KR101264959B1 - 안테나 및 리더 라이터 장치 - Google Patents

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데루히사 니노미야
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후지쯔 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 저럼하고 유전율이 낮은 기판을 이용하더라도 대형화를 억제하면서 방사 전력의 저하를 회피하는 것을 목적으로 한다.
기판(10)과, 이 기판(10) 상에 형성된 도체 패턴(12)을 구비한 안테나(1)로서, 도체 패턴(12)은, 급전점(12a)으로부터 소정 거리만큼 연신된 급전측 연신부(20)와, 급전측 연신부(20)의 급전점(12a)과 반대측의 단부로부터 종단이 되는 개방단(12b)에 이르기까지 스파이럴 형상으로 연신되며, 개방단(12b) 측에, 이 개방단(12b)을 포함하고, 급전측 연신부(20)와 병렬 상태로 배치되는 개방단측 연신부(23)를 형성한 스파이럴부(22)를 구비하여, 서로 병렬 배치되는 급전측 연신부(20)와 개방단측 연신부(23) 사이의 전계의 강도를 국소적으로 증대시킨다.

Description

안테나 및 리더 라이터 장치{ANTENNA AND READER/WRITER DEVICE}
본 발명은 안테나 및 리더 라이터 장치(reader/writer device)에 관한 것으로, 특히, 대형화를 억제하면서 방사 전력의 저하를 회피하는 안테나 및 리더 라이터 장치에 관한 것이다.
최근, 비접촉식의 자동 인식 기술로서, RFID(Radio Frequency Identification)가 널리 이용되고 있다. RFID는, 반도체 메모리를 탑재한 IC 태그와, IC 태그의 반도체 메모리에 대해 데이터를 판독 또는 기록하는 리더 라이터 장치와의 사이에서 전파를 통해 비접촉 데이터 통신을 행하는 것이다.
RFID의 리더 라이터 장치에는, IC 태그를 향해 전파를 방사하기 위한 통신용 안테나(리더 라이터 안테나)가 탑재되어 있다. 이 통신용 안테나로서, 도 13에 나타낸 바와 같이, 유전체로 이루어지는 기판(210) 상에, 전파를 방사하기 위한 사각 형상의 도체 패턴(212)을 실장한 패치 안테나가 일반적으로 이용되고 있었다.
그런데, 상기한 바와 같은 패치 안테나를 이용하여, 예컨대 직경 40 mm 정도의 소형 IC 태그의 위치를 특정하는 경우, 패치 안테나 자체의 크기도 IC 태그에 부합할 정도로 소형화해야 한다.
그러나, 패치 안테나를 단순히 소형화하면, IC 태그로의 방사 전력이 저하되어, IC 태그의 위치 특정이 곤란해진다. 이것을 회피하기 위해서는, 패치 안테나의 기판으로서 고유전율의 세라믹 등의 유전체를 이용할 필요가 있지만, 세라믹 등의 유전체는 고가이므로 제조 비용이 증대한다. 한편, 패치 안테나의 기판으로서, 세라믹보다 저렴한 유전체인 FR4(유리 에폭시 수지)를 이용하는 것도 고려할 수 있지만, FR4는 세라믹과 비교하여 저유전율이기 때문에, 세라믹과 동등한 방사 전력을 얻고자 하면 안테나 전체가 대형화된다.
그래서, IC 태그로의 방사 전력을 확보하기 위해, 기판 상에 실장된 도체 패턴의 형상을 고안한 안테나가 여러가지 검토되고 있다. 예컨대, 특허문헌 1에는 도체 패턴을 사행선(蛇行線) 형상으로 형성한 안테나가 개시되어 있다. 이 안테나에서는, 도체 패턴을 사행선 형상으로 형성함으로써 기판에 대한 도체의 표면적을 가능한 크게 채용하여, 결과적으로, 방사 전력의 저하를 억제하고자 하고 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공표 제2008-519571호 공보
그러나, 특허문헌 1에 기재된 안테나에서는, 저렴하고 저유전율의 FR4 등의 기판을 이용한 경우, IC 태그로의 방사 전력을 확보하기 위해, 도체 패턴의 길이를 길게 해야 하기 때문에, 도체 패턴의 길이 방향의 크기가 증대하여, 결과적으로 안테나 전체가 대형화되었다.
개시한 기술은, 전술한 종래 기술에 의한 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것으로, 저럼하고 유전율이 낮은 기판을 이용하더라도 대형화를 억제하면서 방사 전력의 저하를 회피할 수 있는 안테나 및 리더 라이터 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 과제를 해결하여 목적을 달성하기 위해, 본원의 개시하는 안테나는, 한 형태에 있어서, 유전체로 이루어지는 기판과, 이 기판 상에 형성되며 일단을 급전점으로 하고 타단을 개방단으로 한 도체 패턴을 구비하며, 무선 태그와 통신 가능하게 구성된 리더 라이터 장치에 상기 급전점을 통해 접속되는 안테나로서, 상기 도체 패턴은, 상기 급전점으로부터 소정 거리만큼 연신된 급전측 연신부와, 상기 급전측 연신부의 상기 급전점과 반대측의 단부로부터 종단이 되는 상기 개방단에 이르기까지 스파이럴 형상으로 연신되며, 상기 개방단측에, 이 개방단을 포함하고, 상기 급전측 연신부와 병렬 상태로 배치되는 개방단측 연신부를 형성한 스파이럴부를 구비하며, 상기 급전점에의 급전 시에 상기 개방단측 연신부에서 전류가 제로가 되는 점인 제로점을 통과하고 상기 개방단측 연신부에 대하여 수직이 되는 가상 직선과 상기 급전측 연신부과의 교점과 상기 제로점 사이의, 상기 도체 패턴의 길이 방향을 따른 거리가, 상기 급전 시에 상기 제로점 및 상기 교점에서 발생하는 양 전계를 합성한 전계의 전계 강도가 상기 무선 태그와 통신 가능한 값까지 증대하는 거리로 설정되어 있다.
이 형태에 의하면, 서로 병렬 배치되는 급전측 연신부와 개방단측 연신부 사이의 전계의 강도를 증대시킴으로써, 저럼하고 유전율이 낮은 기판을 이용하더라도 대형화를 억제하면서 방사 전력의 저하를 회피할 수 있다.
본원의 개시하는 안테나의 한 형태에 의하면, 저럼하고 유전율이 낮은 기판을 이용하더라도, 대형화를 억제하면서 방사 전력의 저하를 회피할 수 있다고 하는 효과를 나타낸다.
이하에 첨부 도면을 참조하여, 본원의 개시하는 안테나 및 리더 라이터 장치의 적합한 실시 형태를 상세히 설명한다.
<실시예>
우선, 본 실시예에 따른 안테나의 구성에 대해 설명한다. 도 1은 본 실시예에 따른 안테나(1)의 구성을 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 실시예에 따른 안테나(1) 상에 IC 태그(2)를 적재한 상태를 나타내는 설명도이다.
본 실시예에 따른 안테나(1)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 예컨대 FR4(유리 에폭시 수지) 등의 유전체로 이루어지는 기판(10)과, 이 기판(10) 상에 형성되며 일단을 급전점(12a)으로 하고 타단을 개방단(12b)으로 한 도체 패턴(12)과, 이 기판(10)의 도체 패턴(12)과 반대측의 면에 형성된 접지(GND)(14)를 갖고 있다.
이 안테나(1)는 자동 인식 기술의 하나인 RFID에 이용되는 것이며, 도 2에 나타낸 바와 같이, 반도체 메모리를 탑재한 IC 태그(2)와 통신 가능하게 구성된 리더 라이터 장치(도시하지 않음)에 급전점(12a)을 통해 접속된다. 그리고 리더 라이터 장치는, 안테나(1) 상에 적재된 IC 태그(2)와의 사이에서 안테나(1)를 통해 전파를 송수신함으로써, 기판(10)에 대한 IC 태그(2)의 위치를 특정하여, IC 태그(2)의 반도체 메모리에 대해 데이터를 판독 또는 기록한다.
도체 패턴(12)은 급전측 연신부(20)와, 이 급전측 연신부(20)에 연접되는 스파이럴부(22)를 갖고, 일체의 연속된 선형 도체를 복수회 굴곡시킴으로써 형성되어 있다.
급전측 연신부(20)는 급전점(12a)으로부터 소정 거리만큼 직선형으로 연신된다. 스파이럴부(22)는 급전측 연신부(20)의 급전점(12a)과 반대측의 단부로부터 종단이 되는 개방단(12b)에 이르기까지 스파이럴 형상으로 연신된다. 본 실시예에서는, 스파이럴 형상으로서 사각 형상을 채용하고 있어, 선형 도체인 도체 패턴(12)을 4회 굴곡시킴으로써 사각형의 4변을 형성하고 있다.
이와 같이, 급전측 연신부(20)의 단부에 스파이럴 형상의 스파이럴부(22)를 연접함으로써, 도체 패턴(12)을 사행선 형상으로 형성하는 것보다 도체 패턴(12) 전체를 조밀하게 형성할 수 있어, 결과적으로, 안테나(1) 전체의 대형화가 억제된 다.
또한, 스파이럴부(22)는 개방단(12b) 측에, 이 개방단(12b)을 포함하고, 급전측 연신부(20)와 병렬 상태로 배치되는 개방단측 연신부(23)를 형성하고 있다. 또, 개방단측 연신부(23)가 급전측 연신부(20)와 병렬 상태로 배치된다는 것은, 개방단측 연신부(23)와 급전측 연신부(20)가 소정 간격을 두고 서로 인접하는 상태로 배치되는 것을 의미하고, 개방단측 연신부(23)와 급전측 연신부(20)가 서로 평행하도록 배치되는 것을 포함한다.
그리고, 특히, 본 실시예에 따른 안테나(1)에서는, 급전점(12a)에의 급전 시에, 급전측 연신부(20)와 개방단측 연신부(23)의 사이에 있는 공간에 강한 전계를 발생시키도록, 급전측 연신부(20)와 개방단측 연신부(23)를 병렬 상태로 배치하고 있다. 이러한 급전측 연신부(20) 및 개방단측 연신부(23)의 구체적인 구성에 대해 이하에 설명한다.
도 3은 도 1에 나타내는 안테나(1)의 평면도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 급전점(12a)에 급전하면, 개방단(12b) 근방에서의 전류는 제로가 되기 때문에, 개방단측 연신부(23)의 개방단(12b) 측에 전류가 제로가 되는 점인 제로점(a)이 생성된다. 여기서, 제로점(a)을 통과하고, 개방단측 연신부(23)에 대하여 수직이 되는 가상 직선(V)을 정의한다.
본 실시예에 있어서, 가상 직선(V)과 급전측 연신부(20)와의 교점(b)과 제로점(a) 사이의, 도체 패턴(12)의 길이 방향을 따른 거리(Lab)는 급전 시에 제로점(a) 및 교점(b)에서 발생하는 양 전계를 합성한 전계의 전계 강도가 기판(10) 상 에 적재된 IC 태그(2)와 통신 가능한 값까지 증대하는 거리로 설정되어 있다.
구체적으로, 제로점(a)과 교점(b) 사이의, 도체 패턴(12)의 길이 방향을 따른 거리(Lab)는 이 안테나(1)에서의 사용 전파 파장(λ)의 1/2로 설정되어 있다. 여기서, 안테나(1)에서의 사용 전파 파장(λ)은 사용 전파의 자유 공간에서의 파장에 대한 사용 유전체의 유전율에 의한 파장 압축 효과의 영향을 고려한 파장이다. 일반적으로, 안테나(1)에서의 사용 전파 파장(λ)은 도체 패턴(12)이 실장된 기판(10)의 유전율(ε)의 영향을 받기 때문에, 사용 전파의 자유 공간에 있어서의 파장보다 짧아져, 기판(10)의 두께에도 따르지만, 도체 패턴(12) 상에서 약 1/√ε 정도로 압축된다.
예컨대, 사용 전파가 UHF대(약 952 MHz)의 전파이고, 기판(10)이 유전율 4.4의 FR4인 경우, 자유 공간에서의 파장은 약 31 cm이기 때문에, 안테나(1)에서의 사용 전파의 파장(λ)은 도체 패턴(12) 상에서 약 15 cm가 된다. 따라서, 제로점(a)과 교점(b) 사이의, 도체 패턴(12)의 길이 방향을 따른 거리(Lab)는 1/2 λ= 약 7.5 cm로 설정된다.
이와 같이, 제로점(a)과 교점(b) 사이의, 도체 패턴(12)의 길이 방향을 따른 거리(Lab)를 안테나(1)에서의 사용 전파의 파장(λ)의 1/2로 설정함으로써, 교점(b)에서의 전류의 위상은 제로점(a)에서의 전류의 위상에 대하여 180° 어긋난다.
이 양상을 도 4에 나타낸다. 도 4는 도체 패턴(12)의 길이 방향을 따른 전류 분포를 나타내는 그래프이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 교점(b)에서의 전류의 위 상은 제로점(a)에서의 전류의 위상에 대하여 180° 어긋나 있기 때문에, 교점(b)에서의 전류는 제로점(a)과 마찬가지로 제로이다.
도 5는 도체 패턴(12)의 길이 방향을 따른 전계 분포를 나타내는 그래프이다. 또, 도 5에 나타내는 전계 분포는 도 4에 나타내는 전류 분포에 대응하고 있다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 제로점(a)과 교점(b) 사이의, 도체 패턴(12)의 길이 방향을 따른 거리(Lab)를 안테나(1)에서의 사용 전파 파장(λ)의 1/2로 설정함으로써, 제로점(a)에서 발생하는 전계는 플러스 방향의 최대값이 되고, 교점(b)에서 발생하는 전계는 마이너스 방향의 최대값이 된다. 이 때문에, 급전점(12a)의 급전 시에, 급전측 연신부(20)와 개방단측 연신부(23)의 사이에 있는 공간(S)에서는, 제로점(a)에서 발생하는 전계와 교점(b)에서 발생하는 전계가 동일 방향으로 방사되어 합성된다.
도 6은 제로점(a) 및 교점(b)에서 발생하는 양 전계를 합성한 상태를 나타내는 모식적 설명도이다. 또, 도 6에서는, 도 3에 나타내는 가상 직선(V)을 통과하는 안테나(1)의 종단면을 모식적으로 나타내고 있다.
도 6의 좌측 위에 나타낸 바와 같이, 제로점(a)에 발생하는 전계의 전계 강도는 최대값(Ea)이고, 그 전계 방향은 플러스 방향, 즉 개방단측 연신부(23)로부터 멀어지는 방향이다. 한편, 도 6의 우측 위에 나타낸 바와 같이, 교점(b)에 발생하는 전계의 전계 강도는 최대값(Eb)(=Ea)이고, 그 전계 방향은 마이너스 방향, 즉 급전측 연신부(20)로 향하는 방향이다.
즉, 제로점(a)에서 발생하는 전계와 교점(b)에서 발생하는 전계는 개방단측 연신부(23)와 급전측 연신부(20)의 사이에 있는 공간(S) 내에서 함께 도 6의 지면 좌측으로부터 지면 우측을 향하는 방향, 즉 개방단측 연신부(23)로부터 급전측 연신부(20)를 향하는 방향이 된다. 따라서, 도 6의 아래에 나타낸 바와 같이, 제로점(a)에서 발생하는 전계 및 교점(b)에서 발생하는 전계는 공간(S) 내에서 서로 보강하도록 작용한다. 그 결과, 제로점(a) 및 교점(b)에서 발생하는 양 전계는 공간(S) 내에서 합성되어, 그 합성된 전계의 전계 강도는 Ea+ Eb가 된다. 이 때, 합성 전계의 전계 강도(Ea+Eb)는 기판(10) 상에 적재된 IC 태그(2)(도 2 참조)와 통신 가능한 값까지 증대된다.
이와 같이, 본 실시예에 있어서, 제로점(a)과 교점(b) 사이의, 도체 패턴(12)의 길이 방향을 따른 거리(Lab)는 급전 시에 제로점(a) 및 교점(b)에서 발생하는 양 전계를 합성한 전계의 전계 강도가 IC 태그(2)와 통신 가능한 값까지 증대하는 거리, 즉 안테나(1)에서의 사용 전파의 파장(λ)의 1/2로 설정되어 있다. 다시 말해서, 급전점(12a)에의 급전 시에, 제로점(a)을 포함하는 개방단측 연신부(23)와 교점(b)을 포함하는 급전측 연신부(20)와의 사이에 있는 공간 내에서 제로점(a) 및 교점(b)에 발생하는 양 전계가 IC 태그(2)와 통신 가능해지는 정도까지 보강하도록, 급전측 연신부(20)와 개방단측 연신부(23)가 병렬 상태로 배치되어 있다. 이에 따라, 서로 병렬 배치되는 급전측 연신부(20)와 개방단측 연신부(23) 사이의 전계의 전계 강도를 국소적으로 증대시킬 수 있어, 저럼하고 유전율이 낮은 기판(예컨대, FR4 등)을 이용하더라도, 대형화를 억제하면서 방사 전력의 저하를 억제할 수 있다.
다음에, 본 실시예에 따른 안테나(1)에 접속된 리더 라이터 장치를 이용하여, IC 태그(2)로의 공급 전력(방사 전력)을 검증한 결과에 대해 설명한다. 도 7은 안테나(1) 상에 IC 태그(2)를 적재한 경우에(도 2 참조), 안테나(1)로부터 IC 태그(2)로 공급되는 전력과 주파수와의 관계를 나타내는 그래프이다. 또, 도 7에서는, 리더 라이터 장치로부터 안테나(1)에 입력되는 전력을 10 dBm으로 하고 있다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 제로점(a)과 교점(b) 사이의, 도체 패턴(12)의 길이 방향을 따른 거리(Lab)가 안테나(1)에서의 사용 전파의 파장(λ)의 1/2로 설정되어 있는 경우, UHF대의 주파수 952 MHz에 있어서의 IC 태그(2)로의 공급 전력은 약 7.5 dBm이다. 이에 대하여, 거리(Lab)가 안테나(1)에서의 사용 전파의 파장(λ)의 1/2이 아닌 경우, UHF대의 주파수 952 MHz에 있어서의 IC 태그(2)로의 공급 전력은 약 3.5 dBm이다. 이로부터, 거리(Lab)가 1/2 λ로 설정되어 있는 경우의 공급 전력이, 거리(Lab)가 1/2 λ로 설정되어 있지 않은 경우의 공급 전력에 비해 약 4 dBm 상승하는 것이 확인된다.
즉, 거리(Lab)가 1/2 λ로 설정됨으로써, 제로점(a) 및 교점(b)에서 발생하는 전계가 각각 다른 극성의 최대값이 되기 때문에(도 4∼도 6 참조), 서로 병렬 배치되는 급전측 연신부(20)와 개방단측 연신부(23) 사이의 전계의 전계 강도를 국소적으로 증대하는 효과를 가급적 높일 수 있다.
한편, 거리(Lab)가 1/2 λ로 설정되어 있지 않은 경우, IC 태그(2)로의 공급 전력이 저하한다. 이것은, 제로점(a)에서 발생하는 전계 및 교점(b)에서 발생하는 전계가 함께 최대값에 미치지 않기 때문에, 급전측 연신부(20)와 개방단측 연신 부(23)의 사이에 있는 공간(S) 내에서, 제로점(a) 및 교점(b)에 발생하는 양 전계를 합성한 전계의 전계 강도가 약해지기 때문이다.
따라서, 거리(Lab)로서, 급전 시에 제로점(a) 및 교점(b)에서 발생하는 양 전계를 합성한 전계의 전계 강도가 IC 태그(2)와 통신 가능한 값을 하회하지 않는 값을 선택하는 것이 바람직하다. 즉, 거리(Lab)가 안테나(1)에서의 사용 전파 파장(λ)의 1/2이 아닌 경우라도, 안테나(1)에서의 사용 전파 파장(λ)의 1/4 이상 3/4 이하로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 거리(Lab)가 안테나(1)에서의 사용 전파 파장(λ)의 1/4 이상 3/4 이하로 설정됨으로써, 급전측 연신부(20)와 개방단측 연신부(23)의 사이에 있는 공간(S) 내에서, 제로점(a) 및 교점(b)에 발생하는 양 전계를 합성한 전계의 전계 강도를 IC 태그(2)와 통신 가능한 값을 하회하지 않는 정도로 유지할 수 있다.
또, 본 실시예에서는, 스파이럴부(22)의 스파이럴 형상으로서 사각 형상을 채용했지만, 이에 한정되지 않고, 도 8에 나타내는 삼각 형상 등의 다각 형상이나 도 9에 나타내는 원 형상을 채용하더라도 좋다.
또한, 도 10에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 안테나(1)를 급전점(12a)을 통해 리더 라이터 장치(3)에 접속하는 경우, 급전점(12a)은, 예컨대 50 Ω의 임피던스를 갖는 정합 회로(4)를 경유하여 리더 라이터 장치(3)에 접속되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 안테나(1)와 리더 라이터 장치(3) 사이에 정합 회로(4)를 마련함으로써, 안테나(1)와 리더 라이터 장치(3) 사이의 임피던스의 정합이 용이해져, 리더 라이터 장치(3)의 성능을 유효하게 발휘시킬 수 있다.
마지막으로, 본 실시예에 따른 도체 패턴(12)을 구비한 안테나의 응용예에 대해 설명한다. 도 11 및 도 12는 본 실시예에 따른 도체 패턴(12)을 구비한 안테나의 응용예를 나타내는 설명도이다. 또, 이미 설명한 부위와 동일한 부위에는 동일한 부호를 붙여, 중복 설명을 생략한다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 응용예에 따른 안테나(5)는 유전체로 이루어지는 기판(110) 상에 복수의 도체 패턴(12)이 매트릭스형으로 배설되어 있다. 기판(110) 상에서의 각 도체 패턴(12)의 2차원적인 위치는 미리 규정되어 있다. 또한, 복수의 도체 패턴(12)은 급전점(12a)에 접속된 배선(5a∼5c)을 통해 리더 라이터 장치(6)에 각각 전기적으로 접속되어 있다. 이러한 구성에 의해, 기판(110) 상에서의 어느 하나의 도체 패턴(12)의 위치에 도시하지 않는 IC 태그가 적재되면, 리더 라이터 장치(6)는 IC 태그가 적재된 도체 패턴(12)으로부터 배선(5a∼5c)을 통해 수신되는 신호에 기초하여, 기판(110) 상에서의 IC 태그의 위치를 용이하게 특정할 수 있다.
도 12에 나타내는 응용예에서는, 도 11에 나타내는 안테나(5)와 리더 라이터 장치(6)의 사이에 전환 스위치(7)가 마련된다. 전환 스위치(7)는 배선(5a∼5c)을 통해 안테나(5), 즉 복수의 도체 패턴(12)과 접속되고, 배선(7a)을 통해 리더 라이터 장치(6)와 접속되어 있다. 전환 스위치(7)는 복수의 도체 패턴(12)으로부터 배선(5a∼5c)을 통해 송신되는 신호를 선택적으로 리더 라이터 장치(6)에 송신한다. 예컨대, 전환 스위치(7)가 기판(110) 상에서의 도 12에 나타내는 좌측 3개의 도체 패턴(12)으로부터의 신호를 선택하면, 나머지 도체 패턴(12)으로부터의 신호는 리더 라이터 장치(6)에 송신되지 않는다. 이 경우, 도 12에 나타내는 좌측 중앙에 적 재된 IC 태그(T1)의 위치는 리더 라이터 장치(6)에 의해 특정되지만, 도 12에 나타내는 우측 아래에 적재된 IC 태그(T2)의 위치는 리더 라이터 장치(6)에 의해 특정되지 않는다. 이와 같이, 복수의 도체 패턴(12)을 전환 스위치(7)를 통해 리더 라이터 장치(6)에 접속함으로써, IC 태그의 위치를 특정하는 수법을 다양화할 수 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 안테나의 구성을 나타내는 사시도.
도 2는 본 실시예에 따른 안테나 상에 IC 태그를 적재한 상태를 나타내는 설명도.
도 3은 도 1에 나타내는 안테나의 평면도.
도 4는 도체 패턴의 길이 방향을 따른 전류 분포를 나타내는 그래프.
도 5는 도체 패턴의 길이 방향을 따른 전계 분포를 나타내는 그래프.
도 6은 제로점 및 교점에서 발생하는 양 전계를 합성한 상태를 나타내는 모식적 설명도.
도 7은 안테나로부터 IC 태그로 공급되는 전력과 주파수와의 관계를 나타내는 그래프.
도 8은 본 실시예에 따른 안테나의 변형예를 나타내는 도면.
도 9는 본 실시예에 따른 안테나의 변형예를 나타내는 도면.
도 10은 본 실시예에 따른 안테나를 리더 라이터 장치에 접속한 상태를 나타낸 도면.
도 11은 본 실시예에 따른 도체 패턴을 구비한 안테나의 응용예를 나타내는 설명도.
도 12는 본 실시예에 따른 도체 패턴을 구비한 안테나의 응용예를 나타내는 설명도.
도 13은 패치 안테나의 구성을 나타내는 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 안테나 2: IC 태그
10: 기판 12: 도체 패턴
12a: 급전점 12b: 개방단
20: 급전측 연신부 22: 스파이럴부
23: 개방단측 연신부 V: 가상 직선
a: 제로점 b: 교점

Claims (6)

  1. 유전체로 이루어지는 기판과, 이 기판 상에 형성되며 일단을 급전점으로 하고 타단을 개방단으로 한 도체 패턴을 구비하며, 무선 태그와 통신 가능하게 구성된 리더 라이터 장치에 상기 급전점을 통해 접속되는 안테나에 있어서,
    상기 도체 패턴이 형성된 면과 반대측의 상기 기판의 면에 형성된 접지를 더 구비하고,
    상기 도체 패턴은,
    상기 급전점으로부터 미리 정해진 거리만큼 연신된 급전측 연신부와,
    상기 급전측 연신부의 상기 급전점과 반대측의 단부로부터 종단이 되는 상기 개방단에 이르기까지 스파이럴 형상으로 연신되며, 상기 개방단측에, 이 개방단을 포함하고, 상기 급전측 연신부와 병렬 상태로 배치되는 개방단측 연신부를 형성한 스파이럴부
    를 구비하며,
    상기 급전점에의 급전 시에 상기 개방단측 연신부에서 전류가 제로가 되는 점인 제로점을 통과하고 상기 개방단측 연신부에 대하여 수직이 되는 가상 직선과 상기 급전측 연신부와의 교점과 상기 제로점 사이의, 상기 도체 패턴의 길이 방향을 따른 거리는, 상기 급전 시에 상기 제로점 및 상기 교점에서 발생하는 양 전계를 합성한 전계의 전계 강도가 상기 무선 태그와 통신 가능한 값까지 증대하는 거리로서, 상기 안테나에서의 사용 전파의 파장의 1/4 이상 3/4 이하로 설정되어 있고,
    상기 개방단측 연신부는, 상기 접지 또는 상기 급전측 연신부를 향하는 전계를 생성하고,
    상기 급전점에의 급전시에 상기 제로점에서 발생하는 전계와 상기 교점에서 발생하는 전계는, 상기 급전측 연신부와 상기 개방단측 연신부 사이의 공간에서 동일한 방향으로 방사되어 합성되는 것을 특징으로 하는 안테나.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 교점과 상기 제로점 사이의, 상기 도체 패턴의 길이 방향을 따른 거리는 이 안테나에서의 사용 전파의 파장의 1/2로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 스파이럴 형상은 다각 형상인 것을 특징으로 하는 안테나.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 스파이럴 형상은 원 형상인 것을 특징으로 하는 안테나.
  6. 유전체로 이루어지는 기판과, 이 기판 상에 형성되며 일단을 급전점으로 하고 타단을 개방단으로 한 도체 패턴을 구비한 안테나와, 무선 태그와 통신 가능하게 구성되며 상기 안테나에 상기 급전점을 통해 접속된 리더 라이터(reader/writer) 본체를 포함하는 리더 라이터 장치에 있어서,
    상기 안테나는, 상기 도체 패턴이 형성된 면과 반대측의 상기 기판의 면에 형성된 접지를 더 구비하고,
    상기 도체 패턴은,
    상기 급전점으로부터 미리 정해진 거리만큼 연신된 급전측 연신부와,
    상기 급전측 연신부의 상기 급전점과 반대측의 단부로부터 종단이 되는 상기 개방단에 이르기까지 스파이럴 형상으로 연신되며, 상기 개방단측에, 이 개방단을 포함하고, 상기 급전측 연신부와 병렬 상태로 배치되는 개방단측 연신부를 형성한 스파이럴부
    를 구비하며,
    상기 급전점에의 급전 시에 상기 개방단측 연신부에서 전류가 제로가 되는 점인 제로점을 통과하고 상기 개방단측 연신부에 대하여 수직이 되는 가상 직선과 상기 급전측 연신부와의 교점과 상기 제로점 사이의, 상기 도체 패턴의 길이 방향을 따른 거리는, 상기 급전 시에 상기 제로점 및 상기 교점에서 발생하는 양 전계를 합성한 전계의 전계 강도가 상기 무선 태그와 통신 가능한 값까지 증대하는 거리로서, 상기 안테나에서의 사용 전파의 파장의 1/4 이상 3/4 이하로 설정되어 있고,
    상기 개방단측 연신부는, 상기 접지 또는 상기 급전측 연신부를 향하는 전계를 생성하고,
    상기 급전점에의 급전시에 상기 제로점에서 발생하는 전계와 상기 교점에서 발생하는 전계는, 상기 급전측 연신부와 상기 개방단측 연신부 사이의 공간에서 동일한 방향으로 방사되어 합성되는 것을 특징으로 하는 리더 라이터 장치.
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