KR20090066899A - Antenna - Google Patents

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KR20090066899A KR1020070134643A KR20070134643A KR20090066899A KR 20090066899 A KR20090066899 A KR 20090066899A KR 1020070134643 A KR1020070134643 A KR 1020070134643A KR 20070134643 A KR20070134643 A KR 20070134643A KR 20090066899 A KR20090066899 A KR 20090066899A
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권홍일
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

An antenna is provided to improve transmission and reception performance by maximizing an antenna gain through a control of an energy flow of a radiating signal and securing a wide grounding surface. An antenna(100) includes a conductor layer(110), a first dielectric layer(120), a second conductor layer(130), and a second dielectric layer(140). A slot is formed at the first conductor layer. The first dielectric layer is formed under the first conductor layer. The second conductor layer is formed under the first dielectric layer. The second conductor layer has a grating structure. The second dielectric layer is formed under the second conductor layer. A grounding layer is formed under the second dielectric layer.

Description

안테나{Antenna}Antenna {Antenna}

실시예는 안테나에 관하여 개시한다.An embodiment discloses an antenna.

안테나는 전압/전류로 표현되는 전기적 신호와 전기장/자기장으로 표현되는 전자기파를 상호 변환해주는 장치로서, 안테나 외부의 전자기장의 변화와 안테나 내부의 도선상의 전기적 신호를 상호 연동시키게 된다.An antenna is a device that converts an electrical signal expressed in voltage / current and an electromagnetic wave expressed in an electric field / magnetic field. The antenna interworks with a change in an electromagnetic field outside the antenna and an electrical signal on a wire inside the antenna.

RFID(Radio Frequency IDentification) 송수신 장치는 무선 주파수를 사용하여 태그(tag)가 가지고 있는 정보를 비접촉식으로 인식하거나 기록하는 장치로서, 이를 이용하면 태그가 부착된 물건이나 사람 등을 인식, 추적, 관리할 수 있게 된다. 이러한 RFID 송수신 장치는 고유한 식별정보를 가지고 있으며 물건이나 동물 등에 부착되는 태그(Tag 또는 Transponder), 태그가 가지고 있는 식별정보를 읽거나 기록하기 위한 리더(Reader 또는 Interrogator)를 포함한다.RFID (Radio Frequency IDentification) transceiver is a device that recognizes or records the information that a tag has by using radio frequency without contact. It can recognize, track, and manage a tagged object or person. It becomes possible. The RFID transceiver device has unique identification information and includes a tag (tag or transponder) attached to an object or animal, and a reader (reader or interrogator) for reading or recording identification information of the tag.

특히, 이동성을 전제로 하는 태그의 경우 크기에 제약을 가지므로 안테나를 배치설계하는데 많은 어려움이 있다.In particular, the tag premise of mobility has a limitation in size, so there is a lot of difficulty in designing the arrangement of the antenna.

예를 들어, 다이폴 형태의 태그 안테나로는 도체가 프린트된 필름형 안테나가 많이 사용되는데, 이러한 태그 안테나는 접지면에 부착되면 단락 상태가 되어 안테나로서의 기능을 수행할 수 없게 된다.For example, a film antenna having a printed conductor is used as a tag antenna of a dipole type. When the tag antenna is attached to a ground plane, the tag antenna is short-circuited and cannot perform a function as an antenna.

또한, 용량성 임피던스를 가지는 태그 칩과의 공액 정합을 위하여, 태그 안테나는 유도성 임피던스를 가져야 하나 필름형 태그 안테나의 구조로는 이를 구현하기 어렵다.In addition, for conjugate matching with a tag chip having a capacitive impedance, the tag antenna should have an inductive impedance, but it is difficult to implement this in the structure of a film-type tag antenna.

따라서, 태그 칩제품의 종류에 맞추어 태그 안테나 역시 다양한 크기 및 형태의 제품으로 생산되어야 하므로 생산 효율이 저하되고 대량 생산이 어려워지는 문제점이 있다.Therefore, the tag antenna also has to be produced in various sizes and shapes according to the type of tag chip products, there is a problem that the production efficiency is lowered and mass production is difficult.

현재, 태그 안테나의 접지 구조를 개선하여 접지면을 일체형으로 제작하여 확장한 제품이 개발되고 있으나, 단락 상태를 회피하기 위하여 일정한 높이를 확보해야 하는 등 크기가 크고 가격이 고가이므로, 저렴하고 작은 사이즈의 태그 제품을 생산하는데 제약이 된다.At present, the product has been developed by improving the grounding structure of the tag antenna to manufacture the integrated ground plane integrally, but in order to avoid short-circuit condition, it is necessary to secure a certain height so that the size is large and the price is expensive. It is a constraint to produce the tag product of.

실시예는 방사되는 신호의 에너지 흐름을 조절하여 안테나 이득을 극대화하고, 소형이면서도 접지면이 넓게 확보되어 송수신 성능이 향상된 안테나를 제공한다.Embodiments provide an antenna that maximizes antenna gain by adjusting the energy flow of a radiated signal, and provides an antenna having a small and wide ground plane to improve transmission and reception performance.

실시예에 따른 안테나는 슬롯이 형성된 제1 도전체층; 상기 제1 도전체층 밑에 형성되는 제1 유전체층; 및 상기 제1 유전체층 밑에 형성되고, 격자 구조를 이루는 제2 도전체층을 포함한다.In accordance with an embodiment, an antenna includes a first conductor layer having a slot; A first dielectric layer formed under the first conductor layer; And a second conductor layer formed under the first dielectric layer and forming a lattice structure.

실시예에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.According to the embodiment, the following effects are obtained.

첫째, 후방으로 방사되는 에너지를 전방으로 집중시킬 수 있으므로 안테나 이득이 향상되고 송수신 효율을 높일 수 있다.First, since the energy radiated backwards can be concentrated forward, the antenna gain can be improved and the transmission and reception efficiency can be improved.

둘째, 소형이면서도 접지면이 넓게 확보될 수 있으므로, 안테나의 송수신 성능을 향상시킬 수 있고, 태그와 같이 제한된 배치 공간을 가지는 장치에 용이하게 안테나를 장착할 수 있는 효과가 있다.Second, since the ground plane can be secured even though it is small, the transmission and reception performance of the antenna can be improved, and the antenna can be easily installed in a device having a limited arrangement space such as a tag.

셋째, 단락핀을 이용하여 안테나의 임피던스를 조절할 수 있으므로, 단일 안테나 제품으로 태그칩의 다양한 임피던스를 매칭시킬 수 있는 효과가 있다.Third, since the impedance of the antenna can be adjusted by using a short pin, it is possible to match various impedances of the tag chip with a single antenna product.

넷째, 가공이 용이한 인쇄기판 형태로 PIFA 구조를 제작할 수 있으므로, 안테나의 이용분야를 확대할 수 있고 대량 생산이 가능하며 생산 단가를 낮출 수 있 는 효과가 있다.Fourth, since the PIFA structure can be manufactured in the form of a printed board that can be easily processed, it is possible to expand the field of use of the antenna, to mass-produce, and to lower the production cost.

다섯째, 실시예에 따른 안테나를 이용하면 소형이면서도 저렴한 태그 제품을 제조할 수 있다.Fifth, by using the antenna according to the embodiment it is possible to manufacture a small but inexpensive tag product.

첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 안테나에 대하여 상세히 설명한다.An antenna according to an embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 제1 실시예에 따른 안테나(100)의 구조를 도시한 사시도이고, 도 2는 제1 실시예에 따른 제2 도전체층(130)의 구조를 예시한 사시도이며, 도 3은 도 1의 표시선 A-A'를 기준으로 하여 절단한 경우 제1 실시예에 따른 안테나(100)의 측단면도이다.1 is a perspective view illustrating the structure of the antenna 100 according to the first embodiment, FIG. 2 is a perspective view illustrating the structure of the second conductor layer 130 according to the first embodiment, and FIG. Is a side cross-sectional view of the antenna 100 according to the first embodiment when it is cut based on the display line A-A '.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 제1 실시예에 따른 안테나(100)는 제1 도전체층(110), 제1 유전체층(120), 제2 도전체층(130), 제2 유전체층(140), 접지층(150), 칩소자(160), 연결부재(162)를 포함하여 구성된다.1 to 3, the antenna 100 according to the first embodiment includes a first conductor layer 110, a first dielectric layer 120, a second conductor layer 130, a second dielectric layer 140, The ground layer 150 includes a chip device 160 and a connection member 162.

상기 안테나(100)는 다양한 RF 통신 시스템에 이용될 수 있으나, 제1 실시예에서는 900 MHz 대역의 주파수를 이용하는 RFID(Radio Frequency IDentification) 태그에 사용된 것을 예시한다.The antenna 100 may be used in various RF communication systems, but the first embodiment exemplifies that the antenna 100 is used in an RFID (Radio Frequency IDentification) tag using a frequency in the 900 MHz band.

상기 제1 도전체층(110)은 상기 제1 유전체층(120) 위에 형성되고, 상기 제2 도전체층(130)은 상기 제1 유전체층(120)과 상기 제2 유전체층(140) 사이에 형성된다.The first conductor layer 110 is formed on the first dielectric layer 120, and the second conductor layer 130 is formed between the first dielectric layer 120 and the second dielectric layer 140.

그리고, 상기 접지층(150)은 상기 제2 유전체층(140) 밑에 형성된다.The ground layer 150 is formed under the second dielectric layer 140.

실시예에서, 두가지 종류의 단락핀(short pin)이 구비되는데, 제1 단락핀(112)은 상기 제1 유전체층(120), 상기 제2 도전체층(130), 상기 제2 유전체층(140)을 관통하여 상기 제1 도전체층(110)과 상기 접지층(150)을 전기적으로 접속시킨다.In an embodiment, two types of short pins are provided, and the first short pins 112 may include the first dielectric layer 120, the second conductor layer 130, and the second dielectric layer 140. Through it, the first conductor layer 110 and the ground layer 150 are electrically connected to each other.

또한, 제2 단락핀(132)은 상기 제2 유전체층(140)을 관통하여 상기 제2 도전체층(130)과 상기 접지층(150)을 전기적으로 접속시킨다.In addition, the second shorting pin 132 penetrates through the second dielectric layer 140 to electrically connect the second conductor layer 130 and the ground layer 150.

상기 제1 유전체층(120)과 상기 제2 유전체층(140)은 RF신호의 효율적인 방사를 위하여 정사각형, 직사각형 등의 사각형 구조를 가질 수 있으며, 유전체 기판(예: FR-4) 또는 절연체(예; 절연 필름) 등으로 형성될 수 있다.The first dielectric layer 120 and the second dielectric layer 140 may have a square structure such as square or rectangular for efficient radiation of the RF signal, and may be formed of a dielectric substrate (eg FR-4) or an insulator (eg insulation). Film) or the like.

상기 제1 유전체층(120)과 상기 제2 유전체층(140)이 유전체 기판으로 형성되는 경우, 기판 면에 동박을 형성하고 동박을 식각하여 상기 제1 도전체층(110), 상기 제2 도전체층(130), 상기 접지층(150)이 형성될 수 있으며, 기판의 유전율(예; 3.5~4.7)에 따라 상기 안테나(100)의 용량성 리액턴스를 조절할 수 있다.When the first dielectric layer 120 and the second dielectric layer 140 are formed of a dielectric substrate, copper foil is formed on the substrate surface and the copper foil is etched to form the first conductor layer 110 and the second conductor layer 130. ), The ground layer 150 may be formed, and the capacitive reactance of the antenna 100 may be adjusted according to the dielectric constant (eg, 3.5 to 4.7) of the substrate.

가령, 상기 제1 유전체층(120)과 상기 제2 유전체층(140)은 FR4 기판으로 형성될 수 있다.For example, the first dielectric layer 120 and the second dielectric layer 140 may be formed of an FR4 substrate.

또한, 상기 제1 유전체층(120)과 상기 제2 유전체층(140)이 절연 필름을 사용하여 형성되는 경우, PET 필름, 폴리이미디(PI), 폴리에틸렌나프타레이트(PEN), 폴리염화비닐(PVC), 종이, 아세테이트, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 탄산 칼슘을 가진 폴리 프로필렌, 아크릴로니틀릴 부타디엔 스틸렌(ABS) 또는 플라스틱 등의 재질이 사용될 수 있으며, 상기 제1 도전체층(110), 상기 제2 도전체층(130), 상기 접지층(150)은 절연 필름 면에 도전물질이 도포됨으로써 형성될 수 있다.In addition, when the first dielectric layer 120 and the second dielectric layer 140 are formed using an insulating film, PET film, polyimide (PI), polyethylene naphtharate (PEN), polyvinyl chloride (PVC), Material such as paper, acetate, polyester, polyethylene, polypropylene, polypropylene with calcium carbonate, acrylonitrile butadiene styrene (ABS) or plastic may be used, and the first conductor layer 110 and the second conductive material may be used. The body layer 130 and the ground layer 150 may be formed by applying a conductive material to the insulating film surface.

실시예에서 상기 제1 유전체층(120)과 상기 제2 유전체층(140)은 인쇄회로기판(PCB; Printed Circuit Board) 공정을 통하여 FR4 기판으로 형성된 것으로 한다.In an embodiment, the first dielectric layer 120 and the second dielectric layer 140 may be formed of a FR4 substrate through a printed circuit board (PCB) process.

상기 제1 도전체층(110)은 상기 칩소자(160)로부터 전달된 전류 또는 대기 중의 에너지 신호에 의한 전류가 흐르는 선로로서, "U"자형 슬롯(S1)이 형성된 사각판 형태를 가진다.The first conductor layer 110 is a line through which a current transmitted from the chip element 160 or a current by an energy signal in the air flows, and has a rectangular plate shape in which a “U” -shaped slot S1 is formed.

상기 슬롯(S1)의 간격은 커패시턴스 성분을 유발하며, 상기 제1 도전체층(110), 상기 제2 도전체층(130)이 가지는 특성 임피던스에 따라 조정될 수 있다.The interval between the slots S1 causes a capacitance component and may be adjusted according to characteristic impedance of the first conductor layer 110 and the second conductor layer 130.

상기 칩소자(160)는 상기 슬롯(S1)에 위치되고, 상기 제1 도전체층(110)과 전기적으로 연결된다. 이때, 전류 흐름을 고려하여, 상기 칩소자(160)는 상기 "U"자형 슬롯(S1)의 좌우 대칭을 이루는 중간 부분에 위치되는 것이 좋다.The chip device 160 is positioned in the slot S1 and is electrically connected to the first conductor layer 110. At this time, in consideration of the current flow, the chip element 160 is preferably located in the middle portion of the left and right symmetry of the "U" -shaped slot (S1).

상기 칩소자(160)는 상기 슬롯(S1)을 통하여 노출된 상기 제1 유전체층(120)에 다이본딩되고, 상기 연결부재(162)를 통하여 상기 슬롯(S1) 양단의 상기 제1 도전체층(110)과 전기적으로 연결된다.The chip device 160 is die-bonded to the first dielectric layer 120 exposed through the slot S1, and the first conductor layer 110 across the slot S1 through the connection member 162. ) Is electrically connected.

상기 칩소자(160)는 RF 송수신 회로, 제어로직 및 메모리 등이 내장될 수 있으며, 상기 제1 도전체층(110)을 통하여 RF 주파수를 송수신한다.The chip device 160 may include an RF transceiver circuit, a control logic, a memory, and the like, and transmit and receive an RF frequency through the first conductor layer 110.

상기 칩소자(160)는 상기 제1 도전체층(110)과 연결됨에 있어서, 전기적인 극성에 대한 방향성이 없으며, 상기 칩소자(160)가 극성 없이 동작되므로 급전 전류는 상기 "U"자형 슬롯(S1)을 따라 양측 방향으로 흐를 수 있다.Since the chip element 160 is connected to the first conductor layer 110, there is no directionality with respect to the electrical polarity, and since the chip element 160 operates without the polarity, the feed current is the “U” slot ( It can flow in both directions along S1).

상기 연결부재(162)는 상기 칩소자(160)와 상기 제1 도전체층(110)을 연결시키는 구성부로서, 전도성 패드, 리드 등을 이용하여 형성될 수 있으며, 상기 칩소자(160)와 상기 제1 도전체층(110)의 전기적인 접속은 플립 칩 본딩 또는 와이어 본딩 방식 등으로 다양하게 이루어질 수 있다.The connection member 162 is a component that connects the chip element 160 and the first conductor layer 110, and may be formed using a conductive pad, a lead, and the like, and the chip element 160 and the Electrical connection of the first conductor layer 110 may be variously performed by flip chip bonding or wire bonding.

또한, 제1 실시예에 따른 안테나(100)는 상기 칩소자(160)의 종류에 따라 RFID 태그 또는 RFID 리더용으로 이용될 수 있으며, 이용 환경에 따라 다양한 크기로 제작될 수 있는데, 예를 들면, 상기 제1 유전체층(120)과 상기 제2 유전체층(140)의 크기는 약 140mm×20mm, 두께는 약 1mm 정도로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제1 도전체층(110)과 상기 제2 도전체층(130)은 약 0.5mm의 두께로 형성되고, 상기 슬롯(S1)은 약 1mm의 폭으로 형성될 수 있다.In addition, the antenna 100 according to the first embodiment may be used for the RFID tag or the RFID reader according to the type of the chip element 160, and may be manufactured in various sizes according to the usage environment. The first dielectric layer 120 and the second dielectric layer 140 may have a size of about 140 mm × 20 mm and a thickness of about 1 mm. The first conductor layer 110 and the second conductor layer 130 may have a thickness of about 0.5 mm, and the slot S1 may have a width of about 1 mm.

상기 제2 도전체층(130)은 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼, 다수의 단위 격자를 포함하여 격자 구조를 이루는데, 단위 격자는 원형, 다격형 중 하나 이상의 형태를 이룰 수 있다.As shown in FIGS. 2 and 3, the second conductor layer 130 includes a plurality of unit grids to form a lattice structure. The unit grids may have one or more of a circular shape and a multi-layered shape.

상기 제2 도전체층(130)은 이러한 격자 구조를 통하여 상기 안테나(100) 후방으로 방사되는 에너지를 상기 제1 도전체층(110) 방향으로 결합시킴으로써 상기 안테나(100) 이득을 향상시킬 수 있다.The second conductor layer 130 may improve the gain of the antenna 100 by combining energy radiated to the rear of the antenna 100 through the lattice structure in the direction of the first conductor layer 110.

따라서, 상기 안테나(100) 전체 영역에 결쳐 일정한 전자계 필드를 형성하기 위하여, 상기 단위 격자는 소정 간격을 두고 규칙적으로 배열되는 것이 좋으며, 제1 실시예에서는 사각 형태로서 바둑판과 유사한 배열을 갖는다.Therefore, in order to form a constant electromagnetic field in the entire region of the antenna 100, the unit grids may be regularly arranged at predetermined intervals. In the first embodiment, the unit grids have a rectangular shape similar to that of a checkerboard.

상기 제2 도전체층(130)의 단위 격자는 상기 제2 단락핀(132)을 통하여 상기 접지층(150)과 연결되는데, 제1 실시예에서 단위 격자 당 하나씩(132)의 상기 제2 단락핀(132)이 형성된 것으로 예시하였다.The unit grids of the second conductor layer 130 are connected to the ground layer 150 through the second short circuit pins 132. In the first embodiment, one unit of the second short circuit pins 132 is provided per unit grid. It is illustrated that 132 is formed.

제1 실시예에서, 상기 제1 단락핀(112)은 상기 제1 도전체부(110)의 끝단부 양측에 한개씩 형성된 것으로 설명하였으나, 그 개수 및 위치는 다양하게 조정될 수 있다.In the first embodiment, the first short-circuit pin 112 is described as one formed on both sides of the end portion of the first conductor portion 110, the number and position can be adjusted in various ways.

또한, 상기 제1 단락핀(112)은 상기 제1 유전체층(120), 상기 제2 도전체층(130), 상기 제2 유전체층(140)을 관통함에 있어서, 상기 단위 격자를 관통하거나 상기 단위 격자 사이를 관통하여 형성될 수 있다. 가령, 상기 제1 단락핀(112)이 상기 단위 격자를 관통하는 경우, 상기 제2 단락핀(132)과 일체형으로 형성될 수 있다.In addition, the first short circuit pin 112 penetrates the first dielectric layer 120, the second conductor layer 130, and the second dielectric layer 140 to pass through the unit grid or between the unit grids. It can be formed through. For example, when the first shorting pin 112 passes through the unit grid, the first shorting pin 112 may be integrally formed with the second shorting pin 132.

제1 실시예에서, 상기 제1 단락핀(112)은 상기 단위 격자 사이를 관통하는 것으로 예시하였다.In the first embodiment, the first short pin 112 is illustrated as passing through the unit grid.

상기 제1 단락핀(112)과 상기 제2 단락핀(132)은 비아홀 공정을 통하여 형성될 수 있다.The first shorting pin 112 and the second shorting pin 132 may be formed through a via hole process.

상기 제1 단락핀(112)과 상기 제2 단락핀(132)은 상기 제1 도전체층(110)과 상기 제2 도전체층(130)의 전류 분포에 영향을 준다.The first shorting pin 112 and the second shorting pin 132 affect the current distribution of the first conductor layer 110 and the second conductor layer 130.

상기 제1 도전체층(110)은 상기 제1 단락핀(112)에 의하여 그라운드 성분이 강화됨으로써 안테나 성능이 향상될 수 있고, 상기 제2 도전체층(130)은 상기 제2 단락핀(132)에 의하여 후방의 방사 패턴을 전방으로 결합시키는 기능이 강화될 수 있다.The first conductor layer 110 may improve antenna performance by strengthening the ground component by the first shorting pin 112, and the second conductor layer 130 may be connected to the second shorting pin 132. As a result, the function of coupling the rear radiation pattern forward can be enhanced.

또한, 상기 제1 도전체층(110)은 변형된 PIFA(Planar Inverted-F Antenna) 구조를 이루며, 대역폭(band width), 공진 주파수에서의 반사 손실(Return Loss), 임피던스 매칭 효율 등의 요인에 따라 형태가 조정될 수 있다.In addition, the first conductor layer 110 forms a modified Planar Inverted-F Antenna (PIFA) structure and depends on factors such as bandwidth, return loss at resonance frequency, and impedance matching efficiency. The shape can be adjusted.

이와 같이 플래너(planar) 형태의 PIFA 구조를 이용한 제1 실시예에 따른 안테나(100)는 변형 및 가공이 용이한 장점을 가진다.As described above, the antenna 100 according to the first embodiment using the planar PIFA structure has an advantage of easy deformation and processing.

또한, 상기 제1 도전체층(110)과 상기 제2 도전체층(130)은 CPW(Coplanar Waveguide) 방식으로 동작되며, 상기 제1 도전체층(110) 후방으로 방사된 전류 및 에너지가 상기 제2 도전체층(130)에 의하여 상기 제1 도전체층(110) 전방으로 모아질 수 있고, 에너지 흐름이 조절되어 이득이 향상되는 효과를 가져온다.In addition, the first conductor layer 110 and the second conductor layer 130 are operated in a coplanar waveguide (CPW) manner, and the current and energy radiated behind the first conductor layer 110 are controlled by the second conductive layer. The body layer 130 may be collected in front of the first conductor layer 110, and the energy flow may be adjusted to obtain an effect of improving gain.

상기 접지층(150)은 넓을 수록 안테나 성능에 좋은 영향을 주므로, 상기 제1 유전체층(120), 상기 제2 유전체층(140)과 동일한 넓이로 형성되는 것이 좋다.Since the ground layer 150 has a larger effect on antenna performance, the ground layer 150 may have the same width as that of the first dielectric layer 120 and the second dielectric layer 140.

도 4는 제1 실시예에 따른 안테나(100)의 표면 전류의 형태를 모식화한 도면이다.4 is a diagram schematically illustrating the shape of the surface current of the antenna 100 according to the first embodiment.

도 4를 참조하면, 상기 슬롯(S1)을 위주로 하여 상기 제1 도전체층(110) 전체 영역에 걸쳐 전류가 고르게 분포되고, 상기 제2 도전체층(130)에 의하여 후방의 전류가 거의 차단되고 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 4, the current is distributed evenly over the entire area of the first conductor layer 110, mainly around the slot S1, and the rear current is almost blocked by the second conductor layer 130. It can be seen.

또한, 상기 제2 단락핀(132)이 상기 접지층(150)과 상기 제2 도전체층(130)을 연결시킴으로써 그라운드 성분을 강화시키고, 따라서 상기 제1 도전체층(110)을 통하여 방사되는 전류 신호의 세기가 더욱 강해짐을 알 수 있다.In addition, the second shorting pin 132 connects the ground layer 150 and the second conductor layer 130 to strengthen the ground component, and thus a current signal radiated through the first conductor layer 110. It can be seen that the strength of.

도 5는 제1 실시예에 따른 안테나(100)의 전계 필드를 측정한 도면이다.5 is a diagram illustrating an electric field field of the antenna 100 according to the first embodiment.

도 5를 참조하면, 제1 실시예에 따른 안테나(100)의 전계 필드는 표면 전류와 유사한 형태로 측정되었으며, 전계 에너지가 상기 제1 도전체(110) 전방을 향하여 강하게 형성됨을 관찰할 수 있다.Referring to FIG. 5, the electric field of the antenna 100 according to the first embodiment is measured in a form similar to the surface current, and it can be observed that the electric field energy is strongly formed toward the front of the first conductor 110. .

도 6은 제1 실시예에 따른 안테나(100)의 방사 패턴의 형태를 모식화한 도면이다.6 is a diagram schematically illustrating the shape of a radiation pattern of the antenna 100 according to the first embodiment.

도 6에 도시된 방사패턴은, 제1 실시예에 따른 안테나(100)를 수직으로 위치하고 신호 발생원을 각 축 방향으로의 각도(θ,Φ)를 0도부터 90도까지 순차적으로 이동하면서 측정한 것인데, 상기 제1 도전체(110) 전방의 안테나 이득이 강해진 것을 관찰할 수 있다.The radiation pattern shown in FIG. 6 measures the antenna 100 according to the first embodiment and measures the signal source while sequentially moving angles θ and Φ in the respective axial directions from 0 to 90 degrees. In this case, it can be observed that the antenna gain in front of the first conductor 110 is increased.

상기 방사 패턴 상에 표시된 영역들은 전력 이득의 차이를 나타낸다.The areas indicated on the radiation pattern show the difference in power gain.

참고로, 측정 시 주파수 효율은 0.7040(참고로, 1에 근접될수록 높은 효율임)이며, 이득(dB)은 S 파라미터(S1.1; 입력 포트와 출력 포트가 동일함을 의미)에서 5.246 dB로 측정되었다.For reference, the frequency efficiency at measurement is 0.7040 (reference is higher efficiency as it approaches 1), and the gain (dB) is 5.246 dB in the S parameter (S1.1; meaning that the input and output ports are the same). Was measured.

일반적인 PIFA형 안테나는 제1 실시예와 같이 집중된 방사패턴을 가지지 못하며, 이득은 3dBi 정도에 그치는 수준이다.The general PIFA antenna does not have a concentrated radiation pattern as in the first embodiment, and the gain is only about 3 dBi.

그러나, 제1 실시예에 따른 안테나(100)는 전체 이득이 5dBi 이상으로 일반적인 PIFA형 안테나보다 2dBi이상 향상 시킬 수 있다.However, the antenna 100 according to the first embodiment may improve the overall gain by more than 5dBi or more by 2dBi or more than the general PIFA antenna.

제1 실시예에 따른 상기 제1 도전체부(110)는 "U" 자형 슬롯(S1)을 구비한 것으로 하였으나, 다양한 슬롯 구조를 통하여 CPW 급전이 이루어질 수 있다.Although the first conductor part 110 according to the first embodiment has a “U” shaped slot S1, CPW feeding may be performed through various slot structures.

도 7은 제2 실시예에 따른 안테나(200)의 구조를 도시한 사시도이고, 도 8은 제3 실시예에 따른 안테나(300)의 구조를 도시한 사시도이며, 도 9는 제4 실시예에 따른 안테나(400)의 구조를 도시한 사시도이다.7 is a perspective view showing the structure of the antenna 200 according to the second embodiment, Figure 8 is a perspective view showing the structure of the antenna 300 according to the third embodiment, Figure 9 is a fourth embodiment It is a perspective view showing the structure of the antenna 400 according.

도 7내지 도 9를 참조하면, 제2 실시예, 제3 실시예 및 제4 실시예에 따른 안테나(200, 300, 400)는 제1 도전체층(210, 310, 410), 제1 유전체층(220, 320, 420), 제2 도전체층(230, 330, 430), 제2 유전체층(240, 340, 440), 접지층(250, 350, 450), 칩소자(260, 360, 460), 연결부재(262, 362, 462)를 포함하여 구성된다.7 to 9, the antennas 200, 300, and 400 according to the second, third, and fourth embodiments may include a first conductor layer 210, 310, 410, and a first dielectric layer ( 220, 320, 420, second conductor layers 230, 330, 430, second dielectric layers 240, 340, 440, ground layers 250, 350, 450, chip elements 260, 360, 460, It comprises a connecting member (262, 362, 462).

제2 실시예, 제3 실시예 및 제4 실시예에 따른 안테나(200, 300, 400)가 전술한 제1 실시예와 상이한 점은 상기 제1 도전체부(210, 310, 410)에 형성된 슬롯(S2, S3, S4) 구조에 있다.The antenna 200, 300, 400 according to the second embodiment, the third embodiment and the fourth embodiment differs from the first embodiment described above in that the slots formed in the first conductor portions 210, 310, and 410 are different. It is in (S2, S3, S4) structure.

즉, 제2 실시예에 따른 슬롯(S2)은 1자형 슬롯으로서, 상기 제1 도전체부(210)의 길게 형성된 변을 따라 형성되고, 제3 실시예에 따른 슬롯(S3)은 "L"자형 슬롯이다.That is, the slot S2 according to the second embodiment is a one-shaped slot, and is formed along an elongated side of the first conductor portion 210, and the slot S3 according to the third embodiment has an "L" shape. Slot.

또한, 제4 실시예에 따른 슬롯(S4)은 1자형 슬롯으로서, 상기 제1 도전체부(410)의 짧게 형성된 변을 따라 형성된다.In addition, the slot S4 according to the fourth embodiment is a one-shaped slot and is formed along a short side of the first conductor portion 410.

이렇게 각 실시예에 따른 상기 제1 도전체부(110, 210, 310, 410)의 슬롯 구조가 변형됨으로써 다양한 급전 방식을 구현할 수 있다.As such, the slot structures of the first conductor parts 110, 210, 310, and 410 according to each embodiment may be modified to implement various power feeding methods.

그외에, 제2 실시예, 제3 실시예 및 제4 실시예에 따른 안테나(200, 300, 400)의 구조 및 동작은 제1 실시예와 유사하면, 반복되는 설명은 생략하기로 한다.In addition, if the structure and operation of the antennas 200, 300, and 400 according to the second, third, and fourth embodiments are similar to those of the first embodiment, repeated description thereof will be omitted.

가령, 제2 실시예, 제3 실시예 및 제4 실시예에 따른 안테나(200, 300, 400) 는, 제1 실시예와 같이 제1 단락핀(212, 312, 412)을 구비하여 상기 제1 도전체층(210, 310, 410)과 상기 접지층(250, 350, 450)을 연결시킨다.For example, the antennas 200, 300, and 400 according to the second, third, and fourth embodiments are provided with the first short circuit pins 212, 312, and 412, as in the first embodiment. 1 The conductor layers 210, 310, and 410 are connected to the ground layers 250, 350, and 450.

또한, 도면에 도시되지 않았으나, 제2 실시예, 제3 실시예, 제4 실시예에 따른 안테나(200, 300, 400)는, 상기 제2 유전체층(240, 340, 440)을 관통하여 상기 제2 도전체층(230, 330, 430)과 상기 접지층(250, 350, 450)을 연결시키는 제2 단락핀을 포함한다.Although not illustrated, the antennas 200, 300, and 400 according to the second, third, and fourth embodiments penetrate through the second dielectric layers 240, 340, and 440. And a second shorting pin connecting the second conductor layers 230, 330, and 430 to the ground layers 250, 350, and 450.

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described above with reference to the preferred embodiments, which are merely examples and are not intended to limit the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains do not depart from the essential characteristics of the present invention. It will be appreciated that various modifications and applications are not possible that are not illustrated above. For example, each component specifically shown in the embodiment of the present invention can be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.

도 1은 제1 실시예에 따른 안테나의 구조를 도시한 사시도.1 is a perspective view showing the structure of an antenna according to a first embodiment;

도 2는 제1 실시예에 따른 제2 도전체층의 구조를 예시한 사시도.2 is a perspective view illustrating the structure of a second conductor layer according to the first embodiment;

도 3은 도 1의 표시선 A-A'를 기준으로 하여 절단한 경우 제1 실시예에 따른 안테나의 측단면도.3 is a side cross-sectional view of the antenna according to the first embodiment when cut based on the display line A-A 'of FIG. 1;

도 4는 제1 실시예에 따른 안테나의 표면 전류의 형태를 모식화한 도면.4 is a diagram schematically illustrating the shape of the surface current of the antenna according to the first embodiment.

도 5는 제1 실시예에 따른 안테나의 전계 필드를 측정한 도면.5 is a diagram of measuring an electric field of an antenna according to the first embodiment;

도 6은 제1 실시예에 따른 안테나의 방사 패턴의 형태를 모식화한 도면.6 is a diagram schematically illustrating the shape of a radiation pattern of an antenna according to the first embodiment.

도 7은 제2 실시예에 따른 안테나의 구조를 도시한 사시도.7 is a perspective view showing the structure of the antenna according to the second embodiment;

도 8은 제3 실시예에 따른 안테나의 구조를 도시한 사시도.8 is a perspective view showing the structure of an antenna according to a third embodiment;

도 9는 제4 실시예에 따른 안테나의 구조를 도시한 사시도.9 is a perspective view showing the structure of an antenna according to a fourth embodiment;

Claims (10)

슬롯이 형성된 제1 도전체층;A slot formed first conductor layer; 상기 제1 도전체층 밑에 형성되는 제1 유전체층; 및A first dielectric layer formed under the first conductor layer; And 상기 제1 유전체층 밑에 형성되고, 격자 구조를 이루는 제2 도전체층을 포함하는 안테나.And a second conductor layer formed under the first dielectric layer and forming a lattice structure. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2 도전체층 밑에 형성되는 제2 유전체층; 및A second dielectric layer formed under the second conductor layer; And 상기 제2 유전체층 밑에 형성되는 접지층을 포함하는 안테나.And a ground layer formed under the second dielectric layer. 제1항에 있어서, 상기 제2 도전체층은The method of claim 1, wherein the second conductor layer is 원형, 다각형 중 하나 이상의 형태를 이루고, 소정 간격을 두고 규칙적으로 배열된 다수의 단위 격자를 포함하는 안테나.An antenna comprising a plurality of unit grids in the form of one or more of a circle, a polygon, and regularly arranged at predetermined intervals. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제1 유전체층, 상기 제2 도전체층, 상기 제2 유전체층을 관통하여 형성되고, 상기 제1 도전체층 및 상기 접지층을 전기적으로 연결시키는 하나 이상의 제1 단락핀을 포함하는 안테나.And at least one first shorting pin formed through the first dielectric layer, the second conductor layer, and the second dielectric layer and electrically connecting the first conductor layer and the ground layer. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제2 유전체층을 관통하여 형성되고, 상기 제2 도전체층 및 상기 접지층을 전기적으로 연결시키는 하나 이상의 제2 단락핀을 포함하는 안테나.And at least one second shorting pin formed through the second dielectric layer and electrically connecting the second conductor layer and the ground layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 슬롯에 위치되고, 상기 제1 도전체층과 전기적으로 연결된 칩소자를 포함하는 안테나.And a chip device positioned in the slot and electrically connected to the first conductor layer. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 단락핀은The method of claim 4 or 5, wherein the short circuit pin 비아홀 형태로 형성되는 안테나.Antenna formed in the form of via hole. 제2항에 있어서, 상기 제1 유전체층, 상기 제2 유전체층 중 적어도 하나는The method of claim 2, wherein at least one of the first dielectric layer and the second dielectric layer is FR4 기판을 포함하여 이루어지는 안테나.An antenna comprising a FR4 substrate. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제2 도전체층은 소정 간격을 두고 규칙적으로 배열된 다수의 단위 격자를 포함하고,The second conductor layer includes a plurality of unit grids regularly arranged at predetermined intervals, 상기 제1 단락핀은 상기 단위 격자를 관통하거나 상기 단위 격자 사이를 관통하는 안테나.The first short circuit pin passes through the unit grid or between the unit grids. 제1항에 있어서, 상기 슬롯은The method of claim 1, wherein the slot is "U" 자형 슬롯, "L" 자형 슬롯, 상기 제1 도전체층의 어느 하나의 측변을 따라 형성된 "1" 자형 슬롯 중 적어도 하나의 슬롯을 포함하는 안테나.And at least one of a "U" shaped slot, a "L" shaped slot, and a "1" shaped slot formed along one side of the first conductor layer.
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