미앤더 라인을 이용한 RFID 태그용 원형 루프 안테나의 소형화

Abstract

본 논문에서는 UHF 대역(<TEX>$908.5{\sim}914$</TEX> MHz)에 사용되는 RFID 태그용 소형 안테나를 원형 루프 안테나로 설계 및 제작하였다. 원형 루프 구조를 미앤더 라인 구조로 변형시킴으로써 원형 루프 안테나의 소형화를 가능하게 하였다. 2단 미앤더 라인 구조를 이용한 소형 원형 루프 안테나의 경우, 안테나 직경이 40 mm로 일반 원형 루프 안테나에 비해 83%의 크기 축소율을 얻었으며, <TEX>$S_{11}$</TEX>, -11.9 dB, -10 dB 대역폭 12 MHz(1.3%), 최대 이득 -1.18 dBd의 특성을 얻었다. 또한 알루미늄으로 코팅된 과자 봉지와 같은 평면형 도체에 부착 가능하도록 태그 안테나를 2단 미앤더 라인 구조를 이용하여 반파장 원형 루프 안테나에 적용시킨 반파장 소형 원형 루프 안테나를 고안, 제작하였다. 이 안테나는 접지면을 제외하고 92.1%의 크기 축소율을 얻었으며, <TEX>$S_{11}$</TEX> -16.5 dB, -10 dB 대역폭 48MHz(5%), 최대 이득 -0.58 dBd의 특성을 얻었다. 방사 패턴은 z-y면에서 무지향성 패턴 특성을 나타내었다. 이로써 본 논문에서 제안된 미앤더 라인 구조의 원형 루프 안테나가 RFID 태그 안테나의 소형화에 적합함을 확인하였다. In this paper, the miniaturized radio frequency identification(RFID) tag antennas used in UHF band<TEX>$(908.5{\sim}914MHz)$</TEX> are designed and fabricated by using the circular loop antenna(CLA). Miniaturization of CLA was possible to transform the structure of circular loop into the structure of meander line. In the case of double meander line CLA is reduced up to 83% compared with the general type CLA. The <TEX>$S_{11}$</TEX>, -10 dB bandwidth, and gain of double meander line CLA were -11.9 dB, 12 MHz(1.3%), and -1.18 dBd. Also, a small half-wavelength CLA using double meander line is designed and fabricated for flat snack bag coated aluminum. The antenna is reduced up to 92.1% except ground. It shows the <TEX>$S_{11}$</TEX> of -16.5 dB, -10 dB bandwidth of 48 MHz(5%) and gain of -0.58 dBd. The radiation pattern shows omni-directional pattern in z-y plane(x-axis pol.). Through this result, we can confirm that miniaturized type CLAs using meander lines are suitable for miniaturized RFIB tag antennas with the UHF band.