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KR20070105817A - 태그용 안테나 및 그것을 이용한 태그 - Google Patents

태그용 안테나 및 그것을 이용한 태그 Download PDF

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KR20070105817A
KR20070105817A KR1020060088888A KR20060088888A KR20070105817A KR 20070105817 A KR20070105817 A KR 20070105817A KR 1020060088888 A KR1020060088888 A KR 1020060088888A KR 20060088888 A KR20060088888 A KR 20060088888A KR 20070105817 A KR20070105817 A KR 20070105817A
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KR
South Korea
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antenna
tag
dipole
inductance
mhz
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Application number
KR1020060088888A
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Inventor
마나부 가이
Original Assignee
후지쯔 가부시끼가이샤
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Publication date
Application filed by 후지쯔 가부시끼가이샤 filed Critical 후지쯔 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 항상 변화가 적은 통신 거리를 유지할 수 있고, 또한 소형화가 가능한 태그용 안테나를 제공한다. 태그용 안테나(10)는 가로 53mm×세로 7mm의 L을 갖는(인덕턴스를 갖는) 절첩 다이폴 안테나의 급전부(칩 탑재부(8))에 Rc=500Ω, Cc=14pF의 LSI 칩이 접속·탑재되어 태그로 되고, 양면(도면의 상하면)을 유전률 εr=3, 두께 t=0.75mm의 수지(13) 사이에 끼우도록 해서 피복된다. 태그용 안테나(10)의 선로폭 1mm의 다이폴부(9)는 4개소의 굴곡부(11)(11-1∼11-4)에 의해 양측으로부터 내측으로 구부러져들어가 각형의 소용돌이 형상으로 형성된다. 4개소의 굴곡부(11)를 직선으로 늘렸을 때의 다이폴 안테나의 전장은 안테나 공진 파장의 1/2보다도 짧아지도록 형성된다. 안테나의 중심 근방의 다이폴부(9) 및 다이폴부(9)의 중간에 인덕턴스부(12)가 형성된다. 인덕턴스부(12)는 칩 탑재부(8)에 대해 다이폴부(9) 및 다이폴부(9)와 병렬로 접속된다.
다이폴부, 동작 주파수, 급전부, 수지, 방사 저항, 등가 회로

Description

태그용 안테나 및 그것을 이용한 태그{TAG-USE ANTENNA AND TAG USING THE SAME}
도 1은 일 실시예에서의 극소형인 태그용 안테나의 구성을 나타내는 사시도.
도 2는 일 실시예에서의 태그용 안테나의 임피던스 특성을 나타내는 어드미턴스 차트.
도 3은 일 실시예에서의 태그용 안테나의 전자계 시뮬레이터에 의해 계산한 반사의 주파수 특성을 나타내는 도면.
도 4는 일 실시예에서의 태그용 안테나의 전자계 시뮬레이터에 의해 계산한 안테나 이득 계산값을 나타내는 도면.
도 5는 일 실시예에서의 태그용 안테나의 반사 특성 및 이득 특성을 엑셀 상에서 정합해서 얻을 수 있는 통신 거리 특성도.
도 6의 (a), (b), (c)는 종래의 RFID 시스템에 이용되는 태그용 안테나를 설명하는 도면.
도 7은 RFID 시스템에 이용되는 태그용 안테나와 LSI 칩의 등가 회로를 나타내는 도면.
도 8은 종래의 태그용 안테나를 이용한 태그의 어드미턴스 차트에 의한 해석예를 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 급전부
2: 다이폴부
3: 절첩 다이폴부
4: 인덕턴스부
5: 태그용 안테나의 등가 회로
6: LSI 칩의 등가 회로
7: 길이(L)를 갖는 다이폴 안테나의 특성 궤적
7a: 궤적 회전부
8: LSI 칩 탑재부
9: 다이폴부
10: 태그용 안테나
11(11-1, 11-2, 11-3, 11-4): 굴곡부
12: 인덕턴스부
13: 수지
14: 안테나 특성 궤적
15, 16: 어떤 범위를 나타내는 파선 타원
<비특허 문헌 1> [안테나 공학 핸드북], 사단법인 전자 정보 통신 학회 편집, 주식회사 옴사 발행, ISBN 4-274-02677-9
본 발명은, 무선 고주파 신호를 이용해서 리더 라이터와 태그간에서 정보의 통신을 행할 수 있는 RFID(radio frequency identification) 시스템에 이용되는 LSI(large-scale integration) 칩용의 극소형인 태그용 안테나 및 그것을 이용한 태그에 관한 것이다.
RFID 시스템은, 860∼960MHz의 UHF(Ultra High Frequency)를 이용하여, 리더 라이터(이하, 간단히 RW라고 함)로부터 약 1W의 신호를 송신하고, 태그측에서 그 신호를 수신하고, 다시 RW측에 응답 신호를 돌려보냄으로써, 태그 내의 정보를 RW에 의해 판독할 수 있는 시스템이다.
태그는, 두께 약 0.1mm의 시트나 필름 등의 평면 상에 형성된 금속의 태그용 안테나와, 이 태그용 안테나의 급전점에 접속된 LSI 칩에 의해 구성된다. 통상적으로,LSI 칩은 깨알보다도 작고, 그 실제의 크기는, 두께가 약 0.2mm, 면적이 약 1㎟의 것이다.
RW와 태그의 통신 거리는, 태그용 안테나의 이득, LSI 칩의 동작 전압, 주위 환경 등에도 의하는데, 약 3∼5m로 되어 있다.
도 6의 (a), (b), (c)는, 종래의 RFID 시스템에 이용되는 태그용 안테나를 설명하는 도면이다. 도 6의 (a)는, 급전부(1)의 양옆으로 신장하는 다이폴부(2)로 이루어지는 태그용 안테나를 나타내고, 도 6의 (b)는, 도 6의 (a)의 양단부가 절첩 된 절첩 다이폴부(3)를 구비하는 태그용 안테나를 나타내고, 도 6의 (c)는, 도 6의 (b)의 급전부(1)에 다이폴부(2)와 병렬로 접속된 인덕턴스부(4)를 구비하는 태그용 안테나를 나타내고 있다.
도 7은, RFID 시스템에 이용되는 태그용 안테나와 LSI 칩의 등가 회로를 나타내는 도면이다. 도 7은, 왼쪽에 태그용 안테나의 등가 회로(5)를 나타내고, 오른쪽에 LSI 칩의 등가 회로(6)를 나타내고 있다.
도 8은, 종래의 태그용 안테나를 이용한 태그의 어드미턴스 차트에 의한 해석예를 나타내는 도면이다. 어드미턴스 차트는 차트의 원을 상하로 이분하는 순 저항선의 좌단이 0Ω, 우단이 ∞Ω로 표시된다.
도 7에 도시한 바와 같이, 태그용 안테나는, 방사 저항 Ra와, 인덕턴스 La의 병렬 접속에 의해 등가적으로 나타낼 수 있고, 다른쪽의 LSI 칩은, 저항 Rc과, 캐패시턴스 Cc의 병렬 접속에 의해 등가적으로 나타낼 수 있다.
그리고, 이러한 태그용 안테나와 LSI 칩이 병렬 접속됨으로써, 인덕턴스 La와 캐패시턴스 Cc가 공진하고, 공진 주파수를 나타내는 식 「
Figure 112006066352103-PAT00001
」으로부터 알 수 있는 바와 같이, 원하는 공진 주파수 f0에서 정합하고, 태그용 안테나에서의 수신 파워가 LSI 칩측에 충분히 공급되게 된다.
즉, 상기 태그용 안테나의 방사 저항 Ra를 예를 들면 400Ω으로 하고, LSI 칩의 저항 Rc을 예를 들면 500Ω로 하여, 거의 쌍방의 저항이 상쇄되는 구성으로 했을 때, 상기의 공진 주파수를 나타내는 식에서, L=La=20(nH), C=Cc=1.4(pF)라 하면, RFID 시스템에 필요한 원하는 공진 주파수 f0=953MHz가 얻어진다.
태그용 안테나에 이용되는 기본적인 안테나로서는, 우선, 도 6의 (a)에 도시하는 급전부(1)의 양옆으로 신장하는 다이폴부(2)로 이루어지는 전장 약 145mm의 다이폴 안테나가 고려된다.
이 구성은, 다이폴부(2)에 접속되어 있는 급전부(1)가, 다이폴부(2)에 의해 수신한 신호로부터 전력을 추출하고, 이 전력을 급전부(1)에 탑재되어 있는 LSI 칩에 급전함과 함께 신호 자체를 LSI 칩에 전송한다. 그러나 이 다이폴 안테나의 구성은, 실측하면 방사 저항 Ra=72Ω이다.
그런데, 상술한 저항 Rc=500Ω, 캐패시턴스 Cc=1.4pF의 LSI 칩의 임피던스는, 어드미턴스 차트상에서는, 도 8에 도시한 바와 같이 ωC영역의 약 「-40도」방향의 오른쪽 아래로 기울어진 위치로 표현된다(도 8에서는 간단히 「칩」으로서 나타내는 원형의 플롯으로 표현되어고 있다).
이 경우, 상기의 LSI 칩과 공진하는 다이폴 안테나의 어드미턴스 차트상에서의 최적 위치는, LSI 칩의 위치를 어드미턴스 차트의 순 저항선에 대하여 대칭으로 반전시킨 위치이며, 도 8에 도시한 바와 같이 ωL영역의 약 「+40도」방향의 오른쪽 위로 기울어진 위치로 된다.
이 위치는, 방사 저항 Ra=500Ω, 인덕턴스 La=20nH일 때의 임피던스의 위치이다(도 8에서는 「최적화 위치」로서 나타내는 원형의 플롯으로 표현되어 있다).
이와 같이, 저항 Rc=500Ω, 캐패시턴스 Cc=1.4pF의 LSI 칩에 대응하는 RFID의 태그용 안테나에 필요한 방사 저항 Ra는, 500Ω 정도로 매우 높기 때문에, 도 6의 (a)에 도시하는 다이폴 안테나의 방사 저항 Ra=72Ω에서는,매우 지나치게 작 다.
따라서,다이폴 안테나의 구성을 연구하여, 방사 저항 Ra를 500Ω 부근까지 높일 필요가 있다. 따라서, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이 도 6의 (a)의 양단으로부터 절첩하는 전장 약 145mm의 다이폴부(3)를 구비하는 절첩 다이폴 안테나(folded dipole antenna)가 고안되었다.
이로써, 방사 저항 Ra를 크게 할 수 있다. 이 구성이면, 방사 저항 Ra는, 절첩부의 선폭에 따라서도 서로 다르지만,대fir 300Ω∼1500Ω의 범위에서 크게 설정할 수 있다는 것이 알려져 있다.
도 8에는, 방사 저항 Ra를 400Ω이라 했을 때의, 절첩 다이폴의 임피던스 위치가, 순 저항선 상에 삼각으로 표현되어 있다.
여기서, 또한 그 방사 저항 Ra를 400Ω인 채로 , 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이 도 6의 (b)의 급전부(1)에 다이폴부(2)와 병렬로 인덕턴스부(4)를 접속하면, 안테나 특성은 어드미턴스 차트상에서 좌회전한다.
그리고, 도 8의 ωL영역에, L을 갖는(인덕턴스를 갖는) 절첩 다이폴로서 삼각으로 나타낸 바와 같이, 공진 주파수가 953MHz일 때에서의 L을 갖는 절첩 다이폴 안테나의 안테나 특성(임피던스)이 최적화 위치의 근방에 위치하게 된다.
도 8의 어드미턴스 차트는, 700MHz∼1200MHz의 특성예를 나타내고 있는데, 이 공진 주파수의 범위에서, L을 갖는 절첩 다이폴 안테나의 안테나 특성 궤적(7)은, 공진 최적값(최적화 위치, Ra=500Ω, La=20nH)의 주위를 맴돌고 있다는 것을 알 수 있다.
즉, 도 6의 (c)에 도시하는 L을 갖는 절첩 다이폴 안테나의 구성에 의하면, LSI 칩과 공진하는 주파수 대역이 넓어지는 것을 알 수 있다.
그런데,RFID는, 태그로서 다양한 물체에 접착해서 이용되는데, RFID가 접착된 물체가, 발포 스치롤인 경우, 그 유전률 εr는, εr=1.1 정도로 공기 중의 값(εr=1)과 거의 동일하다.
즉, 발포 스치롤에 태그를 접착한 경우에는, 공기 중에 태그를 띄웠을 경우와 거의 동일한 상태이다.
그러나,RFID가 접착되는 물체가 예를 들면 플라스틱인 경우에는, 플라스틱의 유전률 εr는, εr=3 정도로서, 플라스틱의 두께 2mm로 하면, 안테나 주위의 실효 유전률이 커져버린다.
또한, RFID와 통신하는 RW의 동작 주파수 953MHz에서의 행동은, 공기 중에서의 953MHz에서의 특성을 약 100MHz 어긋나게 하였을 때의 특성과 거의 동일하다는 것이 실험적으로 판명되어 있다.
이와 같이, 다양한 물체에 접착했을 때, 즉 동작 주파수가 어긋났을 때, 안테나의 통신 거리가 변화되어 버리면 실용으로 되지 않기 때문에, 다양한 물체에 접착한 경우에도 통신 거리가 크게 변화하지 않는 안테나가 요구된다.
따라서,주파수 대역 특성을 널리 취할 수 있는 안테나, 바꿔 말하면, 주파수 특성이 넓은 안테나가, RFID에 있어서 양호한 안테나라고 할 수 있다.
도 8에 도시되어 있는 바와 같은 안테나 특성을 갖는 도 6의 (c)의 L을 갖는 절첩 다이폴 안테나는, 충분히 대역이 넓고, 예를 들면 도 8의 안테나 특성 궤 적(7)에서 1회전하는 부분(7a)의 대역폭은 약 200MHz이고, 접착하는 물체에 의해 통신 거리가 변화되기 어려운(접착하는 물체에 의해 좌우되지 않는) 양호한 안테나라고 할 수 있다(또한,다이폴 안테나에 대해서는, 비특허 문헌 1 참조).
그러나, RFID는 유저로부터 소형화의 요망이 강하다. 세로 15mm, 가로 145mm나 되는 안테나는, 태그용으로서는 지나치게 크다. 예를 들면 서적의 관리용으로 이용하는 것으로는 가능하겠지만, 그 밖의 실용면에서는 용도에 제약을 받아 자유도가 없어, 좀 더 소형화할 필요가 있다.
그런데,예를 들면 안테나 전체의 크기를 80×20mm로 하려면,안테나 선로를 구불구불 구부려 메안더화하는 등 하여, 길게 한 선로 길이를 좁은 면적 내에 수용해야 한다.
그런데, 안테나를 소형화하면,도 8에 도시하는 1회전하고 있는 특성 부분(특성 궤적(7a))의 주파수 간격이 넓어지는(예를 들면 1회전하는 대역폭이 겨우 10MHz 정도밖에 되지 않게 되는) 것이 판명되어 있다.
즉, 안테나를 소형화하면,주파수 대역이 좁아진다. 바꿔 말하면, 그와 같이 소형화한 안테나로 이루어지는 RFID는, 접착된 물체에 의해 통신 거리의 변화가 심해진다. 이래서는 실용면에서 문제가 있다.
본 발명의 과제는, 상기 종래의 실정을 감안하여, 항상 변화가 적은 통신 거리를 유지할 수 있어 소형화가 가능한 태그용 안테나를 제공하는 것이다.
본 발명의 태그용 안테나는, 동일 평면 내에 도체에 의해 형성된 다이폴 안테나와 급전부와 인덕턴스부를 구비하는 태그용 안테나로서, 상기 급전부는, 상기 다이폴 안테나의 중심에 칩을 탑재 가능하게 형성되고, 상기 인덕턴스부는, 상기 급전부에 대하여 상기 다이폴 안테나의 쌍극과 병렬로 접속되고, 상기 다이폴 안테나는, 상기 쌍극을 각각 적어도 4개소의 내측으로 구부러지는 굴곡부에 의해 양측으로부터 구부러져들어가 각형의 소용돌이 형상으로 형성되고, 각각 4개소의 상기 굴곡부를 직선에 늘렸을 때의 전장이 안테나 공진 파장의 1/2보다도 짧도록 구성된다.
이 태그용 안테나에서,상기 인덕턴스부는, 예를 들면 상기 다이폴 안테나의 중심 근방에 형성되고, 그 다이폴 안테나의 상기 각형의 소용돌이 형상으로 형성된 쌍극의 중간에 배치되도록 구성된다. 또한, 예를 들면 태그의 리더 라이터 동작 주파수 953MHz에서의 임피던스가 안테나 최적값에 가까워지도록 안테나 전장 및 인덕턴스부가 조정되어 구성된다. 또한, 상기 도체는, 예를 들면, Cu, Ag, 또는 Al에 의해 구성된다.
또한, 이 태그용 안테나에서는, 상기 급전부에 LSI(large-scale integration) 칩이 접속·탑재된다. 이 경우, 상기 태그용 안테나를, 예를 들면 이 태그용 안테나의 양면으로부터 수지 또는 종이 사이에 끼워 구성하여도 된다. 또한 이 경우, 상기 수지는, 예를 들면 테레프탈산 에틸렌 필름인 것이 바람직하다.
<실시예>
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다.
(실시예 1)
도 1은, 일 실시예에서의 극소형인 태그용 안테나의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 1에 도시하는 태그용 안테나(10)의 전체 크기는, 가로 53mm×세로 7mm이다.
이 태그용 안테나(10)는, 동일 평면 내에 도체에 의해 형성된 다이폴 안테나와 급전부와 인덕턴스부를 구비하고 있다. 또한, 상기의 도체에는, Cu, Ag 또는 AI를 이용하는 것이 바람직하다.
급전부는 다이폴 안테나의 중심에 LSI 칩을 탑재 가능하게 형성되고, 도 1에 도시한 바와 같이 칩 탑재부(8)를 구성하고 있다. 이 칩 탑재부(8)를 중심으로 하여, 그 양측에 선로폭 1mm의 다이폴부(9)가 형성되어, 전체로서 다이폴 안테나를 형성하고 있다.
양측의 다이폴부(9)로 이루어지는 이 다이폴 안테나는, 양극을 각각, 적어도 4개소의 내측으로 구부러지는 굴곡부(11)(11-1, 11-2, 11-3, 11-4)에 의해 양측으로부터 구부러져들어가 각형의 소용돌이 형상으로 형성되어 있다. 즉, 본 실시예에서는,편측 4회의 굴곡부를 구비하고 있다.
이들, 각각 4개소의 굴곡부(11)를 직선으로 늘렸을 때의 다이폴 안테나의 전장은, 자세하게는 후술하는 바와 같이, 안테나 공진 파장의 1/2보다도 짧아지도록 형성되어 있다.
또한, 이 다이폴 안테나의 중심 근방에는, 상기 각형의 소용돌이 형상으로 형성된 다이폴부(9) 및 다이폴부(9)의 중간에, 인덕턴스부(12)가 형성되어 있다. 이 인덕턴스부(12)는, 칩 탑재부(8) 즉 이 안테나의 급전부에 대하여, 다이폴부(9) 및 다이폴부(9)와 병렬로 접속되어 있다.
이 다이폴 안테나(태그용 안테나(10))는, 급전부(칩 탑재부(8))에 예를 들면 Rc=500Ω, Cc=1.4pF의 LSI 칩을 접속·탑재하여 태그로서 구성되고, 그 양면(도면에서는 상하의 면)을, 유전률 εr=3, 두께 t=0.75mm의 수지(13) 사이에 끼우도록 하여 피복된다.
이 수지(13)에는, 예를 들면 테레프탈산 에틸렌 필름 등이 이용된다. 또한 수지(13) 대신에 적절한 종이로 양면으로부터 피복하도록 하여도 된다.
도 2는, 이 태그용 안테나(10)의 안테나 특성 즉 임피던스 특성을 나타내는 어드미턴스 차트이다. 또한, 도 2에서,칩의 위치와 안테나 최적 위치는, 도 8의 경우와 동일하다.
도 2에 도시하는 어드미턴스 차트는, 태그용 안테나(10)의 도 7에 도시한 바와 같은 Ra, La, Rc, Cc의 값을 시판되는 전자계 시뮬레이터에 입력하고, 800MHz ∼1100MHz의 주파수 대역에서의 임피던스를 계산한 결과의 안테나 특성을 나타내는 궤적(14)을 나타내고 있다.
이 안테나 특성 궤적(14)은, 안테나 최적값의 주위를 회전하고 있는데, 도면의 파선 타원(15)으로 둘러싸서 나타내는 RW 동작 주파수의 953MHz부터 1000MHz 부근에서, 가장 안테나 최적값에 가까운 값으로 되어 있다. 즉, LSI 칩과 다이폴 안테나와의 반사가 작다.
또한 주파수가 높아져, 도면의 파선 타원(16)으로 나타내는 1050MHz를 초과하는 위치로 되면, 안테나 최적값으로부터 멀어지기 때문에, LSI 칩과 다이폴 안테나와의 반사가 커진다.
도 3은, 상기의 전자계 시뮬레이터에 의해 계산한 태그용 안테나(10)의 반사 S11의 주파수 특성을 나타내는 도면이다. 도 3은 횡축에 주파수(800MHz∼1100MHz)를 나타내고, 종축에 반사 S11(-5dB∼0dB)을 나타내고 있다. 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 975MHz 부근에서 반사 S11이 가장 작게 되어 있다.
도 4는 상기의 전자계 시뮬레이터에 의해 계산한 태그용 안테나(10)의 안테나 이득 계산값을 나타내는 도면이다. 도 4는 횡축에 주파수(800MHz∼1100MHz)을 나타내고, 종축에 안테나 이득(-4dBi∼2dBi)을 나타내고 있다. 도 4에 도시하는 안테나 이득은, 1050MHz 부근에서 최대로 되어 있다.
즉, 1050MHz 부근에서는,도 2의 어드미턴스 차트에 의해 도시한 바와 같이 반사가 커지는 결점은 있지만, 이 1050MHz 부근에서는 도 4에서 알 수 있는 바와 같이 안테나 이득이 크기 때문에, 이 큰 안테나 이득에 의해 반사의 큰 결점을 보충하는 형태로 되어 있다.
도 5는, 태그용 안테나(10)의 상기의 반사 특성 및 이득 특성을 엑셀 상에서 합하여 얻어지는 통신 거리 특성도이다. 도 5는 횡축에 주파수(800MHz∼1100MHz)를 나타내고, 종축에, 최대 거리로 규격화한 상대 통신 거리를 나타내고 있다.
이와 같이, 태그용 안테나(10)가 갖는 통신 거리 특성은, RW 동작 주파수953MHz에 대하여 좌우 비대칭으로 되어 있지만, RW 동작 주파수 953MHz보다도 높은 주파수측에서는 변화가 완만해서, 통신 거리가 비교적 안정된 특성으로 되어 있다.
상기의 전자계 시뮬레이터에서의 계산은, 도 1에 도시한 수지(13)의 상하는 공기로서 설정하고 있기 때문에,RW 동작 주파수 953MHz에서의 통신 거리는, 태그용 안테나(10)가 공기 중에 있을 때의 거리이다. 공기 중에서의 통신 거리는, 도 5에 도시한 바와 같이 규격화된 최대 거리에 대하여 0.95의 거리이다. 즉 최대 거리의 95%가 확보되어 있다.
이 태그용 안테나(10)를, 예를 들면 εr=3, 두께 2mm의 플라스틱에 접착하면, 안테나 주위의 실효 유전률이 커져서 대역이 약 10% 시프트한다. 즉, 도 5의 파형이 저 주파수측으로 약 100MHz 어긋난다.
바꿔 말하면, 도 5의 파형에서, 953MHz보다도 약 10% 정도 높은 주파수1050MHz에서의 상대 통신 거리의 값이, 태그용 안테나(10)를 두께 2mm의 플라스틱에 접착했을 때의 통신 거리로 된다. 이 때의 통신 거리는, 도 5에 도시한 바와 같이 규격화된 최대 거리에 대하여 0.8의 거리로, 최대 거리의 80%가 확보되어 있다.
이와 같이, 도 5로부터도 판명되는 바와 같이, 본 실시예의 태그용 안테나(10)는 공기 중에서도, 발포 스치롤에 접착해도, 두께 2mm의 플라스틱에 접착해도, 최대 통신 거리의 80% 이내의 거리를 항상 확보할 수 있어, 매우 높은 거리 안정성을 갖고 있다고 하는 것으로 된다.
본 실시예의 태그용 안테나(10)의 특징은, RW 동작 주파수의 953MHz 부근에서는,안테나 최적값에 가능한 한 근접하도록 다이폴부와 인덕턴스부로 이루어지는 안테나 패턴이 조정되어 있고, 953MHz보다도 높은 주파수에서는,안테나 최적값으로부터는 멀어져 반사가 커지지만, 안테나 이득이 높아짐으로써, 통신 거리를 크게 열화시키는 일이 없다고 하는 것이다.
953MHz보다도 높은 주파수에서 안테나 이득이 높아지도록 하기 위해서는, 안테나의 전장을, 이득 효율이 좋은 안테나 공진 파장의 1/2에 가깝게 한다.
본 실시예의 태그용 안테나(10)의 안테나 패턴의 특징은, 굴곡부(11)를 똑바로 늘렸을 때의 안테나 전장이 안테나 공진 파장 λ의 1/2보다 약간 짧아지도록 하고 있는 것이다.
도 1에 도시하는 예에서는, 굴곡부(11)를 똑바로 늘렸을 때의 안테나 전장이 약 120mm, 안테나 공진 파장 λ의 1/2는 약 130∼140mm이다. 이 안테나 공진 파장 λ의 10mm의 허용폭은 상하의 수지(13)를 고려한 것이다.
또한, 다이폴부는, 가급적 직선에 가깝도록 단부측으로부터 내측으로 구부러져들어간다. 또한, 양쪽 다이폴부는 근접하지 않는 쪽이 좋기 때문에, 양쪽 다이폴부 사이에 인덕턴스부를 형성하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의해, 953MHz에서의 임피던스가, 도 2에 도시한 바와 같이, 안테나 최적값에 가까워지도록 설정되고, 1050MHz 근방에서는 안테나 이득이 가장 크게 되도록 설정된다.
이에 의해, 공기 중, 발포 스치롤 상, 두께 2mm의 플라스틱 상에 있어도, 최대 통신 거리의 80% 이내의 거리를 항상 확보할 수 있는 매우 높은 거리 안정성을 갖는 태그용 안테나가 실현된다.
또한, 본 발명에서,태그용 안테나(L을 갖는 다이폴 안테나)의 전체 크기는, 가로 30∼80mm, 세로 6∼15mm 정도를 상정하고 있다.
도 1에 도시한 바와 같이,가로 53mm, 세로 7mm의 크기로는,양쪽 다이폴부의 편측에서 4회의 굴곡부를 형성하지만, 안테나가 작아질수록 편측 5회 또는 6회 라고 하는 바와 같이 굴곡부의 수를 늘려 가면 된다.
본 발명에 따르면, 극소형인 안테나로 또한 접착하는 물체에 의해 통신 거리가 변화되는 일이 적은 태그용 안테나를 제공할 수 있다.

Claims (7)

  1. 동일 평면 내에 도체에 의해 형성된 다이폴 안테나와 급전부와 인덕턴스부를 포함하는 태그용 안테나로서,
    상기 급전부는, 상기 다이폴 안테나의 중심에 칩을 탑재 가능하게 형성되고,
    상기 인덕턴스부는, 상기 급전부에 대하여 상기 다이폴 안테나의 쌍극과 병렬로 접속되고,
    상기 다이폴 안테나는, 상기 쌍극을 각각 적어도 4개소의 내측으로 구부러지는 굴곡부에서 양측으로부터 굽어 들어가서 각형(角形)의 소용돌이 형상으로 형성되고, 각각 4개소의 상기 굴곡부를 직선으로 늘렸을 때의 전장(全長)이 안테나 공진 파장의 1/2 보다도 짧은 것을 특징으로 하는 태그용 안테나.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인덕턴스부는, 상기 다이폴 안테나의 중심 근방에 형성되고, 해당 다이폴 안테나의 상기 각형의 소용돌이 형상으로 형성된 쌍극의 중간에 배치되는 것을 특징으로 하는 태그용 안테나.
  3. 제1항에 있어서,
    태그의 리더 라이터 동작 주파수 953MHz에서의 임피던스가 안테나 최적값에 가까워지도록 안테나 전장 및 인덕턴스부가 조정되어 있는 것을 특징으로 하는 태 그용 안테나.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 도체는, Cu, Ag, 또는 Al인 것을 특징으로 하는 태그용 안테나.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 급전부에 LSI(large-scale integration) 칩이 접속·탑재된 것을 특징으로 하는 태그용 안테나.
  6. 제5항의 태그용 안테나를 해당 태그용 안테나의 양면으로부터 수지 또는 종이 사이에 끼운 것을 특징으로 하는 태그.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 수지는, 테레프탈산 에틸렌·필름인 것을 특징으로 하는 태그.
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