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초록
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본 논문에서는 도전사를 이용하여 UHF 대역에서 동작하는 'ㅂ'자 자수 형태의 wearable RFID tag 안테나를 설계하였다. T-정합 형태를 가지는 'ㅂ'자의 자수형 tag 안테나를 다양한 도전사의 특성을 분석하여 전기적 성질이 좋은 200D(데니아)의 도전사로 자수 형태로 의복에 직접 자수를 넣을 수 있도록 설계하였다. 의류 위에 전도성을 가진 도전사를 이용한 태그를 자수해서 넣음으로 해서 의류의 착용할 수 있고 구부러질 수 있으면서 인식이 가능하게 하였다. 도전사의 데니아(denier)별로 제작 가능한 실의 전기적 특성을 측정하고, 그 측정치를 기반으로 자수 형태의 RFID 태그를 제작하였다. 제작한 안테나의 성능을 검증하기 위하여 반사 손실, 인식 거리 패턴 등을 측정하여 약 1.52 m의 인식 거리를 갖는 것으로 나타났다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

A wearable embroidery 'ㅂ' character shape UHF RFID tag antenna has been designed using conductive electro-thread. After testing characteristics of various electro-threads, the embroidery tag, with a T-matching structure, has been designed on a cloth with 200D(denier) electro-thread which performs el...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • II 장에서는 간단한 RFID의 원리와 태그 안테나를 설계하기 전에 도전사의 전기적 특성들을 보여주었으며, 皿장에서는 본 논문이 제안하는 안테나의 설계 수치와 실제 제작한 결과와 비교하였다. IV장에서 결론을 보여준다.
  • 설계 및 측정하였다. Tag는 T 매칭 구조를 갖는 자 모양으로 도전사로 태그 안테나를 설계하였고 측정하였다. 도전사는 전도성을 가지고 있고 일반 금속과는 비슷하면서 부드러운 성질을 나타내는 것을 알 수 있었다.
  • 전체 크기는 62 mmx35 mm이다. 가운데 RFID 칩이 내장된 strap 이 부착되고, 평평하게 자수로서 안테나를 제작하였다.
  • 그림 2에서 도전사로 만든 자수형으로 디자인된 RFID tag 안테나 모양과, 그 안테나의 각 파라미터 값을 보여준다. 각 파라미터들은 종전의 한국 UHF RFID 중심 주파수 911 MHz에 맞게 설계하였다.
  • 그리고 태그 칩과 태그 안테나의 임피던스 매칭부분이기도 하며, 태그 칩을 정전기로부터 보호하기 위한 방법으로 안테나를 T-매칭 구조를 갖는 글자 형태인 자 모양으로 설계하였다.
  • 서로 비교한 그림이다. 다이폴 안테나와 마찬가지로 안테나의 미러 효과를 이용하여 반사 계수를 측정하고, NI 장비와 소형 챔버에서 지그를 이용한 측정 장비로 확인하였다. 그림 4에서 시뮬레이션한 안테나의 중심 주파수는 911 MHz 이고, 그 반사 계수는 약 T3 dB 이다.
  • 시작하였다. 도전사에 대한 자세한 정보가 미흡하여, 취할 수 있는 도전사를 확보하여 측정하였다.
  • 도전사의 굵기에 따라 특성을 분석하고 측정하고, 그 측정치에 따라 simulation하여 설계를 시작하였다. 도전사에 대한 자세한 정보가 미흡하여, 취할 수 있는 도전사를 확보하여 측정하였다.
  • 하였다. 도전사의 전기적 성질을 이용하여 천이나 옷에 자수를 놓음으로서 입을 수 있고 구부러 짐 이 가능하도록 태그가 설계되었다. 태그 안테나는 한글 문자인 자 형태로 설계되었다.
  • 도전사의 전도성(conductivity)을 측정하여 그 값을 이용해서 simulation하였으며, 따로 옷에 붙이지 않고 직물에 직접 자수를 하도록 하였다. II 장에서는 간단한 RFID의 원리와 태그 안테나를 설계하기 전에 도전사의 전기적 특성들을 보여주었으며, 皿장에서는 본 논문이 제안하는 안테나의 설계 수치와 실제 제작한 결과와 비교하였다.
  • 그래서 이러한 구부러질 수 있는 곳에 사용할 수 있는 태그 안테나를 개발하기 위하여 도전 사실을 이용하는 움직임이 점차 늘어나고 있고, 초기의 설계로서 도전사를 이용하여 간단한 다이폴 형태의 태그를 설계하여 동작함을 보여주었다項 1. 또한 전도성 재료로 FleTron를 사용한 2.4 GHz 단일 급전 링 모양의 직물 안테나와 직물 재료로 평면 안테나의 모양을 직물의 특성을 보존하고 옷 안에 부드럽게 붙일 수 있는 2.4 GHz의 직물 패치 안테나, 그리고 전도성 직물 모델링에 관한 연구가 소개되었으며, 4 가지 형태로 6 GHz에서 동작할 수 있는 전송 선로도 디자인하여 소개하였다피
  • 본 논문에서는 UHF 대역에서 동작하는 자수형 RFID tag로서, 한글 자음의 자 모양으로 태그 안테나를 설계 및 측정하였다. Tag는 T 매칭 구조를 갖는 자 모양으로 도전사로 태그 안테나를 설계하였고 측정하였다.
  • 본 논문에서는 전기가 통하는 실의 일종인 도전사를 사용하여 자수된 글자 형태로 태그 안테나를 설계를 하였다. 도전사의 전기적 성질을 이용하여 천이나 옷에 자수를 놓음으로서 입을 수 있고 구부러 짐 이 가능하도록 태그가 설계되었다.
  • 안테나를 쉽게 디자인하기 위해 정합하기 쉬운 글자로서 T매칭 구조를 갖는 자 모양으로 안테나를 설계하였다. 그림 2에서 도전사로 만든 자수형으로 디자인된 RFID tag 안테나 모양과, 그 안테나의 각 파라미터 값을 보여준다.
  • Genl strap를 사용하였다. 태그 안테나 임피던스는 RFID 칩 임피던스와 공액 정합시켜야 하므로 칩의 임피던스를 감안하여 안테나의 목표 설계치를 Zm=7+/120과 같이 정하였다.

대상 데이터

  • 본 논문에서는 2010년 3월까지는 두 가지를 공용하여도 되므로 현 시스템에 사용할 수 있는 종전의 사용된 중심 주파수인 911 MHz를 사용하였고 Alien 사의 Genl strap를 사용하였다. 태그 안테나 임피던스는 RFID 칩 임피던스와 공액 정합시켜야 하므로 칩의 임피던스를 감안하여 안테나의 목표 설계치를 Zm=7+/120과 같이 정하였다.
  • 43 ohm/cm로서 저항 값은 일반적인 예상과 같이 겹쳐진 줄의 수에 반비례함을 알 수 있었다. 사용된 실은 저항성이 가장 낮은 Article 200D 도전사이다.
  • 전체 크기는 62 mmx35 mm이다. 가운데 RFID 칩이 내장된 strap 이 부착되고, 평평하게 자수로서 안테나를 제작하였다.
  • 측정된 도전사는 간단한 이름은 각각 70D, 100D, 200D이다. 그림 1에서 길이별 도전시.
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참고문헌 (11)

  1. 김연호, 정유정, "도전사를 이용한 UHF RFID 다이폴 태그 디자인", 한국전자파학회논문지, 19 (1), pp. 1-6, 2008년 1월 

  2. Y. H. Kim, K. H. Lee, and Y. C. Chung, "Wearable UHF RFID tag antenna design using flexible electro-thread", IEEE International Symposium on Antenna Propagation, Session 417.9, Hawaii, pp. 5487- 5490, Jun. 2007 

  3. A. Tronquo, H. Rogier, C. Hertleer, and L. Van Langenhove, "Robust planar textile antenna for wireless body LANs operating in 2.45 GHz ISM band", Electronics Letters, vol. 42, pp. 142-143, 2006 

  4. I. Locher, M. Klemm, T. Kirstein, and G. Trster, "Design and characterization of purely textile patch antennas", IEEE Transactions, vol. 29, issue 4, pp. 777-788, 2006 

  5. D. Cottet, J. Grzyb, T. Kirstein, and G. Troster, "Electrical characterization of textile transmission lines", IEEE Transactions, vol. 26, issue 2, pp. 182- 190, 2003 

  6. Ouyang Yuehui, W. J. Chappell, and W. L. Stutzman, "Diversity characterization of body-worn textile antenna system at 2.4 GHz", IEEE Antennas and Propagation Society Symposium 2006, vol. 3, pp. 2117-2120, 2006 

  7. P. Salonen, Y. Rahmat-Samii, M. Schaffrath, and M. Kivikoski, "Effect of textile materials on wearable antenna performance: A case study of GPS antennas", IEEE Antennas and Propagation Society Symposium, vol. 2, pp. 459-462, 2004 

  8. P. Salonen, Y. Rahmat-Samii, and M. Kivikoski, "Wearable antennas in the vicinity of human body", IEEE Antennas and Propagation Society Symposium, vol. 2, pp. 467-470, 2004 

  9. P. Salonen, Y. Rahmat-Samii, M. Schaffrath, and M. Kivikoski, "Effect of textile materials on wearable antenna performance: A case study of GPS antennas", Antennas and Propagation Society International Symposium 2004, IEEE, vol. 1, pp. 459- 462, Jun. 2004 

  10. "Regulatory status of using RFID in the UHF spectrum", http://www.epcglobalinc.org/ Mar. 2009 

  11. Denier의 설명 http://en.wikipedia.org 

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