[논문]5.8 GHz RFID용 소형 슬롯 안테나

이종익

doi:10.6109/jkiice.2013.17.12.2763

초록
AI-Helper

본 논문에서는 5.8 GHz RFID 대역(5.725-5.875 GHz)용 소형 슬롯 안테나 설계방법에 대해 연구하였다. 제안된 슬롯 안테나는 일자형 슬롯의 양쪽 끝 부분을 "I"형으로 접어서 소형화하고 슬롯 내부에 직사각형 급전패치를 둔 구조이다. 슬롯의 길이, 급전패치의 위치, 급전패치의 폭과 길이 등이 안테나의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 본 논문의 연구 결과들의 타당성을 검증하기 위해 5.8 GHz 대역용으로 최적화된 파라미터값들로 프로토타입 안테나를 FR4 기판 상에 제작하고 특성을 실험하였다. 실험결과 제작된 안테나의 VSWR < 3인 주파수 대역은 5.72-6.13 GHz (대역폭 410 MHz)으로서 시뮬레이션 결과인 5.64-5.97 GHz (대역폭 330 MHz)와 비교적 잘 일치하였다. 복사패턴은 슬롯 면에 수직한 양 방향으로 최대복사가 관찰되고 교차편파 레벨이 -20 dB 이하이며, 대역 내 이득은 0 dBi 이상인 양호한 복사특성을 갖는다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this paper, a design method for a compact slot antenna for 5.8 GHz RFID band (5.725-5.875 GHz) is studied. The proposed slot antenna is size-reduced by bending both ends of the straight slot in "I"-shape, and a rectangular feed patch is located inside the slot. The effects of slot length, locatio...

In this paper, a design method for a compact slot antenna for 5.8 GHz RFID band (5.725-5.875 GHz) is studied. The proposed slot antenna is size-reduced by bending both ends of the straight slot in "I"-shape, and a rectangular feed patch is located inside the slot. The effects of slot length, location of feed patch, and width and length of feed patch on the antenna performance are examined. A prototype antenna with optimized parameters for 5.8 GHz band is fabricated on an FR4 substrate and tested experimentally to verify the results of this study. The experimental results show that the frequency band for a VSWR < 3 ranges 5.72-6.13 GHz (bandwidth 410 MHz), and it corresponds fairly well with the simulated band 5.64-5.97 GHz (bandwidth 330 MHz). The fabricated antenna shows good radiation performance such as maximum power density in both directions normal to the slot plane, low cross-polarization level of 0 dBi within the frequency band.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 논문에서는 5.8 GHz 대역 RFID용 소형 슬롯 안테나 구조를 제안하고 설계 방법에 대해 연구하였다. 제안된 안테나는 일자형 슬롯 양끝을 “Γ ”형으로 접어서 소형화하고 슬롯 내부에 급전용 직사각형 패치를 둔 형태이다.
본 논문에서는 유전체 기판의 한 면에 도체 패턴이 인쇄되는 소형 슬롯 안테나 구조를 제안하고 5.8 GHz 대역 (5.725 - 5.875 GHz) RFID용으로 설계하는 방법에 대해 연구한다. 먼저 여러 가지 파라미터들이 안테나의 특성에 미치는 영향을 관찰한 후 설계를 위한 주(main) 파라미터들을 선별한다.

가설 설정

유전체 기판은 두께 td = 0.8 mm인 RF4 기판 (εr = 4.4, 손실 탄젠트 = 0.025)으로 가정하고 안테나는 y축에 대해 좌우 대칭인 구조이다.

제안 방법

(a)의 점 a와 점 a'을 두 단자로 하고 포트 임피던스가 50Ω인 discrete port 방식을 택하였다.
먼저 여러 가지 파라미터들이 안테나의 특성에 미치는 영향을 관찰한 후 설계를 위한 주(main) 파라미터들을 선별한다. 5.8 GHz 대역용으로 최적화된 파라미터 값들로 프로토타입 안테나를 제작하고 반사계수, 복사패턴, 이득 등에 대한 성능을 측정하여 연구결과의 타당성을 검증한다.
다음으로 직사각형 급전 패치와 슬롯의 아래 부분 사이의 간격 g1의 영향을 살펴보기 위해 점 a와 점 a'을 두 단자로 하는 안테나의 급전 포트에서의 입력 임피던스 Z(= R+jX)의 변화를 그림 3과 같이 관찰하였으며, 이 때, 다른 파라미터 값들은 표 1과 동일한 값들로 유지하였다.
875 GHz) RFID용으로 설계하는 방법에 대해 연구한다. 먼저 여러 가지 파라미터들이 안테나의 특성에 미치는 영향을 관찰한 후 설계를 위한 주(main) 파라미터들을 선별한다. 5.
제안된 안테나는 일자형 슬롯 양끝을 “Γ ”형으로 접어서 소형화하고 슬롯 내부에 급전용 직사각형 패치를 둔 형태이다. 여러 가지 파라미터들이 안테나의 특성에 미치는 영향을 점검하고 원하는 특성을 갖도록 안테나를 설계하는데 필요한 주된 파라미터들을 선별하였다. 제안된 구조의 안테나를 5.
제안된 구조의 안테나를 5.8 GHz 대역용으로 최적화 (VSWR < 3인 대역 5.64-5.97 GHz; 대역폭 330 MHz)하고 FR4 기판에 제작하여 특성을 실험하였다.
제안된 안테나는 일자형 슬롯 양끝을 “Γ ”형으로 접어서 소형화하고 슬롯 내부에 급전용 직사각형 패치를 둔 형태이다.

이론/모형

본 연구에서 제안된 안테나 구조에 대한 시뮬레이션은 상용 전자기 문제 해석 툴인 CST (Computer Simulation Technology)사의 Microwave Studio (MWS)를 이용하였다.

성능/효과

13 GHz (대역폭 410 MHz), 대역내 이득이 0 dBi 이상으로서 시뮬레이션 결과와 잘 일치하였다. 복사패턴은 안테나 면에 수직한 방향으로 최대 복사가 관찰되고 동일 편파에 비해 교차 편파 레벨이 -20 dB 이하로 유지되는 양호한 특성을 보였다. 위와 같은 특성들을 볼 때, 제안된 안테나가 RFID용 태그로의 응용이 유망하고, 제안된 설계방법으로 다른 주파수 대역용 소형 슬롯 안테나로의 주파수 변환 설계가 용이할 것이다.
x-y 평면과 y-z 평면에서는 동일 편파 성분이 8자형 패턴을 보이고 z-x 평면 상에서는 무지향성과 유사한 복사패턴을 보인다. 시뮬레이션에서 예상된 바와 같이 교차 편파 성분은 -20 dB 이하로 유지되고 대역 내 이득은 0 dBi 이상으로 유지되었다. 이상의 결과들을볼 때, 제안된 구조의 안테나가 5.
는 표 1의 값들로 유지하였다). 이상의 결과들을 볼 때, 원하는 대역용으로 제안된 그림 1의 안테나를 설계하기 위한 주된 파라미터들은 L₁, g₂ 및 L _T(혹은 w_T) 3 가지로 정리될 수 있다.
시뮬레이션에서 예상된 바와 같이 교차 편파 성분은 -20 dB 이하로 유지되고 대역 내 이득은 0 dBi 이상으로 유지되었다. 이상의 결과들을볼 때, 제안된 구조의 안테나가 5.8 GHz 대역 RFID용으로 사용하기에 적합한 특성을 갖는 것과 본 연구에서 제시된 결과들의 타당성을 확인할 수 있다.
제작된 안테나의 특성을 측정한 결과 VSWR < 3인주파수 대역은 5.72-6.13 GHz (대역폭 410 MHz), 대역내 이득이 0 dBi 이상으로서 시뮬레이션 결과와 잘 일치하였다.
측정결과 VSWR < 3인 주파수 대역은 5.72-6.13 GHz (대역폭 410 MHz)이고 VSWR < 2인 주파수 대역은 5.80-6.05 GHz (대역폭 250 MHz)으로서 시뮬레이션 결과와 잘 일치하며, 주파수 대역 측정치가 시뮬레이션에 비해 고주파 영역으로 약간 이동하였고 대역폭이 증가된 것을 볼 수 있다.

후속연구

복사패턴은 안테나 면에 수직한 방향으로 최대 복사가 관찰되고 동일 편파에 비해 교차 편파 레벨이 -20 dB 이하로 유지되는 양호한 특성을 보였다. 위와 같은 특성들을 볼 때, 제안된 안테나가 RFID용 태그로의 응용이 유망하고, 제안된 설계방법으로 다른 주파수 대역용 소형 슬롯 안테나로의 주파수 변환 설계가 용이할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	RFID 태그는 어떻게 구성되는가?	RFID (Radio Frequency IDentification; 무선인식) 기술은 USN (Ubiquitous Sensor Network)의 핵심기술로서 RF 신호를 사용하여 객체들을 식별하기 위해 사물에 태그(tag)를 부착한다. 태그는 일련번호를 포함한 정보를 담고 있는 칩과 RF 신호를 송수신하기 위한 안테나로 구성된다[1]. RFID용 주파수는 125 kHz, 13.
	UHF대역 안테나에는 어떤 구조가 많이 사용되는가?	UHF대역 안테나들은 적절한 이득과 소형화를 위해다이폴과 슬롯 안테나를 변형시킨 구조들을 많이 사용하고 있으며, RFID용 안테나에 대한 최근 연구들에서 5.8 GHz 대역 소형 슬롯 안테나를 연구한 일부 사례들이 발표된 바 있다[2-6].
	논문에서 제안한 5.8 GHz 대역 RFID용 소형 슬롯 안테나는 어떤 복사패턴을 보였는가?	그림 12는 제작된 안테나의 복사패턴 측정 결과를 나타낸다. x-y 평면과 y-z 평면에서는 동일 편파 성분이 8자형 패턴을 보이고 z-x 평면 상에서는 무지향성과 유사한 복사패턴을 보인다. 시뮬레이션에서 예상된 바와 같이 교차 편파 성분은 -20 dB 이하로 유지되고 대역 내 이득은 0 dBi 이상으로 유지되었다. 이상의 결과들을볼 때, 제안된 구조의 안테나가 5.

참고문헌 (6)

K. Finkenzeller, RFID handbook, Chichester: UK: Wiley, 2003.
W.-C. Liu and Z.-K. Hu, "Broadband CPW-fed folded-slot monopole antenna for 5.8 GHz RFID application," Electron. Lett., vol. 41, no. 17, pp. 937-939, Aug. 2005.

상세보기
D. Ma and W.X. Zhang, "Broadband CPW-fed RFID antenna at 5.8 GHz," Electron. Lett., vol. 42, no. 22, pp. 1258-1259, Oct. 2006.

상세보기
W.-C Liu, "A coplanar waveguide-fed folded-slot monolole antenna for 5.8 GHz radio frequency identification application," Microw. & Opt. Technol. Lett., vol. 49, no. 1, pp. 71-74, Jan. 2007.

상세보기
M. Ojaroudi and N. Ojaroudi, "Dual-band coplanar waveguide-fed monopole antenna for 2.4/5.8 GHz radio frequency identification applications," Microw. & Opt. Technol. Lett., vol. 54, no. 10, pp. 2426-2429, Oct. 2012.

상세보기
N. Ojaroudi and M. Ojaroudi, "Compact h-ring antenna with dual-band operation for wireless sensors and RFID tag systems in ISM frequency bands," Microw. & Opt. Technol. Lett., vol. 55, no. 4, pp. 697-700, Apr. 2013.

상세보기

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

5.8 GHz RFID용 소형 슬롯 안테나
Compact Slot Antenna for 5.8 GHz RFID 원문보기

초록
AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

가설 설정

제안 방법

이론/모형

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (6)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

5.8 GHz RFID용 소형 슬롯 안테나 Compact Slot Antenna for 5.8 GHz RFID 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

가설 설정

제안 방법

이론/모형

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (6)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

이종익 (69)

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

5.8 GHz RFID용 소형 슬롯 안테나
Compact Slot Antenna for 5.8 GHz RFID 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper