KR20120017560A

KR20120017560A - Ｕｈｆ용 금속태그와 라벨태그에 동시 사용 가능한 단일 안테나 및 이를 구비한 ｒｆｉｄ 태그

Info

Publication number: KR20120017560A
Application number: KR1020100080220A
Authority: KR
Inventors: 장상빈; 장윤성; 최영선
Original assignee: 주식회사 모텍스
Priority date: 2010-08-19
Filing date: 2010-08-19
Publication date: 2012-02-29
Also published as: KR101161282B1

Abstract

UHF용 금속태그와 라벨태그에 동시 사용 가능한 단일 안테나 및 이를 구비한 RFID 태그가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 금속태그와 라벨태그에 동시 사용 가능한 단일 안테나는 RFID 태그의 칩과 연결되며, 상기 칩 임피던스값을 고려하여 비금속에 부착되는 라벨태그에 대한 공진 주파수를 정합시키기 위한 정합 루프가 형성되는 라벨태그 정합부; 일측이 상기 정합 루프와 연결되며, 상기 칩 임피던스값을 고려하여 금속에 부착되는 금속태그에 대한 공진 주파수를 정합시키기 위한 미엔더마이크로스트립 라인이 상기 정합 루프를 기준으로 좌우 대칭되게 형성되는 금속태그 정합부; 및 상기 미엔더마이크로스트립 라인의 다른 일측과 연결되며, 상기 정합 루프를 기준으로 좌우 대칭되게 형성되어 무선신호를 송수신하는 방사부를 포함하되, 상기 라벨태그 정합부는 가로와 세로 비율이 1:2.2 내지 1:2.54가 되도록 형성됨으로써, Roll to Roll 발행이 가능하여 시간적 효율성을 가질 수 있고, 저렴한 가격에 금속 제품 및 비금속 제품에 모두 적용할 수 있다.

Description

ＵＨＦ용 금속태그와 라벨태그에 동시 사용 가능한 단일 안테나 및 이를 구비한 ＲＦＩＤ 태그{single antenna available for metal tag and label tag for ultra-high frequency and RFID tag with thereof}

본 발명은 금속태그와 라벨태그에 동시 사용 가능한 단일 안테나에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 UHF용 RFID 태그에 있어서 비금속 자산관리용 라벨태그와 금속 자산관리용 금속태그에 동시에 사용할 수 있는 UHF용 금속태그와 라벨태그에 동시 사용 가능한 단일 안테나 및 이를 구비한 RFID 태그에 관한 것이다.

RFID(수동형) 시스템은 태그와 리더로 구성되며, 호스트를 통하여 인터넷 망에 연동되어 응용 서비스를 제공한다. 태그를 부착한 물체가 리더의 인식 범위에 놓이게 되면 리더는 태그에 질문(interrogation)을 보내고, 태그는 리더의 질문에 응답을 한다. 리더는 특정 주파수를 가지는 연속적인 전자파를 변조하여 태그에게 질문 신호를 송출하고, 태그는 내부 메모리에 저장된 자신의 정보를 리더에게 전달하기 위하여 리더로부터 송출된 전자파를 산란시켜 리더에게 되돌려 보낼 때, 그 산란되는 전자파의 크기나 위상을 변화시켜서 태그의 정보를 보내는 방법이다.

수동형 RFID 태그는 스스로 발진을 하지 않으며, 동작 전력을 얻기 위해 리더로부터 송출된 전자파를 정류하여 자체 전원으로 사용하며, 리더로부터 송출되어 태그에 도달하는 전파의 세기에 의해 태그의 인식 범위가 제한 된다.

태그가 정상 작동하기 위해서는 태그까지 전달된 전파의 세기가 특정 문턱값(threshold) 이상이 되어야 하며, 전파의 세기가 특정 문턱값에 도달하지 못할 경우 인식영역이 제한된다. 이런 리더에서의 전파 세기는 각 나라별 전파법의 의해 제한되어 있기 때문에 무한정 전력을 높일 수 없게 되어 있으며, 따라서 리더로부터 받는 전파를 태그가 효율적으로 수신하여야 한다.

이런 RFID 태그의 수신 효율을 높이기 위해서는 칩이 가지고 있는 저항값과 캐패시터 값의 공액 정합된 값을 갖는 안테나가 필요하다.

부정합이 이루어질 경우 최대 효율의 방사가 이루어 지지 않아 저하된 인식거리를 갖게 되는데, 안테나 이외에 정합을 이루기 위해 인덕터와 캐패시터 수동소자를 추가하게 되면 가격 상승이 되기 때문에 안테나만을 사용하여 칩과 정합을 시키는 것이 바람직하다.

RFID 태그에는 비금속류에 부착하여 사용하는 라벨태그와 금속류에 부착하여 사용하는 금속태그가 있는데, 일반 수동형 RFID 라벨태그(다이폴안테나)를 사용하여 비금속류 및 금속류 제품에 동시 사용하게 되는 경우 비금속류에 안테나 임피던스 매칭을 하게 되면 금속류 제품에서 원활한 동작을 하지 못한다.

이는 비금속류 제품에 임피던스 매칭된 안테나를 금속류 제품에 사용하게 될 시 금속표면의 전자파 경계 조건에 의하여 태그 칩 구동에 필요한 충분한 전력을 얻지 못하게 되기 때문이다. 뿐만 아니라 금속체와 태그 안테나 사이의 기생 커패시턴스 성분으로 인하여, 공진주파수, 안테나 임피던스, 방사효율, 반사손실, 방사패턴 왜곡 등의 특성이 변하게 되고, 이로 인해 10[%] 미만의 효율을 얻어 실 환경 적용이 불가하게 된다.

일부 상용 태그들은 이런 문제점을 해결하기 위하여 비유전율을 갖는 이격제를 사용하여 금속물체와 안테나 사이의 거리를 일정하게 이격시키는 방법을 사용하고 있지만, 이러한 이격제 재질들은 패키징된 상태로써 굴곡진면에 부착할 수 없는 문제점을 가지고 있다.

또한 이격제 위에 서브안테나를 사용하여 태그 안테나와 캐패시터 커플링 방식을 사용하기도 하는데, 이런 캐패시터 커플링 방식은 결합되는 위치에 따라 값이 변화하여 유동적인 성능을 보이기 때문에 성능이 변화 한다는 점에서 제품으로써 큰 단점을 지니고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명의 실시예에 따른 목적은, 비금속 자산관리용 라벨태그와 금속 자산관리용 금속태그에 동시에 사용할 수 있는 단일 안테나 및 이를 구비한 RFID 태그를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 한 관점에 따른 금속태그와 라벨태그에 동시 사용 가능한 단일 안테나는 RFID 태그의 칩과 연결되며, 상기 칩 임피던스값을 고려하여 비금속에 부착되는 라벨태그에 대한 공진 주파수를 정합시키기 위한 정합 루프가 형성되는 라벨태그 정합부; 일측이 상기 정합 루프와 연결되며, 상기 칩 임피던스값을 고려하여 금속에 부착되는 금속태그에 대한 공진 주파수를 정합시키기 위한 미엔더마이크로스트립 라인이 상기 정합 루프를 기준으로 좌우 대칭되게 형성되는 금속태그 정합부; 및 상기 미엔더마이크로스트립 라인의 다른 일측과 연결되며, 상기 정합 루프를 기준으로 좌우 대칭되게 형성되어 무선신호를 송수신하는 방사부를 포함하되, 상기 라벨태그 정합부는 가로와 세로 비율이 1:2.2 내지 1:2.54가 되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 라벨태그 정합부는 적어도 하나 이상의 마이크로스트립 라인을 포함하는 제1 마이크로스트립 라인부가 상기 정합 루프 상단에 형성될 수 있으며, 상기 제1 마이크로스트립 라인부는 1.5[mm] 이하의 세로 크기를 가질 수 있다.

바람직하게, 상기 금속태그 정합부는 적어도 하나 이상의 마이크로스트립 라인을 포함하는 제2 마이크로스트립 라인부가 상기 방사부와 상기 미엔더마이크로스트립 라인의 다른 일측을 연결하도록 형성될 수 있으며, 상기 제2 마이크로스트립 라인부는 2.5[mm] 이하의 세로 크기를 가질 수 있다.

바람직하게, 상기 미엔더마이크로스트립 라인은 5.5[mm] 내지 8.5[mm]의 폭을 가질 수 있다.

본 발명의 한 관점에 따른 금속태그와 라벨태그에 동시 사용 가능한 단일 안테나를 구비한 RFID 태그는 상술한 단일 안테나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 일면은 상기 단일 안테나의 하부와 접착되고, 다른 일면은 RFID 태그가 부착될 비금속에 부착시키기 위한 접착 수단을 더 포함할 수 있다.

바람직하게, RFID 태그가 부착될 금속에 부착하기 위한 금속 접지 수단; 및 상기 단일 안테나와 상기 금속 접지 수단을 일정 간격 이격시키기 위한 이격 수단을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 비금속 자산관리용 라벨태그와 금속 자산관리용 금속태그에 동시에 적용할 수 있는 단일 안테나를 사용하기 때문에 Roll to Roll 발행이 가능하여 시간적 효율성을 가질 수 있으며, 저렴한 가격에 금속 제품 및 비금속 제품에 모두 적용할 수 있다.

즉, 단일 안테나를 이용하여 Roll to Roll된 라벨태그를 발행한 후 라벨태그에 이격제를 결합시켜 금속태그로 동작시킬 수 있기 때문에 RFID 프린터를 사용하여 연속적으로 태그에 정보를 용이하게 저장할 수 있으며, 태그 제조 단가를 낮출 수 있다.

나아가, 이격제를 활용하여 금속태그 구조를 손쉽게 완성시켜 최적의 성능을 발휘할 수 있으며, 금속태그를 플렉시블하게 제작할 수 있기 때문에 굴곡진 면을 가진 물품에 용이하게 부착할 수 있어서 건설 산업 전반에 RFID 활용 범위를 넓힐 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 안테나에 대한 구성을 나타낸 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 라벨태그 정합부에 대한 구성을 나타낸 것이다.
도 3은 도 1에 도시된 금속태그 정합부에 대한 구성을 나타낸 것이다.
도 4는 라벨태그 정합부의 세로 크기에 따른 임피던스 값을 나타낸 것이다.
도 5는 제1 마이크로스트립 라인부의 세로 크기(D2)가 1[mm]일 때 공기 중에서 라벨 태그의 반사손실값을 나타낸 것이다.
도 6은 라벨태그를 목재에 부착하여 측정한 실질 거리와 저전력에서의 태그 민감도를 나타낸 것이다.
도 7은 라벨태그의 안테나 이득을 나타낸 것이다.
도 8은 제2 마이크로스트립 라인부의 세로 크기(D1)에 따른 임피던스 값을 나타낸 것이다.
도 9는 D1을 1[mm], D2를 1.5[mm]로 고정시킨 상태에서 D3에 따른 임피던스값을 나타낸 것이다.
도 10은 D1을 1[mm], D2를 1.5[mm]로 고정시킨 상태에서 D4에 따른 임피던스값을 나타낸 것이다.
도 11은 제2 마이크로스트립 라인부의 세로 크기(D1)가 1.5[mm]일 때 금속 플레이트에서 금속태그의 반사손실값을 나타낸 것이다.
도 12는 금속태그를 금속 플레이트에 부착하여 측정한 실질 거리와 저전력에서의 태그 민감도를 나타낸 것이다.
도 13은 금속태그의 안테나 이득을 나타낸 것이다.
도 14는 유럽, 북미, 한국, 일본에서 지정한 태그 주파수에 해당하는 반사손실값을 근거로 본 발명의 단일 안테나에 구성된 D1 내지 D4 값을 설정한 예를 나타낸 것이다.
도 15는 본 발명의 단일 안테나가 적용된 라벨태그 구성도를 나타낸 것이다.
도 16은 본 발명의 단일 안테나가 적용된 금속태그 구성도를 나타낸 것이다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 UHF용 금속태그와 라벨태그에 동시 사용 가능한 단일 안테나 및 이를 구비한 RFID 태그를 첨부된 도 1 내지 도 16을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 안테나에 대한 구성을 나타낸 것이다.

도 2는 도 1에 도시된 라벨태그 정합부에 대한 구성을 나타낸 것이고, 도 3은 도 1에 도시된 금속태그 정합부에 대한 구성을 나타낸 것이다.

UHF대역의 안테나를 설계하기 위해서는 2λ, λ, λ/2, λ/4, λ/8 등의 안테나 길이가 필요하며, 원 파장을 사용할수록 안테나의 효율은 좋게 되나 상용상 문제로 인하여 본 발명에서의 단일 안테나는 일정 크기 예를 들어, 92[mm]×22[mm] 길이로 설계될 수 있다. 물론, 단일 안테나의 크기가 특정 크기로 설정될 수도 있지만, 설계 조건 예를 들어, 주파수 등에 의해 달라질 수 있다.

또한, 태그 안테나를 설계하기 위해서는 태그 칩에 공액 정합된 값을 안테나가 가져야 원활한 통신을 할 수 있는데, 본 발명에서는 칩 임피던스값이 27.11-201.63j라 가정하고, 칩 임피던스값에 공액 정합된 27.11+201.63j 값을 적용하여 설계한다.

본 발명에 따른 단일 안테나의 파장은 λ/4로, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 라벨태그 정합부(110), 금속태그 정합부(120) 및 방사부(130)를 포함한다.

라벨태그 정합부(110)는 칩 임피던스값을 고려하여 비금속에 부착되는 라벨태그에 대한 공진 주파수를 정합시키기 위한 구성으로, RFID 태그의 칩과 연결되는 정합 루프(112)와 정합 루프(112) 상단에 위치하는 제1 마이크로스트립 라인부(111)를 포함한다.

라벨태그 정합부(110)는 가로(a1)와 세로(b1)가 일정 크기를 가지는데, 세로의 크기(b1)는 정합 루프의 세로 크기(b12)와 제1 마이크로스트립 라인부(111)의 세로 크기(D2) 합으로 이루어진다.

여기서, 라벨태그 정합부(110)가 제1 마이크로스트립 라인부(111)를 포함하도록 도시하였지만, 제1 마이크로스트립 라인부(111)를 구성하지 않고 제1 마이크로스트립 라인부의 크기만큼 정합 루프를 형성하도록 할 수도 있다. 예컨대, 정합 루프를 a1×b1의 크기로 형성하여 라벨태그 정합부를 구성할 수도 있다. 이와 같이, 라벨태그 정합부(110)에 제1 마이크로스트립 라인부가 형성되지 않도록 구성할 수도 있지만, 본 발명에서는 제1 마이크로스트립 라인부가 형성된 것으로 설명한다.

라벨태그 정합부(110)는 기 설정된 크기 예를 들어, 6[mm]×13.2[mm]의 정합 루프(112)를 형성하고, 그 상부에 형성된 제1 마이크로스트립 라인부(111)의 세로 크기(D2)를 변화시킴으로써, 태그의 주파수 예를 들어, 915[MHz] 단일 주파수에서의 라벨태그에 대한 임피던스 정합을 유도할 수 있다. 물론, 제1 마이크로스트립 라인부(111)의 가로 크기는 정합 루프(112)의 가로 크기와 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.

도 4는 라벨태그 정합부의 세로 크기에 따른 임피던스 값을 나타낸 것으로, 도시된 바와 같이, 915[MHz] 단일 주파수에서 제1 마이크로스트립 라인부(111)의 세로 크기(D2)가 0[mm]에서 2.5[mm]까지 즉, 라벨태그 정합부(110)의 세로 크기(b1)가 13.2[mm]에서 15.7[mm]까지 변화되면서 저항값과 인덕턴스값이 증가하는 것을 알 수 있으며, 세로 크기(b1)가 14.2[mm]인 경우 즉, 제1 마이크로스트립 라인부(111)의 세로 크기(D2)가 1[mm]인 경우에 칩 임피던스값 27.11+201.63j에 근사한 공액 정합된 임피던스값 25.1+196.2j를 얻을 수 있는데, 비금속 자산의 유전율을 고려하여 주파수를 60[MHz] 내지 80[MHz] 정도 높게 두어 자산에 태깅 시 915[MHz]의 정합을 유도하는 것이 바람직하다.

여기서, 제1 마이크로스트립 라인부(111)의 세로 크기(D2)가 1[mm]일 때 칩 임피던스값에 근사한 공액 정합된 임피던스값을 갖지만, 제1 마이크로스트립 라인부의 세로 크기(D2)가 1[mm]로 한정되는 것은 아니며, 일정 크기 예를 들어, 1.5[mm] 또는 2[mm] 이하인 경우에도 적용할 수 있다는 것을 인지하여야 한다.

즉, 본 발명에서의 라벨태그 정합부는 6[mm]×13.2[mm]부터 6[mm]×15.2[mm]까지 적용할 수 있으며, 가로와 세로 비율로는 1:2.2부터 1:2.54까지 적용할 수 있다.

도 5는 제1 마이크로스트립 라인부의 세로 크기(D2)가 1[mm]일 때 공기 중에서 라벨 태그의 반사손실값을 나타낸 것으로, 도시된 바와 같이, 915[MHz]보다 63[MHz] 높은 978[MHz]에서 -19[dB] 값을 갖는 것을 알 수 있고, 이런 라벨태그를 비금속 예를 들어, 목재에 부착하여 실질 거리와 저전력에서의 태그 민감도를 측정한 도 6을 통해, 태그 주파수인 915[MHz]에서 9.4[m]의 거리 성능과 -6[dBm]의 태그 민감도를 얻을 수 있으며, 도 7에 도시된 라벨태그의 안테나 이득을 통해, 2.8[dBi]의 고이득을 얻을 수 있는 것을 알 수 있다.

금속태그 정합부(120)는 라벨태그 정합부(110)에 의한 라벨태그 정합이 유도된 상태에서 칩 임피던스값을 고려하여 금속에 부착되는 금속태그에 대한 공진 주파수를 정합시키기 위한 구성으로, 정합 루프를 기준으로 좌우 대칭되게 형성되며, 미엔더마이크로스트립 라인(121, 122)과 제2 마이크로스트립 라인부(123)를 포함한다.

금속태그 정합부(120)는 미엔더마이크로스트립 라인을 형성하는 제1 미엔더마이크로스트립 라인(121)과 제2 미엔더마이크로스트립 라인(122)의 폭(D3, D4)을 조절하고, 제2 마이크로스트립 라인부(123)의 세로 크기(D1)를 조절함으로써, 금속태그에 대한 임피던스 정합을 유도할 수 있다.

여기서, 미엔더마이크로스트립 라인의 폭(D3, D4)은 5.5[mm] 내지 8.5[mm] 즉, 가로와 세로 비율이 1:2.58 내지 1:4일 수 있으며, 제2 마이크로스트립 라인부(123)의 세로 크기(D1)는 최하측 마이크로스트립 라인을 기준으로 2.5[mm] 이하일 수 있는데, 제1, 제2 미엔더마이크로스트립 라인(121, 122)의 폭(D3, D4)은 두 라인의 서로 마주보는 부분의 폭을 조절할 수 있다. 즉, 미엔더마이크로 스트립 라인의 전체 가로 크기를 일정하게 유지한 상태로 제1, 제2 미엔더마이크로스트립 라인의 폭을 조절하는 것이 바람직하다.

제2 마이크로스트립 라인부(123)는 적어도 하나 이상의 마이크로스트립 라인을 포함하며, 제2 미엔더마이크로스트립 라인(122)과 방사부(130)를 연결하는 위치에 형성되어 세로 크기의 조절을 통해 방사부의 길이를 조절함으로써, 안테나 효율을 조절할 수 있다.

도 8은 제2 마이크로스트립 라인부의 세로 크기(D1)에 따른 임피던스 값을 나타낸 것으로, 제1, 제2 미엔더마이크로스트립 라인의 폭이 8.5[mm]일 때의 임피던스 값을 나타낸 것이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 제2 마이크로스트립 라인부의 세로 크기(D1)는 라벨태그 정합부의 제1 마이크로스트립 라인부의 세로 크기(D1)를 1[mm] 그리고 제1, 제2 미엔더마이크로스트립 라인의 폭(D3, D4)을 8.5[mm]로 고정시킨 상태에서 0[mm]에서 2[mm]로 커질수록 저항값과 인덕턴스값이 감소하는 것을 알 수 있으며, 세로 크기(D1)가 1.5[mm]인 경우에 최적의 임피던스값 즉, 칩 임피던스값 27.11+201.63j에 근사한 공액 정합된 임피던스값 27.89+223.5j를 얻을 수 있다.

마찬가지로, D1을 1[mm], D2를 1.5[mm]로 고정시킨 상태에서 D3와 D4를 5.5[mm]에서 8.5[mm]까지 변화시키면서 임피던스값을 얻을 수 있는데, 도 9와 도 10에 도시된 바와 같이, D3와 D4가 모두 8.5[mm]일 때 임피던스값 28.25+208.6j를 얻음으로써, 칩 임피던스값에 근사한 최적의 임피던스값을 유도할 수 있다.

물론, 최적의 임피던스값을 유도할 수 있는 D3와 D4는 어느 하나를 특정 값 여기서는 8.5[mm]로 고정시킨 상태에서 다른 하나를 5.5[mm]에서 8.5[mm]까지 일정 크기 간격 여기서는 1[mm] 간격으로 변화시켜 임피던스값을 획득하고, 획득된 임피던스값들 중 최적의 임피던스값에 해당하는 D3 또는 D4를 얻을 수 있다.

도 11은 제2 마이크로스트립 라인부의 세로 크기(D1)가 1.5[mm]일 때 금속 플레이트에서 금속태그의 반사손실값을 나타낸 것으로, 도시된 바와 같이, 917[MHz]에서 -48[dB] 값을 갖는 것을 알 수 있고, 이런 금속태그를 금속 플레이트에 부착하여 실질 거리와 저전력에서의 태그 민감도를 측정한 도 12를 통해, 주파수 915[MHz]~920[MHz]에서 20[m] 이상의 원거리 성능과 -3[dBm] 내지 -6[dBm]의 태그 민감도를 얻을 수 있으며, 도 13에 도시된 금속태그의 안테나 이득을 통해, 3.4[dBi]의 고이득을 얻을 수 있는 것을 알 수 있다.

방사부(130)는 금속태그 정합부(120)와 연결되고, 정합 루프(112)를 기준으로 보우타이 형태로 좌우 대칭되게 형성되어 외부 기기 예를 들어, RFID 리더와 무선신호를 송수신한다.

이와 같이, 본 발명은 태그 주파수에 대한 칩 임피던스값을 고려하여 라벨태그와 금속태그에 모두 사용될 수 있는 단일 안테나를 설계함으로써, 비금속 자산관리용 라벨태그와 금속 자산관리용 금속태그에 동시에 적용할 수 있으며, 따라서 Roll to Roll 발행이 가능하여 시간적 효율성을 가질 수 있다.

본 발명은 태그 주파수에 대한 칩 임피던스값을 고려하여 라벨태그와 금속태그에 모두 사용될 수 있는 단일 안테나를 설계할 수 있기 때문에 각 나라에서 지정한 UHF용 RFID 태그 주파수에 맞춰 단일 안테나를 설계할 수 있다.

도 14는 유럽, 북미, 한국, 일본에서 지정한 태그 주파수에 해당하는 반사손실값을 근거로 본 발명의 단일 안테나에 구성된 D1 내지 D4 값을 설정한 예를 나타낸 것이다.

도 14를 참조하면, 유럽의 경우 태그 주파수인 865[MHz]를 고려하여 D1과 D2가 0[mm]이고, D3과 D4가 8.5[mm]로 설계되었을 때 라벨태그에서 -20[dB]의 반사손실값, 2.4[dBi]의 이득, 7[m]의 거리 성능을 보이며 금속태그에서 -30[dB]의 반사손실값, 3[dBi]의 이득, 17[m]의 거리 성능을 보인다.

북미와 한국의 경우 태그 주파수인 915[MHz]를 고려하여 D1이 1.25[mm], D2가 1[mm]이고, D3과 D4가 8.5[mm]로 설계되었을 때 라벨태그에서 -23[dB]의 반사손실값, 2.8[dBi]의 이득, 8[m]의 거리 성능을 보이며 금속태그에서 -48[dB]의 반사손실값, 3.5[dBi]의 이득, 22[m]의 거리 성능을 보인다.

일본의 경우 태그 주파수인 954[MHz]를 고려하여 D1과 D2가 2[mm]이고, D3과 D4가 8.5[mm]로 설계되었을 때 라벨태그에서 -17[dB]의 반사손실값, 2.2[dBi]의 이득, 6[m]의 거리 성능을 보이며 금속태그에서 -28[dB]의 반사손실값, 2.9[dBi]의 이득, 15[m]의 거리 성능을 보인다.

도 14에 나타낸 바와 같이, 본 발명은 해당 태그 주파수의 반사손실값을 근거로 최적의 임피던스값을 결정할 수 있는 D1 내지 D4를 지정함으로써, 나라별 태그 주파수 대역에서 라벨태그와 금속태그를 동시에 사용할 수 있는 단일 안테나를 설계할 수 있다.

도 15는 본 발명의 단일 안테나가 적용된 라벨태그 구성도를 나타낸 것으로, 도시된 바와 같이, 라벨태그는 본 발명의 단일 안테나(1520)를 커버하기 위한 커버 수단(1510)과 단일 안테나(1520)의 하부에 접착되어 라벨태그가 부착될 비금속 예를 들어, 목재 등에 부착시키기 위한 접착 수단(1530)으로 이루어진다.

도 16은 본 발명의 단일 안테나가 적용된 금속태그 구성도를 나타낸 것으로, 도시된 바와 같이, 금속태그는 본 발명의 단일 안테나(16520)를 커버하기 위한 커버 수단(1610)과 금속태그가 부착될 금속에 부착하기 위한 금속 접지 수단(1640), 그리고 단일 안테나(1620)와 금속 접지 수단(1640)을 일정 간격 이격시키기 위한 이격 수단(1630)으로 이루어진다.

여기서, 금속 접지 수단(1640)은 금속태그를 금속 자산관리용 물품에 부착 시 물품의 금속에 의해 발생될 수 있는 영향을 줄이기 위한 수단으로, 단일 안테나(1620) 설계 시 이런 금속 접지 수단(1640)까지 고려하여 설계하는 것이 바람직하다.

도 16에서 알 수 있듯이, 금속태그는 라벨태그에 이격 수단과 금속 접지 수단을 결합시켜 손쉽게 구성할 수 있고, 금속태그 자체를 플렉시블하게 형성할 수 있기 때문에 굴곡진면을 갖는 물품에 부착이 용이하여 태그를 활용할 수 있는 다양한 산업 전반에 걸쳐 RFID 태그를 활용할 수 있다.

본 발명에 의한, UHF용 금속태그와 라벨태그에 동시 사용 가능한 단일 안테나 및 이를 구비한 RFID 태그는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변형, 응용 가능하며 상기 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 상기 실시 예와 도면은 발명의 내용을 상세히 설명하기 위한 목적일 뿐, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하고자 하는 목적은 아니며, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 상기 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아님은 물론이며, 후술하는 청구범위뿐만이 아니라 청구범위와 균등 범위를 포함하여 판단되어야 한다.

110: 라벨태그 정합부
111: 제1 마이크로스트립 라인부
112: 정합 루프
120: 금속태그 정합부
121,122: 제1, 제2 미엔더마이크로스트립 라인
123: 제2 마이크로스트립 라인부
130: 방사부

Claims

RFID 태그의 칩과 연결되며, 상기 칩 임피던스값을 고려하여 비금속에 부착되는 라벨태그에 대한 공진 주파수를 정합시키기 위한 정합 루프가 형성되는 라벨태그 정합부;
일측이 상기 정합 루프와 연결되며, 상기 칩 임피던스값을 고려하여 금속에 부착되는 금속태그에 대한 공진 주파수를 정합시키기 위한 미엔더마이크로스트립 라인이 상기 정합 루프를 기준으로 좌우 대칭되게 형성되는 금속태그 정합부; 및
상기 미엔더마이크로스트립 라인의 다른 일측과 연결되며, 상기 정합 루프를 기준으로 좌우 대칭되게 형성되어 무선신호를 송수신하는 방사부
를 포함하되,
상기 라벨태그 정합부는 가로와 세로 비율이 1:2.2 내지 1:2.54가 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 금속태그와 라벨태그에 동시 사용 가능한 단일 안테나.
제1항에 있어서,
상기 라벨태그 정합부는
적어도 하나 이상의 마이크로스트립 라인을 포함하는 제1 마이크로스트립 라인부가 상기 정합 루프 상단에 형성되는 것을 특징으로 하는 금속태그와 라벨태그에 동시 사용 가능한 단일 안테나.
제2항에 있어서,
상기 제1 마이크로스트립 라인부는
1.5[mm] 이하의 세로 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 금속태그와 라벨태그에 동시 사용 가능한 단일 안테나.
제1항에 있어서,
상기 금속태그 정합부는
적어도 하나 이상의 마이크로스트립 라인을 포함하는 제2 마이크로스트립 라인부가 상기 방사부와 상기 미엔더마이크로스트립 라인의 다른 일측을 연결하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 금속태그와 라벨태그에 동시 사용 가능한 단일 안테나.
제4항에 있어서,
상기 제2 마이크로스트립 라인부는
2.5[mm] 이하의 세로 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 금속태그와 라벨태그에 동시 사용 가능한 단일 안테나.
제1항에 있어서,
상기 방사부는
상기 정합 루프를 기준으로 보우타이 형태로 좌우 대칭되게 형성되는 것을 특징으로 하는 금속태그와 라벨태그에 동시 사용 가능한 단일 안테나.
제1항에 있어서,
상기 정합루프는
가로와 세로의 크기가 1:2.2의 비율을 갖는 것을 특징으로 하는 금속태그와 라벨태그에 동시 사용 가능한 단일 안테나.
제1항에 있어서,
상기 미엔더마이크로스트립 라인은
5.5[mm] 내지 8.5[mm]의 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 금속태그와 라벨태그에 동시 사용 가능한 단일 안테나.
제1항의 단일 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
제9항에 있어서,
일면은 상기 단일 안테나의 하부와 접착되고, 다른 일면은 RFID 태그가 부착될 비금속에 부착시키기 위한 접착 수단
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
제9항에 있어서,
RFID 태그가 부착될 금속에 부착하기 위한 금속 접지 수단; 및
상기 단일 안테나와 상기 금속 접지 수단을 일정 간격 이격시키기 위한 이격 수단
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.