KR20090092967A - U-shaped RFID TAG antenna with near-isotropic radiation characteristic - Google Patents

U-shaped RFID TAG antenna with near-isotropic radiation characteristic

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Abstract

A U-shaped RFID tag antenna is provided to obtain a low gain deviation characteristic by forming a slit in the lower center of a dipole body. A U-shaped RFID tag antenna includes a dipole body(120) and a feeder(140). The dipole body has a U shape. The dipole body includes first conductive lines and second conductive lines. The first conductive line has the first width. The first conductive line is separated with a first distance and is positioned in parallel. The second conductive line has the second width. The second conductive line connects the first conducive lines. The feeder is connected to the second conductive line. The feeder has feeding conductive lines(142). The feeding conducive lines have the third width. A tag chip(300) is connected between one ends of the conducive lines.

Description

등방성에 가까운 복사 특성을 갖는 U―형태의 RFID태그 안테나{U-shaped RFID TAG antenna with near-isotropic radiation characteristic}U-shaped RFID TAG antenna with near-isotropic radiation characteristic

본 발명은 안테나에 관한 것으로서, 특히 U자 형상의 다이폴 본체를 구비하여 등방성에 가까운 낮은 이득편차의 복사 특성을 갖고, 급전부 하단 중앙에 태그 칩을 연결하여 태그 칩과의 임피던스 공액 정합이 용이하며, 다이폴 본체의 하단 중앙에 슬릿을 구비하여 더 낮은 이득 편차 특성을 갖는 RFID 태그 안테나에 관한 것이다. The present invention relates to an antenna, in particular, having a U-shaped dipole body, which has a radiation gain of low gain deviation close to isotropy, and easily connects a tag chip to a center of a lower end of a feeder, thereby easily matching an impedance conjugate with a tag chip. The present invention relates to an RFID tag antenna having a lower gain deviation characteristic by having a slit at the bottom center of a dipole body.

비접촉 무선 인식 기술인 RFID는 중장거리 신호 전송이 가능하고, 동시에 여러 개의 태그를 빠른 시간에 인식할 수 있다. 또한, 태그에 대용량의 고유 정보를 저장할 수 있고 반영구적인 사용이 가능하다. 이러한 특성으로 인하여, 물류 및 유통 분야 등에서 기존의 바코드와 마그네틱 카드의 단점을 보완하고 사용의 편의성을 향상시켜줄 수 있는 차세대 핵심 기술 중의 하나로 각광받고 있다. 나아가, RFID 시스템은 IT 기술의 급속한 발전으로, 소형화, 저가화 및 고기능화가 실현되고 있어, 향후 유비쿼터스 환경 구축의 필수적 요소로 인식되고 있다. RFID, a contactless wireless recognition technology, can transmit long- and long-distance signals and simultaneously recognize multiple tags in a short time. In addition, a large amount of unique information can be stored in a tag and semi-permanent use is possible. Due to these characteristics, it has been spotlighted as one of the next-generation core technologies that can complement the shortcomings of existing barcodes and magnetic cards and improve the ease of use in logistics and distribution fields. Furthermore, RFID systems are being recognized as an essential element for establishing a ubiquitous environment in the future due to the rapid development of IT technology, miniaturization, low cost, and high functionalization.

RFID는 크게 리더기와 태그로 구분된다. 리더기는 태그로 전파를 복사하면, 태그 칩에 저장된 고유 정보가 역산란 방식을 통하여 태그 안테나로부터 되돌아 온다. 태그는 안테나와 태그 칩이 결합된 구조를 갖는다. RFID is largely divided into reader and tag. When the reader copies radio waves to the tag, the unique information stored in the tag chip is returned from the tag antenna through the backscattering method. The tag has a structure in which an antenna and a tag chip are combined.

태그는 유동적인 사물에 부착되어 사용되므로, 리더기의 안테나는 태그의 방향에 무관한 인식률을 가져야 한다. 따라서, 리더기는 원형 편파를 가진 안테나를 많이 사용한다. 반면, 태그는 태그의 특성상 소형화가 가능해야 하므로, 선형 편파 안테나를 많이 사용한다. 나아가, 태그의 안테나는 단일 평면 구조로 인쇄되며, 안테나와 태그 칩과의 임피던스 공액 정합이 용이한 구조를 가질 것이 요구된다. Since the tag is used attached to a moving object, the antenna of the reader should have a recognition rate independent of the direction of the tag. Thus, readers often use antennas with circular polarization. On the other hand, since the tag must be miniaturized due to the characteristics of the tag, a linear polarized antenna is often used. Furthermore, the antenna of the tag is printed in a single planar structure, and it is required to have a structure that facilitates impedance conjugate matching between the antenna and the tag chip.

다이폴 구조의 안테나는 상기와 같은 요건을 비교적 충족하는 바, 태그 안테나로 널리 사용되고 있다. 그러나, 다이폴 구조의 안테나는 도넛 형태의 복사 패턴 특성을 가지므로, 복사가 되지 않은 영역이 존재한다. 이는 태그가 놓인 방향에 따라 리더기에서의 인식률 저하와 인식 거리가 낮아지는 문제를 야기할 수 있다. The antenna of the dipole structure satisfies the above requirements and is widely used as a tag antenna. However, since the dipole antenna has a donut-shaped radiation pattern characteristic, there is an area that is not radiated. This may cause a problem in that the recognition rate decreases and the recognition distance in the reader decreases according to the direction in which the tag is placed.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 태그의 방향에 무관한 등방성에 가까운 낮은 이득편차 복사 특성을 갖고, 태그 칩과의 임피던스 공액 정합이 용이한 태그 안테나를 제공하는 것에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a tag antenna having low gain deviation radiation characteristics close to isotropy irrespective of the direction of the tag and easily matching the conjugate with the tag chip.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 RIFD 시스템의 태그 안테나는 각각 제 1 폭을 갖고 제 1 거리만큼 이격하여 평행하게 위치하는 제 1 도선부들 및 제 2 폭을 갖고 상기 제 1 도선부들을 연결하는 제 2 도선부를 구비하여 U자 형상을 갖는 다이폴 본체 및 상기 제 2 도선부와 연결되는 급전부를 구비한다. The tag antenna of the RIFD system according to an embodiment of the present invention for achieving the technical problem is the first conductor having a first width and the first conductor portion and a second width positioned in parallel spaced apart by a first distance, respectively And a dipole body having a U-shape having a second lead portion connecting the portions, and a power feeding portion connected to the second lead portion.

바람직하게는, 상기 급전부는 각각, 제 3 폭을 갖고 서로 제 2 거리만큼 이격하여 위치하며, 직각으로 구부러진 일 단이 마주하여 위치하고, 타 단이 상기 제 2 도선부와 연결되는 급전 도선부들을 구비할 수 있다. 이때, 상기 급전 도선부들의 중앙에 태그 칩이 연결될 수 있다. Preferably, each of the feeder portions has a third width and is spaced apart from each other by a second distance, one end bent at right angles to face each other, and the feeder conductor portions are connected to the second lead portion. can do. In this case, a tag chip may be connected to the center of the feed lead portions.

바람직하게는, 상기 급전 도선부들의 길이를 조절하여, 상기 태그 안테나와 태그 칩과의 임피던스 공액 정합이 수행될 수 있다. 또는, 상기 제 2 폭을 조절하여, 상기 태그 안테나와 태그 칩과의 임피던스 공액 정합이 수행될 수 있다. Preferably, the impedance conjugate matching between the tag antenna and the tag chip may be performed by adjusting the length of the feed lead portions. Alternatively, by adjusting the second width, impedance conjugate matching between the tag antenna and the tag chip may be performed.

바람직하게는, 상기 다이폴 본체는 수신되는 신호의 반파장 길이로 구비될 수 있다. 또한, 상기 태그 안테나는 기판 위에 단일 평면 구조로 인쇄될 수 있다. Preferably, the dipole body may be provided with a half-wavelength of the received signal. In addition, the tag antenna may be printed in a single planar structure on a substrate.

바람직하게는, 상기 제 2 도전부에 형성되는 슬릿이 더 구비될 수 있다. Preferably, a slit formed in the second conductive portion may be further provided.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 RFID 시스템의 태그 안테나는 각각 제 1 폭을 갖고 제 1 거리만큼 이격하여 평행하게 위치하는 제 1 도선부들 및 제 2 폭을 갖고 상기 제 1 도선부들을 연결하는 제 2 도선부를 구비하여 U자 형상을 갖는 다이폴 본체 및 상기 제 2 도선부에 형성되는 슬릿을 구비한다. The tag antenna of the RFID system according to the embodiment of the present invention for achieving the technical problem is the first conductor having a first width and the first conductor and a second width positioned in parallel spaced apart by a first distance, respectively A dipole body having a U-shape having a second lead portion connecting the portions, and a slit formed in the second lead portion.

바람직하게는, 상기 태그 안테나는 상기 제 2 도선부와 연결되는 급전부를 더 구비하고, 상기 급전부는 각각, 제 3 폭을 갖고 상기 슬릿의 외각에 이격하여 위치하며, 직각으로 구부러진 일 단이 마주하여 위치하고, 타 단이 상기 제 2 도선부와 연결되는 급전 도선부들을 구비할 수 있다. Preferably, the tag antenna further includes a feed part connected to the second lead part, wherein the feed parts each have a third width and are spaced apart from the outside of the slit, and have one end bent at a right angle. The other end may be provided with feed lead portions connected to the second lead portion.

본 발명에 따른 태그 안테나는 U자 형상의 다이폴 본체를 구비함으로써 등방성에 가까운 낮은 이득편차의 복사 특성을 가질 수 있고, 급전부 하단 중앙에 태그 칩을 연결하여 태그 칩과의 임피던스 공액 정합이 용이한 장점이 있다. The tag antenna according to the present invention has a U-shaped dipole main body, which has a radiation gain with a low gain deviation close to isotropic, and easily connects the tag chip to the center of the lower part of the feeder, thereby easily matching impedance conjugate with the tag chip. There is an advantage.

나아가, 본 발명에 따른 태그 안테나는, 다이폴 본체의 하단 중앙에 슬릿을 구비하여 더 낮은 이득 편차 특성을 가질 수 있는 장점이 있다. Furthermore, the tag antenna according to the present invention has an advantage of having a lower gain deviation characteristic by having a slit in the center of the lower end of the dipole body.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In order to better understand the drawings cited in the detailed description of the invention, a brief description of each drawing is provided.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 태그 안테나를 나타내는 도면이다. 1 is a diagram illustrating a tag antenna according to a first embodiment of the present invention.

도 2의 (a), (b), (c)는 각각 국내 UHF 대역의 중심주파수인 911 MHz에서 xy-평면, xz-평면, yz-평면으로 본 도 1의 태그 안테나의 복사패턴 특징을 나타내는 도면이다. 2 (a), 2 (b) and 2 (c) show the radiation pattern characteristics of the tag antenna of FIG. 1 as viewed in xy-plane, xz-plane, and yz-plane at 911 MHz, which is the center frequency of the domestic UHF band. Drawing.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 태그 안테나를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a tag antenna according to a second embodiment of the present invention.

도 4 및 도 5는 각각, 최적화된 태그 안테나의 반사손실 및 이득편차 특성을 보여주는 그래프이다. 4 and 5 are graphs showing return loss and gain deviation characteristics of the optimized tag antenna, respectively.

도 6은 상기와 같이 최적화된 태그 안테나의 복사효율 특성을 나타내는 그래프이다.6 is a graph showing the radiation efficiency characteristics of the tag antenna optimized as described above.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다. DETAILED DESCRIPTION In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the drawings.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 태그 안테나를 나타내는 도면이다. 1 is a diagram illustrating a tag antenna according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태그 안테나(100)는 본체(120)와 급전부(140)로 구성되어 있다. 바람직하게는, 태그 안테나(100)는 비유전율이 3.38이고 0.2032 ㎜의 두께를 가지는 RO 4003 기판(200) 위에 단일 평면 구조로 인쇄될 수 있다. Referring to FIG. 1, the tag antenna 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a main body 120 and a power feeding unit 140. Preferably, the tag antenna 100 may be printed in a single planar structure on the RO 4003 substrate 200 having a relative dielectric constant of 3.38 and a thickness of 0.2032 mm.

본체(120)는 수신되는 신호의 반파장 (λ/2) 다이폴 안테나일 수 있다. 본 발명에 따른 태그 안테나(100)의 본체(120)는 특히, 제 1 폭(w1)을 갖고 제 1 거리(g1)만큼 이격하여 평행하게 위치하는 제 1 도선부들(122) 및 제 2 폭(w2)을 갖고 제 1 도선부들(122)을 연결하는 제 2 도선부(124)를 구비하여 U자 형상을 갖는 다이폴 안테나이다. The main body 120 may be a half-wavelength (λ / 2) dipole antenna of the received signal. The main body 120 of the tag antenna 100 according to the present invention has, in particular, first conductor parts 122 and a second width (W) having a first width w1 and positioned parallel to each other by a first distance g1. It is a dipole antenna having a U-shape having a second lead portion 124 having a w2) and connecting the first lead portions 122.

도 2의 (a), (b), (c)는 각각 국내 UHF 대역의 중심주파수인 911 MHz에서 xy-평면, xz-평면, yz-평면으로 본 도 1의 태그 안테나의 복사패턴 특징을 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 태그 안테나(100)의 등방성 복사패턴 특성이 확인될 수 있다.2 (a), 2 (b) and 2 (c) show the radiation pattern characteristics of the tag antenna of FIG. 1 as viewed in xy-plane, xz-plane, and yz-plane at 911 MHz, which is the center frequency of the domestic UHF band. Drawing. Referring to FIG. 2, the isotropic radiation pattern characteristic of the tag antenna 100 according to the present invention may be confirmed.

U자 형상의 다이폴 안테나(100)는 본체(120)의 등가 표면을 따라 흐르는 전류의 방향이 180ㅀ의 위상차를 갖도록 하여, 종래 기술에 따른 다이폴 안테나에서의 복사패턴에 널이 발생되는 부분을 상쇄할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 태그 안테나는 도 2와 같은 등방성 복사패턴을 가질 수 있다. 이러한 등방성 복사 패턴으로 인해, 본 발명에 따른 태그 안테나(100)를 구비하는 RFID 시스템은, 리더기에서 태그의 고유 정보를 수신함에 있어, 태그의 방향에 무관한 인식률을 가질 수 있다. The U-shaped dipole antenna 100 has a phase difference of 180 Hz in the direction of the current flowing along the equivalent surface of the main body 120, thereby canceling a portion where nulls are generated in the radiation pattern of the conventional dipole antenna. can do. Therefore, the tag antenna according to the present invention may have an isotropic radiation pattern as shown in FIG. Due to the isotropic radiation pattern, the RFID system having the tag antenna 100 according to the present invention may have a recognition rate irrespective of the direction of the tag when receiving the unique information of the tag in the reader.

다시 도 1을 참조하면, 급전부(140)는 제 2 도선부(124)와 연결된다. 급전부(140)는 도 1에 도시되는 바와 같이, 각각, 제 3 폭(w3)을 갖고 서로 제 2 거리(g2)만큼 이격하여 위치하며, 직각으로 구부러진 일 단이 마주하여 위치하고, 타 단이 제 2 도선부(124)와 연결되는 급전 도선부들(142)을 구비할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 태그 안테나(100)는 태그 칩(300)과의 임피던스 공액 정합이 용이하기 위해, 급전부 하단 중앙(급전 도선부들(142) 사이)에 태그 칩(ALL-9238, 9250)을 연결할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 급전부(140)는 내부에 빈 공간을 갖는사각 또는 이와 유사한 형상으로 구비될 수 있다. Referring back to FIG. 1, the feeder 140 is connected to the second lead 124. As shown in FIG. 1, each of the power feeding units 140 has a third width w3 and is spaced apart from each other by a second distance g2, and one end bent at a right angle is disposed to face each other, and the other end thereof is disposed. Feed conductors 142 connected to the second conductor part 124 may be provided. In addition, the tag antenna 100 according to the present invention, tag chips (ALL-9238, 9250) in the center of the lower end of the feeder (between the feed conductors 142) in order to facilitate impedance conjugate matching with the tag chip 300 Can be connected. Therefore, the feeder 140 according to the present invention may be provided in a square or similar shape having an empty space therein.

상기와 같은 구조를 가짐으로써, 본 발명에 따른 급전부(140)는 안테나의 입력 리액턴스가 인덕티브한 성분을 갖도록 하여, 태그 칩(300)의 커패시티브한 성분을 상쇄함으로써, 임피던스 공액 정합이 수행될 수 있다. 이때, 태그 칩(300)은 914 MHz에서 약 13-j133의 입력 임피던스 값을 가질 수 있다. By having the structure as described above, the power supply unit 140 according to the present invention has an inductive component of the antenna has an inductive component, and by canceling the capacitive component of the tag chip 300, the impedance conjugate matching Can be performed. In this case, the tag chip 300 may have an input impedance value of about 13-j133 at 914 MHz.

도 1과 같은 태그 안테나의 최적화된 안테나 설계변수는 L1=32㎜, L2=76㎜, L3=14.5㎜, L4=14.6㎜, w1=4㎜, w2=8㎜, w3=2.3㎜, w4=2.0㎜, g1=24㎜, g2=10㎜ 일 수 있다.The optimized antenna design parameters of the tag antenna as shown in FIG. 1 are L 1 = 32 mm, L 2 = 76 mm, L 3 = 14.5 mm, L 4 = 14.6 mm, w 1 = 4 mm, w 2 = 8 mm, w 3 = 2.3 mm, w 4 = 2.0 mm, g 1 = 24 mm, g 2 = 10 mm.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 태그 안테나(100)는 태그 칩(300)과의 임피던스 공액 정합이 용이할 수 있다. 즉, 본 발명은 급전부(140)의 제 1 변 또는 제 2 변의 길이를 조절하여, 태그 안테나(100)와 태그 칩(300)과의 임피던스 공액 정합이 수행될 수 있다.As described above, the tag antenna 100 according to the present invention may be easily conjugated with the tag chip 300. That is, according to the present invention, impedance conjugate matching between the tag antenna 100 and the tag chip 300 may be performed by adjusting the length of the first side or the second side of the power feeding unit 140.

상기와 같이 최적화된 태그 안테나의 설계변수를 통하여, 본 발명에 따른 태그 안테나(100)의 임피던스 특성 변화를 구체적으로 살펴본다. 먼저 다이폴 본체(120)를 고정시킨 뒤, 급전부(140)의 상하 길이 L3 를 변화시킨다. L3 를 12.5 ㎜에서 18.5 ㎜까지 2 ㎜ 간격으로 증가시키면, 입력 저항과 입력 리액턴스는 일정하게 증가된다. 마찬가지로, 급전부(140) 좌우 길이 L4 를 변화시키면, L3 길이 변화 결과와 유사하게, 입력 저항과 입력 리액턴스가 일정하게 증가된다.Through the design parameters of the optimized tag antenna as described above, the change in the impedance characteristics of the tag antenna 100 according to the present invention will be described in detail. First, the dipole body 120 is fixed, and the vertical length L3 of the power feeding unit 140 is changed. When L 3 is increased from 12.5 mm to 18.5 mm by 2 mm intervals, the input resistance and input reactance are constantly increased. Similarly, changing the left and right length L 4 of the feed section 140, similarly to the result of the L3 length change, the input resistance and the input reactance are constantly increased.

또한, 다이폴 본체(120)의 제 2 폭(w2)을 조절하여, 태그 안테나(100)와 태그 칩(300)과의 임피던스 공액 정합이 수행될 수 있다. In addition, impedance conjugate matching between the tag antenna 100 and the tag chip 300 may be performed by adjusting the second width w2 of the dipole body 120.

상기와 같이 최적화된 태그 안테나의 설계변수를 통하여 임피던스 특성 변화를 구체적으로 살펴본다. 다이폴 본체(120)의 하단 폭 w2 를 6 ㎜에서 12 ㎜까지 2 ㎜ 간격으로 증가시키면, 입력 저항과 입력 리액턴스는 감소된다.The impedance characteristic change will be described in detail through the design variables of the optimized tag antenna as described above. When the bottom width w 2 of the dipole body 120 is increased in 6 mm to 12 mm intervals by 2 mm, the input resistance and the input reactance decrease.

이렇듯, 본 발명에 따른 태그 안테나는 급전부의 상하 또는 좌우 길이를 조절하거나, 본체 하단의 폭을 조절함으로써, 입력 저항과 입력 리액턴스를 용이하게 조절할 수 있다. 따라서, 태그 안테나와 태그 칩이 임피던스 공액 정합되는 태그를 용이하게 설계할 수 있다. As described above, the tag antenna according to the present invention can easily adjust the input resistance and the input reactance by adjusting the vertical length of the feeder, the left and right lengths, or the width of the lower end of the main body. Therefore, it is possible to easily design a tag in which the tag antenna and the tag chip are conjugate conjugate matched.

도 4 및 도 5는 각각, 상기와 같이 최적화된 태그 안테나의 반사손실 및 이득편차 특성을 보여주는 그래프이다. 특히, 점선이 도 1의 태그 안테나에 대한 반사손실 및 이득편차 특성을 나타낸다. 반면, 실선은 후술되는 도 3의 태그 안테나에 대한 반사손실 및 이득편차 특성을 나타내는 것으로, 이에 대해서는 후술한다. 4 and 5 are graphs showing return loss and gain deviation characteristics of the tag antenna optimized as described above. In particular, the dotted lines represent return loss and gain deviation characteristics for the tag antenna of FIG. On the other hand, the solid line represents return loss and gain deviation characteristics of the tag antenna of FIG. 3 to be described later, which will be described later.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 태그 안테나(100)가 태그 칩(300)에 정합되는 경우, 안테나의 대역폭은 임피던스 정합 정도를 나타내는 전압정재파비(이하, VSWR이라 한다) VSWR < 2를 기준으로 901 ∼ 917 MHz로 약 (1.7) 1.76 % 대역폭을 가짐으로써 국내에 할당된 UHF 주파수를 수용할 수 있다. 그리고, 360도 전방향의 최대 이득과 최소 이득의 차이를 나타내는 태그 안테나(100)의 이득 편차는, 주어진 대역폭 안에서 1.63 dB 이하의 이득편차 특성을 가질 수 있다. 또한 VSWR < 5.8을 기준으로 한 대역폭에서는 875 ∼ 930 MHz로 약 6.1%의 대역폭을 가지며, 3.8 dB 이하의 이득편차 특성을 보였다.4 and 5, when the tag antenna 100 according to the present invention is matched to the tag chip 300, the bandwidth of the antenna is a voltage standing wave ratio (hereinafter referred to as VSWR) indicating an impedance matching degree VSWR < Based on 2, it has a bandwidth of about 1.76% (1.7) from 901 to 917 MHz to accommodate the domestically allocated UHF frequencies. In addition, the gain deviation of the tag antenna 100 representing the difference between the maximum gain and the minimum gain in all directions of 360 degrees may have a gain deviation characteristic of 1.63 dB or less within a given bandwidth. In addition, the bandwidth based on VSWR <5.8 has a bandwidth of about 6.1% from 875 to 930 MHz, and gain deviation of less than 3.8 dB.

도 6은 상기와 같이 최적화된 태그 안테나의 복사효율 특성을 나타내는 그래프이다. 도 6은 도 4 및 도 5와 마찬가지로, 도 1의 태그 안테나에 대한 복사 효율 특성은 점선으로 후술되는 도 3의 태그 안테나에 대한 복사효율 특성은 실선으로 도시한다. 6 is a graph showing the radiation efficiency characteristics of the tag antenna optimized as described above. 6 and 4, the radiation efficiency characteristic of the tag antenna of FIG. 1, which will be described later by dotted lines, is shown by a solid line.

도 6을 참조하면, 도 1의 태그 안테나(100)에 대한 복사 효율 특성은 901 ∼ 917 MHz(VSWR<2)에서 90% 이상으로 나타나고, 875 ∼ 930 MHz(VSWR<5.8)에서는 최소 86.4%의 복사효율 특성이 나타남을 알 수 있다.Referring to FIG. 6, the radiation efficiency characteristics of the tag antenna 100 of FIG. 1 are 90% or more at 901 to 917 MHz (VSWR <2), and at least 86.4% at 875 to 930 MHz (VSWR <5.8). It can be seen that the radiation efficiency characteristics are shown.

이상의 도 4 내지 도 6에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 태그 안테나는 낮은 이득편차 특성을 가져 리더기에서 태그의 고유정보를 받을 때 태그의 놓인 위치나 방향과 관계없이 고른 인식거리를 확보할 수 있다. 또한 낮은 반사손실과 높은 복사효율을 가지므로, 본 발명에 따른 태그 안테나를 구비하는 RFID 시스템은 낮은 전력으로도 리더기와 태그 사이에 정확한 정보 전송이 가능하다. As described above with reference to FIGS. 4 to 6, the tag antenna according to the present invention has a low gain deviation characteristic, thereby ensuring a uniform recognition distance regardless of the position or orientation of the tag when receiving the unique information of the tag in the reader. . In addition, since it has a low return loss and high radiation efficiency, the RFID system having the tag antenna according to the present invention can accurately transmit information between the reader and the tag even with low power.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태그 안테나를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a tag antenna according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 도 3의 태그 안테나(400)는 도 1의 태그 안테나(100)와 달리, 다이폴 본체(420)의 하단(제 2 도선부(424))에 삽입되는 슬릿(460)을 구비한다. 이때, 도 3의 태그 안테나((400)의 급전부(440)는 슬릿(460)의 폭(g2) 이상으로 이격하여 위치하고, 직각으로 구부러진 일 단이 마주하여 위치하며, 타 단이 제 2 도선부(424)와 연결되는 급전 도선부들을 구비할 수 있다. 그 밖의 도 3의 태그 안테나의 구조 및 동작은 도 1의 태그 안테나와 동일하므로, 그에 대한 더 자세한 설명은 생략한다. Referring to FIG. 3, unlike the tag antenna 100 of FIG. 1, the tag antenna 400 of FIG. 3 includes a slit 460 inserted into a lower end of the dipole body 420 (the second conductive part 424). Equipped. At this time, the feeder 440 of the tag antenna 400 of FIG. 3 is spaced apart by a width g2 or more of the slit 460, one end bent at a right angle to face each other, the other end is a second conductor The feed conductors may be connected to the unit 424. Since the structure and operation of the tag antenna of FIG. 3 are the same as those of the tag antenna of FIG. 1, a detailed description thereof will be omitted.

도 3과 같이 슬릿이 있는 U-형태 RFID 태그 안테나의 최적화된 설계변수는 L1=32㎜, L2=76.5㎜, L3=13㎜, L4=14㎜, w1=4㎜, w2=1㎜, w3=8㎜, w4=2㎜, g1=24㎜, g2=6㎜, g3=10㎜ 일 수 있다.The optimized design parameters of the U-shaped RFID tag antenna with slit as shown in FIG. 3 are L 1 = 32 mm, L 2 = 76.5 mm, L 3 = 13 mm, L 4 = 14 mm, w 1 = 4 mm, w 2 = 1 mm, w 3 = 8 mm, w 4 = 2 mm, g 1 = 24 mm, g 2 = 6 mm, g 3 = 10 mm.

이하에서는, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 도 3과 같은 슬릿을 구비하는 태그 안테나의 향상된 특성에 대하여 설명한다. 전술한 바와 같이, 도 4 내지 도 6의 점선은 도 1의 태그 안테나의 특성을 나타내며, 실선의 도 3의 태그 안테나의 특성을 나타낸다. Hereinafter, with reference to FIGS. 4 to 6, the improved characteristics of the tag antenna having the slits shown in FIG. 3 will be described. As described above, the dotted lines of FIGS. 4 to 6 represent the characteristics of the tag antenna of FIG. 1, and the characteristics of the tag antenna of FIG. 3 of the solid line.

도 4를 참조하면, VSWR < 2를 기준으로 슬릿이 있는 태그 안테나는 906 ∼ 920 MHz로 약 1.53 %의 대역폭을 가지고, 슬릿이 없는 태그 안테나는 901 ∼ 917 MHz로 약1.76% 대역폭을 가진다. 슬릿이 있는 경우는 슬릿이 없는 경우에 비하여 약간 좁은 대역폭을 가졌으나 두 구조 모두 국내에 할당된 UHF 주파수를 수용할 수 있다.Referring to FIG. 4, tag antennas with slits based on VSWR <2 have a bandwidth of about 1.53% at 906 to 920 MHz, and tag antennas without slits have a bandwidth of about 1.76% at 901 to 917 MHz. Slits have a slightly narrower bandwidth than slits, but both structures can accommodate domestically allocated UHF frequencies.

또한 VSWR < 5.8을 기준으로 한 대역폭에서는 슬릿이 있는 U-형태의 태그 안테나는 891 ∼ 933.5 MHz로 약 4.65 %의 대역폭을 가지며, 슬릿이 없는 U-형태의 태그 안테나는 875 ∼ 930 MHz로 약 6.1%의 대역폭을 가진다. 슬릿이 있는 경우는 슬릿이 없는 경우보다 약 1.45 % 좁은 대역폭을 가질 수 있다.In addition, the U-type tag antenna with slit has a bandwidth of about 4.65% with 891 to 933.5 MHz at the bandwidth based on VSWR <5.8, and the U-type tag antenna without slit is about 6.1 with 875 to 930 MHz. Has% bandwidth. With slit, it can have a bandwidth of about 1.45% narrower than without slit.

이와 같이, 슬릿이 있는 U-형태의 태그 안테나가 낮은 주파수 대역에서 높은 임피던스 특성을 가짐으로써, 슬릿이 없는 경우 보다 상대적으로 작은 반사손실을 갖기 때문이다. As described above, the U-type tag antenna with the slit has a high impedance characteristic in the low frequency band, and thus has a relatively small return loss than without the slit.

도 5를 참조하면, VSWR < 2 대역폭 안에서, 슬릿이 있는 경우 0.74 dB 이하의 이득편차 특성을 가져, 1.63 dB 이하의 이득편차를 갖는 슬릿이 없는 태그 안테나 보다 이득편차 특성이 0.89 dB 낮아지는 것을 알 수 있다. 또한 VSWR < 5.8 대역폭 안에서, 슬릿이 있는 태그 안테나는 1.27 dB 이하의 이득편차 특성을 가짐으로써, 3.8 dB 이하의 이득편차를 갖는 슬릿이 없는 태그 안테나보다 낮은 이득편차 특성을 갖는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, it can be seen that within the VSWR <2 bandwidth, the gain deviation characteristic of the slit having a gain deviation of 0.74 dB or less is 0.89 dB lower than that of a tag antenna without a slit having a gain deviation of 1.63 dB or less. Can be. In addition, within the VSWR <5.8 bandwidth, the tag antenna with a slit has a gain deviation characteristic of less than 1.27 dB, which is lower than that of a tag antenna without a slit having a gain deviation of 3.8 dB or less.

따라서, 슬릿을 구비하는 도 3의 태그 안테나는, 리더 시스템이 태그의 고유 정보를 받을 때 최대의 인식거리와 최소의 인식거리의 비를 보다 줄임으로써, 더 고른 인식거리를 확보할 수 있다. Accordingly, the tag antenna of FIG. 3 having a slit can secure a more even recognition distance by reducing the ratio of the maximum recognition distance and the minimum recognition distance when the reader system receives the unique information of the tag.

도 6을 참조하면, VSWR < 5.8을 기준으로, 슬릿이 있는 경우는 90%이상의 복사효율 특성을 가지며, 슬릿이 없는 경우에는 86.4%이상의 복사효율 특성을 가짐을 알 수 있다.Referring to FIG. 6, it can be seen that, based on VSWR <5.8, a slit has a radiation efficiency of 90% or more, and a slit has a radiation efficiency of 86.4% or more.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. As described above, optimal embodiments have been disclosed in the drawings and the specification. Although specific terms have been used herein, these terms are only used for the purpose of describing the present invention and are not used to limit the scope of the present invention as defined in the meaning or claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (12)

RFID 시스템의 태그 안테나에 있어서,In the tag antenna of the RFID system, 각각 제 1 폭을 갖고 서로 제 1 거리만큼 이격하여 평행하게 위치하는 제 1 도선부들 및 제 2 폭을 갖고 상기 제 1 도선부들을 연결하는 제 2 도선부를 구비하여 U자 형상을 갖는 다이폴 본체; 및A dipole body having a U-shape having first conductor portions each having a first width and spaced apart from each other by a first distance, and having a second conductor portion having a second width and a second conductor portion connecting the first conductor portions; And 상기 제 2 도선부와 연결되는 급전부를 구비하는 것을 특징으로 하는 태그 안테나.And a feed part connected to the second lead part. 제 1 항에 있어서, 상기 급전부는, The method of claim 1, wherein the power supply unit, 각각, 제 3 폭을 갖고 서로 제 2 거리만큼 이격하여 위치하며, 직각으로 구부러진 일 단이 마주하여 위치하고, 타 단이 상기 제 2 도선부와 연결되는 급전 도선부들을 구비하는 것을 특징으로 하는 태그 안테나.Each tag antenna has a third width and is spaced apart from each other by a second distance, one end bent at right angles to face each other, and the other end is provided with a feed lead portion connected to the second lead portion. . 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 급전 도선부들의 일단 사이에 태그 칩이 연결되는 것을 특징으로 하는 태그 안테나. The tag antenna, characterized in that the tag chip is connected between one end of the feed lead portion. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 급전 도선부들의 길이를 조절하여, 상기 태그 칩과의 임피던스 공액 정합이 수행되는 것을 특징으로 하는 태그 안테나. The tag antenna, characterized in that the impedance conjugate matching with the tag chip is performed by adjusting the length of the feed lead portion. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 제 2 폭을 조절하여, 상기 태그 칩과의 임피던스 공액 정합이 수행되는 것을 특징으로 하는 태그 안테나. And adjusting the second width to perform impedance conjugate matching with the tag chip. 제 1 항에 있어서, 상기 다이폴 본체는,The method of claim 1, wherein the dipole body, 수신되는 신호의 반파장 길이로 구비되는 것을 특징으로 하는 태그 안테나. Tag antenna, characterized in that provided with a half-wave length of the received signal. 제 1 항에 있어서, 상기 태그 안테나는, The method of claim 1, wherein the tag antenna, 기판 위에 단일 평면 구조로 인쇄되는 것을 특징으로 하는 태그 안테나.Tag antenna, characterized in that printed on a substrate in a single plane structure. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 2 도선부에 형성되는 슬릿을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 태그 안테나.The tag antenna further comprises a slit formed in the second lead portion. 제 1 항의 태그 안테나를 구비하는 태그.A tag comprising the tag antenna of claim 1. RFID 시스템의 태그 안테나에 있어서,In the tag antenna of the RFID system, 각각 제 1 폭을 갖고 제 1 거리만큼 이격하여 평행하게 위치하는 제 1 도선부들 및 제 2 폭을 갖고 상기 제 1 도선부들을 연결하는 제 2 도선부를 구비하여 U자 형상을 갖는 다이폴 본체; 및A dipole body having a U-shape having first conductor portions each having a first width and spaced apart by a first distance and parallelly spaced, and a second conductor portion having a second width and connecting the first conductor portions; And 상기 제 2 도선부에 형성되는 슬릿을 구비하는 것을 특징으로 하는 태그 안테나. And a slit formed in said second lead portion. 제 10 항에 있어서, The method of claim 10, 상기 태그 안테나는, The tag antenna, 상기 제 2 도선부와 연결되는 급전부를 더 구비하고, And a feeder connected to the second conductive part. 상기 급전부는, The feed section, 각각, 제 3 폭을 갖고 상기 슬릿의 외각에 이격하여 위치하며, 직각으로 구부러진 일 단이 마주하여 위치하고, 타 단이 상기 제 2 도선부와 연결되는 급전 도선부들을 구비하는 것을 특징으로 하는 태그 안테나.Each tag antenna having a third width and spaced apart from the outside of the slit, the one end bent at a right angle is located facing each other, the other end is provided with a feed lead portion connected to the second lead portion . 제 11 항에 있어서, The method of claim 11, 상기 급전 도선부들의 일단 사이에 태그 칩이 연결되는 것을 특징으로 하는 태그 안테나. The tag antenna, characterized in that the tag chip is connected between one end of the feed lead portion.
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