부착 금속면 크기에 따른 영향을 최소화 한 RFID 메탈 태그 안테나의 설계

Abstract

본 논문에서는 부착 금속면의 크기에 따른 영향을 최소화 한 수동형 RFID 메탈 태그 안테나를 제안하였다. 제안된 태그 안테나는 금속면에 부착이 가능한 패치 안테나 구조이며, 매우 얇은(<TEX>$119{\times}30{\times}1.6$</TEX> mm) 구조로 칩 임피던스와 정합이 되도록 설계되었다. 태그 안테나는 루프 형태로 커플링 급전을 하였으며, 형성된 루프를 경계로 안쪽과 바깥쪽 두 개의 방사체로 구성되어 있다. 바깥쪽의 방사체는 부착될 금속의 크기에 관계없이 전류를 안쪽의 방사체에 집중하도록 하는 역할을 한다. 또한, 태그 안테나는 CST microwave를 통하여 설계되었으며, 무반사실에서 그 성능을 측정하였다. 최적화된 태그 안테나는 <TEX>$S_{11}</TEX><TEX><</TEX><TEX>-10$</TEX> dB 기준으로 35 MHz(중심 주파수 대비 3.77 %)의 반사 손실 대역폭을 갖는다. 태그의 인식 거리 측정 결과, 금속(최대 면적 <TEX>$700{\times}700$</TEX> mm)에 부착 시 2.9 m 자유공간상에서 5.5 m의 인식 성능을 보였다. In this paper, we propose a RFID metal tag antenna with a minimum by size of a metal surface to attach. This proposed tag antenna is a patch antenna which is able to stick on metal surface and designed for very slim structure (<TEX>$119{\times}30{\times}1.6$</TEX> mm) antenna that is matched to a chip impedance. This has a loop coupling feeding and consists of a inner radiator and a outer radiator. The outer radiator activates the current to concentrate on the inner radiator regardless of metal size to attach. Also the tag antenna is designed by CST microwave tool and the performance is measured in the anechoic chamber. The optimum antenna has 3.77 % of the matching bandwidth(<TEX>$S_{11}</TEX><TEX><</TEX><TEX>-10$</TEX> dB). The readable range of the tag antenna is about 2.9 m on metal(max. size <TEX>$700{\times}700$</TEX> mm) and 5.5 m in free space according to the measurement results.