KR20100074541A - Rfid tag antenna - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 RFID(Radio Frequency IDentification) 태그 안테나에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 서로 대향되는 복수개의 마이크로스트립 패치를 구성하여 태그 칩과 커패시터 소자를 병렬로 이격토록 구성함으로써, 작은 저항성분과 큰 용량성 리액턴스(capacitive reactance)성분을 갖도록 효율적인 임피던스 정합을 제공하는 RFID 태그 안테나를 제공하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to an RFID (Radio Frequency IDentification) tag antenna, and more particularly, by constructing a plurality of microstrip patches facing each other so as to separate the tag chip and the capacitor element in parallel, thereby providing a small resistance component and a large capacitive reactance. The present invention relates to an RFID tag antenna that provides an efficient impedance matching to have a (capacitive reactance) component.
RFID 태그는 RFID 리더(reader or interrogatior)와 함께, 자재관리 또는 보안 등의 다양한 분야에 사용된다. 일반적으로, RFID 태그를 부착한 물체가 RFID 리더의 인식영역(read zone)에 놓이게 되면, RFID 리더는 특정한 반송 주파수(carrier frequency)를 가지는 RF 신호를 변조하여 태그에게 질문(interrogation) 신호를 전송하고, RFID 태그는 리더의 질문에 응답하게 된다.RFID tags are used in various fields, such as material management or security, with RFID readers or interrogatiors. In general, when an object with an RFID tag is placed in a read zone of the RFID reader, the RFID reader modulates an RF signal having a specific carrier frequency to transmit an interrogation signal to the tag. The RFID tag will respond to the reader's questions.
즉, RFID 리더는 특정 주파수를 가지는 연속적인 전자파(continuous electromagnetic wave)를 변조하여 태그에게 질문 신호를 송출하고, RFID 태그는 내부 메모리에 저장된 자신의 정보를 리더에게 전달하기 위하여, 리더로부터 송출된 전자파를 후방산란 변조(back-scattering modulation)시켜 리더에게 되돌려 보 낸다. 후방산란 변조란, 리더로부터 송출된 전자파를 태그가 산란시켜 리더에게 되돌려 보낼 때, 그 산란되는 전자파의 크기나 위상을 변조하여, 태그의 정보를 전송하는 방법이다.That is, the RFID reader modulates a continuous electromagnetic wave having a specific frequency to transmit a question signal to the tag, and the RFID tag emits electromagnetic waves from the reader in order to deliver its information stored in the internal memory to the reader. Return back to the reader by back-scattering modulation. Backscatter modulation is a method of transmitting information of a tag by modulating the magnitude and phase of the scattered electromagnetic wave when the tag scatters the electromagnetic wave sent from the reader and sends it back to the reader.
한편, 수동형 RFID 태그는 리더로부터 송출되는 전자파를 정류하여 자신의 동작 전원으로 이용한다. 따라서, 수동형 태그가 정상적으로 동작하기 위해서는 태그에 수신되는 신호의 세기가 특정 문턱값(threshold) 이상이 되어야 하고, 인식 거리(read range)를 향상시키기 위해서는 리더의 송출 전력을 크게 하여야 한다.On the other hand, the passive RFID tag rectifies the electromagnetic wave transmitted from the reader and uses it as its operating power source. Therefore, in order for the passive tag to operate normally, the signal received by the tag should be greater than or equal to a certain threshold, and in order to improve the read range, the power of the reader should be increased.
그러나, 리더의 송출 전력은 미국의 FCC(Federal Communication Commission)을 비롯한 각 국의 지역 규정(local regulation)에 따른 규제를 받으므로 무조건 크게 할 수는 없다.However, the power output of the reader is not subject to large size because it is regulated by local regulations of each country including the US Federal Communication Commission (FCC).
주어진 리더의 송출 전력에 대하여 인식 거리를 최대화 하기 위해서는 태그 안테나가 리더로부터 송출된 전자파를 효율적으로 수신하여 태그의 RF 전단부(front-end)에 손실 없이 전달하여야 한다. 이를 위해서는 복사 효율(radiation efficiency)이 높고, 태그의 RF 전단부와 공액 정합(conjugate match)이 되도록 태그 안테나가 설계 되어야 한다.In order to maximize the recognition distance for the power of a given reader, the tag antenna should efficiently receive the electromagnetic wave transmitted from the reader and transmit it to the RF front-end of the tag without loss. To this end, the tag antenna should be designed to have a high radiation efficiency and a conjugate match with the RF front end of the tag.
RFID 태그의 인식 거리를 향상시키는 한 방법으로 안테나와 태그의 RF 전단부 사이에 별도의 정합 회로(matching circuit)를 사용하는 방법이 있으나, 일반적으로 RFID 태그는 안테나, RF 전단부 및 신호 처리부를 포함하며, RF 전단부와 신호처리부는 1개의 칩(chip)으로 제작된다.One method of improving the recognition distance of the RFID tag is to use a separate matching circuit between the antenna and the RF front end of the tag, but in general, the RFID tag includes an antenna, an RF front end, and a signal processing part. The RF front end and the signal processing part are made of one chip.
또한, 정합 회로를 사용하는 방법은 별도의 정합 회로를 통해 안테나와 RF 전단부를 공액 정합시켜 안테나에서 RF 전단부로 전달되는 신호의 세기를 최대화하는 방법이 이다.In addition, a method of using a matching circuit is a method of maximizing the strength of a signal transmitted from the antenna to the RF front end by conjugate matching the antenna and the RF front end through a separate matching circuit.
그러나, 커패시터와 인덕터의 조합으로 구성되는 정합 회로는 칩에서 많은 면적을 필요로 하므로 소형화 및 비용 측면에서 이를 칩 내부에 포함시키기 어려운 문제점이 있다.However, since a matching circuit composed of a combination of a capacitor and an inductor requires a large area in the chip, it is difficult to include it inside the chip in terms of miniaturization and cost.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 제1 마이크로스트립 패치 및 제2 마이크로스트립 패치 사이에 구비된 태그 칩과 커패시터 소자를 병렬로 구비함으로써, 태그 칩이 작은 저항 성분과 큰 용량성 리액턴스 성분을 갖으며 효율적인 임피던스 정합을 제공토록 함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a tag chip and a capacitor element provided between the first microstrip patch and the second microstrip patch in parallel, so that the tag chip is small It has a resistive component and a large capacitive reactance component to provide efficient impedance matching.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 RFID 태그 안테나는, 유전체와, 유전체 상부면에 안착되어 일측 끝단으로부터 내측으로 장방형 구조의 슬롯을 형성하는 제1 마이크로스트립 패치와, 유전체 상부면에 안착되며, 제1 마이크로스트립 패치와 동일구조로 대향되도록 이격 설치되는 제2 마이크로스트립 패치와, 제1 마이크로스트립 패치 및 제2 마이크로스트립 패치 사이에 구비되는 급전터미널과, 급전터미널과 병렬로 이격되어 제1 마이크로스트립 패치 및 제2 마이크로스트립 패치 사이에 구비되는 커패시터 소자와, 제1 마이크로스트립 패치의 외주부 종단면으로부터 수직으로 절곡되어 유전체가 안착되도록 구비된 접지면과 접지되는 제1 접지판, 및 제2 마이크로스트립 패치의 타측 끝단으로부터 수직으로 절곡되어 접지면과 접지되는 제2 접지판을 포함한다.The RFID tag antenna according to the present invention for achieving the technical problem, the first microstrip patch is formed on the dielectric, the first microstrip patch to form a slot of the rectangular structure from one end to the inside is seated on the dielectric upper surface A second microstrip patch spaced apart from each other in the same structure as the first microstrip patch, a power supply terminal provided between the first microstrip patch and the second microstrip patch, and spaced in parallel with the power supply terminal in parallel with the first microstrip patch; A capacitor element provided between the microstrip patch and the second microstrip patch, a first ground plate that is bent vertically from the outer circumferential end surface of the first microstrip patch and grounded with the ground plane provided to allow the dielectric to be seated, and the second micro Bent vertically from the other end of the strip patch and grounded The board comprises a second ground.
또한, 일측 끝단은, 제1 마이크로스트립 패치 및 제2 마이크로스트립 패치의 대향면 끝단인 것을 특징으로 한다.In addition, one end is characterized in that the opposite surface end of the first microstrip patch and the second microstrip patch.
또한, 커패시터 소자는, 급전터미널과 병렬로 접속되어 안테나의 임피던 스()가 유도성 리액턴스 성분()을 갖도록 유도하는 것을 특징으로 한다.In addition, the capacitor element is connected in parallel with the power supply terminal so that the impedance of the antenna ( ) Is an inductive reactance component ( It is characterized by inducing to have.
또한, 커패시터 소자는, MLCC(Multi Layer Ceramic Capacitor) 형태의 칩 커패시터(chip capacitor) 또는 가변 커패시터(variable capacitor)인 것을 특징으로 한다.The capacitor device may be a chip capacitor or a variable capacitor in the form of a multi-layer ceramic capacitor (MLCC).
또한, 제1 마이크로스트립 패치 및 제2 마이크로스트립 패치는, 900MHz 대역에서 사용될 경우 가로 길이가 5mm 내지 50mm, 세로 폭(316, 317)은 5mm 내지 50mm, 바람직하게는 가로 길이가 20mm, 세로 폭이 20mm인 것을 특징으로 한다.In addition, when the first microstrip patch and the second microstrip patch are used in the 900 MHz band, the horizontal length is 5 mm to 50 mm, and the
또한, 슬롯은, 가로 길이가 1mm 내지 10mm, 세로 폭이 0.5mm 내지 5mm, 바람직하게는 가로 길이가 3mm, 세로 폭이 1mm인 것을 특징으로 한다.In addition, the slot is characterized in that the horizontal length is 1mm to 10mm, the vertical width is 0.5mm to 5mm, preferably the horizontal length is 3mm, the vertical width is 1mm.
또한, 태그 칩과 커패시터 소자간의 이격 거리는 0mm 내지 50mm, 바람직하게는 2mm인 것을 특징으로 한다.In addition, the separation distance between the tag chip and the capacitor element is characterized in that 0mm to 50mm, preferably 2mm.
또한, 제1 마이크로스트립 패치 및 제2 마이크로스트립 패치는, 사각형상, 삼각형상을 포함하는 다각형상, 및 원형상 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.The first microstrip patch and the second microstrip patch may be any one of a quadrangular shape, a polygonal shape including a triangular shape, and a circular shape.
그리고, 커패시터 소자는, 적어도 한 개 이상으로 구비되는 것을 특징으로 한다.And at least one capacitor element is characterized by the above-mentioned.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 RFID 태그 안테나는, 유전체와, 유전체 상부면에 안착되어 사각형상, 삼각형상을 포함하는 다각형상, 및 원형상 중 어느 하나의 형상으로 구비되되, 내부로 유선형의 제1 장홈을 형성하는 제1 마이크로스트립 패치와, 유전체 상부면에 안착되며, 제1 마이크로스트립 패치와 동일구조 로 대향되도록 이격 설치되되, 내부로 유선형의 제2 장홈을 형성하는 제2 마이크로스트립 패치와, 제1 마이크로스트립 패치 및 제2 마이크로스트립 패치 사이에 구비되는 급전터미널과, 제1 마이크로스트립 패치 및 제2 마이크로스트립 패치 사이에 적어도 하나 이상 구비되는 커패시터 소자와, 제1 마이크로스트립 패치의 외주부 종단면으로부터 수직으로 절곡되어 접지면과 접지되는 제1 접지판, 및 제2 마이크로스트립 패치의 타측 끝단으로부터 수직으로 절곡되어 접지면과 접지되는 제2 접지판을 포함한다.On the other hand, RFID tag antenna according to another embodiment of the present invention, is provided in the shape of any one of a dielectric, a polygonal shape including a rectangular shape, a triangular shape, and a circular shape seated on the dielectric upper surface, A first microstrip patch forming a streamlined first long groove, and a second micro seated on the dielectric upper surface and spaced apart from each other in the same structure as the first microstrip patch, to form a streamlined second long groove therein. A power supply terminal provided between the strip patch, the first microstrip patch and the second microstrip patch, at least one capacitor element provided between the first microstrip patch and the second microstrip patch, and the first microstrip patch A first ground plate bent vertically from the outer circumference of the outer periphery of the ground and grounded with the ground plane, and the other end of the second microstrip patch And a second ground plate bent vertically from the stage and grounded with the ground plane.
그리고, 유선형 장홈은, 외주연의 반경 5mm 내지 50mm, 타측 내주연의 반경이 4mm 내지 45mm, 및 유선형 장홈의 폭이 0.5mm 내지 5mm, 바람직하게는 외주연의 반경이 25mm, 내주연의 반경이 24mm, 및 장홈의 폭이 1mm인 것을 특징으로 한다.In addition, the streamlined long groove has a radius of 5 mm to 50 mm of the outer circumference, 4 mm to 45 mm of the other inner circumference, and a width of the streamlined long groove of 0.5 mm to 5 mm, preferably 25 mm of the outer circumference, and a radius of the inner circumference. 24mm, and the width of the long groove is characterized in that 1mm.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 제1 및 제2 마이크로스트립 패치의 세로 폭을 조정하여 안테나 임피던스의 저항성분을 조정하고, 제1 및 제2 마이크로스트립 패치의 가로 길이와, 커패시터 소자의 커패시턴스와 구비되는 위치, 및 슬롯의 모양 및 위치를 조정하여 안테나 임피던스의 리액턴스 성분을 조정함으로써, 작은 저항 성분과 큰 용량성 리액턴스 성분을 제공하여 태그 칩과 RF 전단부의 효율적인 정합을 제공하는 효과가 있다.According to the present invention as described above, by adjusting the vertical width of the first and second microstrip patches to adjust the resistance component of the antenna impedance, the horizontal length of the first and second microstrip patches, and the capacitance of the capacitor element By adjusting the reactance component of the antenna impedance by adjusting the position, and the shape and position of the slot, there is an effect of providing a small resistance component and a large capacitive reactance component to provide efficient matching of the tag chip and the RF front end.
본 발명의 구체적인 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.Specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims are defined in the technical spirit of the present invention on the basis of the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to explain his invention in the best way. It should be interpreted to mean meanings and concepts. It is to be noted that the detailed description of known functions and constructions related to the present invention is omitted when it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily blurred.
도 1 은 본 발명에 적용되는 RFID 시스템(100)의 구성을 나타낸 도면인바, 도시된 바와 같이 RFID 리더(110) 및 RFID 태그(120)를 포함하여 구성된다.1 is a view showing the configuration of the
구체적으로 RFID 리더(110)는 RF 송신부(111) 및 리더 안테나(113)를 통해 RF 신호를 RFID 태그(120)로 전송하며, 리더 안테나(113) 및 RF 수신부(112)를 통해 RFID 태그(120)로부터 RF 신호를 수신한다.Specifically, the
또한, RFID 태그(120)는 RF 전단부(121)는 수신된 RF 신호를 직류 전압으로 변환하여 신호처리부(122)가 동작하는데 필요한 전력을 공급하며, 수신된 RF 신호로부터 기저대역 신호를 추출한다.Also, the
RFID 리더(110) 및 RFID 태그(120)의 구성은 당 업계에 잘 알려진 일반적인 구성이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Since the configurations of the
한편, 본 발명에 따른 RFID 시스템(100)의 작동양태를 살피면 다음과 같다.On the other hand, look at the operation of the
먼저, RFID 리더(110)는 특정한 반송 주파수(carrier frequency)를 가지는 RF 신호를 변조하여 RFID 태그(120)로 질문(interrogation)을 전송하며, RFID 리더(110)의 RF 송신부(111)에서 발생한 RF 신호는 리더 안테나(113)를 통해 상기 질문을 전자파(130) 형태로 외부로 송출한다.First, the
이어서, 태그 안테나(123)는 RF 송신부(111)로부터 송출된 전자파(130)를 RF 전단부(121)로 전송하고, RF 전단부(121)는 전송받은 전자파(130)의 RF 신호 크기가 RFID 태그(120)의 동작을 위한 최소 요구 전력 이상이면, RFID 태그(120)가 RFID 리더(110)로부터 송출되는 전자파(130)를 후방 산란 변조하여 RFID 리더(110)의 질문에 응답한다.Subsequently, the
이때, RFID 시스템(100)의 인식거리를 향상시키기 위해서는 태그 안테나(123)가 RF 전단부(121)로 전송하는 상기 전자파(130)가 최소한의 손실로 효율적인 전달을 도모해야 하는바, 이를 위해서는 태그 안테나(123)의 임피던스와 RF 전단부(121)의 임피던스가 공액 정합을 이루어야 한다.In this case, in order to improve the recognition distance of the
한편, 도 2 는 본 발명에 적용되는 RFID 시스템(100)의 태그 안테나(123)와 RF 전단부(121)를 모델링한 등가 회로도이다. 태그 안테나(123)의 등가회로는 전압원() 및 안테나 임피던스()로 구성되고, RF 전단부(121)의 등가회로는 RF 전단부 임피던스()로 구성된다.2 is an equivalent circuit diagram of a
안테나 임피던스()는 저항(resistance) 성분()과 리액턴스(reactance) 성분()을 가진다. RF 전단부의 임피던스 역시 저항 성분()과 리액턴스 성분()을 가진다.Antenna impedance ( ) Is the resistance component ( ) And reactance components ( ) The impedance of the RF front end is also the resistance component ( ) And reactance component ( )
일반적으로, 안테나 임피던스()와 RF 전단부의 임피던스()를 공액 정합시키면, 태그 안테나(123)로부터 RF 전단부(121)에 최대 전력이 전달된다. 여기서, 공액 정합이란, 두 복소(complex) 임피던스에 대해, 임피던스의 절대값의 크기가 같고, 위상이 서로 반대 부호를 갖도록 하는 것이다. 즉, 이고, 가 되도록 태그 안테나(123)의 임피던스 또는 RF 전단부(121)의 임피던스를 조정하면 태그 안테나(123)로부터 RF 전단부(121)에 최대 전력이 전달된다.In general, the antenna impedance ( ) And the impedance of the RF front end ( ) Conjugately transfers maximum power from the
또한, 수동형 또는 반수동형 RFID 태그 칩의 RF 전단부(121)는 다이오드를 이용한 정류 및 검파 회로로 구성되며, 칩의 면적을 줄이기 위하여 별도의 정합회로를 포함하지 않는다. 따라서, RF 전단부(121)의 임피던스는 통상의 50Ω과는 상이한 복소 임피던스를 가지며, 정류 및 검파 회로의 특성상 UHF 대역에서 작은 저항 성분()과 큰 용량성(capacitive) 리액턴스 성분()을 가진다.In addition, the
때문에 공액 정합을 위한 안테나 임피던스()는 작은 저항 성분()과 큰 유도성(inductive) 리액턴스 성분()을 가져야 한다.Antenna impedance for conjugate matching ) Is a small resistance component ( ) And large inductive reactance components ( Must have
이하, 도 3 을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 RFID 태그 안테나(300)를 살피면, 제1 마이크로스트립 패치(311)는 유전체(310) 상부면에 안착되도록 구비되되, 일측 끝단으로부터 내측으로 장방형 구조의 슬롯(322)을 형성하고, 제2 마이크로스트립 패치(312)는 유전체 상부면에 안착되되, 제1 마이크로스트립 패치와 동일구조로 대향되도록 이격 설치되며, 슬롯(323)을 형성한다. 여기서, 슬롯(322, 323)은 그 크기에 따라 안테나 임피던스의 미세 임피던스 조정할 수 있다.Hereinafter, referring to the
여기서, 제1 및 제2 마이크로스트립 패지(311, 312)의 형상은 사각형상, 삼 각형상을 포함하는 다각형상 및 원형상 중에 어느 하나인 것을 특징으로 한다.Here, the shape of the first and
900MHz 대역에서 사용될 경우, 제1 마이크로스트립 패치 및 제2 마이크로스트립 패치의 가로 길이(318, 319)는 5mm 내지 50mm, 세로 폭(316, 317)은 5mm 내지 50mm, 바람직하게는 가로 길이(318, 319)는 20mm, 세로 폭(316, 317)은 20mm인 것을 특징으로 하며, 슬롯의 가로 길이는 1mm 내지 10mm, 세로 폭은 0.5mm 내지 5mm, 바람직하게는 가로 길이가 3mm, 세로 폭이 1mm인 것으로 구성될 수 있으나, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다.When used in the 900 MHz band, the
태그 칩(330)은 제1 마이크로스트립 패치(311) 및 제2 마이크로스트립 패치(312) 사이에 구비되며, 커패시터 소자(321)는 상기 태그 칩(330)과 병렬로 이격되어 제1 마이크로스트립 패치(311) 및 제2 마이크로스트립 패치(312) 사이에 구비되며, 급전 터미널(331, 332)은 태그 칩(330)을 상기 제1 마이크로스트립 패치 및 제2 마이크로스트립 패치와 각각으로 연결한다.The
즉, 태그 칩(330)이 커패시터 소자(321)와 병렬로 접속됨에 따라 안테나의 임피던스()가 유도성 리액턴스 성분()을 갖도록 유도하게 된다. 이때, 태그 칩(330)과 커패시터 소자(321)간의 이격 거리는 0mm 내지 50mm, 바람직하게는 2mm인 것을 특징으로 하나, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다.That is, as the
또한, 커패시터 소자(321)는 MLCC(Multi Layer Ceramic Capacitor) 형태의 칩 커패시터(chip capacitor)나 가변 커패시터(variable capacitor)인 것을 특징으로 하나, 본 발명의 커패시터 소자(321)가 이에 국한되지 않으며, 적어도 한 개 이상으로 구비된다.In addition, the
유전체(310)는 그 상부면에 제1 및 제2 마이크로스트립 패치(311, 312)를 안착시키고, 유전체(310)는 접지면(ground plane)(315)의 상부에 안착된다.Dielectric 310 seats first and
제1 접지판(313)은 1 마이크로스트립 패치(311)의 외주부 종단면으로부터 수직으로 절곡되어 상기 접지면(315)과 접지되며, 제2 접지판(314)은 2 마이크로스트립 패치(312)의 외주부 종단면으로부터 수직으로 절곡되어 상기 접지면(315)과 접지된다.The
여기서 제1 및 제2 접지판(313, 314)은 상기 제1 및 제2 마이크로스트립 패치(311, 312)의 외주부 종단면과 동일한 면적을 갖는 것에 국한되지 않으며, 복수개의 단락핀(shorting pin)의 구성을 통해 좌ㆍ우측 마이크로스트립 패치(311, 312)와 접지면(315)을 단락시킬 수 있다.Here, the first and
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 RFID 태그 안테나(300)의 안테나 임피던스()에 대한 저항 성분()과, 안테나 임피던스()에 대한 리액턴스 성분()에 대해 살핀다.Hereinafter, the antenna impedance of the
유전체(310)의 두께 및 유전율이 주어졌을 때, 안테나 임피던스()의 저항 성분()은 상기 제1 및 제2 마이크로스트립 패치(311, 312)의 세로 폭(316, 317)에 의해 결정되며, 이는, 제1 및 제2 마이크로스트립 패치(311, 312)의 개방단의 세로 폭에 의하여 안테나의 복사 저항(radiation resistance)이 크게 달라지기 때문이다.Given the thickness and dielectric constant of dielectric 310, antenna impedance ( Resistance component of ) Is determined by the
즉, 제1 및 제2 마이크로스트립 패치(311, 312)의 세로 폭(316, 317)이 커질수록 안테나 임피던스()의 저항 성분()이 커지고, 상기 유전체(310)의 유전 손실(dielectric loss)이 증가할수록 안테나 임피던스()의 저항 성분()이 증가한다.That is, as the
한편, 유전체(310)의 두께 및 유전율이 주어졌을 때, 안테나 임피던스()의 리액턴스 성분()은 상기 제1 및 제2 마이크로스트립 패치(311, 312)의 세로 폭(316, 317)과 가로 길이(318, 319)에 의해 결정된다.On the other hand, given the thickness and dielectric constant of the dielectric 310, the antenna impedance ( Reactance component of ) Is determined by the
제1 및 제2 마이크로스트립 패치(311, 312)의 가로 길이(318, 319)는 안테나 동작 주파수에 해당하는 파장(wavelength)의 0.25배를 넘지 않으며, 이때, 안테나는 유도성 리액턴스(inductive reactance)를 가진다.The
또한, 주어진 제1 및 제2 마이크로스트립 패치(311, 312)의 세로 폭(316, 317)에 대하여 제1 및 제2 마이크로스트립 패치(311, 312)의 가로 길이(318, 319)가 길수록 안테나 임피던스()의 리액턴스 성분()의 크기가 커며, 제1 및 제2 마이크로스트립 패치(311, 312)의 세로 폭(316, 317) 및 가로 길이(318, 319)는 각각 서로 다르게 형성될 수 있다.Also, the longer the
또한, RFID 태그 안테나(300)의 크기를 소형화하기 위해 제1 및 제2 마이크로스트립 패치(311, 312)의 세로 폭(316, 317)과 가로 길이(318, 319)를 제한하는 경우가 있는데, 이러한 경우, 제1 및 제2 마이크로스트립 패치(311, 312)의 가로 길이(318, 319)와 세로 폭(316, 317)을 조정하는 것만으로 원하는 리액턴스 성 분()을 얻을 수 없다.In addition, in order to downsize the
이러한 경우, 짧은 길이의 마이크로스트립 패치와 슬롯을 구성하여 원하는 크기의 리액턴스 성분을 얻을 수 있을 것으로 생각하기 쉬우나, 슬롯의 크기가 커질수록 슬롯에서 불필요한 복사(radiation)가 증가하므로, 전체 안테나의 복사 효율(radiation efficiency)을 크게 저하되는 것을 밝힌다.In such a case, it is easy to think that a short-length microstrip patch and slot can be configured to obtain a desired reactance component. However, as the size of the slot increases, unnecessary radiation increases in the slot. reveals a significant decrease in the radiation efficiency.
이러한 문제점은 상술한바와 같이, 태그 칩(330)을 접속하기 위하여 구비된 급전 터미널(331, 332)에 대하여 상기 커패시터 소자(321)를 병렬로 부착함으로써, 용량성 리액턴스를 추가하여 해소된다.This problem is solved by adding the capacitive reactance by attaching the
부연하면, 커패시터 소자(321)의 커패시턴스(capacitance)를 점차 증가시키면 본 발명의 일실시예에 따른 RFID 태그 안테나(300) 임피던스()의 유도성 리액턴스 성분()의 크기를 증가시킬 수 있다. 다만, 커패시터 소자(321)의 커패시턴스를 너무 크게 하면, RFID 태그 안테나(300) 임피던스()는 용량성 리액턴스를 가지게 된다.In other words, if the capacitance of the
또한, 태그 칩(330)의 입력 임피던스()는 용량성 리액턴스 성분()을 가지므로, 공액 정합을 위해 RFID 태그 안테나(300) 임피던스()는 유도성 리액턴스 성분()을 가지도록 상기 커패시터 소자(321)의 커패시턴스를 조정할 수 있다.In addition, the input impedance of the tag chip 330 ( ) Is the capacitive reactance component ( ), The impedance of the
한편, 시중에서 흔히 구할 수 있는 커패시터 소자의 값들은 연속적이지 않고, 이산(discrete)적인 값들(예를 들면, 3.3pF, 3.6pF 및 3.9pF 등)을 가진다.On the other hand, commercially available values of capacitor elements are not continuous and have discrete values (eg, 3.3 pF, 3.6 pF, and 3.9 pF, etc.).
따라서, 본 발명에 따른 RFID 태그 안테나(300)의 임피던스를 미세하게 조정하기 위해서는 상기 태그 칩(330)과 상기 커패시터 소자(321) 사이의 간격(324)을 조정하거나 상기 제1 및 제2 마이크로스트립 패치(311, 312)의 일측 끝단으로부터 내측으로 장방형 구조로 형성된 슬롯(322, 323)의 크기를 조정하게 된다.Therefore, in order to finely adjust the impedance of the
이때, 슬롯(322, 323)의 크기를 크게 할수록 용량성 리액턴스를 증가시킬 수 있지만, 슬롯(322, 323)에서의 불필요한 복사로 인하여 전체 복사 효율이 저하될 수 있기 때문에 상기 커패시터 소자(321)를 이용하여 임피던스의 리액턴스를 큰 범위에서 조정하고, 슬롯(322, 323)은 미세 조정을 위하여 가급적 작은 크기를 갖도록 설계하는 것이 바람직하다.At this time, the larger the size of the slots (322, 323) can increase the capacitive reactance, but because the total radiation efficiency may be lowered due to unnecessary radiation in the slots (322, 323) the
한편, 도 3 에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 슬롯(322, 323)은 곧은 장방형의 삽입홈으로 구성되어 있으나, 도 4 의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 RFID 태그 안테나는, 제1 및 제2 마이크로스트립 패치(311, 312)의 사각형상 내부로 특정 위치에 국한되지 않게 유선형의 장홈(401, 402, 403, 404)을 구성하여 안테나 임피던스의 미세 임피던스 조정할 수 있다.On the other hand, the
이때, 유선형 장홈(401, 402, 403, 404)은, 외주연의 반경 5mm 내지 50mm, 타측 내주연의 반경이 4mm 내지 45mm, 및 상기 유선형 장홈의 폭이 0.5mm 내지 5mm, 바람직하게는 상기 외주연의 반경이 25mm, 상기 내주연의 반경이 24mm, 및 상기 장홈의 폭이 1mm인 것을 특징으로 한다.At this time, the streamlined
또한, 도 3 에 도시된 커패시터 소자(321)는 단일 개로 구성되어 제1 및 제2 마이크로스트립 패치(311, 312)와 접속되는 구성이나, 도 4 의 (b)에 도시된 바와 같이, 복수개의 커패시터 소자(410)를 제1 및 제2 마이크로스트립 패치(311, 312)와 접속시킴으로써, 전체 커패시터의 품질 계수(quality factor, Q)를 크게 하여 안테나 효율을 증가시킬 수 있다.In addition, the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 RFID 태그 안테나(300)는 상기 제1 및 제2 마이크로스트립 패치(311, 312)의 세로 폭(316, 317)을 조정하여 안테나 임피던스()의 저항성분()을 조정하고, 제1 및 제2 마이크로스트립 패치(311, 312)의 가로 길이(318, 319)와, 커패시터 소자(321, 410)의 커패시턴스와 구비되는 위치, 및 슬롯(322, 323)과 유선형 장홈(401, 402, 403, 404)의 모양 및 위치를 조정하여 안테나 임피던스의 리액턴스 성분()을 조정할 수 있으므로, 작은 저항 성분과 큰 용량성 리액턴스 성분을 제공하여 태그 칩(330)과 RF 전단부(121)의 효율적인 정합이 가능하다.As described above, the
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.As described above and described with reference to a preferred embodiment for illustrating the technical idea of the present invention, the present invention is not limited to the configuration and operation as shown and described as described above, it is a deviation from the scope of the technical idea It will be understood by those skilled in the art that many modifications and variations can be made to the invention without departing from the scope of the invention. Accordingly, all such suitable changes and modifications and equivalents should be considered to be within the scope of the present invention.
도 1 은 본 발명에 적용되는 RFID 시스템(100)의 구성을 나타낸 도면.1 is a view showing the configuration of an
도 2 는 본 발명에 적용되는 RFID 시스템(100)의 태그 안테나(123)와 RF 전단부(121)를 모델링한 등가 회로도를 나타낸 도면,2 is an equivalent circuit diagram modeling the
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 태그 안테나(300)를 나타낸 구성도.3 is a block diagram showing an
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 태그 안테나(300)의 위치 변경된 슬롯과 복수개로 구비된 커패시터 소자를 나타낸 도면.4 is a view illustrating a capacitor device provided with a plurality of slots and a changed position of the
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **
100: RFID 시스템 110: RFID 리더100: RFID system 110: RFID reader
111: RF 송신부 112: RF 수신부111: RF transmitter 112: RF receiver
113: 리더 안테나 120: RFID 태그113: reader antenna 120: RFID tag
121: RF 전단부 122: 신호처리부121: RF front end 122: signal processing unit
123: 태그 안테나 130: 전자파123: tag antenna 130: electromagnetic waves
300: RFID 태그 안테나 310: 유전체300: RFID tag antenna 310: dielectric
311: 제1 마이크로스트립 패치 312: 제2 마이크로스트립 패치311: first microstrip patch 312: second microstrip patch
313: 제1 접지판 314: 제2 접지판313: first ground plate 314: second ground plate
315: 접지면315: ground plane
316, 317: 제1 및 제2 마이크로스트립 패치의 세로 폭316, 317: longitudinal width of the first and second microstrip patches
318, 319: 제1 및 제2 마이크로스트립 패치의 가로 길이318, 319: transverse length of the first and second microstrip patches
321, 410: 커패시터 소자321, 410: capacitor element
322, 323: 슬롯322, 323: slot
324: 태그 칩과 커패시터 소자 사이의 간격324: spacing between tag chip and capacitor element
330: 태그 칩330: tag chip
331, 332: 급전 터미널331, 332: feed terminal
401, 402, 403, 404: 유선형 장홈401, 402, 403, 404: streamlined long groove
Claims (11)
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Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110783686A (en) * | 2018-07-31 | 2020-02-11 | 华为技术有限公司 | Mobile terminal |
CN111342219A (en) * | 2018-12-18 | 2020-06-26 | 北京京东尚科信息技术有限公司 | Electronic label antenna |
KR102279849B1 (en) * | 2020-05-06 | 2021-07-21 | (주)에스피에스 | Wearable UHF RFID reader antenna |
CN113902082A (en) * | 2021-09-29 | 2022-01-07 | 福建钰辰微电子有限公司 | Tire label and preparation method thereof |
-
2008
- 2008-12-24 KR KR1020080133012A patent/KR20100074541A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110783686A (en) * | 2018-07-31 | 2020-02-11 | 华为技术有限公司 | Mobile terminal |
CN110783686B (en) * | 2018-07-31 | 2021-01-12 | 华为技术有限公司 | Mobile terminal |
US11848482B2 (en) | 2018-07-31 | 2023-12-19 | Honor Device Co., Ltd. | Mobile terminal |
CN111342219A (en) * | 2018-12-18 | 2020-06-26 | 北京京东尚科信息技术有限公司 | Electronic label antenna |
CN111342219B (en) * | 2018-12-18 | 2022-11-08 | 北京京东乾石科技有限公司 | Electronic label antenna |
KR102279849B1 (en) * | 2020-05-06 | 2021-07-21 | (주)에스피에스 | Wearable UHF RFID reader antenna |
WO2021225235A1 (en) * | 2020-05-06 | 2021-11-11 | (주)에스피에스 | Antenna for wearable uhf rfid reader |
CN113902082A (en) * | 2021-09-29 | 2022-01-07 | 福建钰辰微电子有限公司 | Tire label and preparation method thereof |
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