KR20190026186A - Long-range Ultra High Frequency RFID tag antenna - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나에 관한 것으로서, 더 상세하게는 장거리에서 인식이 가능한 자동차 번호판용 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나에 관한 것이다.Field of the Invention [0002] The present invention relates to a UL RFID tag antenna, and more particularly, to a UL RFID tag antenna for a license plate for long distance recognition.
UHF대(860∼960 MHz)의 무선 신호를 이용하여 리더 라이터로부터 1W 정도의 신호를 송신하고, 태그(꼬리표)측에서 그 신호를 수신했을 때에 리더 라이터측으로 응답 신호를 돌려보냄으로써, 태그 안의 정보를 리더 라이터로 판독한다고 하는 RFID(Radio Frequency Identification) 시스템이 알려져 있다.When a signal of about 1 W is transmitted from the reader / writer using a radio signal of UHF band (860 to 960 MHz) and a response signal is sent back to the reader / writer side when the signal is received from the tag (tag) side, (Radio Frequency Identification) system in which a reader / writer is read by a reader / writer.
그 통신 거리는 태그측 안테나의 이득, 태그 안의 IC(집적 회로) 칩의 동작 전압이나 주위 환경에 따라서도 달라지지만, 일반적으로 3m 정도이다.The communication distance varies depending on the gain of the antenna on the tag side, the operating voltage of the IC (integrated circuit) chip in the tag, and the surrounding environment, but is generally about 3 m.
RFID(Radio Frequency Identification) 시스템은 RF 무선 통신을 이용하여 사물을 인식하는 기술이며, 현재 재고관리, 자재 유통, 가축 관리, 안심먹거리 등 다양한 분야에서 적용 되고 있다.The RFID (Radio Frequency Identification) system is a technology that recognizes objects using RF wireless communication and is applied in various fields such as inventory management, material distribution, livestock management, and safe eating.
RFID(Radio Frequency Identification)는 크게 리더 시스템과 태그로 구성된다. 리더시스템에는 호스트 컴퓨터, 리더 그리고 리더 안테나가 있다. RFID 태그는 RF칩과 태그 안테나로 구성되어 있다. 자체 전원이 없는 수동형 태그는 리더에서 전송된 신호를 이용하여 RF 칩이 동작되고, 리더에게 태그의 정보를 전송한다.RFID (Radio Frequency Identification) consists of reader system and tags. The reader system includes a host computer, a reader, and a reader antenna. The RFID tag is composed of an RF chip and a tag antenna. A passive tag that does not have its own power operates the RF chip using the signal transmitted from the reader, and transmits the tag information to the reader.
리더 시스템의 방사 출력은 ISO (International Standard Organization)-18000-6에 의해 36dBm으로 제한되어 있으므로 일반 다이폴 구조의 태그 인식거리는 한계가 있다. 일반적인 상용 태그의 인식거리는 약 5∼6m이다. 따라서 수동형 태그를 장거리(10m이상)에서 인식 가능하도록 설계하려면 안테나의 구조가 고이득 안테나 구조이거나 이득을 높이는 구조로 설계되어야 한다.Since the radiation output of the reader system is limited to 36 dBm according to ISO (International Organization for Standardization) -18000-6, the tag recognition distance of the general dipole structure is limited. The recognition distance of general commercial tag is about 5 ~ 6m. Therefore, in order to design the passive tag to be recognizable at a long distance (10m or more), the structure of the antenna should be designed as a high gain antenna structure or a gain-enhancing structure.
고이득 안테나 구조는 혼 안테나, 야기 우다 안테나, 패치 안테나 등이 있고, 이득을 높이는 구조는 Cavity model, Meta-material, 배열 구조 등이 있다. 야기- 우다 안테나를 태그 안테나에 접목시킬 경우 인식거리는 8m 정도이다.The high-gain antenna structure includes a horn antenna, a Yagiwada antenna, and a patch antenna. The gain enhancement structure includes a cavity model, a meta-material, and an array structure. When the Yagi-Uda antenna is attached to the tag antenna, the recognition distance is about 8 m.
UHF 대역(840∼960 MHz) RFID 는 원거리(far field)에서 전자기파(electromagnetic wave)를 이용하여 역산란 (back scattering) 방법으로 정보를 전달한다. 일반 라벨 태그는 주변 환경에 의한 전자파 간섭을 받거나 태그 칩과 태그 안테나의 임피던스가 부정합 되면 동작하지 않는다. 그러므로 일반 라벨 태그를 금속에 부착하게 되면 태그 안테나의 임피던스가 변하고 칩 임피던스와 부정합 되어 태그는 정상적으로 동작하지 않는다.The UHF band (840-960 MHz) RFID transmits information in a far scattering manner using an electromagnetic wave in the far field. The general label tag does not operate if it is subject to electromagnetic interference due to the surrounding environment or if the impedance of the tag chip and tag antenna is mismatched. Therefore, when a general label tag is attached to a metal, the impedance of the tag antenna changes, and the tag does not operate normally because it is incompatible with the chip impedance.
즉, 일반 라벨 태그를 금속에 부착하면, 태그 안테나와 금속면 사이에 기생 커패시턴스가 발생한다. 기생 커패시턴스의 영향으로 태그 안테나의 임피던스가 변하고 칩 임피던스와 부정합 되어 태그는 정상적으로 동작하지 않는다. 따라서 금속 태그는 일반 라벨 태그 구조와 다른 특수한 구조로 설계 되어야 한다.That is, when a general label tag is attached to a metal, parasitic capacitance is generated between the tag antenna and the metal surface. The impedance of the tag antenna changes due to the parasitic capacitance, and the tag is not normally operated due to mismatch with the chip impedance. Therefore, the metal tag should be designed with a special structure other than the general label tag structure.
참고적으로, 각 주파수 대역에 대한 RFID 무선 인터페이스와 관련된 국제 표준을 결정하는 ISO (International Organization for Standard) 및 IEC (International Electro-technical Commission)는 다음과 같이 규정한다.For reference, the International Organization for Standard (ISO) and the International Electro-technical Commission (IEC), which determine international standards related to RFID radio interfaces for each frequency band,
135kHz 이하의 대역은 ISO 18000-2에 의해 정의되며, 13.56MHz는 HF 대역 용 ISO 18000-3, 433MHz 대역 용 ISO 18000-7, 840-960MHz UHF 대역 용 ISO 18000-6, 밴드는 ISO 18000-4에 의해 지정된다.The band below 135kHz is defined by ISO 18000-2, 13.56MHz for ISO 18000-3 for the HF band, ISO 18000-7 for the 433MHz band, ISO 18000-6 for the 840-960MHz UHF band, ISO 18000-4 .
한국에서는 2009 년 변경된 규정에 따라 UHF 대역이 920 ~ 920.8 MHz 대역에서 4 W, 920.8 ~ 923.5 MHz 대역에서 200 mW EIRP (유효 등방성 복사 전력)로 사용된다. HF (고주파) 대역은 자기장의 결합을 사용하고 UHF 대역 (840 ~ 960 MHz)은 원거리 전자기파를 사용하고 후방 산란 방법 정보는 다양한 용도로 전달되고 사용된다.In Korea, the UHF band is used as 4 W in the 920-920.8 MHz band and as 200 mW EIRP (effective isotropic radiated power) in the 920.8-923.5 MHz band, in accordance with the 2009 revised regulations. The HF (high frequency) band uses magnetic field coupling, the UHF band (840 to 960 MHz) uses far-field electromagnetic waves, and the back scattering method information is used for various purposes.
종래기술인 참고논문(Y.-K. Park, Y. Kim, K. Lee, Y. C. Chung,"Various UHF RFID tag for metallic object,"IEEE International Symposium on Antenna and Propagation, pp.2258-2288, June 2007.)에서는 PCB에 via, meander line, patch의 조합으로 제작된 다양한 소형 금속 태그를 소개했다. 상용 금속 태그의 인식거리는 3∼5 m으로 노트북, 캐비닛관리 등 근거리 인식이 가능한 응용 분야에서 사용되고 있다. (Y.-K. Park, Y. Kim, K. Lee, YC Chung, "Various UHF RFID tag for metallic object," IEEE International Symposium on Antenna and Propagation, pp. 2258-2288, June 2007. ) Introduced a variety of small metal tags made of a combination of vias, meander lines, and patches on a PCB. The recognition distance of the commercial metal tag is 3 ~ 5m, and it is used in applications where the near field recognition is possible such as notebook and cabinet management.
특히, RFID 기반의 번호판은 차량 식별용으로 많은 주목을 받아 왔다. RFID 시스템의 자동 관리는 인간이 수동으로 관리하는 것보다 시간과 비용면에서 효율적이다. 자동차 어플리케이션을위한 RFID 시스템에 대한 많은 연구가 진행되어 왔으며, 장거리 판독 거리 및 식별율 향상을 위해 차량에 부착 될 RFID 태그 위치에 대한 연구가 진행되고 있다.In particular, RFID-based license plates have received much attention for vehicle identification. Automatic management of RFID systems is more time and cost effective than manual management by humans. Many researches have been made on the RFID system for automotive applications, and studies are being made on the position of the RFID tag to be attached to the vehicle in order to improve the long distance reading distance and the identification rate.
그러나 RFID 태그 안테나의 성능은 차체, 범퍼 및 창유리의 도체와 같은 차량의 물체에 따라 영향을 받아 임피던스가 변한다. 임피던스 변화는 판독 범위 및 식별 비와 같은 태그 안테나 성능에 영향을 미친다. 그러므로 태그 안테나 설계는 태그 안테나가 설치되는 주변 환경과 부착 될 자동차 구조를 절대적으로 고려할 필요가 있다. However, the performance of the RFID tag antenna is affected by the vehicle object such as the body, the bumper, and the window glass conductor, and the impedance changes. Impedance change affects tag antenna performance such as read range and identification ratio. Therefore, the tag antenna design needs to consider absolutely the surrounding environment in which the tag antenna is installed and the structure of the car to be attached.
자동차 번호판 및 자동차 번호판 홀더는 금속재질로 형성되어 있는데 종래에는 자동차 번호판을 고정시키기 위한 볼트와 너트에 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나를 삽입하고, 자동차 번호를 식별하는 방식을 이용하였다. The license plates and license plate holders are made of metal. In the past, a method of inserting a ULRF ID tag antenna into a bolt and nut for fixing a license plate and identifying the license plate number was used.
즉, 볼트와 너트를 비금속재질로 형성하고, 그 볼트와 너트의 내부에 안테나를 형성하는 방식을 사용하였다. 하지만 이와 같은 종래의 방식은 볼트 및 너트를 쉽게 제거할 수 있어서, 위조에 취약한 단점이 있다.That is, the bolt and the nut are formed of a non-metallic material, and the antenna is formed inside the bolt and the nut. However, such a conventional method has a disadvantage that it is vulnerable to forgery because the bolt and nut can be easily removed.
본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 금속재질의 자동차 번호판 또는 자동차 번호판 홀더에 부착되면서도, 인식률을 향상시킬 수 있는 장거리에서 인식이 가능한 자동차 번호판용 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나를 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned technical problems, and it is an object of the present invention to provide a UL RFID tag antenna for a license plate which can be recognized on a long distance which can be attached to a metal license plate or a license plate holder, do.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 유에이치에프 칩 및 유에이치에프 대역의 무선신호를 수신하는 안테나 전극이 형성되되, 상기 안테나 전극이 자동차 범퍼방향으로 배치되는 인쇄회로기판; 및 상기 인쇄회로기판의 하부면과 금속재질의 자동차 번호판 홀더의 후면 사이에 부착되는 유전체층;을 포함하는 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a printed circuit board comprising: an antenna electrode for receiving a radio signal of a UHF chip and a UHF band, the antenna electrode being disposed in an automobile bumper direction; And a dielectric layer attached between a lower surface of the printed circuit board and a rear surface of a metal plate holder of a metallic material.
또한, 상기 유전체층의 하부면을 감싸면서 캐비티(cavity) 구조를 형성하고, 금속재질의 자동차 번호판 홀더의 후면에 부착되는 금속 박막층;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And a metal thin film layer surrounding the lower surface of the dielectric layer to form a cavity structure and attached to the rear surface of the metal plate holder.
또한, 상기 안테나 전극은, 상기 유에이치에프 칩(10)의 좌측에 접속되는 좌측 포트라인(21); 상기 좌측 포트라인(21)에 연결되며 좌측방향으로 연장되는 좌측 안테나라인(23); 상기 좌측 안테나라인(23)에 연결되며 하부방향으로 연장되는 좌측 루프라인(25); 상기 좌측 루프라인(25)에 연결되며 우측방향으로 연장되는 좌측 티매트라인(27); 상기 유에이치에프 칩(10)의 우측에 접속되는 우측 포트라인(31); 상기 우측 포트라인(31)에 연결되며 좌측방향으로 연장되는 우측 안테나라인(33); 상기 우측 안테나라인(33)에 연결되며 하부방향으로 연장되는 우측 루프라인(35); 및 상기 우측 루프라인(35)에 연결되며 좌측방향으로 연장되면서 상기 좌측 티매트라인(27)과 접속되는 우측 티매트라인(37);을 포함하는 것을 특징으로 한다.The antenna electrode may include a
또한, 상기 안테나 전극은, 상기 유에이치에프 칩(10)의 좌측에 접속되는 좌측 매트라인(20); 상기 좌측 매트라인(20)에 연결되며 상부방향으로 연장되는 좌측 엠루프라인(22); 중심영역에서 좌측방향으로 연장되며 하부 일측에 상기 좌측 엠루프라인(22)이 접속되는 좌측 안테나라인(23); 상기 좌측 안테나라인(23)에 연결되며 하부방향으로 연장되는 좌측 루프라인(25); 상기 좌측 루프라인(25)에 연결되며 우측방향으로 연장되는 좌측 티매트라인(27); 상기 유에이치에프 칩(10)의 우측에 접속되는 우측 매트라인(30); 상기 우측 매트라인(30)에 연결되며 상부방향으로 연장되는 우측 엠루프라인(32); 중심영역에서 우측방향으로 연장되며 하부 일측에 상기 우측 엠루프라인(32)이 접속되는 우측 안테나라인(33); 상기 우측 안테나라인(33)에 연결되며 하부방향으로 연장되는 우측 루프라인(35); 및 상기 우측 루프라인(35)에 연결되며 좌측방향으로 연장되면서 상기 좌측 티매트라인(27)과 접속되는 우측 티매트라인(37);을 포함하는 것을 특징으로 한다.The antenna electrode may include a left
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 유에이치에프 칩 및 유에이치에프 대역의 무선신호를 수신하는 안테나 전극이 형성되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 하부면에 부착되는 유전체층; 및 상기 유전체층의 하부면 및 측면과, 상기 인쇄회로기판의 측면을 동시에 감싸면서 캐비티(cavity) 구조를 형성하는 금속 박막층;을 포함하는 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a printed circuit board comprising: a printed circuit board on which an antenna electrode for receiving a radio signal of a UHF chip and a UHF band is formed; A dielectric layer attached to a lower surface of the printed circuit board; And a metal thin film layer surrounding the lower surface and the side surface of the dielectric layer and the side surface of the printed circuit board to form a cavity structure.
또한, 상기 안테나 전극은, 상기 유에이치에프 칩(10)의 좌측에 접속되는 좌측 포트라인(21); 상기 좌측 포트라인(21)에 연결되며 좌측방향으로 연장되는 좌측 안테나라인(23); 상기 좌측 안테나라인(23)에 연결되며 하부방향으로 연장되는 좌측 루프라인(25); 상기 좌측 루프라인(25)에 연결되며 우측방향으로 연장되는 좌측 티매트라인(27); 상기 유에이치에프 칩(10)의 우측에 접속되는 우측 포트라인(31); 상기 우측 포트라인(31)에 연결되며 좌측방향으로 연장되는 우측 안테나라인(33); 상기 우측 안테나라인(33)에 연결되며 하부방향으로 연장되는 우측 루프라인(35); 및 상기 우측 루프라인(35)에 연결되며 좌측방향으로 연장되면서 상기 좌측 티매트라인(27)과 접속되는 우측 티매트라인(37);을 포함하는 것을 특징으로 한다.The antenna electrode may include a
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 유에이치에프 칩 및 유에이치에프 대역의 무선신호를 수신하는 안테나 전극이 형성되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 하부면에 부착되는 유전체층; 및 상기 유전체층의 하부면을 감싸면서 캐비티(cavity) 구조를 형성하는 금속 박막층; 을 포함하는 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a printed circuit board comprising: a printed circuit board on which an antenna electrode for receiving a radio signal of a UHF chip and a UHF band is formed; A dielectric layer attached to a lower surface of the printed circuit board; And a metal thin film layer surrounding the lower surface of the dielectric layer to form a cavity structure; A < / RTI > RFID tag is provided.
또한, 상기 안테나 전극은, 상기 유에이치에프 칩(10)의 좌측에 접속되는 좌측 매트라인(20); 상기 좌측 매트라인(20)에 연결되며 상부방향으로 연장되는 좌측 엠루프라인(22); 중심영역에서 좌측방향으로 연장되며 하부 일측에 상기 좌측 엠루프라인(22)이 접속되는 좌측 안테나라인(23); 상기 좌측 안테나라인(23)에 연결되며 하부방향으로 연장되는 좌측 루프라인(25); 상기 좌측 루프라인(25)에 연결되며 우측방향으로 연장되는 좌측 티매트라인(27); 상기 유에이치에프 칩(10)의 우측에 접속되는 우측 매트라인(30); 상기 우측 매트라인(30)에 연결되며 상부방향으로 연장되는 우측 엠루프라인(32); 중심영역에서 우측방향으로 연장되며 하부 일측에 상기 우측 엠루프라인(32)이 접속되는 우측 안테나라인(33); 상기 우측 안테나라인(33)에 연결되며 하부방향으로 연장되는 우측 루프라인(35); 및 상기 우측 루프라인(35)에 연결되며 좌측방향으로 연장되면서 상기 좌측 티매트라인(27)과 접속되는 우측 티매트라인(37);을 포함하는 것을 특징으로 한다.The antenna electrode may include a left
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 유에이치에프 칩 및 유에이치에프 대역의 무선신호를 수신하는 안테나 전극이 형성되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 하부면에 부착되는 유전체층; 상기 유전체층의 하부면 및 측면과, 상기 인쇄회로기판의 측면을 동시에 감싸면서 캐비티(cavity) 구조를 형성하는 금속 박막층; 및 상기 금속 박막층의 상부면으로부터 연장되면서 상기 인쇄회로기판의 외곽을 소정의 각도로 둘러싸도록 형성되는 나팔관 형태의 금속층;을 포함하는 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a printed circuit board comprising: a printed circuit board on which an antenna electrode for receiving a radio signal of a UHF chip and a UHF band is formed; A dielectric layer attached to a lower surface of the printed circuit board; A metal thin film layer surrounding the lower surface and the side surface of the dielectric layer and the side surface of the printed circuit board to form a cavity structure; And a metal layer in the shape of a trunk tube formed to surround the outer periphery of the printed circuit board at a predetermined angle while extending from the upper surface of the metal thin film layer.
또한, 상기 안테나 전극은, 상기 유에이치에프 칩(10)의 좌측에 접속되는 좌측 매트라인(20); 상기 좌측 매트라인(20)에 연결되며 상부방향으로 연장되는 좌측 엠루프라인(22); 중심영역에서 좌측방향으로 연장되며 하부 일측에 상기 좌측 엠루프라인(22)이 접속되는 좌측 안테나라인(23); 상기 좌측 안테나라인(23)에 연결되며 하부방향으로 연장되는 좌측 루프라인(25); 상기 좌측 루프라인(25)에 연결되며 우측방향으로 연장되는 좌측 티매트라인(27); 상기 유에이치에프 칩(10)의 우측에 접속되는 우측 매트라인(30); 상기 우측 매트라인(30)에 연결되며 상부방향으로 연장되는 우측 엠루프라인(32); 중심영역에서 우측방향으로 연장되며 하부 일측에 상기 우측 엠루프라인(32)이 접속되는 우측 안테나라인(33); 상기 우측 안테나라인(33)에 연결되며 하부방향으로 연장되는 우측 루프라인(35); 및 상기 우측 루프라인(35)에 연결되며 좌측방향으로 연장되면서 상기 좌측 티매트라인(27)과 접속되는 우측 티매트라인(37);을 포함하는 것을 특징으로 한다.The antenna electrode may include a left
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 유에이치에프 칩 및 유에이치에프 대역의 무선신호를 수신하는 안테나 전극이 형성되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 하부면에 부착되는 유전체층; 상기 유전체층의 하부면 및 측면과, 상기 인쇄회로기판의 측면을 동시에 감싸면서 캐비티(cavity) 구조를 형성하는 금속 박막층; 및 상기 금속 박막층의 상부면과 일정 이격공간을 두고 상기 인쇄회로기판의 외곽을 소정의 각도로 둘러싸도록 형성되는 나팔관 형태의 금속층;을 포함하는 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a printed circuit board comprising: a printed circuit board on which an antenna electrode for receiving a radio signal of a UHF chip and a UHF band is formed; A dielectric layer attached to a lower surface of the printed circuit board; A metal thin film layer surrounding the lower surface and the side surface of the dielectric layer and the side surface of the printed circuit board to form a cavity structure; And a metal layer in the form of a trumpet tube formed to surround the outer periphery of the printed circuit board at a predetermined angle with a space spaced apart from the upper surface of the metal thin film layer.
또한, 상기 안테나 전극은, 상기 유에이치에프 칩(10)의 좌측에 접속되는 좌측 매트라인(20); 상기 좌측 매트라인(20)에 연결되며 상부방향으로 연장되는 좌측 엠루프라인(22); 중심영역에서 좌측방향으로 연장되며 하부 일측에 상기 좌측 엠루프라인(22)이 접속되는 좌측 안테나라인(23); 상기 좌측 안테나라인(23)에 연결되며 하부방향으로 연장되는 좌측 루프라인(25); 상기 좌측 루프라인(25)에 연결되며 우측방향으로 연장되는 좌측 티매트라인(27); 상기 유에이치에프 칩(10)의 우측에 접속되는 우측 매트라인(30); 상기 우측 매트라인(30)에 연결되며 상부방향으로 연장되는 우측 엠루프라인(32); 중심영역에서 우측방향으로 연장되며 하부 일측에 상기 우측 엠루프라인(32)이 접속되는 우측 안테나라인(33); 상기 우측 안테나라인(33)에 연결되며 하부방향으로 연장되는 우측 루프라인(35); 및 상기 우측 루프라인(35)에 연결되며 좌측방향으로 연장되면서 상기 좌측 티매트라인(27)과 접속되는 우측 티매트라인(37);을 포함하는 것을 특징으로 한다.The antenna electrode may include a left
본 발명의 실시예에 따른 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나는, 금속재질의 자동차 번호판 또는 자동차 번호판 홀더에 부착되면서도, 인식률이 높아 장거리에서 인식이 가능하다.The RFID tag RFID tag according to the embodiment of the present invention is attached to a license plate or a license plate holder of a metal, and is recognized at a long distance because of its high recognition rate.
도 1은 자동차 번호판(a)과, 자동차 번호판 홀더(b)를 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 번호판 홀더 및 범퍼 구조를 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(1)의 구성도
도 3a는 본 발명의 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(1)의 안테나 전극의 파라메터(mm단위)
도 4 내지 도 6은 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(1)의 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면
도 7은 안테나(1)의 반사계수를 나타낸 도면이고, 도 8은 안테나의 표면 전류 분포도
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(2)의 구성도
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(3)의 구성도
도 11은 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(2,3)의 이득패턴을 나타낸 도면
도 12는 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(2,3)의 반사계수를 나타낸 도면
도 13은 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(2,3)의 방사패턴(radiation pattern)을 나타낸 도면
도 14 및 도 15는 본 발명의 제4 실시예에 따른 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(4)의 구성도
도 16은 제4 실시예에 따른 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(4)의 이득패턴을 나타낸 도면
도 17은 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(4)의 3d 방사패턴(radiation pattern)을 나타낸 도면
도 18은 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(4)의 전계 및 자계의 방사패턴을 나타낸 도면
도 19는 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(4)의 반사계수를 나타낸 도면
도 20은 본 발명의 제5 실시예에 따른 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(5)의 구성도
도 21은 알에프아이디 태그 안테나(5)의 이득패턴을 나타낸 도면
도 22는 본 발명의 제6 실시예에 따른 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(6)의 구성도
도 23은 알에프아이디 태그 안테나(6)의 이득패턴을 나타낸 도면
도 24는 알에프아이디 태그 안테나(6)의 반사계수를 나타낸 도면
도 25는 본 발명의 제7 실시예에 따른 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(7)의 구성도
도 26은 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(7)의 이득패턴을 나타낸 도면
도 27은 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(7)의 방사패턴을 나타낸 도면
도 28 내지 도 30은 본 발명의 제8 실시예에 따른 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(8)의 구성도
도 32 내지 도 34는 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(8)의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면1 is a view showing a license plate (a) and a license plate holder (b)
2 is a view showing a license plate holder and a bumper structure according to an embodiment of the present invention;
Fig. 3 is a diagram showing the structure of a Yu-ichi RF
3A shows the parameter (mm unit) of the antenna electrode of the YUFRI RF
Figs. 4 to 6 are diagrams showing simulation results of the UE RFID
Fig. 7 is a view showing the reflection coefficient of the
9 is a configuration diagram of a UE RFID
FIG. 10 is a diagram showing the structure of a UL
11 is a view showing a gain pattern of the UE RFID
12 is a view showing reflection coefficients of the UE RFID signal
13 is a view showing a radiation pattern of the RFID tag
Figs. 14 and 15 are diagrams showing a configuration of a UE RFID
16 is a view showing a gain pattern of the UE
17 is a view showing a 3d radiation pattern of the RFID tag
18 is a view showing a radiation pattern of an electric field and a magnetic field of a YUFID
19 is a diagram showing the reflection coefficient of the RFID tag
20 is a diagram showing a configuration of a YUFIDRF
21 is a diagram showing a gain pattern of the
22 is a diagram showing the structure of a YUFIDRF
23 is a view showing a gain pattern of the RF
24 is a view showing the reflection coefficient of the
Fig. 25 is a configuration diagram of a YUFIDRF
26 is a view showing a gain pattern of the RFID tag
27 is a view showing a radiation pattern of the RFID tag
Figs. 28 to 30 are diagrams showing a configuration of a UE RFID
32 to 34 are diagrams showing simulation results of the RFID tag
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in order to facilitate a person skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention.
본 발명에서 제안하는 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나와, RFID 시스템은 자동차 번호판의 식별에 적용된다. 즉, 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나가 구비되어 있는 자동차 번호판(자동차 번호판 홀더)을 제안한다.The RFID tag RFID antenna and the RFID tag proposed in the present invention are applied to the identification of a license plate. That is, it proposes a license plate (car license plate holder) equipped with an RFID tag ID tag antenna.
즉, 본 발명은 현 사용하는 자동차 번호판과 번호판 홀더(지지대)에 다양하게 추가하는 형태의 태그로서 현 번호판과, 홀더를 유지하면서 다양한 모양, 다양한 태그의 형태로 구성하는 태그들을 제안한다. That is, the present invention proposes a tag that is variously added to a license plate and a license plate holder (currently used), and includes a current license plate and tags having various shapes and various tags while maintaining the holder.
자동차 번호판 후면에 설치를 함으로서 태그가 전면에서는 읽히지 않지만 태그를 번호판 뒤쪽에 가장자리에 설치를 함으로서 가장자리 장에 의해서 백로브(Back-lobe) 형성이 된다. 이 원리를 이용해서 제1 실시예에 따른 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(1)를 구성하였으며, 이는 약10m 에서 인식이 가능하다.By installing it on the back of the license plate, the tag is not read from the front, but the back-lobe is formed by the edge of the plate by attaching the tag to the edge of the back of the license plate. Using this principle, the
도 1은 자동차 번호판(a)과, 자동차 번호판 홀더(b)를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a license plate (a) and a license plate holder (b).
도 1을 참조하면, 자동차 번호판은 도체(일반적으로 구리로 만들어 짐)로 형성되며 안테나로써 작동하기 때문에 안테나 이득이 증가 할 수 있다. 따라서 판독 거리 범위는 종래의 상업용 태그 안테나보다 더 길어질 수 있다.Referring to FIG. 1, the license plate is formed of a conductor (generally made of copper) and operates as an antenna, so that the antenna gain can be increased. Therefore, the read distance range can be longer than that of a conventional commercial tag antenna.
또한, 도로면에 설치된 판독기 또는 차량이 통과 할 때의 툴 게이트에 의해 차량 번호판 태그 안테나가 용이하게 검출 될 수 있도록 방사 빔 패턴을 제어함으로써 식별율을 향상시키는 이점이 있다.Further, there is an advantage of improving the identification rate by controlling the radiation beam pattern so that the license plate tag antenna can be easily detected by the reader installed on the road surface or the tool gate when the vehicle passes.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 번호판 홀더 및 범퍼 구조를 나타낸 도면이다.2 is a view showing a license plate holder and a bumper structure according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 번호판과, 번호판 홀더, 볼트, 너트는 구리 금속판으로 구성된다.Referring to FIG. 2, the plate, the plate holder, the bolt, and the nut are made of a copper metal plate.
자동차 범퍼(Back side)는 유전 상수가 εr = 3.5이고 손실 탄젠트 = 0.015 인 플라스틱으로 만들어진다. 자동차 번호판은 520 mm x 10 mm x 1 mm 등과 같은 한국 표준규격 들을 사용하였다.The automobile bumper (Back side) is made of plastic with dielectric constant εr = 3.5 and loss tangent = 0.015. The license plate used Korean standard specifications such as 520 mm x 10 mm x 1 mm.
일반 UHF 태그 안테나를 금속에 직접 부착하면 태그 안테나의 임피던스가 바뀌므로 판독 거리가 급격히 감소한다. 따라서 본 발명에서 안테나는 차량의 금속 부분인 자동차 번호판 홀더의 뒷면에 유전체를 사이에 두고 부착하도록 설계되었다. 즉, 안테나가 자동차 범퍼 방향으로 배치되도록 설계된다.When the general UHF tag antenna is directly attached to metal, the impedance of the tag antenna is changed, so the read distance is drastically reduced. Therefore, in the present invention, the antenna is designed to be attached to the back side of a license plate holder, which is a metal part of the vehicle, with a dielectric interposed therebetween. That is, the antenna is designed to be disposed in the direction of the automobile bumper.
제안된 안테나는 CST 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 시뮬레이션 되었다. 시뮬레이션 결과, UHF RFID 응용을 위한 920 MHz 대역의 중심 주파수에서 사용 가능한 성능을 제공 할 것으로 기대된다.The proposed antenna was simulated using CST simulation software. The simulation results are expected to provide usable performance at the center frequency of the 920 MHz band for UHF RFID applications.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(1)의 구성도이고, 도 3a는 본 발명의 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(1)의 안테나 전극의 파라메터(mm단위)이다.FIG. 3 is a configuration diagram of a UE
도 4 내지 도 6은 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(1)의 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다.Figs. 4 to 6 are diagrams showing simulation results of the UE RFID
도 3을 참조하면, 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(1)는 안테나 전극이 형성된 인쇄회로기판과, 인쇄회로기판 후면에 부착되는 유전체층을 포함하여 구성된다. 도 3에서 전면(FRONT SIDE)은 자동차 번호판 홀더의 전면을 지칭하는 것이며 후면(BACK SIDE)은 자동차 번호판 홀더의 후면을 지칭하는 것이다.Referring to FIG. 3, the UE
즉, 인쇄회로기판에는 유에이치에프 칩(10) 및 유에이치에프 대역의 무선신호를 수신하는 안테나 전극이 형성되되, 안테나 전극이 자동차 범퍼방향으로 배치되어 있다.That is, the printed circuit board is provided with antenna electrodes for receiving the radio signals of the
유전체층은 인쇄회로기판의 하부면(후면)과 금속재질의 자동차 번호판 홀더의 후면 사이에 부착된다. 유전체층은 공기와 비슷한 유전율을 가지는 소재, 스티로폼 등으로 구성될 수 있다.The dielectric layer is attached between the lower surface (back surface) of the printed circuit board and the rear surface of the metal license plate holder. The dielectric layer may be made of a material having a dielectric constant similar to that of air, styrofoam, or the like.
참고적으로, 유전체층의 하부면(후면)을 감싸면서 캐비티(cavity) 구조를 형성하고, 금속재질의 자동차 번호판 홀더의 후면에 부착되는 금속 박막층이 추가적으로 형성되어 안테나를 형성할 수도 있다.For reference, a cavity structure may be formed by surrounding the lower surface (rear surface) of the dielectric layer, and a metal thin film layer may be additionally formed on the rear surface of the metal plate holder.
제안된 태그 안테나는 920MHz에서 작동하도록 설계되었으며, 결과 최적화 값은 plate_w = 525mm, tmat_h = 25mm, ant_h = 10mm, tmat_w = 257.5mm, plate_h = 116mm, mat_w = 235mm, mat_h = 15mm, loop_w = 5mm, mloop_w = 10mm이다.The proposed tag antenna is designed to operate at 920MHz and the resulting optimization values are plate_w = 525mm, tmat_h = 25mm, ant_h = 10mm, tmat_w = 257.5mm, plate_h = 116mm, mat_w = 235mm, mat_h = 15mm, loop_w = 5mm, mloop_w = 10 mm.
도 4 내지 도 6을 참조하면, RFID 리더기가 도로 측면을 따라 배치되기 때문에, 좌우 방향으로 강한 신호가 방사되는 것을 볼 수 있다. 이는 안테나의 매개 변수 값을 제어하여 다양한 시뮬레이션 결과가 도출될 수 있다.4 to 6, since the RFID reader is disposed along the side of the road, strong signals are radiated in the left and right directions. This allows various simulation results to be derived by controlling the parameter values of the antenna.
방사 패턴은 지능형 교통 시스템 (ITS)과 같은 차량 관리에 RFID 판독기를 배치해야 한다는 요구사항을 충족한다. 예를 들어, RFID 리더기가 길가의 가로등 기둥에 놓일 수 있다면, 태그 안테나에서 나오는 빔은 자동차 번호판과 RFID 리더기가 서로 잘 통신 할 수 있게 한다.The radiation pattern meets the requirement to deploy RFID readers in vehicle management such as Intelligent Transportation Systems (ITS). For example, if an RFID reader could be placed on a street lamppost, the beam from the tag antenna would allow the license plate and the RFID reader to communicate well.
참고적으로 번호판에 장착되는 볼트와 너트와 차량의 몸체가 안테나의 성능에 영향을 미칠 수 있으므로 이 모든 조건을 고려하여 안테나가 설계된다.For reference, the antenna is designed considering all these conditions, because the bolts and nuts on the license plate and the body of the vehicle may affect the performance of the antenna.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 시스템의 예시도이다.6A is an exemplary diagram of an antenna system according to an embodiment of the present invention.
도 6a를 참조하면, 가로세로 편파에 의한 리더기 안테나가 태그 안테나(1)의 편파에 맞도록 설치되어야 하며, 리더기의 설치 위치에 따른 (운전수 또는 조수석) 태그의 안테나 패턴도 다르게 바꾸어야 인식이 잘 될 수 있다. Referring to FIG. 6A, the reader antenna according to the horizontal and vertical polarized wave must be installed to match the polarized wave of the
리더기 안테나가 고이득이면 인식거리가 늘어난다. CP 나선형 helical안테나의 경우 태그의 설치 각도에 따라서 인식이 잘 안되는 문제를 해결 할 수 있는데, 송신Tx 안테나가 RHCP (Righr-Handed CP) 이면 수신RX 안테나는 LHCP 이어야 한다.If the reader antenna is high gain, the recognition distance is increased. In case of CP helical antenna, it is possible to solve the problem that it is not recognized according to the installation angle of the tag. If the transmission Tx antenna is RHCP (Righr-Handed CP), the reception RX antenna should be LHCP.
RHCP와 LHCP의 두 안테나가 근처에 설치가 되면, 상호 간섭을 차단 또는 줄이는 격리기가 요구된다.When two antennas, RHCP and LHCP, are installed in close proximity, an isolator is required to block or reduce mutual interference.
즉, 리더기 안테나를 원형편파 (Circular polarization)로 Tx와 Rx로 RHCP, LHCP 로 설치하여 리더기 안테나에서 방사된 전파가 태그에서 반사 역산란되어 반사되는 방향이 RH에서 LH로 또는 LH에서 RH로 되므로, 리더기의 CP 안테나의 Tx와 RX 의 원형편파 안테나의 CP 방향을 다르게 한다. 즉, Tx와 Rx를 분리하는 격리체가 배치되는 것이 바람직하다.In other words, the reader antenna is installed as RHCP and LHCP with Tx and Rx as circular polarization, so that the direction of reflection of the radio wave radiated from the reader antenna is reflected scattered from the tag to RH or LH or LH to RH, The CP direction of the CP antenna of the reader is different from the CP direction of the circularly polarized antenna of RX. That is, it is preferable that an isolator for separating Tx and Rx be disposed.
도 7은 안테나(1)의 반사계수를 나타낸 도면이고, 도 8은 안테나의 표면 전류 분포도이다.Fig. 7 is a diagram showing the reflection coefficient of the
도 7 및 도 8을 참조하면, 제안된 태그 안테나(1)는 920MHz에서 23.5dB의 반사 계수를 보였다. 또한, 920MHz에서 태그 안테나(1)의 표면 전류 분포를 확인한 결과, 전류는 전체 패치 안테나에서 고르게 흐르고 있다. RFID 태그는 910MHz 주파수에서 약 20dB를 가지며 임피던스는 T- 매칭으로 50Ω이다.Referring to FIGS. 7 and 8, the proposed
이하, 상기와 같이 구성되는 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(1)의 세부구성을 상세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, the detailed configuration of the UE
인쇄회로기판에는 유에이치에프 칩(10) 및 유에이치에프 대역의 무선신호를 수신하는 안테나 전극이 형성되어 있다.The printed circuit board is provided with an antenna electrode for receiving a radio signal of the
본 실시예에서 인쇄회로기판은 FR-4가 사용되었으나, 가요성 필름에 도전성 잉크에 의한 안테나 전극이 형성되는 구조로 제조될 수도 있을 것이다.In this embodiment, FR-4 is used as the printed circuit board, but the antenna may be manufactured by forming the antenna electrode by the conductive ink on the flexible film.
유전체층은 인쇄회로기판의 하부면(후면)에 부착된다.The dielectric layer is attached to the lower surface (rear surface) of the printed circuit board.
본 실시예에서 유전체층은 공기와 유전율이 유사한 스티로폼(ε=1.01)을 사용하였으나, 공기자체를 유전체층으로 활용할 수도 있고, 공기와 유전율이 유사한 다양한 물질이 사용될 수 있을 것이다.In this embodiment, styrofoam (ε = 1.01) having a dielectric constant similar to that of air is used as the dielectric layer. However, air itself may be used as a dielectric layer, and various materials having similar dielectric constants to air may be used.
금속 박막층은 선택적으로 구비될 수 있는데, 금속 박막층은 유전체층의 하부면을 감싸면서 캐비티(cavity) 구조를 형성하게 된다.The metal thin film layer may be selectively provided, and the metal thin film layer surrounds the lower surface of the dielectric layer to form a cavity structure.
본 실시예에서 금속 박막층은 구리재질의 금속이 사용되었으나, 실시예에 따라 은, 알루미늄, 금, 백금 및 니켈 중의 단일물질 또는 어느 하나 이상을 배합한 합금물질이 사용될 수도 있을 것이다. 특히 금속 박막층은 자동차 번호판 홀더의 재질과 동일한 재질이 사용되는 것이 가장 바람직하다. 참고적으로, 금속 박막층이 배치되지 않더라도 자동차 번호판 홀더가 금속 박막층과 동일한 역할을 수행하면서 캐비티(cavity) 구조를 형성하게 된다.In this embodiment, a copper metal is used as the metal thin film layer, but an alloy material including silver, aluminum, gold, platinum and nickel may be used. Particularly, it is most preferable that the metal thin film layer is made of the same material as the material of the license plate holder. For reference, even if the metal thin film layer is not disposed, the license plate holder forms the cavity structure while performing the same role as the metal thin film layer.
도 3을 참조하여 인쇄회로기판에 형성된 안테나 전극을 자세히 살펴보면, 안테나 전극은,Referring to FIG. 3, the antenna electrode formed on the printed circuit board will be described in detail.
유에이치에프 칩(10)의 좌측에 접속되는 좌측 매트라인(20)과,A left
좌측 매트라인(20)에 연결되며 상부방향으로 연장되는 좌측 엠루프라인(22)과,A left
중심영역에서 좌측방향으로 연장되며 하부 일측에 상기 좌측 엠루프라인(22)이 접속되는 좌측 안테나라인(23)과,A
좌측 안테나라인(23)에 연결되며 하부방향으로 연장되는 좌측 루프라인(25)과,A
좌측 루프라인(25)에 연결되며 우측방향으로 연장되는 좌측 티매트라인(27)과,A left
유에이치에프 칩(10)의 우측에 접속되는 우측 매트라인(30)과,A right
우측 매트라인(30)에 연결되며 상부방향으로 연장되는 우측 엠루프라인(32)과,A right
중심영역에서 우측방향으로 연장되며 하부 일측에 우측 엠루프라인(32)이 접속되는 우측 안테나라인(33)과,A
우측 안테나라인(33)에 연결되며 하부방향으로 연장되는 우측 루프라인(35)과,A
우측 루프라인(35)에 연결되며 좌측방향으로 연장되면서 좌측 티매트라인(27)과 접속되는 우측 티매트라인(37);을 포함하여 구성된다.And a right
본 실시예에서 우측라인과 좌측라인은 유에이치에프 칩(10)을 사이에 두고 서로 대칭되는 형태 - 길이 및 너비가 서로 동일하게 대칭됨 - 로 형성되며, 그 구체적인 값들은 plate_w = 525mm, tmat_h = 25mm, ant_h = 10mm, tmat_w = 257.5mm, plate_h = 116mm, mat_w = 235mm, mat_h = 15mm, loop_w = 5mm, mloop_w = 10mm, 유체층 두께(cav) = 10mm 이다. In this embodiment, the right line and the left line are formed symmetrically with respect to each other with the Yu-
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(2)의 구성도이고, 도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(3)의 구성도이고, 도 11은 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(2,3)의 이득패턴을 나타낸 도면이고, 도 12는 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(2,3)의 반사계수를 나타낸 도면이다. 도 13은 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(2,3)의 방사패턴(radiation pattern)을 나타낸 도면이다.FIG. 9 is a configuration diagram of a UE
도 9 내지 도 13을 참조하면, 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(2,3)는, 제1 실시예의 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(1)와 동일하게 자동차 번호판 홀더의 후면에 배치되되, 자동차 번호판 홀더의 좌측 또는 우측에 각각 치우쳐서 안테나 전극이 형성되도록 배치된다.9 to 13, the UE
각각의 안테나 전극은 제1 실시예에 따른 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(1)와 동일하게,Each antenna electrode, like the UE
상기 유에이치에프 칩(10)의 좌측에 접속되는 좌측 매트라인(20);A left
상기 좌측 매트라인(20)에 연결되며 상부방향으로 연장되는 좌측 엠루프라인(22);A left M-
중심영역에서 좌측방향으로 연장되며 하부 일측에 상기 좌측 엠루프라인(22)이 접속되는 좌측 안테나라인(23);A
상기 좌측 안테나라인(23)에 연결되며 하부방향으로 연장되는 좌측 루프라인(25);A
상기 좌측 루프라인(25)에 연결되며 우측방향으로 연장되는 좌측 티매트라인(27);A left
상기 유에이치에프 칩(10)의 우측에 접속되는 우측 매트라인(30);A right
상기 우측 매트라인(30)에 연결되며 상부방향으로 연장되는 우측 엠루프라인(32);A right side
중심영역에서 우측방향으로 연장되며 하부 일측에 상기 우측 엠루프라인(32)이 접속되는 우측 안테나라인(33);A
상기 우측 안테나라인(33)에 연결되며 하부방향으로 연장되는 우측 루프라인(35); 및A
상기 우측 루프라인(35)에 연결되며 좌측방향으로 연장되면서 상기 좌측 티매트라인(27)과 접속되는 우측 티매트라인(37);을 포함하여 구성되되, And a right teat mat line (37) connected to the right loop line (35) and connected to the left teat mat line (27) while extending in the left direction,
제1 실시예에 따른 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(1)에 비해 시계방향 또는 반시계 방향으로 각각 90도씩 회전되어 배치된다.Is arranged to be rotated by 90 degrees in the clockwise direction or the counterclockwise direction, respectively, as compared with the YUFLID
도 14 및 도 15는 본 발명의 제4 실시예에 따른 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(4)의 구성도이고, 도 16은 제4 실시예에 따른 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(4)의 이득패턴을 나타낸 도면이고, 도 17은 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(4)의 3d 방사패턴(radiation pattern)을 나타낸 도면이고, 도 18은 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(4)의 전계 및 자계의 방사패턴을 나타낸 도면이고, 도 19는 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(4)의 반사계수를 나타낸 도면이다.FIGS. 14 and 15 are views showing a structure of a UE
도 14 및 도 19를 참조하면, 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(4)는, 제1 실시예에 다른 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(1)와 유사하게 자동차 번호판 홀더의 후면에 배치된다. 다만, 자동차 번호판 홀더의 후면과 겹치지 않고, 금속 재질의 자동차 번호판 홀더와 일정거리 이격되어 배치된다.14 and 19, the UE
즉, 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(4)는, 자동차 번호판 홀더의 좌측 또는 우측에 각각 치우쳐서 안테나 전극이 형성되도록 배치된다. 도면에는 자동차 번호판 홀더의 좌측에 배치되는 예가 도시되어 있으나, 우측에 배치될 수도 있다.That is, the RFID tag
이때, 각각의 안테나 전극은 제1 실시예에 따른 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(1)와 동일하게,At this time, each of the antenna electrodes, like the
상기 유에이치에프 칩(10)의 좌측에 접속되는 좌측 매트라인(20);A left
상기 좌측 매트라인(20)에 연결되며 상부방향으로 연장되는 좌측 엠루프라인(22);A left M-
중심영역에서 좌측방향으로 연장되며 하부 일측에 상기 좌측 엠루프라인(22)이 접속되는 좌측 안테나라인(23);A
상기 좌측 안테나라인(23)에 연결되며 하부방향으로 연장되는 좌측 루프라인(25);A
상기 좌측 루프라인(25)에 연결되며 우측방향으로 연장되는 좌측 티매트라인(27);A left
상기 유에이치에프 칩(10)의 우측에 접속되는 우측 매트라인(30);A right
상기 우측 매트라인(30)에 연결되며 상부방향으로 연장되는 우측 엠루프라인(32);A right side
중심영역에서 우측방향으로 연장되며 하부 일측에 상기 우측 엠루프라인(32)이 접속되는 우측 안테나라인(33);A
상기 우측 안테나라인(33)에 연결되며 하부방향으로 연장되는 우측 루프라인(35); 및A
상기 우측 루프라인(35)에 연결되며 좌측방향으로 연장되면서 상기 좌측 티매트라인(27)과 접속되는 우측 티매트라인(37);을 포함하여 구성되되, 제1 실시예에 따른 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(1)에 비해 시계방향 또는 반시계 방향으로 각각 90도씩 회전되어 배치된다.And a right teat mat line (37) connected to the right loop line (35) and extending in the leftward direction and connected to the left teat mat line (27). The right triat mat (37) And is rotated by 90 degrees in the clockwise or counterclockwise direction relative to the
도 20은 본 발명의 제5 실시예에 따른 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(5)의 구성도이고, 도 21은 알에프아이디 태그 안테나(5)의 이득패턴을 나타낸 도면이다. FIG. 20 is a configuration diagram of a UE
도 22는 본 발명의 제6 실시예에 따른 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(6)의 구성도이고, 도 23은 알에프아이디 태그 안테나(6)의 이득패턴을 나타낸 도면이고, 도 24는 알에프아이디 태그 안테나(6)의 반사계수를 나타낸 도면이다.23 is a diagram showing a gain pattern of the RF
도 20 내지 도 24를 참조하면, 태그 안테나(5)는 자동차 번호판 홀더의 측면 치우쳐서 캐비티 구조로 형성되고, 태그 안테나(6)는 자동차 번호판 홀더의 윗면 치우쳐서 캐비티 구조로 형성된다.20 to 24, the
도 25는 본 발명의 제7 실시예에 따른 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(7)의 구성도이고, 도 26은 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(7)의 이득패턴을 나타낸 도면이고, 도 27은 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(7)의 방사패턴을 나타낸 도면이다.26 is a diagram showing a gain pattern of the RFID tag
도 25 내지 도 27을 참조하면, 태그 안테나(7)는 자동차 번호판 홀더의 측면(좌/우) 치우쳐서 캐비티 구조로 형성될 수 있다.25 to 27, the
도 28 내지 도 30은 본 발명의 제8 실시예에 따른 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(8)의 구성도이고, 도 32 내지 도 34는 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나(8)의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다.Figs. 28 to 30 are diagrams showing the structure of a UE
도 28 내지 도 30을 참조하면, 인쇄회로기판에는 유에이치에프 칩(10) 및 유에이치에프 대역의 무선신호를 수신하는 안테나 전극이 형성되되, 안테나 전극이 자동차의 주행방향으로 배치되어 있다.28 to 30, an antenna electrode for receiving a radio signal of the
유전체층은 인쇄회로기판의 하부면과 자동차 범퍼 사이에 부착된다. 유전체층은 공기와 비슷한 유전율을 가지는 소재, 스티로폼 등으로 구성될 수 있다.The dielectric layer is attached between the lower surface of the printed circuit board and the automobile bumper. The dielectric layer may be made of a material having a dielectric constant similar to that of air, styrofoam, or the like.
참고적으로, 유전체층의 하부면을 감싸면서 캐비티(cavity) 구조를 형성하는 금속 박막층이 추가적으로 형성되어 안테나를 형성할 수도 있다. 또한, 안테나 전극은 금속재질의 자동차 번호판 홀더와는 일정거리(gap, g) 이격되어 배치된다.For reference, an antenna may be formed by additionally forming a metal thin film layer which forms a cavity structure while covering the lower surface of the dielectric layer. In addition, the antenna electrode is disposed at a distance (gap, g) away from the metal plate holder.
본 실시예에서 금속 박막층은 구리재질의 금속이 사용되었으나, 실시예에 따라 은, 알루미늄, 금, 백금 및 니켈 중의 단일물질 또는 어느 하나 이상을 배합한 합금물질이 사용될 수도 있을 것이다. 특히 금속 박막층은 자동차 번호판 홀더의 재질과 동일한 재질이 사용되는 것이 가장 바람직하다. In this embodiment, a copper metal is used as the metal thin film layer, but an alloy material including silver, aluminum, gold, platinum and nickel may be used. Particularly, it is most preferable that the metal thin film layer is made of the same material as the material of the license plate holder.
인쇄회로기판에 형성된 안테나 전극을 자세히 살펴보면, 안테나 전극은,The antenna electrode formed on the printed circuit board will be described in detail.
유에이치에프 칩(10)의 좌측에 접속되는 좌측 포트라인(21)과,A
좌측 포트라인(21)에 연결되며 좌측방향으로 연장되는 좌측 안테나라인(23)과,A
좌측 안테나라인(23)에 연결되며 하부방향으로 연장되는 좌측 루프라인(25)과,A
좌측 루프라인(25)에 연결되며 우측방향으로 연장되는 좌측 티매트라인(27)과,A left
유에이치에프 칩(10)의 우측에 접속되는 우측 포트라인(31)과,A
우측 포트라인(31)에 연결되며 우측방향으로 연장되는 우측 안테나라인(33)과,A
우측 안테나라인(33)에 연결되며 하부방향으로 연장되는 우측 루프라인(35)과,A
우측 루프라인(35)에 연결되며 좌측방향으로 연장되면서 좌측 티매트라인(27)과 접속되는 우측 티매트라인(37);을 포함하여 구성된다.And a right
본 실시예에서 우측라인과 좌측라인은 유에이치에프 칩(10)을 사이에 두고 서로 대칭되는 형태 - 길이 및 너비가 서로 동일하게 대칭됨 - 로 형성되며, 안테나 전극의 구체적인 값들은 In this embodiment, the right line and the left line are formed symmetrically with respect to each other with the Yu-
pcb_w = 140mm, pcb_h = 60mm, tmat_h = 41mm, ant_h = 7.5mm, ant_w = 65mm, tmat_w = 130mm, loop_w = 5mm, loop_h = 32mm, gap = 40mm, thick = 5 mm 이다.pcb_w = 140mm, pcb_h = 60mm, tmat_h = 41mm, ant_h = 7.5mm, ant_w = 65mm, tmat_w = 130mm, loop_w = 5mm, loop_h = 32mm, gap = 40mm, thick = 5mm.
유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나는,YUID RFID ID tag antenna,
캐비티(cavity) 구조를 가진 안테나로 안쪽을 공기와 유전율이 유사한 유전체층 - 스티로폼(ε=1.01) - 을 삽입하고, 겉의 옆과 뒤의 부분을 금속 박막층으로 에워싸는 캐비티(cavity) 구조를 형성한다.A cavity structure is formed by inserting a dielectric layer-styrofoam (ε = 1.01) - whose inside is similar to that of air, with a cavity structure, and enclosing the side and rear portions of the outer surface with a metal thin film layer.
설계된 안테나는 CST사의 프로그램으로 시뮬레이션 하여 안테나의 임피던스가 RFID Higgs3 칩의 임피던스에 공액정합이 되도록 설계하였다.The designed antenna is simulated by CST program and the antenna impedance is designed to be conjugate to the impedance of RFID Higgs3 chip.
본 발명의 실시예에 따른 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나는,The RFID tag according to an embodiment of the present invention includes:
캐비티(cavity) 구조로 형성되며, 비금속 물질 또는 금속 물질에 부착되더라도 높은 이득을 가질 수 있어 장거리에서도 인식이 가능하다.Cavity structure, and even if it is attached to a non-metallic material or a metal material, it can have a high gain and can be recognized even at a long distance.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나는, 금속재질의 자동차 번호판 또는 자동차 번호판 홀더에 부착되면서도, 인식률이 높아 장거리에서 인식이 가능하다.In addition, the RFID tag according to the embodiment of the present invention can be attached to a license plate or a license plate holder of a metal, and can recognize the RFID tag at a long distance because of its high recognition rate.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Thus, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the embodiments described above are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
10 : 유에이치에프 칩
20 : 좌측 매트라인
21 : 좌측 포트라인
22 : 좌측 엠루프라인
23 : 좌측 안테나라인
25 : 좌측 루프라인
27 : 좌측 티매트라인
30 : 우측 매트라인
31 : 우측 포트라인
32 : 우측 엠루프라인
33 : 우측 안테나라인
35 : 우측 루프라인
37 : 우측 티매트라인10: Yu-chip chip
20: Left side mat line
21: Left port line
22: Left E-loop line
23: Left antenna line
25: left loop line
27: Left Tea Mat Line
30: Right side mat line
31: Right port line
32: right side E loop line
33: right antenna line
35: Right loop line
37: Right Tea mat line
Claims (4)
상기 인쇄회로기판의 하부면과 금속재질의 자동차 번호판 홀더의 후면 사이에 부착되는 유전체층;
을 포함하는 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나.
A printed circuit board on which an antenna electrode for receiving a radio signal of a UHF chip and a UHF band is formed and the antenna electrode is disposed in an automobile bumper direction; And
A dielectric layer attached between a lower surface of the printed circuit board and a rear surface of a metal license plate holder;
YUFID RF ID tag antenna containing.
상기 유전체층의 하부면을 감싸면서 캐비티(cavity) 구조를 형성하고, 금속재질의 자동차 번호판 홀더의 후면에 부착되는 금속 박막층;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나.
The method according to claim 1,
Further comprising a metal thin film layer surrounding the lower surface of the dielectric layer to form a cavity structure and attached to a rear surface of a metal plate holder of the metal.
상기 안테나 전극은,
상기 유에이치에프 칩(10)의 좌측에 접속되는 좌측 포트라인(21);
상기 좌측 포트라인(21)에 연결되며 좌측방향으로 연장되는 좌측 안테나라인(23);
상기 좌측 안테나라인(23)에 연결되며 하부방향으로 연장되는 좌측 루프라인(25);
상기 좌측 루프라인(25)에 연결되며 우측방향으로 연장되는 좌측 티매트라인(27);
상기 유에이치에프 칩(10)의 우측에 접속되는 우측 포트라인(31);
상기 우측 포트라인(31)에 연결되며 좌측방향으로 연장되는 우측 안테나라인(33);
상기 우측 안테나라인(33)에 연결되며 하부방향으로 연장되는 우측 루프라인(35); 및
상기 우측 루프라인(35)에 연결되며 좌측방향으로 연장되면서 상기 좌측 티매트라인(27)과 접속되는 우측 티매트라인(37);을 포함하는 것을 특징으로 하는 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나.
The method according to claim 1,
The antenna electrode
A left port line 21 connected to the left side of the Yuft chip 10;
A left antenna line 23 connected to the left port line 21 and extending in the left direction;
A left loop line 25 connected to the left antenna line 23 and extending downward;
A left Ti mat line 27 connected to the left loop line 25 and extending in the right direction;
A right port line 31 connected to the right side of the Yu-chip chip 10;
A right antenna line 33 connected to the right port line 31 and extending in the left direction;
A right loop line 35 connected to the right antenna line 33 and extending in a downward direction; And
And a right teat mat line (37) connected to the right loop line (35) and extending in the leftward direction and connected to the left teat mat line (27).
상기 안테나 전극은,
상기 유에이치에프 칩(10)의 좌측에 접속되는 좌측 매트라인(20);
상기 좌측 매트라인(20)에 연결되며 상부방향으로 연장되는 좌측 엠루프라인(22);
중심영역에서 좌측방향으로 연장되며 하부 일측에 상기 좌측 엠루프라인(22)이 접속되는 좌측 안테나라인(23);
상기 좌측 안테나라인(23)에 연결되며 하부방향으로 연장되는 좌측 루프라인(25);
상기 좌측 루프라인(25)에 연결되며 우측방향으로 연장되는 좌측 티매트라인(27);
상기 유에이치에프 칩(10)의 우측에 접속되는 우측 매트라인(30);
상기 우측 매트라인(30)에 연결되며 상부방향으로 연장되는 우측 엠루프라인(32);
중심영역에서 우측방향으로 연장되며 하부 일측에 상기 우측 엠루프라인(32)이 접속되는 우측 안테나라인(33);
상기 우측 안테나라인(33)에 연결되며 하부방향으로 연장되는 우측 루프라인(35); 및
상기 우측 루프라인(35)에 연결되며 좌측방향으로 연장되면서 상기 좌측 티매트라인(27)과 접속되는 우측 티매트라인(37);을 포함하는 것을 특징으로 하는 유에이치에프 알에프아이디 태그 안테나.The method according to claim 1,
The antenna electrode
A left side mat line 20 connected to the left side of the wafer chip 10;
A left M-loop line 22 connected to the left mat line 20 and extending in an upward direction;
A left antenna line 23 extending in the left direction from the center area and connected to the left side of the left E-loop line 22 at one side;
A left loop line 25 connected to the left antenna line 23 and extending downward;
A left Ti mat line 27 connected to the left loop line 25 and extending in the right direction;
A right side mat line 30 connected to the right side of the Yu-chip chip 10;
A right side M loop line 32 connected to the right side mat line 30 and extending in an upward direction;
A right antenna line 33 extending in the right direction from the center area and connected to the lower side of the right M-loop line 32;
A right loop line 35 connected to the right antenna line 33 and extending in a downward direction; And
And a right teat mat line (37) connected to the right loop line (35) and extending in the leftward direction and connected to the left teat mat line (27).
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020170112604A KR101989830B1 (en) | 2017-09-04 | 2017-09-04 | Long-range Ultra High Frequency RFID tag antenna |
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| Publication Number | Publication Date |
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| KR20190026186A true KR20190026186A (en) | 2019-03-13 |
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| JP2008282301A (en) * | 2007-05-14 | 2008-11-20 | Dainippon Printing Co Ltd | Method for manufacturing non-contact ic tag, and interposer for non-contact tag |
| KR20100060932A (en) * | 2008-11-28 | 2010-06-07 | 대구대학교 산학협력단 | A uhf rfid metal tag for long reading range using a cavity structure |
-
2017
- 2017-09-04 KR KR1020170112604A patent/KR101989830B1/en active IP Right Grant
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| KR20100060932A (en) * | 2008-11-28 | 2010-06-07 | 대구대학교 산학협력단 | A uhf rfid metal tag for long reading range using a cavity structure |
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| KR101989830B1 (en) | 2019-06-17 |
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