KR20080042662A

KR20080042662A - Ｒｆｉｄ 태그 판독 시스템 및 ｒｆｉｄ 태그 판독 방법

Info

Publication number: KR20080042662A
Application number: KR1020070059435A
Authority: KR
Inventors: 이사오 사까마; 미노루 아시자와
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date: 2006-11-10
Filing date: 2007-06-18
Publication date: 2008-05-15
Also published as: US20080111662A1; EP1921564A1; US7825810B2; CN101179158A; JP2008123231A; TW200822437A; KR100938527B1

Abstract

RFID 태그가 판독 가능하게 되는 판독 영역의 형상을 용이하게 설정할 수 있는 RFID 태그 판독 시스템으로서, RFID 태그 판독 설비(1)는, 질문파를 받으면 회답파를 전자파로 방사하는 RFID 태그로부터 데이터를 판독하는 것으로서, 질문파를 고주파 전류로 출력함과 함께, 회답파를 고주파 전류로 입력받으면 이것을 복조하여 데이터를 판독하는 판독 장치(10)와, 전자파를 받으면 고주파 전류를 출력하고, 고주파 전류를 입력받으면 전자파를 방사하는 제1 내지 제3 안테나(11, 12, 13)를 포함하는 안테나계 A1을 구비하고 있다. 제1 안테나(11)는, 판독 장치(10)에 급전선 F01에 의해 접속되고, 제2 안테나(12)는, 그 방사 방향이, 제1 안테나(11)의 방사 방향에 정대하도록 배치되고, 제3 안테나(13)는, 제2 안테나(12)와 급전선 F23에 의해 접속되어 있다.

전자파, 질문파, 회답파, 고주파 전류, 안테나,

Description

ＲＦＩＤ 태그 판독 시스템 및 ＲＦＩＤ 태그 판독 방법{RFID TAG READ SYSTEM AND METHOD OF READING RFID TAG}

도 1은 본 발명에 따른 제1 실시 형태의 RFID 태그 판독 설비를 도시하는 배치 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 제2 실시 형태의 RFID 태그 판독 설비를 도시하는 배치 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 제3 실시 형태의 RFID 태크 판독 설비를 도시하는 배치 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 제3 실시 형태의 RFID 태그 판독 설비를 도시하는 평면도.

도 5는 도 4에 도시하는 X3-X3 방향으로 본 발명에 따른 제3 실시 형태의 RFID 태그 판독 설비를 본 배치 외관도.

도 6은 본 발명에 따른 제4 실시 형태의 RFID 태그 판독 설비를 도시하는 배치 사시도.

도 7은 본 발명에 따른 제5 실시 형태의 RFID 태그 판독 설비를 도시하는 배치 사시도.

도 8은 본 발명에 따른 제5 실시 형태의 RFID 태그 판독 설비를 도시하는 평 면도.

도 9는 본 발명에 따른 제6 실시 형태의 RFID 태그 판독 설비를 도시하는 배치 사시도.

<도면을 설명하기 위한 부호의 설명>

1~6 : RFID 태그 판독 설비

10 : 판독 장치

10a : 표시부

10b : 조작부

11~16 : 안테나

21, 22 : 도파기

21e, 22e : 엘리먼트

30 : 종단 저항기

A1, A2 : 안테나계

F01, F23, F45 : 급전선

E2, E3, E11, E12, E23, E21, E22, E23 : 판독 영역

Z0 : 특성 임피던스

[특허 문헌 1] 일본 특개 2004-199226호 공보(단락[0018], 도 3)

[특허 문헌 2] 일본 특개 2004-266549호 공보(단락[0014]~[0015], 도 3)

본 발명은, RFID 태그가 판독 가능하게 되는 판독 영역의 형상을 용이하게 설정할 수 있는 RFID 태크 판독 시스템 및 RFID 태그 판독 방법에 관한 것이다.

RFID 태그는, IC칩과, 이 IC칩에 접속된 태그 안테나를 포함하여 구성되고, 전지를 포함하지 않은 무전지식의 것과, 전지를 포함하는 전지식의 것이 있다. 무전지식의 RFID 태그의 동작예는, 예를 들면, 리더의 안테나를 꽂아서 소정의 질문 전파를 보내면, RFID 태그로부터 IC칩에 기억되어 있는 식별자 데이터를 나타내는 회답 전파가 보내지고, 이 회답 전파를 리더가 복조하므로, 비접촉으로 식별자 데이터의 판독이 행해진다고 하는 것이다.

무전지식의 RFID 태그는, 리더가 방사하는 전파로부터 동작 전력을 추출하기 때문에, 전지의 잔류 용량이 바닥이 나서 수명이 다하는 일이 없고, 또한, 부피가 커진 전지를 구비하지 않기 때문에, 소형 경량이면서 염가로 되는 이점이 있다. 그러나, 동작 전력을 외부로부터 주어지는 전자 에너지에 의존하고 있기 때문에, 동작시키기 위해서는, 비교적 큰 강도의 전자파를 조사할 필요가 있다.

UHF대 이상의 주파수, 예를 들면, 2.45㎓대를 통신 주파수로 하는 RFID 태그의 리더는, 전파를 송수하기 위한 리더 안테나로서, 패치 안테나를 구비하고 있는 것이 보여진다. 이 경우, 패치의 크기는 약 5㎝ 정도이기 때문에, 판독 가능한 범위를 넓히기 위해서, 패치의 수를 늘리는 것이 고려되었다. 그러나, 패치의 수를 늘리면, (1) 원방계에서의 이득은 향상하지만, 판독 가능한 범위는 좁아지고, 또 한, 패치의 수에 따라서 공급되는 고주파 전력이 분산되기 때문에, 근방계에서의 전자계 강도가 작아지는 문제와, (2) 패치끼리의 빈틈이 늘기 때문에, 이 빈틈에 의해 근방계에 불감대가 늘어난다는 문제가 발생하였다. 그 때문에, RFID 태그가 판독 가능하게 되는 판독 영역의 형상을 용이하게 설정할 수 있는 것이 요망되었다.

종래, 각형의 4개의 루프 안테나로 교신 에리어를 4분할하고, 4분할한 각각의 루프 안테나의 전류 위상을 90°씩, 어긋나게 함으로써, 발생 자장을 구동 전력의 주파수로 회전시켜서 루프 안테나 고유의 지향성을 완화함과 함께, 4개의 루프 안테나의 방사 전계 강도의 균일성을 높여서 태그의 방향에 의한 교신 불능 영역을 감소시키고, 또한, 리더/라이터 안테나로부터의 전자 방사의 억제를 도모한 「리더/라이터 안테나」가 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

또한, 무선 태그의 이동 방향을 따른 측평면 상에 제1∼제3 평면 패치 안테나를, 측평면 상에서는 겹치지 않도록, 제1 및 제3 평면 패치 안테나 이동 방향의 전방측에 상하로 배열하여 배치함과 함께 제2 패치 안테나를 이동 방향의 후방측에 제1 및 제3 평면 패치 안테나에 근접하여 배치하고, 무선 태그의 이동 방향으로부터 본 경우에, 제1 및 제3 평면 패치 안테나와 제2 평면 패치 안테나의 일부가 겹쳐서 보이도록 한 「안테나 장치」가 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조).

그러나, 상기 「리더/라이터 안테나」(특허 문헌 1 기재)에서는, 서로 인접하도록 배치된 루프 안테나에 공급되는 전류의 위상을 어긋나게 할 필요가 있기 때 문에, 다수의 루프 안테나를 이용하였다고 하여도, 평면적 형상밖에 형성할 수 없다. 이 때문에, 안테나 근방의 통신 가능 영역의 형상도 평면적으로만 형성할 수 있다는 문제점이 있었다. 또한, 이 「리더/라이터 안테나」를 구성하는 안테나의 형식이 루프형으로 한정되기 때문에, 30㎒ 정도를 초과하는 주파수로 사용하기 위해서는, 미소하면서 방대한 수의 루프 안테나로 구성할 필요가 있어, 제조 및 실용이 어렵다는 문제점이 있었다.

또한, 상기 「안테나 장치」는, 일정 방향으로, 즉 직선적으로 이동하는 무선 태그가, 소정폭 내를 통과하는 경우에 제1∼제3 안테나의 어느 한쪽의 전자파를 수신하고, 무선 태그의 이동 방향으로부터 본 경우의 불감대를 없애는 것을 도모한 것이기 때문에, 원하는 판독 영역을 설정하고, 이 판독 영역 내에 소재하는 무선 태그를 판독하는 구성으로는 할 수 없다는 문제점이 있었다.

또한, 상기 「안테나 장치」의 일례에서는, 각 평면 패치 안테나에, 주파수분할, 시분할, 또는 부호 분할에 의해서 다중화한 고주파 신호가 전송되도록 하고, 상기 「안테나 장치」의 다른 예에서는, 1개의 질문기로부터의 고주파 신호가 절환기에 의해 복수의 평면 패치 안테나로 절환되도록 하고 있다. 즉, 복수의 질문기 또는 1개의 절환기를 구비하여, 신호의 다중화나 절환을 위해서, 복잡한 제어를 행할 필요가 있다는 문제점이 있었다.

본 발명은, 상기한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, RFID 태그가 판독 가능하게 되는 영역인 판독 영역을, 용이하게 원하는 형상으로 형성할 수 있는 RFID 태그 판독 시스템 및 RFID 태그 판독 방법을 제공하는 것을 그 과제로 한다.

상기한 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 RFID 태그 판독 시스템은, 전자파로 질문파를 받으면 소정 데이터를 포함하는 회답파를 전자파로 방사하는 RFID 태그로부터 소정 데이터를 판독하는 RFID 태크 판독 시스템으로서, 판독 장치와, 제1 내지 제3 안테나를 포함하는 안테나계를 구비하고, 제1 안테나는, 판독 장치에 제1 급전선에 의해 접속되고, 제2 안테나는, 그 방사 방향이, 제1 안테나의 방사 방향에 정대하도록 배치되고, 제3 안테나는, 제2 안테나와 제2 급전선에 의해 접속되어 있는 구성으로 하였다. 그 구체적인 기술적 사상에 대해서는, 본 발명의 각 실시 형태의 설명을 통하여, 상세하게 표현하는 것으로 한다.

이하, 첨부한 각 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 각실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다.

또한, 이후에 설명하는 제1∼제6 실시 형태의 RFID 태그 판독 설비(1∼6)는, 본 발명에 따른 RFID 태그 판독 시스템을 구현한 일례로서, 소정의 판독 영역내에 전자파를 보내고, 또는, 전자장을 발생시켜, 이 전자파 또는 전자장에 따라서, 이 판독 영역내에 소재하는 RFID 태그(도시하지 않음)가 보낸 전자파, 또는, 발생시킨 전자장을 받고, 이 RFID 태그로부터 비접촉으로 데이터를 읽어내는 것이다.

(제1 실시 형태)

도 1은 본 발명에 따른 제1 실시 형태의 RFID 태그 판독 설비(1)를 도시하는 배치 사시도이다.

이 RFID 태그 판독 설비(1)는, 판독 장치(10)와, 이 판독 장치(10)에 접속된 안테나계 A1을 구비하고 있다.

이 RFID 태그는, 안테나계 A1로부터 방사된 질문파를 받으면, 이에 따라서, 이 RFID 태그에 기억되고, 또한, 생성된 데이터를 나타내는 회답파를 발사하는 기능을 갖는다. RFID 태그로부터 송신되는 데이터에는, 각각의 RFID 태그를 일의적으로 나타내는 식별자의 데이터를 포함한다.

RFID 태그는, 예를 들면, 본원 출원인이 개발 및 제조를 행한 뮤 칩(등록 상표) 등의 RFID 태그용의 IC칩에, 태그 안테나를 접속하여 제조한 것이다.

RFID 태그는, 전원으로서 전지를 구비한 것을 이용할 수도 있다. 이 RFID 태그는, 자율적으로, 즉, 질문파를 수신하지 않아도, 소정의 주기로 회답파를 발사한다. 이 경우, 판독 장치(10)는, 질문파를 출력하기 위한 송신 기능을 갖지 않아도 된다.

판독 장치(10)는, 기존의 RFID 태그 리더와 마찬가지의 것을 이용할 수 있지만, 단, 내장 안테나 대신에, 고주파 입출력용의 SMA형 등의 동축 커넥터(잭;리셉터클)(도시하지 않음)가, 케이스에 설치되어 있다. 판독 장치(10)는, 버튼 등으로 이루어지는 조작부(10b)를 조작하여, RFID 태크의 판독 등, 각종의 수동 제어를 행할 수 있다. 또한, 판독 장치(10)는, 판독한 데이터의 내용이나, 판독 장치(10) 자신의 동작 상황 등을, 액정 표시 장치 등으로 이루어지는 표시부(10a)에 표시한다.

급전선 F01, F23은, 고주파 전류를 저손실로 전송 가능한 통신 선로로서, 예를 들면 동축 케이블로 이루어진다. 이들 급전선 F01, F23의 양단은, 상기한 판독 장치(10)의 커넥터와 동종이며 성별이 서로 다른 동축 커넥터(플래그)에 의해 종단되어 있다. "성별"이 서로 다르다는 것은, 「꽂은 측」과 「꽂아진 측」과의 관계를 나타내는 것이다. 급전선 F01의 특성 임피던스 Z0은, 예를 들면, Z0=50[Ω]으로서, 상기한 커넥터류도, 이에 정합되어 있다. 밀리파대 등, 더 높은 주파수의 전파를 이용하는 경우에는, 도파관이나, NRD 가이드(비방사성 유전체 선로; Nonradiative Dielectric Waveguide) 등을 이용하면 된다. 급전선 F01의 일단은 판독 장치(10)에 접속되고, 타단은 제1 안테나(11)에 접속되어 있다.

제1 안테나(11), 제2 안테나(12) 및 제3 안테나(13)는, 동일한 구성이기 때문에, 제1 안테나(11)를 예로 들어서 설명하지만, 후기하는 요건을 만족하면, 반드시 동일한 공중선 형식의 것을 이용할 필요는 없다.

제1 안테나(11)는, 전형적으로는, 패치 안테나이다. 그 외, 단일 지향성으로서, 적절한 넓이의 메인 로브를 갖고, 사이드 로브가 작고, 전후비가 커서(후방에의 복사가 작음), 편파면 또는 선회 방향을 제어 가능한 안테나이면, 바람직하게 대용할 수 있다. 그 일례로서, 패치 안테나, 야기·우다 안테나, 엔드 파이어 헬리컬 안테나, 파라볼라 안테나, 슬롯 안테나, 전파 렌즈 등을 들 수 있다. 또한, 조건에 따라서는, 루프 안테나, 사이드 파이어 헬리컬 안테나, 다이폴 안테나, 접힌 다이폴 안테나, 또는 슬리브 안테나를 이용하는 것도 생각된다.

제1 안테나(11)는, 유전체로 이루어지고 표리면이 평행 평면인 기판과, 기판의 한쪽의 면(앞면)에 형성한 패치 소자와, 기판의 다른 쪽의 면(뒷면)에 형성한 그라운드판으로 이루어진다. 패치 소자가 있는 방향이 전파의 방사 방향이다. 기 판은, 글래스 섬유 강화 에폭시 수지판 등, 비유전률이 기지인 재질로 이루어지고, 패치 소자 및 그라운드판은, 동판이나 알루미늄판 등, 고주파 양도체로 이루어진다.

제1 안테나(11)의 뒷면에는, 판독 장치(10)와 마찬가지인 리셉터클(도시하지 않음)이 설치되고, 급전선 F01이 접속되어 있다. 리셉터클의 중심 도체는, 제1 안테나(11)의 편파 특성이 원하는 특성으로 되도록, 패치 소자의 소정의 개소에 접속되고, 또한, 외부 도체는, 그라운드판에 접속되어 있다.

제2 안테나(12)는, 제1 안테나(11)에 대하여, 앞면끼리가 마주 보도록 배치되어 있다. 보다 정확하게는, 제2 안테나(12)의 방사 방향과, 제1 안테나(11)의 방사 방향이, 동축 상에 있고 대향하도록 배치한다. 바꾸어 말하면, 제1 안테나(11)와, 제2 안테나(12)와의 거리가 일정할 때, 송수신 감도가 가장 높아지도록 하면 된다. 제2 안테나(12)는, 급전선 F23에 의해, 제3 안테나(13)에 접속되어 있다.

다음으로, RFID 태그 판독 설비(1)의 동작예에 대해서, 개요를 설명한다.

판독 장치(10)를 조작하여, 판독 동작을 행하게 하면, 판독 장치(10)는, 소정의 고주파 전류를 급전선 F01을 통하여, 제1 안테나(11)에 송출한다. 이 고주파 전류가, 제1 안테나(11)에 급전되면, 제1 안테나(11)로부터 전자파가 제2 안테나(12)를 향하여 방사된다. 이 전자파는, RFID 태그를 동작시키는 질문파이다. 이에 의해, 소정의 판독 영역 E11 내의 전자계의 강도가 소정값 이상으로 되어, 판독 영역 E11 내에 소재하는 RFID 태그를 동작시킬 수 있다.

제2 안테나(12)는, 이 질문파를 받으면, 다시 전자파로부터 고주파 전류로 변환하고, 급전선 F23을 통하여, 제3 안테나(13)에 송출한다. 제3 안테나(13)는, 이 고주파 전류를 입력받으면, 상기한 질문파를 방사한다. 이에 의해, 소정의 판독 영역 E12 내의 전자계의 강도가 소정값 이상으로 되어, 판독 영역 E12 내에 소재 하는 RFID 태그를 동작시킬 수 있다.

(1) 제1 안테나(11)로부터 방사된 질문파가, 판독 영역 E11에 소재하는 RFID 태그에 의하여 접수된 경우, 이 RFID 태그로부터 방사된 회답파는, 제1 안테나(11)에 의하여 접수되며, 이 회답파를 나타내는 고주파 전류가 판독 장치(10)에 입력된다. 판독 장치(10)는, 이 고주파 전류를 복조하고, 이 RFID 태그의 식별자등의 데이터를 판독한다.

(2) 제3 안테나(13)로부터 방사된 질문파가, 판독 영역 E12에 소재하는 RFID 태그에 의하여 접수된 경우, 이 RFID 태그로부터 방사된 회답파는, 제3 안테나(13)에 의하여 접수되며, 이 회답파를 나타내는 고주파 전류가, 급전선 F23에 의하여 제2 안테나(12)에 보내져, 다시 전자파로 되고, 제1 안테나(11)에 의해 접수된다. 이후는, (1)의 경우와 마찬가지이다.

제1 실시 형태의 RFID 태그 판독 설비(1)에 따르면, 제1 안테나(11) 및 제2 안테나(12)에 대하여, 제3 안테나(13)의 상대 위치를 독립적으로 결정할 수 있으므로, 제1 안테나(11) 및 제2 안테나(12)에 의하여 결정되는 제1 판독 영역과, 제3 안테나(13)에 의하여 결정되는 제2 판독 영역을, 높은 자유도로 배치할 수 있다. 또한, 제1 안테나(11)로부터 방사된 전자파의 에너지의 일부는, 제3 안테나(13)로 부터 다시 방사되므로, 동일한 공중선 전력이라도, 안테나 근방 영역의 판독 범위를 실질적으로 확대할 수 있다.

(제2 실시 형태)

도 2는, 본 발명에 따른 제2 실시 형태의 RFID 태그 판독 설비(2)를 나타내는 배치 사시도이다.

이 RFID 태그 판독 설비(2)는, 제1 실시 형태의 RFID 태그 판독 설비(1)에서, 안테나계 A1 대신에, 안테나계 A2를 구비한 구성이다.

안테나계 A2는, 안테나계 A1의 제3 안테나(13)의 방사 방향을 제2 안테나(12)와 평행하면서 동일 방향으로 하고, 제3 안테나(13)와 정대하는 제4 안테나(14)와, 제4 안테나(14)에 급전선 F45에 의하여 접속되고 제4 안테나(14)와 평행하면서 동일 방향의 방사 방향을 갖는 제5 안테나(15)와, 제5 안테나(15)와 정대하는 제6 안테나(16)를 포함하고 있다. 제6 안테나(16)까지를 도시했지만, 한층 더 안테나(도시하지 않음)를 마찬가지로 후속하여 접속하여도 된다.

이 구성에 의해, 제1 안테나(11)와 제2 안테나(12)로 이루어지는 안테나 쌍에 의해, 판독 영역 E21이 형성된다. 마찬가지로, 제3 안테나(13)와 제4 안테나(14)로 이루어지는 안테나 쌍에 의해, 판독 영역 E22가 형성된다. 마찬가지로, 제5 안테나(15)와 제6 안테나(16)로 이루어지는 안테나 쌍에 의해, 판독 영역 E23이 형성된다. 이들 안테나쌍의 상호 간격을 좁힘으로써, 판독 영역 E21, E22, E23을 연결한 판독 영역 E2가 형성되어, 불감대를 감소시킬 수 있다.

정대하는 안테나의 조마다, 패치 소자의 급전점의 위치나, 패치 소자의 형상 또는 치수를 바꿈으로써, 방사하는 전파에 대해서, 원 편파/직선 편파, 선회 방향/편파 방향을 바꾸면, 동일한 주파수의 신호를 이용하고 있음에도 불구하고, RFID 태그가 인접하는 판독 영역 간의 간섭을 억압할 수 있다.

제2 실시 형태의 RFID 태그 판독 설비(2)에 따르면, 제1 실시 형태의 RFID 태그 판독 설비(1)보다도, 더욱, 판독 영역의 배치의 자유도를 향상할 수 있다. 또한, 안테나의 수가 증가하였기 때문에, 더욱, 안테나 근방 영역의 판독 범위를 실질적으로 확대할 수 있다.

(제3 실시 형태)

도 3은, 본 발명에 따른 제3 실시 형태의 RFID 태그 판독 설비(3)를 도시하는 배치 사시도이다. 또한, 도 4는, 이 RFID 태크 판독 설비(3)를 도시하는 평면도이며, 도 5는 도 4에 도시하는 X3-X3 방향으로 이 RFID 태그 판독 설비(3)를 본 배치 외관도이다.

이 RFID 태그 판독 설비(3)는, 제2 실시 형태의 RFID 태그 판독 설비(2)에서, 제5 안테나(15) 및 제6 안테나(16)를 제거하고, 제1 안테나(11) 및 제2 안테나(12) 사이에 도파기(21)를 배치하고, 제3 안테나(13) 및 제4 안테나(14) 사이에 도파기(22)를 배치하고, 급전선 F45에 종단 저항기(30)를 접속한 구성이다.

종단 저항기(30)는. 소위 더미 로드로서, 급전선 F45 및 제4 안테나(14)의 특성 임피던스 Z0과 동일한 순저항치를 나타내는 무유도 저항 소자와, 이 무유도 저항 소자로부터 방열하는 히트 싱크를 포함하여 구성되어 있다(모두 도시하지 않음). 동일한 저항치에는 실질적으로 동일한 저항치를 포함한다. 따라서, 제4 안 테나(14)가 받은 전자파의 에너지는, 종단 저항기(30)에 의해 전부 열 에너지로서 소비되어, 종단 저항기(30)로부터 제4 안테나(14)에의 반사파가 발생하지 않는다. 이 경우, 판독 장치(10)로부터 출력된 고주파 전류의 에너지 중 과잉의 것은, 최종적으로 종단 저항기(30)에서 소비되기 때문에, 판독 장치(10)의 출력을 높여도, RFID 태그 판독 설비(3) 밖으로 누출하는 전자파의 강도를 작게 할 수 있다.

종단 저항기(30)를 설치하는 대신에, 급전선 F45의 종단을 개방하거나(즉, 분리한 그대로의 상태로 하거나), 종단을 단락하거나 하여도 된다. 이 경우, 특히 RFID 태그가 제4 안테나(14)의 근방에 있을 때, 제4 안테나(14)에 의해, RFID 태그로부터의 회답파가 반사되고, 제3 안테나(13)에서 받는 강도가, 보다 높아진다. 이 때문에, RFID 태그로부터 방사되는 미약한 회답파를, 판독 장치(10)에서 인식하기 쉬워진다.

도파기(21)는, 전기적 길이가, 통신파(질문파 및 회답파)의 1/2 파장보다 약간 짧은, 다이폴형의 다수의 엘리먼트(21e)를, 약 1/4파장 간격으로, 제1 안테나(11)의 방사 방향을 따라 복수 배열한 것이다. 도파기(21)는, RFID 태그 판독 설비(3)와 동일한 파장을 사용하는 야기·우다 안테나의 도파기 부분을 유용하여 구성할 수도 있다. 또한, 제1 안테나(11)를 기준으로 하는 대신에, 제2 안테나(12)를 기준으로 하여, 제2 안테나(12)의 방사 방향을 따라, 엘리먼트(21e)를 배열하여도 된다.

도파기(22)는, 제3 안테나(13)의 방사 방향을 따라 엘리먼트(22e)를 배열한 것으로, 제3 안테나(13) 및 제4 안테나(14)에 대하여, 상기한 도파기(21)와 마찬가 지의 구성을 갖고, 마찬가지로 작동한다.

이와 같이, 다이폴형의 엘리먼트(21e 및 22e)의 장축 방향을 수평 방향으로 하였기 때문에, 제1 안테나(11), 제2 안테나(12), 제3 안테나(13), 및 제4 안테나(14)는, 모두 수평 편파로 되도록, 패치 소자를 구성한다. 예를 들면, 제1 안테나(11), 도파기(21), 및 제2 안테나(12)를 동일 방향으로 동일 각도 기울여서, 편파면을 회전시켜도 된다. 이에 의해, 판독 영역 E3을 조정하고, 또한, 판독 영역 E3 중, 제1 안테나(11) 및 제2 안테나(12)에 의해 형성되는 영역과, 제3 안테나(13) 및 제4 안테나(14)에 의하여 형성되는 영역과의 간섭을 억압할 수 있다.

제3 실시 형태의 RFID 태그 판독 설비(3)에 따르면, 도파기(21) 및 도파기(22)를 설치했기 때문에, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 엘리먼트(21e) 및 엘리먼트(22e) 주위에 균등한 전자계가 발생하여, 보다 넓게 전자계의 강도가 안정된 판독 영역 E3을 형성할 수 있다.

(제4 실시 형태)

도 6은, 본 발명에 따른 제4 실시 형태의 RFID 태그 판독 설비(4)를 도시하는 배치 사시도이다.

제4 실시 형태의 RFID 태그 판독 설비(4)는, 제3 실시 형태의 RFID 태그 판독 설비(3)에서, 제2 안테나(12)로서, 패치 안테나 대신에 절곡 다이폴 안테나로 이루어지는 방사기(23) 및 다이폴 안테나로 이루어지는 반사기(25)를 배치함과 함께, 제3 안테나(13)로서, 패치 안테나 대신에 절곡 다이폴 안테나로 이루어지는 방사기(24) 및 다이폴 안테나로 이루어지는 반사기(26)를 배치한 것이다.

따라서, 반사기(25), 방사기(23), 및 도파기(21)에 의해 하나의 야기·우다 안테나가 형성되고, 반사기(26), 방사기(24), 및 도파기(22)에 의해서 다른 하나의 야기·우다 안테나가 형성되어 있다.

이와 같이, 패치 안테나에 한하지 않고, 다양한 단일 지향성 안테나를 바람직하게 이용할 수 있다.

(제5 실시 형태)

도 7은, 본 발명에 따른 제5 실시 형태의 RFID 태그 판독 설비(5)를 도시하는 배치 사시도이며, 도 8은 이 RFID 태그 판독 설비(5)를 도시하는 평면도이다.

제5 실시 형태의 RFID 태그 판독 설비(5)는, 제4 실시 형태의 RFID 태그 판독 설비(4)에서, 판독 장치(10), 급전선 F01, 및 제1 안테나(11)를 일체로 하고, 다른 부분을 이로부터 분리하여 일체로 한 것이다. 이와 같이 일체로 한 것은, 각각, 다이(도시하지 않음) 위에 설치하거나, 비유전률이 작은 케이스(도시하지 않음)에 저장하거나 하면 된다.

이와 같은 구성에 의해, 판독 장치(10), 급전선 F01, 및 제1 안테나(11)를 가반형의 태그 리더로서 이용하고, 혹은, 필요에 따라 연결하여, 보다 큰 판독 영역을 갖는 RFID 태그 판독 설비(5)로서 이용할 수 있다.

또한, 제1 안테나(11)와 제2 안테나(12)와의 거리를 용이하게 설정 변경할 수 있으므로, 판독 영역의 설정의 자유도가 커진다.

(제6 실시 형태)

도 9는, 본 발명에 따른 제6 실시 형태의 RFID 태그 판독 설비(6)를 도시하 는 배치 사시도이다.

제6 실시 형태의 RFID 태그 판독 설비(6)는, 제1 실시 형태의 RFID 태그 판독 설비(1)에서, 제3 안테나(13)로부터 방사되는 전파가, 제1 안테나(11)의 방사 방향 및 제2 안테나(12)의 방사 방향을 가로 지르도록, 제3 안테나(13)를 배치한 것이다.

제6 실시 형태의 RFID 태그 판독 설비(6)에 따르면, 판독 영역에서, 서로 다른 진행 방향 또는 편파의 전자계가 형성되므로, 전파의 송수신에 방위 의존성이 있는 RFID 태그를 이용하여도, 이 RFID 태그의 방향에 상관없이, 데이터의 판독을 올바르게 행할 수 있는 확률이 향상한다.

본 발명에 따르면, RFID 태그와 통신 가능한 영역을 용이하게 원하는 형상으로 설정할 수 있는 RFID 태그 판독 시스템 및 RFID 태그 판독 방법을 제공할 수 있다.

Claims

전자파로 질문파를 받으면 소정 데이터를 포함하는 회답파를 전자파로 방사하는 RFID 태그로부터 상기 소정 데이터를 판독하는 RFID 태그 판독 시스템으로서,

상기 질문파를 고주파 전류로 출력함과 함께, 상기 회답파를 고주파 전류로 입력받으면 이것을 복조하여 상기 데이터를 판독하는 판독 장치와,

상기 전자파를 받으면 상기 고주파 전류를 출력하고, 상기 고주파 전류를 입력받으면 상기 전자파를 방사하는 제1 내지 제3 안테나를 포함하는 안테나계

를 포함하고,

상기 제1 안테나는, 상기 판독 장치에 제1 급전선에 의해 접속되고,

상기 제2 안테나는, 그 방사 방향이, 상기 제1 안테나의 방사 방향에 정대(正對)하도록 배치되고,

상기 제3 안테나는, 상기 제2 안테나와 제2 급전선에 의해 접속되는

것을 특징으로 하는 RFID 태그 판독 시스템.
제1항에 있어서,

상기 안테나계는, 상기 전자파를 받으면 상기 고주파 전류를 출력하고, 상기 고주파 전류를 입력받으면 상기 전자파를 방사하는 제4 안테나를 더 포함하고,

상기 제4 안테나는, 그 방사 방향이, 상기 제3 안테나의 방사 방향에 정대하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 판독 시스템.
제2항에 있어서,

상기 제4 안테나는, 제3 급전선에 의해, 한층 더 다른 안테나계에 접속되는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 판독 시스템.
제2항에 있어서,

상기 제4 안테나는, 그 제4 안테나의 특성 임피던스와 동일한 저항치를 보이는 저항기에 의해 종단되는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 판독 시스템.
제2항에 있어서,

상기 제4 안테나는, 그 입출력단이, 종단 개방 또는 종단 단락으로 되는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 판독 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제1 안테나의 방사 방향과, 상기 제3 안테나의 방사 방향이 평행하면서 반대 방향인 것을 특징으로 하는 RFID 태크 판독 시스템.
제2항에 있어서,

상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나에서 송수되는 전자파의 편파면 또는 선회 방향이 동일하며,

상기 제3 안테나 및 상기 제4 안테나에서 송수되는 전자파의 편파면 또는 선회 방향이 동일한 것을 특징으로 하는 RFID 태그 판독 시스템.
제2항에 있어서,

상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나에서 송수되는 전자파의 위상을 바꾸어서 그 지향성을 예민하게 하는 제1 도파기, 또는, 상기 제3 안테나 및 상기 제4 안테나에서 송수되는 전자파의 위상을 바꾸어서 그 지향성을 예민하게 하는 제2 도파기 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 판독 시스템.
제7항에 있어서,

상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나에서 송수되는 전자파의 편파면 또는 선회 방향과, 상기 제3 안테나 및 상기 제4 안테나에서 송수되는 전자파의 편파면 또는 선회 방향이 서로 다른 것을 특징으로 하는 RFID 태그 판독 시스템.
제2항에 있어서,

상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나 사이의 제1 거리와, 상기 제3 안테나와 상기 제4 안테나 사이의 제2 거리가 서로 다른 것을 특징으로 하는 RFID 태그 판독 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제3 안테나는, 그 방사 방향이, 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나에서 송수되는 전자파를 가로 지르도록 배치되는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 판독 시스템.
제2항에 있어서,

상기 제1 내지 제4 안테나 중 어느 하나는, 단일 지향성의 안테나인 것을 특징으로 하는 RFID 태그 판독 시스템.
제12항에 있어서,

상기 제1 내지 제4 안테나 중 어느 하나는, 패치 안테나, 야기·우다 안테나, 엔드 파이어 헬리컬 안테나, 파라볼라 안테나, 슬롯 안테나, 또는 전파 렌즈인 것을 특징으로 하는 RFID 태그 판독 시스템.
제2항에 있어서,

상기 제1 내지 제4 안테나 중 어느 하나는, 루프 안테나, 사이드 파이어 헬리컬 안테나, 다이폴 안테나, 접힌 다이폴 안테나, 또는 슬리브 안테나인 것을 특징으로 하는 RFID 태그 판독 시스템.
전자파로 질문파를 받으면 소정 데이터를 포함하는 회답파를 전자파로 방사하는 RFID 태그로부터 상기 소정 데이터를 판독하는 RFID 태그 판독 시스템을 이용 한 RFID 태그 판독 방법으로서,

상기 RFID 태그 판독 시스템은, 판독 장치와, 상기 판독 장치에 제1 급전선에 의해 접속된 제1 안테나와, 그 방사 방향이, 상기 제1 안테나의 방사 방향에 정대하도록 배치된 제2 안테나와, 상기 제2 안테나와 제2 급전선에 의해 접속된 제3 안테나를 포함하고,

상기 판독 장치가, 상기 질문파를 고주파 전류로 출력하는 제1 질문파 전송 공정과,

상기 제1 안테나가, 상기 판독 장치로부터 상기 질문파를 입력받고, 상기 질문파를 전자파로 방사하는 제1 질문파 방사 공정과,

상기 제2 안테나가, 상기 제1 안테나로부터 방사된 상기 질문파를 받고, 그 질문파를 고주파 전류로서 출력하는 제2 질문파 전송 공정과,

상기 제3 안테나가, 상기 제2 안테나로부터 상기 질문파를 고주파 전류로서 입력받고, 그 질문파를 전자파로 방사하는 제2 질문파 방사 공정

을 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 판독 방법.
제15항에 있어서,

상기 RFID 태그가, 상기 제2 질문파 방사 공정에서 방사된 상기 질문파를 받고, 상기 회답파를 전자파로 방사하는 제1 회답파 방사 공정과,

상기 제3 안테나가, 상기 RFID 태그로부터 상기 질문파를 받고, 그 질문파를 고주파 전류로 출력하는 제1 회답파 전송 공정과,

상기 제2 안테나가, 상기 제3 안테나로부터 상기 회답파를 고주파 전류로서 입력받고, 그 회답파를 전자파로 방사하는 제2 회답파 방사 공정과,

상기 제1 안테나가, 상기 제2 안테나로부터 방사된 상기 회답파를 받고, 그 회답파를 고주파 전류로서 출력하는 제2 회답파 전송 공정과,

상기 판독 장치가, 상기 제1 안테나로부터 상기 회답파를 고주파 전류로서 입력받고, 그 회답파를 복조하여 상기 소정 데이터를 판독하는 데이터 복조 공정

을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 판독 방법.