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KR20070006703A - 초고주파 무선 주파수 인식 태그 - Google Patents

초고주파 무선 주파수 인식 태그 Download PDF

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Publication number
KR20070006703A
KR20070006703A KR1020067014767A KR20067014767A KR20070006703A KR 20070006703 A KR20070006703 A KR 20070006703A KR 1020067014767 A KR1020067014767 A KR 1020067014767A KR 20067014767 A KR20067014767 A KR 20067014767A KR 20070006703 A KR20070006703 A KR 20070006703A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
antenna
value
antenna element
impedance
component value
Prior art date
Application number
KR1020067014767A
Other languages
English (en)
Inventor
윌리암 씨. 에그버트
Original Assignee
쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 filed Critical 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Publication of KR20070006703A publication Critical patent/KR20070006703A/ko

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Abstract

본 발명은 무선 주파수 식별("RFID") 태그용 안테나 설계에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 특히 초고주파수("UHF") 동작 대역에서 동작하는 RFID 태그용 설계에 관련된다. 안테나는, i) 제1 도전체(24) 및 제2 도전체(26)를 포함하며, 안테나의 원하는 동작 주파수 범위를 제공하도록 선택되는 제1 안테나 소자(10)와, ⅱ) 제1 부분은 제1 도전체에 부착되고, 제2 부분은 제2 도전체에 부착되며, 안테나의 원하는 임피던스 값을 제공하도록 선택되는 제2 안테나 소자(22)를 포함한다.
RFID 태그, 접힌 다이폴 안테나, 복소 임피던스, 정합, 밸런싱

Description

초고주파 무선 주파수 인식 태그{ULTRA HIGH FREQUENCY RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION TAG}
본 발명은 무선 주파수 인식(RFID) 태그용 안테나 설계에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 특히 초고주파수(UHF) 동작 대역에서 동작하는 RFID 태그용 설계에 관한 것이다.
무선 주파수 인식(RFID) 태그가 아이템에 부착되고, 이어서 조회하거나 판독하여 그 아이템에 관련된 정보를 획득하는 많은 애플리케이션에서 이용되는 RFID이 제안되어 왔다. 예컨대, 미국 특허 제6,232,870호 및 제6,486,780호와, PCT 공개공보 WO 00/10122는 RFID 시스템에 대한 다양한 기능들과 애플리케이션들을 기술하며, RFID 태그들의 도서관에서의 이용을 예시한다. 또한, 미국 특허 제5,963,134호는 도서관에서의 RFID 시스템 및 다른 애플리케이션에 대한 소정의 이용을 예시한다.
전형적인 RFID 태그의 설계는 반도체 및 인쇄 회로 보드 산업에서 유래한다. 기능적이기는 하지만, 그 설계는 특히 초고주파수(UHF)에서 완제품의 비용 및 효율을 상승시키는 많은 특징을 가진다. 공진 RFID 태그에서, 안테나의 전기적인 인덕턴스는 형성되는 회로의 공진 주파수가 소정의 값으로 동조되도록 캐패시터와 병렬 접속된다. 보다 진보한 형태로, RFID 태그의 회로는 전기적·기계적으로 기판상의 안테나에 접합되는 집적 회로를 포함하며, 판독기 신호에 의해서 안테나 내에/상에 유도되는 전압은 집적 회로를 동작시키는 전력을 공급할 수 있을 것이다.
미국 특허 제6,501,435호, 미국 특허 제6,100,804호 및 PCT 공개공보 WO 00/26993과 같은 참고 문헌에 개시된 것과 같은 RFID를 설계하는 다양한 방법들이 개발되었다.
본 발명의 한 특징은 초고주파수(UHF) 무선 주파수 인식(RFID) 태그를 제공한다. UHF RFID 태그는 a) 유전체 기판과, b) 유전체 기판에 부착되며, ⅰ) 각각 제1 단부와, 제1 단부에 대향하는 제2 단부를 포함하는 제1 도전체 및 제2 도전체를 포함하며, 안테나의 원하는 동작 주파수를 제공하도록 선택되는 제1 안테나 소자와, ⅱ) 제1 도전체의 제2 단부에 부착되는 제1 부분 및 제2 도전체의 제2 단부에 부착되는 제2 부분을 포함하며, 안테나의 원하는 임피던스를 제공하도록 선택되는 제2 안테나 소자를 포함하는 안테나와, c) 제1 도전체의 제1 단부 및 제2 도전체의 제1 단부에 부착되는 집적 회로를 포함한다.
전술한 UHF RFID 태그의 바람직한 일 실시예에서, 집적 회로는 제1 임피던스 값을 가지며, 제2 안테나 소자는 제2 임피던스 값을 가지며, 제2 임피던스 값의 실수 성분의 크기는 제1 임피던스 값의 실수 성분의 크기와 실질적으로 유사하며, 제2 임피던스 값의 허수 성분의 크기는 제1 임피던스 값의 허수 성분의 크기와 실질적으로 유사하며, 제1 임피던스 값의 허수 성분의 위상과 제2 임피던스 값의 허수 성분의 위상은 서로 반대이다. 이러한 실시예의 다른 특징에서, 제1 임피던스 값은 제1 실수 성분값 및 제1 허수 성분값을 가지며, 제2 임피던스 값은 제2 실수 성분값과 제2 실수 성분값을 가지며, 제1 실수 성분값은 제2 실수 성분값과 실질적으로 유사하며, 제1 허수 성분값은 제2 허수 성분값과 실질적으로 유사하며, 제2 임피던스 값의 허수 성분의 크기는 제1 임피던스 값의 허수 성분의 크기와 유사하며, 제1 임피던스 값의 허수 성분의 위상과 제2 임피던스 값의 허수 성분의 위상은 서로 반대이다. 이러한 실시예의 다른 특징에서, 제1 임피던스 값은 제1 실수 성분값과 제1 허수 성분 값을 가지며, 제2 임피던스 값은 제2 실수 성분값과 제2 허수 성분값을 가지며, 제1 실수 성분값은 제2 실수 성분값과 동일하며, 제1 허수 성분값은 제2 허수 성분값과 동일하며, 제1 허수 성분값은 제2 허수 성분값과 동일하며, 제2 임피던스 값의 허수 성분의 크기는 제1 임피던스 값의 허수 성분의 크기와 동일하며, 제1 임피던스 값의 허수 성분의 위상과 제2 임피던스 값의 허수 성분의 위상은 서로 반대이다.
전술한 UHF RFID 태그의 다른 바람직한 실시예에서, 안테나의 제1 부분은 제1 실수 성분값 및 제1 허수 성분값을 가지며, 안테나의 제2 부분은 제2 실수 성분 값 및 제2 허수 성분값을 가지며, 안테나의 제2 부분은 제1 실수 성분값과 제1 허수 성분값의 밸런싱(balancing)을 돕는 제2 실수 성분값 및 제2 허수 성분값을 제공하도록 선택되어, 상기 집적 회로의 제1 임피던스 값과 실질적으로 유사한 안테나의 제2 임피던스 값을 제공한다. 본 발명의 다른 특징에서, 안테나의 제1 부분은 제1 실수 성분값과 제1 허수 성분값을 가지며, 안테나의 제2 부분은 제2 실수 성분값과 제2 허수 성분값을 가지며, 안테나의 제2 부분은 제1 실수 성분값과 제1 허수 성분값의 밸런싱을 돕는 제2 실수 성분값과 제2 허수 성분값을 제공하도록 선택되어, 집적 회로의 제1 임피던스 값과 동일한, 안테나의 제2 임피던스 값을 제공한다.
전술한 UHF RFID 태그의 다른 바람직한 실시예에서, 제2 안테나 소자의 제1 부분과 제2 안테나 소자의 제2 부분은 폐쇄 루프의 형태를 띤다. 전술한 UHF RFID 태그의 다른 바람직한 실시예에서, 제2 안테나 소자의 제1 부분과 제2 안테나 소자의 제2 부분은 다각형의 형태를 띤다. 전술한 UHF RFID 태그의 또 다른 실시예에서, 제2 안테나 소자의 제1 부분은 제2 안테나 소자의 제2 부분과는 그 형태가 상이하다.
전술한 UHF RFID 태그의 또 다른 바람직한 실시예에서, 제2 안테나 소자의 제1 부분은 제2 안테나 소자의 제2 부분과 유사한 형태를 띤다. 전술한 UHF RFID 태그의 또 다른 바람직한 실시예에서, 제2 안테나 소자의 제1 부분은 제2 안테나 소자의 제2 부분과는 그 크기가 상이하다. 전술한 UHF RFID 태그의 다른 바람직한 실시예에서, 제1 도전체 및 제2 도전체는 미앤더(meander)를 포함한다. 전술한 UHF RFID 태그의 다른 바람직한 실시예에서, 제1 도전체 및 제2 도전체는 와이어, 패터닝된 도전성 포일(foil) 또는 인쇄된 도전성 트레이스로부터 제조된다. 전술한 UHF RFID 태그의 다른 바람직한 실시예에서, 제1 안테나 소자는 제2 안테나 소자와는 다른 도전성 재료로 제조된다.
전술한 UHF RFID 태그의 또 다른 바람직한 실시예에서, 유전체 기판은 850㎒와 960㎒ 사이에서 유전 상수 ε≤10*ε0를 포함하며, 여기서 ε0는 자유 공간의 투과율이다(ε0=8.85×10-12C2/N·m2). 전술한 UHF RFID 태그의 다른 바람직한 실시예에서, 유전체 기판은 제1 측과, 제1측에 대향하는 제2 측을 포함하며, 제1 측에 안테나가 부착되고, 제2 측에 집적 칩이 부착된다. 전술한 UHF RFID 태그의 다른 바람직한 실시예에서, 제2 안테나 소자의 제1 부분과 제1 도전체 사이의 거리는 제2 안테나 소자의 제2 부분과 제2 도전체 사이의 거리와는 상이하다. 전술한 UHF RFID태그의 다른 바람직한 실시예에서, 제1 도전체의 길이는 제2 도전체의 길이와 상이하다.
본 발명의 다른 특징은 초고주파(UHF) 무선 주파수 인식(RFID) 태그의 제조 방법을 제공한다. 이러한 방법은, a) 유전체 기판을 제공하는 단계와, b) 제1 안테나 소자와 제2 안테나 소자로 구성되는 안테나를 선택하는 단계- 제1 안테나 소자는 안테나의 원하는 동작 주파수 범위를 제공하도록 선택되며, 상기 제2 안테나 소자는 원하는 임피던스 값을 제공하도록 선택되며, 제1 안테나 소자는 제1 도전체 및 제2 도전체를 포함하고, 각각의 도전체는 제1 단부와, 제1 단부에 대향하는 제2 단부를 가지고, 제2 안테나 소자는 제1 부분 및 제2 부분을 가짐 -와, c) 제2 안테나 소자의 제1 부분이 제1 도전체의 제2 단부에 부착되고, 제2 안테나 소자의 제2 부분이 제2 도전체의 제2 단부에 부착되도록 안테나를 유전체 기판에 부착하는 단계와, d) 집적 회로를 제1 도전체의 제1 단부와 제2 도전체의 제1 단부에 부착하는 단계를 포함한다.
전술한 방법의 한 바람직한 실시예에서, 집적 회로는 제1 임피던스 값을 가지며, 제2 안테나 소자는 제2 임피던스 값을 가지며, 제2 임피던스 값의 실수 성분의 크기는 제1 임피던스 값의 실수 성분의 크기와 실질적으로 유사하며, 제2 임피던스 값의 허수 성분의 크기는 제1 임피던스 값의 허수 성분의 크기와 실질적으로 유사하며, 제1 임피던스 값의 허수 성분의 위상과 제2 임피던스 값의 허수 성분의 위상은 반대이다. 이러한 실시예의 다른 특징에서, 제1 임피던스 값은 제1 실수 성분값과 제1 허수 성분값을 가지며, 제2 임피던스 값은 제2 실수 성분값과 제2 허수 성분값을 가지며, 제1 실수 성분값은 제2 실수 성분값과 실질적으로 유사하며, 제1 허수 성분값은 제2 허수 성분값과 실질적으로 유사하며, 제2 임피던스 값의 허수 성분의 크기는 제1 임피던스 값의 허수 성분의 크기와 유사하며, 제1 임피던스 값의 허수 성분의 위상과 제2 임피던스 값의 허수 성분의 위상은 반대이다. 이러한 실시예의 다른 특징에서, 제1 임피던스 값은 제1 실수 성분값과 제2 허수 성분값을 가지며, 제2 임피던스 값은 제2 실수 성분값과 제2 허수 성분값을 가지며, 제1 실수 성분값은 제2 실수 성분값과 같으며, 제1 허수 성분값은 제2 허수 성분값과 같으며, 제2 임피던스 값의 허수 성분의 크기는 제1 임피던스 값의 허수 성분의 크기와 같으며, 제1 임피던스 값의 허수 성분의 위상과 제2 임피던스 값의 허수 성분의 위상은 반대이다.
전술한 방법의 다른 바람직한 실시예에서, 안테나의 제1 부분은 제1 실수 성분값과 제1 허수 성분값을 가지며, 안테나의 제2 부분은 제2 실수 성분값과 제2 허수 성분값을 가지며, 안테나의 제2 부분은 제1 실수 성분값과 제1 허수 성분값을 밸런싱하는 것은 돕는 제2 실수 성분값과 제2 허수 성분값을 제공하도록 선택되어, 집적 회로의 제1 임피던스 값과 실질적으로 유사한 안테나의 제2 임피던스 값을 제공한다. 이러한 실시예의 다른 특징에서, 안테나의 제1 부분은 제1 실수 성분값과 제1 허수 성분값을 가지며, 안테나의 제2 부분은 제2 실수 성분값과 제2 허수 성분값을 가지며, 안테나의 제2 부분은 제1 실수 성분값과 제1 허수 성분값의 밸런싱을 돕는 제2 실수 성분값과 제2 허수 성분값을 제공하도록 선택되어 집적 회로의 제1 임피던스 값과 같은 안테나의 제2 임피던스 값을 제공한다.
전술한 방법의 다른 바람직한 실시예에서, 제2 안테나 소자의 제1 부분과 제2 안테나 소자의 제2 부분은 폐쇄 루프의 형태를 띤다. 전술한 방법의 다른 바람직한 실시예에서, 제2 안테나 소자의 제1 부분과 제2 안테나 소자의 제2 부분은 다각형의 형태를 띤다. 전술한 방법의 또 다른 바람직한 실시예에서, 제2 안테나 소자의 제1 부분은 제2 안테나 소자의 제2 부분과는 그 형태가 상이하다. 전술한 방법의 또 다른 바람직한 실시예에서, 제2 안테나 소자의 제1 부분은 제2 안테나 소자의 제2 부분과 유사한 형태를 띤다. 전술한 방법의 또 다른 바람직한 실시예에서, 제2 안테나 소자의 제1 부분은 제2 안테나 소자의 제2 부분과는 크기가 다르다.
본 발명은 도면 전반에 걸쳐 유사한 구조는 유사한 참조 부호에 의해서 참조되는 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 기술될 것이다.
도 1은 본 발명의 RFID 태그의 일 실시예의 평면도.
도 2는 종래 기술의 접힌 다이폴 안테나(dipole antenna)의 계산된 임피던스를 도시하는 그래프.
도 3은 본 발명의 RFID 태그의 안테나의 계산된 임피던스를 도시하는 그래프.
본 발명은, 통상적으로 850㎒에서 960㎒의 범위의, 바람직하게 유럽에서는 868㎒, 미국에서는 915㎒, 일본에서는 956㎒인 초고주파수(UHF) 대역에서 동작하는 무선 주파수 인식(RFID) 태그에 유용하다.
RFID 태그는 액티브(active) 또는 패시브(passive)일 수 있을 것이다. 특히, UHF 대역에서 동작하는 패시브 RFID 태그는 태그에 전력을 공급하기 위하여 RFID 판독기에 의해서 보내어진 입사 전자기장으로부터의 무선 주파수 신호를 이용한다. 무선 주파수 판독기는 데이터 관리 시스템과 RFID 태그 사이, 또는 사용자와 RFID 태그 사이의 인터페이스를 제공할 수 있을 것이다. RFID 태그가 무선 주파수 신호를 입사 전자기장으로부터 수신하는 때에, 안테나는 무선 주파수 신호로부터 수신된 무선 주파수 에너지를 흡수하여, 그 에너지를 RFID 태그 상의 집적 회로에 보낸다. 집적 회로는 흡수된 무선 주파수 에너지의 일부를 전위 에너지로 변환하여, 이러한 에너지를 집적 회로의 내부 회로의 소정의 섹션에 저장한다. 전위 에너지는 집적 회로 내의 내부 전력 공급 접속에서 전압으로 나타난다. 통신을 위한 마이크로프로세서와, 선택 메모리와, 디코딩 및 인코딩 회로를 포함하는, 집적 회로 내의 다른 회로들은 이러한 저장된 에너지에 의해서 전력이 공급된다.
RFID 판독기로부터의 입사 전자기 에너지는 무선 주파수 신호로 인코딩되는 데이터 또는 인스트럭션을 포함할 수 있을 것이다. 인스트럭션은 RFID 태그로의 커맨드를 포함하여, 그 일련 번호 또는 집적 회로 내의 데이터 레지스터의 컨텐츠를 전달할 수 있을 것이다. 집적 회로 상에 저장된 에너지를 이용하면, 집적 회로는 집적 회로의 온보드(on-board) 메모리 내에 저장된 데이터의 세부사항을 RFID 판독기에 다시 전달할 수 있다. RFID 판독기와 쌍방향으로 통신하는 RFID 태그가 "판독"될 수 있는 거리는 RFID 판독기의 출력 전력, 주위 환경, 그리고 RFID 태그가 입사 전자기장과 상호작용하는 효율에 따라 변한다. RFID 태그가 새로운 데이터를 그 메모리에 "기록"할 수 있는 범위는 통상적으로 "판독" 범위보다 작은데, 이는 통상적으로 "기록" 동작에 보다 높은 전압이 요구되기 때문이다. 특히, UHF RFID 태그에 있어서, RFID 태그는 RFID 안테나 상의 로드(load)를 변조함으로써 RFID 판독기와 통신하는데, 이는 입사 전자기 에너지의 일부가 RFID 판독기로 후방산란(back-scatter)되도록 한다. 판독기는 후방산란된 전자기 방사를 수신하여, 변조된 신호를 디코딩한다.
정규 규제에 의해서 제한된 RFID 판독기 전력 방사에 기인하여, 개선된 판독 범위는 보다 효율적인 안테나 설계에 의해서만 가능할 수 있을 것이다. 따라서, 입사 무선 주파수 에너지의 안테나 흡수 및 흡수된 에너지의 집적 회로로의 전달의 효율이 증가될 것이 요구된다. UHF RFID 태그 안테나는 입사 전자기 방사의 흡수 및 RFID 판독기로의 후방산란 전자기 방사에 효율적이어야 한다. 더욱이, RFID태그 안테나와 집적 회로 사이의 접속은, 동작 거리의 최고 한계, 즉 RFID 판독기와 RFID 태그를 격리시키는 먼 거리(예컨대, 3m)에서도 충분한 에너지를 집적 회로에 공급하기에 효율적일 것이 요구된다.
RFID 태그와의 전자기장의 상호 작용의 효율성은 RFID 태그 안테나 설계와 안테나로부터의 전자기 에너지를 집적 회로에 결합하는 효율에 따라 변한다. 이러한 효율성은 안테나의 임피던스와 집적 회로의 임피던스와 관련된다. 적절한 효율을 가지는 UHF 안테나는, 바람직하게 반파장의 치수를 가지는 다이폴 또는 2개의 도전체로부터 제조될 수 있다. 900㎒에서, 자유 공간 파장은 약 300㎜이다. 안테나와 집적 회로 사이의 전자기 에너지의 효율적인 결합은 안테나의 임피던스의 집적 회로의 입력 접속에서의 임피던스에의 실질적인 정합 또는 정확한 정합에 달려있다. 임피던스 Z는 복소수로서 표현될 수 있으며, 실수 성분(Re Z로 표현됨)은 전압과 동일한 위상을 가지는(φ=0, φ는 전압과 전류 파형 간의 위상각으로 정의됨) 시변 전류가 소산(저항성) 손실 함수를 야기하는 저항성 로드를 나타낸다. 허수 성분(Im Z로 표현됨)은 특성 위상각 φ에 의해서 제한된 로드에서 시변 전류에 앞서거나(φ=π/2, 유도성), 뒤쳐지는(φ=-π/2, 용량성) 시변 전압을 나타낸다. 안테나의 복소 임피던스와 집적 회로의 복소 임피던스는 실수 성분과 허수 성분의 합으로 표현될 수 있다. 임피던스, 전압 및 전류의 복소수 표현은 복소수 변수에 대한 통상적인 수학적인 규칙을 이용하여 처리될 수 있을 것이다.
안테나와 집적 회로 사이의 입력 접속에서의 전자기 에너지의 효율적인 결합은 안테나 임피던스(Re ZANT)의 실수 성분이 집적 회로 입력 임피던스(Re ZIC)의 실 수 성분에 가깝도록, 바람직하게는 동일하도록 설계함으로써 획득된다. 안테나와 집적 회로 입력 임피던스의 실수 성분을 정합시키는 것은 안테나와 집적 회로 접속점 간의 경계에서 전자기 에너지의 반사를 최소화하는 것을 도와서 RFID 태그를 보다 효율적으로 만들 것이다. 이러한 현상은 본 명세서에서 참조로 인용되는, 1980년 출간된 Horowitz와 Winfield Hill의 저서 The Art of Electronics(영국 캠브리지의 캠브리지 대학 출판부) 565-568페이지에 나타나 있다.
특히 UHF 동작 대역을 포함하는 다양한 동작 주파수 대역에서, 안테나의 허수 임피던스와 집적 회로의 허수 임피던스(각각, Im ZANT 및 Im ZIC)는 집적 회로에의 전력 전송의 효율에 영향을 미칠 것이다. "역률(power factor)"이라는 용어는 안테나에 의해서 흡수되어 RFID 판독기에 의해서 전송된 흡수된 무선 주파수 전자기 에너지가 집적 회로 내의 저장된 에너지로 변환되는 효율을 특성화하는 데에 이용된다. (역률의 정의와 설명은 본 명세서에서 참조로 인용되는, 1980년 출간된 Paul Horowitz와 Winfield Hill의 저서 The Art of Electronics(영국 캠브리지의 캠브리지 대학 출판부) 29페이지에 나타나 있다.) 역률은 전류 및 전압이 동일한 위상일 때에 최대가 되는데, 이는 집적 회로 입력의 허수(용량성) 임피던스 성분과 안테나의 허수(유도성) 임피던스 성분을 밸런싱하여 획득될 수 있다.
단순 다이폴 안테나는 본 기술 분야의 당업자에게 잘 알려져 있으며, 이는 Maxewll 등식에 의해서 표현될 수 있을 것이다. 단순 다이폴 안테나는 본 명세서에서 참조로 인용되는, 1971년 New Jersy의 Englewood Cliff의 Prentice-Hall사에 서 출간한, George Shortley와 Dudley Williams의 저서인 Elements of Physics에 상세히 기술되어 있다. 다이폴 안테나의 전체 물리적인 길이는 바람직한 물리적 길이를 유지하면서 다이폴 안테나의 전기적 길이(단일 경로)를 증가시키기 위하여 곡선 부분 또는 다이폴 안테나를 따르는 우회 회로 경로인 미앤더(meander, 30)를 이용하여 감소될 수 있을 것이다. 미앤더(meander)는 일정할 수도, 일정하지 않을 수도 있다.
본 기술 분야에 역시 잘 알려진 다이폴 안테나의 다른 변형은 접힌 다이폴 안테나이며, 집적 회로 반대편의 연장하는 2개의 자유 말단부를 그들 자신 상에 접혀지며, 전기적으로 접속된다. 접힌 다이폴 안테나의 직선 부분의 길이가 140㎜인 예시적인 접힌 다이폴 안테나의 임피던스는 f=915㎒에서 ZFOLDED DIPOLE(l0=140㎜) = (24.58Ω, -j13.93Ω)와 같이 계산되며, l0는 접힌 다이폴 안테나의 한 단부에서 다른 단부까지의 길이이다. 계산은 Utah주 Riverton에 위치한 Nittany Scientific으로부터 입수가능한 NEC(Numerical Electromagnetics Code)를 이용하여 수행되었다. 이러한 예시적인 접힌 다이폴의 길이가 1%의 유효길이가 감소된다면, 임피던스는 f=915㎒에서 ZFOLDED DIPOLE(l=0.99*l0)= (4.83Ω, -j8.635Ω)으로 변함을 계산을 통해서 알 수 있다. 접힌 다이폴 물리적 특성 길이의 비교적 작은 변화에 대한 계산된 안테나 임피던스에서의 이러한 커다란 변화는 전체 길이에서의 작은 변화에 대한 접힌 다이폴 안테나의 감도를 설명한다.
본 발명의 RFID 태그, 특히 UHF 동작 대역에서 동작하는 RFID 태그는 안테나 에 의해서 수신되는 무선 주파수 전력을 RFID 집적 회로에 효율적으로 결합하는 안테나 설계를 제공한다. 이러한 안테나 설계는 컴팩트하여 전체 RFID 태그 크기를 줄이는 것이 바람직한 RFID 레이블 또는 유사한 애플리케이션에 있어 적합하게 한다. 이러한 안테나 설계는 용이하게 변형되어 복소 안테나 임피던스와 집적 회로의 복소 입력 임피던스를 선택된 동작 주파수에서 정합시키고 밸런싱하는 것을 도울 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 RFID 태그(10)의 일 실시예를 도시한다. RFID 태그10)는 UHF 범위에서 특히 유용하여, UHF RFID 태그(10)일 수 있을 것이다. RFID 태그(10)는 제1 측(14)과, 제1 측(14)에 대향하는 제2 측(16)을 가지는 유전체 기판(12)을 포함한다. 안테나(18)는 유전체 기판(12)의 제1 측에 부착된다. 바람직하게, 안테나(18)는 본 기술 분야에 공지된 임의의 수단에 의해서, 예컨대 압력에 민감한 경화용 접착막을 가지는 라미네이션(lamination), 또는 기판 상의 직접적인 침착에 의해서 유전체 기판(12)에 부착된다. RFID 태그(10)는 유전체 기판(12)의 제1 측(14)에 부착되는 집적 회로(36) 또한 포함한다. 바람직하게, 집적 회로(36)는 본 기술 분야에 공지된 임의의 수단에 의해서, 예컨대 이방성 도전막 접착제, 땜납 또는 열 압착 접합에 의해서 유전체 기판(12)에 부착된다.
안테나(18)는 제1 안테나 소자(20) 및 제2 안테나 소자(22)를 포함한다. 제1 안테나(20)는 바람직하게 제1 도전체(24) 및 제2 도전체(26)를 포함하는 다이폴 안테나이다. 바람직한 일 실시예에서, 도전체(24,26)는 미앤더(meander)(30)를 포함한다. 미앤더(meander, 30)는 다이폴 안테나의 전체 물리적 길이의 감소를 도우 며, 전기적 길이(신호 경로)를 증가시키는 것을 돕는다. 각각의 도전체(24,26)는 제1 단브(27)와, 제1 단부(27)에 대향하는 제2 단부(28)를 포함한다. 제2 안테나 소자는 제1 부분(32) 및 제2 부분(34)을 포함한다. 바람직한 일 실시예에서, 제1 부분(32) 및 제2 부분(34)은 폐쇄 루프 또는 다각형의 형태를 띤다. 일 예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 부분(32)은 원형이고, 제2 부분은 타원형일 수 있을 것이다. 그러나, 제2 안테나 소자의 부분들(32,34)은 임의의 형태일 수 있을 것이다. 제2 안테나 소자의 이러한 부분들(32,34)은 유사한 형태 또는 동일한 형태를 띨 수 있을 것이다. 제2 안테나 소자의 부분들(32,34)은 크기가 유사하거나 상이할 수 있을 것이다. 그러나, 제2 안테나 소자의 부분들(32,34)의 형태와 크기는 아래에 기술하는 바와 같이 안테나(18)의 임피던스를 집적 회로(36)의 임피던스에 밸런싱하는 것을 돕도록 본 기술 분야의 당업자에 의해서 선택될 수 있을 것이다.
도전체들(24,26)의 제1 단부(27)는, 바람직하게는 개별적인 단자 패드(도시되지 않음)에 의해서 집적 회로(36)에 전기적으로 접속된다. 바람직한 일 실시예에서, 제1 도전체(24)의 제2 단부(28)는 제2 안테나 소자(22)의 제1 부분(32)에 부착되거나 전기적으로 접속되며, 제2 도전체(26)의 제2 단부(28)는 제2 안테나 소자(22)의 제2 부분(34)에 부착되거나 전기적으로 접속된다. 제1 도전체(24)의 제2 단부(28)와 제1 도전체(24)의 곡선 부분 사이의 (도 1에 도시된)측정된 길이 "c"는 제2 도전체(26)의 제2 단부와 제2 도전체(24)의 곡선 부분(3) 사이의 측정된 길이 "d"와 같거나 상이할 수 있을 것이다. 길이 c 및 d는 아래에 기술되는 바와 같이 안테나(18)의 임피던스와 집적 회로(36)의 임피던스의 밸런싱을 돕도록 각각 본 기 술 분야의 당업자에 의해서 선택될 수 있을 것이다.
RFID 안테나(18)의 동작 주파수 대역을 동조하기 위하여, 제1 안테나 소자(20)를 구성하는 제1 도전체 및 제2 도전체의 길이가 변경될 수 있을 것이다. 제1 도전체(24) 및 제2 도전체의 길이를 선택함으로써, 제1 안테나 소자(20)는 RFID 태그(10)의 안테나(18)의 동작 주파수 범위를 결정하도록 선택될 수 있을 것이다. 도전체들(24,26)의 길이는 동일하거나 상이할 수 있을 것이다. 도전체(24,26)의 바람직한 길이는 85㎜에서 170㎜의 범위에 속하며, 도전체(24,26)의 보다 바람직한 길이는 약 140㎜이다.
제1 안테나 소자(20)의 설계는 안테나(18)의 임피던스의 실수 부분을 집적 회로(36)의 입력 임피던스의 실수 부분에 접합시키는 것 또한 돕는다. 제1 안테나 소자(20)의 설계는 안테나(18)의 임피던스의 실수 부분을 증가시키고, 또는 원하는 경우에는 집적 회로(36) 입력 임피던스의 범위에 실질적으로 정합시키거나 그 범위와 동일하도록 감소시킬 수 있는 수단을 제공한다.
제2 안테나 소자(22)의 설계는 제1 안테나 소자(20)의 제1 및 제2 도전체들*24,26)의 제2 단부(28)에서의 전류 분포를 변경시키는 것을 돕는다. 도전체들(24,26)의 제2 단부(28)에서의 전류 분포를 변경함으로써, 제2 안테나 소자들은 안테나(18)의 임피던스의 허수 성분을 변경시켜 집적 회로(36)의 입력 임피던스의 허수 성분을 밸런싱한다. 안테나(18)와 집적 회로(36)의 실수 임피던스가 실질적으로 정합되고, 안테나(18)와 집적 회로(36)의 허수 임피던스 성분들이이 밸런싱되는 때에, 안테나에 의해서 흡수된 무선 주파수 에너지는 안테나(18)에서 집적 회 로(36)로 효율적으로 전달된다.
각각의 도전체(24,26)의 제2 단부(28)에서, 제2 안테나 소자(22)는 도전체들(24,26)의 제2 단부(28)에 전기적으로 접속된다. 집적 회로(36)의 용량성 리액턴스(reactance)를 밸런싱하는 것을 돕기 위하여, 제2 안테나 소자(22)의 제1 부분(32) 및 제2 부분(34)은 주요 유도성 리액턴스를 안테나(18) 임피던스에 도입하고, 무선 주파수 신호 내에 관련 위상 시프트를 도입하도록 선택된다. 제2 안테나 소자(22)는 관련 용량성 리액턴스의 몇몇 작은 부분들 또한 가질 수 있을 것이나, 제2 안테나 소자(22)의 순 유도성 임피던스는 집적 회로의 용량성 임피던스의 밸런싱을 돕는다. 제2 안테나 소자(22)의 부분들(32,34)은 무선 주파수 신호의 1/8 파장에서 무선 주파수 신호의 1/2 파장까지의 범위의 원주를 가지는 폐쇄 루프의 형태를 띨 수 있을 것이다. 제2 안테나 소자(22) 임피던스의 효과의 크기는 안테나(18)의 제1 부분의 길이를 따른 전류의 분포와, 각각의 도전체(24,26)의 제2 단부(28)에서의 전류의 분포에 의해서 결정된다. 제2 안테나 소자(22)의 존재는 종래 기술에서 공지된 다이폴 안테나에서의 전류 분포와 비교할 때에 전류에 대한 경계 조건을 변경하는 것을 돕는다. 변경된 경계 조건은 종래 기술에서 공지된 다이폴 안테나의 위상 변이와 비교할 때에 안테나 내의 전류 분포에서의 추가적인 위상 변이를 도입한다. 제2 안테나 소자(22)에 의해서 도입된 전류 분포의 위상 변이는 종래 기술의 공지된 다이폴 안테나와 비교할 때에 제1 안테나 소자(20)의 제2 단부(28)에서의 무선 주파수 에너지의 반사를 변경하는 효과를 가진다. 본 명세서에 기술 바에 근거하는 제2 안테나 소자(22)를 선택함으로써, 안테나(18) 임피던스의 허수 성분은 유도성으로 선택될 수 있어, 집적 회로(36)의 (용량성) 허수 성분을 밸런싱한다.
안테나(18)의 설계는 안테나 임피던스의 실수 부분 Re ZANT가 집적 회로 입력 임피던스의 실수 성분 Re ZIC에 정합하도록 도와, 안테나(18)에서 집적 회로(36)로 무선 주파수 신호를 효율적으로 결합하는 것을 돕는다. 안테나(18) 임피던스의 허수 부분 Im ZANT는 집적 회로(36) 입력 임피던스 Im ZIC의 허수 부분을 밸런싱하는 것을 돕지만, 바람직하게 위상은 반대이다. 정합되고 밸런싱되는 임피던스 성분의 이러한 조건하에서, 안테나(18)에 의해서 흡수되는 무선 주파수 전력은 집적 회로에 효율적으로 결합된다.
RFID 태그(10)의 바람직한 동작 조건의 일 실시예는 다음과 같이 요약될 수 있다. 즉, Re ZIC≒Re ZANT이며, ｜Im ZIC｜≒｜Im ZANT｜, φ(ZIC)≒-φ(ZANT)이며, 여기서 φ는 복소 임피던스의 위상각이다.
RFID 동작 주파수에서 안테나(18) 복소 임피던스를 집적 회로 입력 복소 임피던스에 정확하게 정합시키는 것이 가능하지 않은 경우에도, 동작 주파수에서 실질적으로 또는 대략적으로 근접한 임피던스 정합은 불량한 정합과 비교할 때에 안테나(18)의 집적 회로(36)로의 보다 효율적인 결합을 야기할 것이다.
도 2는 10㎜의 다이폴 길이(140㎜의 거리 a 및 단부 길이(거리 b))를 가지는 종래 기술의 접힌 다이폴 안테나의 계산된 임피던스를 도시하는 그래프이다. 라 인(50)은 안테나 임피던스의 실수 성분 Re ZANT를 주파수의 함수로서 도시한다. 라인(52)은 안테나 임피던스의 허수 성분 Im ZANT를 주파수의 함수로서 도시한다. 915㎒의 무선 주파수 범위에 대하여 주어진 값들 Re ZANT 및 Im ZANT 값에 주목하면, 915㎒에서 ZPRIOR ART DIPOLE ANT=(24.6Ω, -j13.6Ω)이다.
도 2는 종래 기술의 접힌 루프 다이폴 안테나의 복소 임피던스의 실수 및 허수 성분들의 계산된 값들을 도시한다. 계산은 안테나 모델링 프로그램(NEC: Numerical Electromagnetics Code, Nittany Scientific, Inc의 NEC WINPro로 상업적으로 입수가능함)을 이용하여 수행되었다. 915㎒에서의 복소 임피던스는 약 (24.575Ω,-j13.93Ω)임에 주목하라. 관심을 가지는 무선 주파수(915㎒) 근방에서, 종래 기술의 접힌 다이폴 안테나는 작은 실수 임피던스(저항성) 성분 및 음의 위상을 가지는(즉, 용량성) 작은 허수 임피던스 성분을 나타낸다. 접힌 다이폴 임피던스의 실수 성분의 작은 크기(24Ω 저항성)는 보다 큰 집적 회로 입력 임피던스의 실수 성분(65Ω 저항성)에는 정합하지 않는다. 접힌 다이폴 임피던스의 허수 성분의 작은 크기(13.93Ω 용량성)는 집적 회로 입력 임피던스의 허수 성분의 보다 큰 크기(720Ω 용량성)와 정합하지 않는다. 접힌 다이폴 임피던스의 허수 성분의 위상(-j,용량성)은 집적 회로 임력 임피던스의 허수 성분의 위상(-j,용량성)과 동일하다. 따라서, 접힌 다이폴 안테나의 허수 성분은 서로에 대하여 실질적으로 오프셋(상쇄)하도록 집적 회로 입력 임피던스의 허수 성분을 밸런싱하지 못한다. 안테나와 집적 회로 임피던스들의 정합되지 않은 실수 성분들과 밸런싱되지 않은 허 수 성분들의 이러한 조건하에서, 안테나에 의해서 흡수된 전자기 신호는 집적 회로에 낮을 효율로, 즉 낮은 전력 전달을 가지고서 결합될 것이다.
도 3은 본 발명의 RFID 태그의 안테나(18)의 계산된 임피던스를 도시하는 그래프이며, 거리 a는 140㎜이며, 거리 b는 10㎜이다. 이러한 그래프의 치수는 도 2의 그래프의 치수와는 상이한데, 이는 본 발명의 안테나 설계의 보다 큰 임피던스 값들 특성이 보다 명확하게 나타날 수 있기 위함이다. 라인(54)은 안테나(18)의 실수 성분 Re ZANT을 주파수의 함수로서 도시한다. 라인(56)은 안테나(18) 임피던스의 허수 성분 Im ZANT를 주파수의 함수로서 도시한다. 915㎒의 주파수에 대하여 주어진 Re ZANT 및 Im ZANT 값들에 주목하면, ZPRESENT INVENTION DIPOLE ANT=(67.0Ω+j751.5Ω)이다. 계산은 전술한 안테나 모델링 프로그램(NEC: Numerical Electromagnetics Code)을 이용하여 수행되었다. 관심의 대상인 무선 주파수(915㎒) 근방에서, 안테나(18)는 실수(저항성) 임피던스 성분과 양의 위상을 가지는(즉, 유도성) 허수 임피던스 성분을 나타낸다. 본 발명의 실시예의 안테나의 임피던스의 실수 성분의 크기(67Ω 저항성)는 집적 회로(36) 입력 임피던스의 실수 성분(65Ω 저항성)과 대략적으로 정합한다. 본 발명의 실시예의 안테나의 임피던스의 허수 성분의 크기(751Ω 유도성)는 집적 회로(36) 입력 임피던스의 허수 성분의 크기(750Ω 용량성)와 대략적으로 정합한다. 본 발명의 실시예의 안테나의 임피던스의 허수 성분의 위상(+j,유도성)은 집적 회로(36) 입력 임피던스의 허수 성분의 위상(-j,용량성)과 반대이다. 본 발명의 실시예의 임피던스/안테나 및 집적 회로(36) 입력 임 피던스의 허수 성분은 대략적으로 밸런스를 이루어, 서로 간에 실질적으로 오프셋(상쇄)한다. 이러한 안테나(18)와 집적 회로(36) 임피던스의 정합된 실수 성분과 밸런스를 이룬 허수 성분의 바람직한 모드에서, 안테나(18)에 의해서 흡수되는 전자기 신호는 도 2와 관련하여 전술한 종래 기술의 접힌 다이폴 안테나와 비교할 때에 안테나를 집적 회로(36)에 높은 효율을 가지고서 결합할 것이다.
유전체 기판(12)은 본 기술 분야에 공지된 임의의 유전체 재료일 수 있을 것이다. 기판(12)에 대한 적절한 유전체 재료의 예는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(통상적으로 폴리에스테르 또는 PET로 알려짐), 폴리에틸렌 나프탈레이트(통상적으로 PEN으로 알려짐), PET 및 PEN의 공중합체, 폴리이미드 및 폴리프로필렌을 포함한다. 바람직하게, 유전체 기판(12)의 두께는 0.010㎜에서 0.200㎜의 범위에 놓이며, 보다 바람직하게는 0.025㎜에서 0.100㎜의 범위에 놓인다. 그러나, 유전체 기판은 임의의 두께일 수 있을 것이며, 심지어 균일하지 않은 두께를 가질 수도 있을 것이다.
적절한 집적 회로(36)의 예는 부품 번호 SL3ICS30이며, 네델란드 아인트호펜의 Philips Semiconductor으로부터 상업적으로 입수가능하다.
안테나(18)는 와이어와 같은 임의의 타입의 도전성 재료, (에칭된 알루미늄, 에칭된 구리, 도금된 구리 등과 같은 금속 포일로부터 형성되는 것과 같은)도전성 금속 패턴, (도전성 잉크 또는 다른 금속을 포함하는 재료로부터 제조되는 것와 같은, 선택적으로 도전성을 향상시키기 위한 프로세스 단계를 포함하는)인쇄된 도전성 패턴, (예컨대, 본 명세서에서 참조로 인용되는 미국 공개 특허 출원 2003/0091789에 개시된 것과 같은)압축 구리 분말, 인쇄 또는 프레스 그래파이트(pressed graphite) 또는 카본 블랙(carbon black) 또는 본 기술 분야의 당업자들에게 공지된 다른 도전성 재료로부터 제조될 수 있을 것이다.
도 1에 도시된 안테나(18)는 제1 도전체(24) 및 제2 도전체(26)를 가지는 다이폴 안테나이다. 그러나, 본 기술 분야에 공지된 다른 안테나가 제2 안테나 소자(22)와 결합하여, 예컨대 접힌 다이폴, 나선형(spiral) 안테나, "z형" 안테나, 루프 안테나 또는 슬롯 안테나와 같은 그 보충물이 이용될 수 있을 것이다.
본 발명의 동작은 아래의 상세한 예들과 관련하여 더 설명될 것이다. 이들 예는 다양한 구체적인 바람직한 실시예와 기술을 추가적으로 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 그러나, 본 발명의 범위 내에서 많은 변형과 변경이 이루어질 수 있음을 이해하여야 할 것이다.
예
본 발명의 RFID 태그(10)의 바람직한 일 실시예는 도 1에 도시된 것과 같이 이루어진다. 안테나(18)의 치수가 도 1에 도시되어 있으며, 이러한 예의 안테나는 "a" 거리 140㎜와 "b" 거리 10㎜를 포함한다. 종래 기술의 접힌 다이폴 안테나의 비교예 또한 이루어진다.
안테나(18)는 Kapton E film이라는 상품명을 가지는, 독일 Wilmington의 Dupont Electronics로부터 상업적으로 입수가능한 .025㎜ 두께의 폴리이미드 기판(12) 상에 0.118㎜ 두께의 구리를 도금함으로써 이루어진다. MacDermidSF320이라는 상품명의, 독일 Wilmington의 MacDermid, Inc로부터 상업적으로 입수가능한 토레지스트 재료가 도금된 구리막의 표면에 적층된다. 포토레지스트 재료는 원하는 최종 안테나(18)의 형태로 기판에 도포되었다.
노출된 구리는 에칭되며, 원하는 최종 안테나(18)의 패턴으로 구리에 남긴다. 남은 포토레지스트 재료는 포토레지스트 제조자로부터 제안되는 방법을 사용하여 구리로부터 벗겨진다. 포토레지스트 재료를 벗겨낸 후에, 최종 형태의 패터닝된 구리 안테나(19)가 폴리이미드 기판(12) 상에 남는다. 결과적인 0.018㎜의 구리 트레이스는 처음의 구리 포일 두께와 동일한 두께를 가진다. 구리 트레이스는 집적 회로 접속 패드에 접속된 2개의 짧은 트레이스들을 제외하고는 1.000㎜의 폭을 가진다. 이들 2개의 트레이스들은 0.100㎜의 폭을 가진다. 집적 회로는 단부(27)에 접속된다.
안테나(20)는 140㎜의 'a'치수와 10㎜의 'b' 치수를 가진다. 제2 안테나 소자의 제1 부분은 5㎜의 반경을 가지는 원의 형태를 띠며, 4㎜의 'c' 치수로 제1 도전체(24)의 단부(28)에 부착된다. 제2 안테나 소자의 제2 부분은 5㎜의 반경을 가지는 원의 형태를 띠며, 58㎜ 치수의 'd'로 제2 도전체(26)의 단수(28)에 부착된다.
부품 번호가 SL3ICS30인, 네델란드 아인트호펜의 Philips Semiconductor로부터 상업적으로 입수가능한 집적 회로(36)가 이방성 도전성 막 접착제에 의해서 폴리이미드 기판(12)에 부착된다. 이러한 집적 회로(36)는 915㎒에서, ZIC=(65Ω-j720Ω)의 입력 임피던스 특성을 가지는 것으로 알려져 있다.
비교적인 예의 안테나는 비교예의 안테나가 제2 안테나 소자를 가지지 않으며, 단부(28)가 결합되었다는 점을 제외하고는 전술한 본 발명의 안테나와 동일한 절차 및 동일한 치수를 이용하여 형성된다.
측정 수단이 안테나에 로드를 가하여 측정된 값들에 영향을 미치기 때문에 실수 및 허수 안테나 임피던스 측정 수단이 불확실한 결과를 제공하므로, 안테나의 복소 임피던스와 IC 간의 밸런스를 평가하는 바람직한 수단은 판독 거리를 측정하는 것이다. 판독 거리가 클수록 임피던스의 밸런싱이 더욱 이루어진 것을 나타낸다.
본 발명의 UHF RFID 태그(10)의 실제 거리는 SAMSYS라는 상품명을 가지고, 1와트 출력 전력에서 동작하며 부품 번호가 MP9320인, 캐나다 온타리오 리치먼드 힐의 SAMSys Technologies로부터 상업적으로 입수가능한 915㎒ RFID 판독기로 측정되었다. RFID 판독기는 CUSHCRAFT라는 상품명을 가지고, 부품 번호가 S9028PC인, 뉴램프셔 맨체스터 Cushcraft Corporation으로부터 상업적으로 입수가능한 원형 편광 안테나에 접속된다.
동일한 모델의 Philips 집적 회로 모델 SL3ICS30과의 단순 다이폴 안테나의 비교예의 실제 거리는 0.3m보다 작았다. 본 발명의 UHF RFID 태그(10)의 실시예의 판독 거리는 1.5m였다.
주파수 MHz 임피던스(Z)
Re Z Ohm(Ω) Im Z Ohm(Ω)
집적 회로 915 65.0 -j720
비교예(종래기술의 접힌 다이폴) 915 24.6 -j13.9
예 1 900 31.9 +j513.0
915 67.0 +j751.4
표 1. 집적 회로, 비교예 및 본 발명의 예의 임피던스의 실수 및 허수 성분
전술한 테스트 및 테스트 결과는 제한적이지 않고 단지 예시적일 뿐이며, 테스트 절차에 있어서 변형들이 가해져서 상이한 결과를 나타낼 수 있을 것이다.
지금까지 본 발명이 몇몇 실시예를 참조하여 기술되었다. 전술한 상세한 설명과 예들은 이해를 위하여 명료하게 기술되었다. 어떤 불필요한 제한도 의도되지 않는다. 본 명세서에서 언급된 모든 선행 출원들인 본 명세서에서 참조로 인용된다. 기술된 실시예에서 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 많은 변경들이 이루어질 수 있음은 본 발명의 기술 분야의 당업자들에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 범위는 본 명세서에 기술된 정확한 세부사항 및 구조에 의해서가 아니라, 청구의 범위에 의해서 기술된 구조 및 그 등가의 구조에 의해서 한정될 것이다.

Claims (27)

  1. a) 유전체 기판과,
    b) 상기 유전체 기판에 부착되는 안테나
    상기 안테나는
    ⅰ) 각각 제1 단부와, 상기 제1 단부에 대향하는 제2 단부를 가지는 제1 도전체 및 제2 도전체를 포함하며, 상기 안테나의 원하는 동작 주파수를 제공하도록 선택되는 제1 안테나 소자와,
    ⅱ) 상기 제1 도전체의 제2 단부에 부착되는 제1 부분 및 상기 제2 도전체의 제2 단부에 부착되는 제2 부분을 포함하며, 상기 안테나의 원하는 임피던스 값을 제공하도록 선택되는 제2 안테나 소자를 포함하고,
    c) 상기 제1 도전체의 제1 단부 및 상기 제2 도전체의 제1 단부에 부착되는 집적 회로
    를 포함하는 초고주파(UHF) 무선 주파수 인식(RFID) 태그.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 집적 회로는 제1 임피던스 값을 가지며, 상기 안테나는 제2 임피던스 값을 가지며, 상기 제2 임피던스 값의 실수 성분의 크기는 상기 제1 임피던스 값의 실수 성분의 크기와 실질적으로 유사하며, 상기 제2 임피던스 값의 허수 성분의 크기는 상기 제1 임피던스 값의 허수 성분의 크기와 실질적으로 유사하며, 상기 제1 임피던스 값의 허수 성분의 위상과 상기 제2 임피던스 값의 허수 성분의 위상은 서로 반대인 UHF RFID 태그.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 임피던스 값은 제1 실수 성분값과 제1 허수 성분 값을 가지며, 상기 제2 임피던스 값은 제2 실수 성분값과 제2 허수 성분값을 가지며, 상기 제1 실수 성분값은 상기 제2 실수 성분값과 동일하며, 상기 제2 임피던스 값의 허수 성분의 크기는 상기 제1 임피던스 값의 허수 성분의 크기와 동일하며, 상기 제1 임피던스 값의 허수 성분의 위상과 상기 제2 임피던스 값의 허수 성분의 위상은 서로 반대인 UHF RFID 태그.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 안테나의 제1 부분은 제1 실수 성분값 및 제1 허수 성분값을 가지며, 상기 안테나의 제2 부분은 제2 실수 성분 값 및 제2 허수 성분값을 가지며, 상기 안테나의 제2 부분은 상기 제1 실수 성분값과 상기 제1 허수 성분값의 밸런싱(balancing)을 돕는 제2 실수 성분값 및 제2 허수 성분값을 제공하도록 선택되어, 상기 집적 회로의 상기 제1 임피던스 값과 실질적으로 유사한 상기 안테나의 제2 임피던스 값을 제공하는 UHF RFID 태그.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 안테나의 제1 부분은 제1 실수 성분값과 제1 허수 성분값을 가지며, 상기 안테나의 제2 부분은 제2 실수 성분값과 제2 허수 성분값을 가지며, 상기 안테나의 제2 부분은 상기 제1 실수 성분값과 상기 제1 허수 성분값의 밸런싱을 돕는 제2 실수 성분값과 제2 허수 성분값을 제공하도록 선택되어, 상기 집적 회로의 제1 임피던스 값과 동일한 상기 안테나의 제2 임피던스 값을 제공하는 UHF RFID 태그.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 안테나 소자의 제1 부분과 상기 제2 안테나 소자의 제2 부분은 폐쇄 루프의 형태를 띠는 UHF RFID 태그.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 안테나 소자의 제1 부분과 상기 제2 안테나 소자의 제2 부분은 다각형의 형태를 띠는 UHF RFID 태그.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 안테나 소자의 제1 부분은 상기 제2 안테나 소자의 제2 부분과는 형태가 상이한 UHF RFID 태그.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 안테나 소자의 제1 부분은 상기 제2 안테나 소자의 제2 부분과 유 사한 형태를 띠는 UHF RFID 태그.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 안테나 소자의 제1 부분은 상기 제2 안테나 소자의 제2 부분과는 크기가 상이한 UHF RFID 태그.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도전체 및 제2 도전체는 미앤더(meander)를 포함하는 UHF RFID 태그.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도전체 및 제2 도전체는 와이어, 패터닝된 도전성 포일(foil) 또는 인쇄된 도전성 트레이스(trace)로부터 제조되는 UHF RFID 태그.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나 소자는 상기 제2 안테나 소자와는 다른 도전성 재료로 제조되는 UHF RFID 태그.
  14. 제1항에 있어서,
    유전체 기판은 850㎒와 960㎒ 사이에서 ε≤10*ε0- 여기서,ε0는 자유 공간의 투과율(ε0=8.85×10-12C2/N·m2) -인 유전 상수 ε을 포함하는 UHF RFID 태그.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 유전체 기판은 제1 측과, 상기 제1측에 대향하는 제2 측을 포함하며, 상기 제1 측에 상기 안테나가 부착되고, 상기 제2 측에 상기 집적 칩이 부착되는 UHF RFID 태그.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제2 안테나 소자의 제1 부분과 상기 제1 도전체 사이의 거리는 상기 제2 안테나 소자의 제2 부분과 상기 제2 도전체 사이의 거리와는 상이한 UHF RFID 태그.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도전체의 길이는 상기 제2 도전체의 길이와 상이한 UHF RFID 태그.
  18. a) 유전체 기판을 제공하는 단계와,
    b) 제1 안테나 소자와 제2 안테나 소자로 구성되는 안테나를 선택하는 단계- 상기 제1 안테나 소자는 상기 안테나의 원하는 동작 주파수 범위를 제공하도록 선 택되며, 상기 제2 안테나 소자는 원하는 임피던스 값을 제공하도록 선택되며, 상기 제1 안테나 소자는 제1 도전체 및 제2 도전체를 포함하고, 각각의 도전체는 제1 단부와, 상기 제1 단부에 대향하는 제2 단부를 가지고, 상기 제2 안테나 소자는 제1 부분 및 제2 부분을 가짐 -와,
    c) 상기 제2 안테나 소자의 제1 부분이 상기 제1 도전체의 제2 단부에 부착되고, 상기 제2 안테나 소자의 제2 부분이 상기 제2 도전체의 제2 단부에 부착되도록 상기 안테나를 상기 유전체 기판에 부착하는 단계와,
    d) 집적 회로를 상기 제1 도전체의 제1 단부와 상기 제2 도전체의 제1 단부에 부착하는 단계
    를 포함하는 초고주파(UHF) 무선 주파수 인식(RFID) 태그의 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 집적 회로는 제1 임피던스 값을 가지며, 상기 안테나는 제2 임피던스 값을 가지며, 상기 제2 임피던스 값의 실수 성분의 크기는 상기 제1 임피던스 값의 실수 성분의 크기와 실질적으로 유사하며, 상기 제2 임피던스 값의 허수 성분의 크기는 상기 제1 임피던스 값의 허수 성분의 크기와 실질적으로 유사하며, 상기 제1 임피던스 값의 허수 성분의 위상과 상기 제2 임피던스 값의 허수 성분의 위상은 반대인 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 임피던스 값은 제1 실수 성분값과 제2 허수 성분값을 가지며, 상기 제2 임피던스 값은 제2 실수 성분값과 제2 허수 성분값을 가지며, 상기 제1 실수 성분값은 상기 제2 실수 성분값과 같으며, 상기 제2 임피던스 값의 허수 성분의 크기는 상기 제1 임피던스 값의 허수 성분의 크기와 같으며, 상기 제1 임피던스 값의 허수 성분의 위상과 상기 제2 임피던스 값의 허수 성분의 위상은 반대인 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 안테나의 제1 부분은 제1 실수 성분값과 제1 허수 성분값을 가지며, 상기 안테나의 제2 부분은 제2 실수 성분값과 제2 허수 성분값을 가지며, 상기 안테나의 제2 부분은 상기 제1 실수 성분값과 상기 제1 허수 성분값의 밸런싱을 돕는 제2 실수 성분값과 제2 허수 성분값을 제공하도록 선택되어, 상기 집적 회로의 제1 임피던스 값과 실질적으로 유사한 상기 안테나의 제2 임피던스 값을 제공하는 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 안테나의 제1 부분은 제1 실수 성분값과 제1 허수 성분값을 가지며, 상기 안테나의 제2 부분은 제2 실수 성분값과 제2 허수 성분값을 가지며, 상기 안테나의 제2 부분은 상기 제1 실수 성분값과 상기 제1 허수 성분값의 밸런싱을 돕는 제2 실수 성분값과 제2 허수 성분값을 제공하도록 선택되어, 상기 집적 회로의 제1 임피던스 값과 같은 상기 안테나의 제2 임피던스 값을 제공하는 방법.
  23. 제18항에 있어서,
    상기 제2 안테나 소자의 제1 부분과 상기 제2 안테나 소자의 제2 부분은 폐쇄 루프의 형태를 띠는 방법.
  24. 제18항에 있어서,
    상기 제2 안테나 소자의 제1 부분과 상기 제2 안테나 소자의 제2 부분은 다각형의 형태를 띠는 방법.
  25. 제18항에 있어서,
    상기 제2 안테나 소자의 제1 부분은 상기 제2 안테나 소자의 제2 부분과는 형태가 상이한 방법.
  26. 제18항에 있어서,
    상기 제2 안테나 소자의 제1 부분은 상기 제2 안테나 소자의 제2 부분과 유사한 형태를 띠는 방법.
  27. 제18항에 있어서,
    상기 제2 안테나 소자의 제1 부분은 상기 제2 안테나 소자의 제2 부분과는 크기가 다른 방법.
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