종래 기술의 경우와 밝기가 비슷하지만 중심부에서 일정 거리에 있는 일정 지점에서는 밝기가 현저하게 어두운 색을 나타내어 자계의 세기가 급격하게 약해짐을 알 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나는 중심부에서 자계의 세기가 증대되고 중심부에서 일정 거리에 있는 지점에서 자계의 세기가 급격하게 감소되어 종래 기술의 경우와 비교할 때 자계 특성이 향상됨에 따라 태그 인식 가능 거리가 증가할 뿐 아니라, 인접 안테나나 인접 리더기간의 간섭과 주위 영향이 최소화되어 밀집 환경에 대한 태그 인식률이 향상되게 된다.

도 7은 본 발명에 따른 카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나의 성능을 테스트하는 구성도로서, RFID 안테나가 장착된 환전소 RFID 안테나 케이스(300, 350) 및 카지노 칩(50, 55)을 구비한다.

도 7에서 (a)는 인식 거리, (b)는 정렬 방식 인식 능력, (c)는 인식 속도, (d)는 안테나간 간섭 거리, (e)는 안테나와 카지노 칩 간의 간섭 거리, (f)는 비 정렬 방식 인식 능력을 테스트하는 경우이다.

먼저, 성능 테스트에 사용된 안테나의 크기는 15 cm * 15 cm이며, 안테나 루프 코일(100)의 크기는 직경이 12.5 cm인 것을 사용하였다.

인식 거리 테스트의 경우(a), 간섭 최소화를 위하여 인식 공간을 한정한 상태에서 안테나 케이스(300) 중심부로부터 1개의 카지노 칩(50) 리딩시 최대 인식거리가 12 cm이었고, 정렬 방식 인식 능력 테스트의 경우(b), 카지노 칩(50)을 수직으로 20개 적층시 인식 시간이 1초 이내였다.

인식 속도 테스트의 경우(c), 60개의 카지노 칩(50)을 금액 정보까지 리딩하는데 소요되는 시간이 2초 이내였고, 안테나간 간섭 거리 테스트의 경우(d), RFID 안테나가 장착된 인접한 RFID 안테나 케이스(300, 350) 각각에 60개의 카지노 칩(50, 55)을 20개씩 수직으로 쌓은 상태에서 측정한 결과 최대 간섭 거리가 14 cm이었다.

특히, (d)의 경우 동일한 크기의 종래 카지노 칩 용 RFID 안테나 케이스 테스트시에는 28 cm 이상 이격이 필요한 것과 비교할 때 최대 간섭 거리가 절반으로 감소되었다.

안테나와 카지노 칩(50) 간의 간섭 거리 테스트의 경우(e), 수직으로 쌓은 20개의 카지노 칩(50) 더미를 RFID 밀집 안테나가 장착된 RFID 안테나 케이스에 근접시켰을 때 카지노 칩(50) 더미가 리딩되지 않을 때까지의 거리를 측정한 결과 최대 간섭 거리가 5 cm이었고, 비 정렬 방식 인식 능력 테스트의 경우(f), 안테나 코일 직경이 12.5cm 이내인 인식 영역을 가진 RFID 안테나가 장착된 RFID 안테나 케이스 상에 무작위로 카지노 칩(50) 적층시 최대 60개까지 리딩이 가능하였다.

이와 같이 본 발명에 따른 카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나는 안테나와 안테나 사이 및 리더기와 리더기 사이의 간섭과 충돌로 인하여 인접하게 설치 운용하는 것이 불가능하여 공간적 제약이 없는 곳에 설치 운용되고 있는 RFID 리더 시스템을 밀집된 환경에 적용 가능한 간섭과 충돌을 획기적으로 감소시킴으로써 카지노 칩의 환전 및 교환에 사람 개입으로 인한 불정확성 및 투명성 문제가 해결되고， 환전 카지노 칩에 대한 이력 관리 및 위변조 검사를 통한 진위 여부 확인이 가능하며, 다수개의 카지노 칩을 인식할 수 있고 인접 안테나간 간섭 방지로 시스템의 소형화 및 환전의 신뢰성을 도모할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 각 구성요소들은 일체형으로 제조되거나 각각 분리되어 제조될 수 있고, 사용 형태에 따라 일부 구성요소를 생략하여 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: RF 소켓
20: 임피던스 변성기
30: 공명 어댑터
100: 안테나 루프 코일
200: 제1 커플링 튜닝부
250: 제2 커플링 튜닝부

Claims

전원의 내부 임피던스를 부하 임피던스와 정합하여 상기 전원의 교류 성분을 남기는 임피던스 변성기;
상기 전원의 교류 성분을 인가받아 공진 주파수를 생성하는 공명 어댑터;
제1 및 제2 입력단자가 상기 공명 어댑터의 출력단에 연결되어 안테나 중앙에서의 자계 강도를 보강하고 상기 공진 주파수 생성에 필요한 인덕터를 공급하는 안테나 루프 코일; 및
일단이 상기 임피던스 변성기의 입력단에 연결되고 타단이 상기 제1 및 제2 입력단자 각각에 연결되어 상기 안테나 중앙에서 일정 거리에 있는 지점의 고주파를 억제하여 인접한 안테나의 간섭을 감소시키는 제1 및 제2 커플링 튜닝부;
를 구비하는 것을 특징으로 하는,
카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나.
제1항에 있어서,
상기 제1 커플링 튜닝부는
일단이 상기 임피던스 변성기의 입력단에 연결되는 제1 인덕터;
일단이 상기 제1 인턱턴스의 타단에 직렬 연결되는 제1 저항;
일단이 상기 제1 저항의 타단에 직렬 연결되고 타단이 상기 안테나 루프 코일의 제1 입력단자에 연결되는 제1 커패시터; 및
일단이 상기 제1 저항 및 상기 제1 커패시터의 접점에 연결되고 타단이 접지되는 제2 커패시터;
를 구비하는 것을 특징으로 하는,
카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나.
제1항에 있어서,
상기 제2 커플링 튜닝부는
일단이 상기 임피던스 변성기의 입력단에 연결되는 제2 인덕터;
일단이 상기 제2 인턱턴스의 타단에 직렬 연결되는 제2 저항;
일단이 상기 제2 저항의 타단에 직렬 연결되고 타단이 상기 안테나 루프 코일의 제2 입력단자에 연결되는 제3 커패시터 ; 및
일단이 상기 제2 저항 및 상기 제3 커패시터의 접점에 연결되고 타단이 접지되는 제4 커패시터;
를 구비하는 것을 특징으로 하는,
카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나.
제1항에 있어서,
상기 안테나 루프 코일은
일단이 상기 제1 입력단자와 연결되는 하나 이상의 직렬 권선그룹; 및
일단이 상기 직렬 권선그룹의 타단과 연결되고 타단이 상기 제2 입력단자 사이에서 병렬로 연결되는 복수개의 병렬 권선그룹;
을 구비하는 것을 특징으로 하는,
카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나.
제1항에 있어서,
상기 안테나 루프 코일은
원형 및 다각형 중 어느 하나의 형상으로 와인딩되는 것을 특징으로 하는,
카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나.
제1항에 있어서,
상기 RFID 밀집 안테나는
안테나 케이스에 차폐제를 도포하여 상기 인접 안테나의 간섭을 감소시키는 것을 특징으로 하는,
카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나.
제6항에 있어서,
상기 차폐제는
페라이트 성분이 포함되는 것을 특징으로 하는,
카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나.
제1항에 있어서,
상기 공명 어댑터는
복수개의 커패시터를 구비하고 상기 안테나 루프 코일에서 생성된 상기 인덕터 및 상기 복수개의 커패시터를 이용하여 상기 공진 주파수를 생성하는 것을 특징으로 하는,
카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나.
제1항에 있어서,
상기 공진 주파수는
ISO 규격에서 규정된 13.56 MHz인 것을 특징으로 하는,
카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나.
제1항에 있어서,
상기 RFID 밀집 안테나는
상기 RFID 밀집 안테나와 체결되어 RF 신호를 상기 임피던스 변성기의 입력단에 전달하는 RF 소켓을 더 구비하는 것을 특징으로 하는,
카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나.
제10항에 있어서,
상기 RF 소켓은
SMA(sub miniature type A) 타입의 RF 커넥터인 것을 특징으로 하는,
카지노 칩 용 RFID 밀집 안테나.
제1항에 있어서,
상기 임피던스 변성기는
권선비가 N/N인 것을 특징으로 하는,
카지노 칩용 RFID 밀집 안테나.