[논문]금속환경에 적용가능한 UHF대역 라벨 태그의 구현 및 성능평가

엄태환; 문병현

doi:10.9723/jksiis.2015.20.2.019

초록
AI-Helper

본 논문에서는 일반라벨 형태의 태그를 접어서 금속환경에 사용 가능한 RFID(Radio Frequency Identification) 태그 안테나를 설계 및 제작을 하였다. 일반 라벨 태그의 경우, 금속 환경에서 인식이 열화되는 단점을 보완하여 접힌 형태의 태그 안테나를 제안한다. Ansoft사(社)의 HFSS를 사용하여 칩 임피던스는 $52-j158{\Omega}$에 따라 910MHz에서 동작하도록 설계되었다. 태그의 크기는 $65{\times}23{\times}3(mm)$이며 실제 제작 후 테스트 결과 5.5M까지 인식되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this paper, a folded label type RFID tag antenna is designed and produecd for metellic environment over UHF band. Since performance of regular label type RFID tag is seriously degraded for the metallic environment, a folded label tag is proposed to improve the performance. The proposed tag is ope...

In this paper, a folded label type RFID tag antenna is designed and produecd for metellic environment over UHF band. Since performance of regular label type RFID tag is seriously degraded for the metallic environment, a folded label tag is proposed to improve the performance. The proposed tag is operating at 910MHz by using inductive T Matching Feed and simulated in HFSS by Ansoft. The actual size is $65{\times}23{\times}3(mm)$ with the impedance of $52-j158{\Omega}$. The maximum distance of identification for the proposed tag is measured as 5.5 meters.

Keyword

AI 본문요약
AI-Helper

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

문제 정의

본 논문에서는 금속과 같은 고유전율을 가지는 물체에 부착하여 사용가능한 라벨타입의 RFID 태그 안테나를 설계 및 제작을 하였다. 일반 라벨형태의 태그 안테나를 한글의 ‘ㄷ'자 형태로 접어서 PIFA 형태를 구현하였으며 금속환경에 사용가능하도록 설계 하였다.
따라서 본 논문에서는 국내에서 동작 가능하도록 설계를 하였다. 중심주파수는 910MHz로 설정을 하였다.
본 연구에서 금속환경에서 사용 가능한 라벨 형태의 접힌 태그를 제안하였다. 제안된 태그의 크기는 13.

제안 방법

일반 라벨형태의 태그 안테나를 한글의 ‘ㄷ'자 형태로 접어서 PIFA 형태를 구현하였으며 금속환경에 사용가능하도록 설계 하였다.
접힌 부분에는 인식거리를 증가시키기 위하여 스트리폼을 삽입하여 사용하였다. Inductive T matching Feed를 사용하여 910MHz에서 동작 하도록 설계하였다. Ansoft社의 HFSS를 사용하여 설계되었다.
3]과 같이 펼쳐진 일반 라벨형 태그를 접어서 'ㄷ'자 형태의 3차원의 구조를 가진다. 접었을 때 중앙에 유전체를 삽입하여 3차원 구조가 고정이 될 수 있도록 하였고 유전체는 저렴한 단가로 구입 가능한 스티로폼을 사용하였다.
태그 적정한 세로 길이를 결정하기 위하여 [Table 1]과 같은 크기를 사용하여 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 결과 [Fig.
제작된 태그를 네트워크 분석기로 측정하였다. 측정된 파일을 매트랩을 사용하여 S-parameter를 표시하였다.
태그의 최소 응답전력이 낮게 나올수록 낮은 전력에서 태그가 동작할 수 있으므로, 최대 인식거리 또한 증가한다. Sensitivity는 4m 간이 무반사 챔버에서 측정을 하였다. 또한, 태그를 금속에 부착하지 않은 상태에서 동작되는 중심 주파수는 940MHz이며 금속 알루미늄 판에 부착하여 태그의 동작 주파수를 측정한 결과 910MHz 중심 주파수에서 동작을 하는 것을 확인하였다.

대상 데이터

본 논문에서 제안된 태그는 저가에 대량으로 생산을 할 수 있는 금속용 RFID 태그이다. 기존적인 개념은 일반 라벨형 태그를 접어서 PIFA 안테나의 Shorting Plate 방식으로 동작이 가능하도록 하는 것이다.
시뮬레이션 툴로 Ansoft사의 HFSS 11을 사용하여 안테나는 알루미늄 에칭한 PET Substrate로 삽입되는 유전체는 스티로폼(εr ≃ 1)두께 3mm로 고정하여 시뮬레이션 하였다.
8]에서는 급전부 루프의 위치가 Shorting Plate에서 떨어진 거리에 따른 시뮬레이션 결과이다. 안테나 패치 사이즈를 65mm로 고정을 한 상태에서 급전부의 위치를 0mm, 3mm, 5mm, 7mm로 시뮬레이션을 하였다. [Fig.
본장에서는 [Table 1]과 같은 크기의 태그 안테나는 알루미늄 에칭된 PET Substrate 안테나를 제작하였다. 접히는 부분의 중간 유전체로 스티로폼을 사용하였다.
본 연구에서 금속환경에서 사용 가능한 라벨 형태의 접힌 태그를 제안하였다. 제안된 태그의 크기는 13.3cm를 접어서 두께 3mm와 가로길이 6.5cm의 크기를 가진다. 접힌 부분은 3mm의 스트리폼을 삽입하여 금속환경 에서의 사용이 가능한 태그로 제작되었다.
접힌 부분은 3mm의 스트리폼을 삽입하여 금속환경 에서의 사용이 가능한 태그로 제작되었다. 제작된 태그는 동작주파수 904MHz에서 927MHz로 주어지며 대역폭은 23MHz로 측정되었다. 또한 무반사 10m 챔버에서 실시된 인식거리 측정에서 최대 5.

데이터처리

제작된 태그를 네트워크 분석기로 측정하였다. 측정된 파일을 매트랩을 사용하여 S-parameter를 표시하였다. 측정시 주의 사항은 금속면과 태그사이에 기생 캐패시턴스 성분이 생기지 않도록 태그와 금속면이 밀착되어 측정되어야한다.

이론/모형

Inductive T matching Feed를 사용하여 910MHz에서 동작 하도록 설계하였다. Ansoft社의 HFSS를 사용하여 설계되었다.

성능/효과

Sensitivity는 4m 간이 무반사 챔버에서 측정을 하였다. 또한, 태그를 금속에 부착하지 않은 상태에서 동작되는 중심 주파수는 940MHz이며 금속 알루미늄 판에 부착하여 태그의 동작 주파수를 측정한 결과 910MHz 중심 주파수에서 동작을 하는 것을 확인하였다.
5m까지 인식이 되었다. 이 결과는 동일 환경에서 측정한 상용 금속태그와 비교해 보면 제안된 접은 라벨태그는 상용태그의 평균 수치인 2.95m를 보다 우수한 성능을 나타내었다.

후속연구

RFID(Radio Frequency Identification)시스템은 초기에는 주로 공공부문에서 활용되기 시작하였으나, 최근에는 건물의 출입 감시 통제 및 출퇴근 인사관리, 회수자산관리, 화물관리, 자재관리, 폐기물처리, 의료응용, 교통운수, 방범응용, 동물 감시와 제어, 자동제어 등 다양한 분야로 적용 범위를 넓혀 가고 있는 추세이다. 향후 RFID 시스템의 적용 범위가 사회 전반으로 확대될 경우, 실시간 정보관리를 통한 업무처리 효율 개선과 이로 인한 비용절감 및 서비스 증진 등의 효과를 수반할 것으로 예상된다. 또한 장거리 인식의 수요가 높아짐에 따라 동작 주파수 대역도 HF에서 UHF대역으로 높아지고 있는 추세이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	RFID 시스템의 적용 범위가 사회 전반으로 확대될 경우 예상되는 것은?	RFID(Radio Frequency Identification)시스템은 초기에는 주로 공공부문에서 활용되기 시작하였으나, 최근에는 건물의 출입 감시 통제 및 출퇴근 인사관리, 회수자산관리, 화물관리, 자재관리, 폐기물처리, 의료응용, 교통운수, 방범응용, 동물 감시와 제어, 자동제어 등 다양한 분야로 적용 범위를 넓혀 가고 있는 추세이다. 향후 RFID 시스템의 적용 범위가 사회 전반으로 확대될 경우, 실시간 정보관리를 통한 업무처리 효율 개선과 이로 인한 비용절감 및 서비스 증진 등의 효과를 수반할 것으로 예상된다. 또한 장거리 인식의 수요가 높아짐에 따라 동작 주파수 대역도 HF에서 UHF대역으로 높아지고 있는 추세이다.
	RFID 시스템은 최근 어디에 적용되고 있는가?	RFID(Radio Frequency Identification)시스템은 초기에는 주로 공공부문에서 활용되기 시작하였으나, 최근에는 건물의 출입 감시 통제 및 출퇴근 인사관리, 회수자산관리, 화물관리, 자재관리, 폐기물처리, 의료응용, 교통운수, 방범응용, 동물 감시와 제어, 자동제어 등 다양한 분야로 적용 범위를 넓혀 가고 있는 추세이다. 향후 RFID 시스템의 적용 범위가 사회 전반으로 확대될 경우, 실시간 정보관리를 통한 업무처리 효율 개선과 이로 인한 비용절감 및 서비스 증진 등의 효과를 수반할 것으로 예상된다.
	국내와 미국에서 RFID태그를 위해 할당한 UHF 대역은 어떻게 되는가?	UHF 대역의 RFID 태그의 경우 860～960MHz의 광대역으로 사용되고 있으나 리더기의 주파수는 각 나라별로 정해져 있다. 국내는 908.5～914MHz가 할당 되어있지만, 미국의 경우 902～928MHz등을 사용하고 있다. 태그의 경우 광대역으로 설계되어 860～960MHz에서 모두 동작되게 설계해야 하지만 금속태그의 특성상 광대역으로 설계하는 것은 쉽지 않다.

참고문헌 (8)

L. Mo and H. Zhang, "RFID Antenna near the surface of metal", IEEE Int. Symp. microw., Antenna, Propag., EMC Technol. Wireless Commun., pp, 803-806, 2007.
C. Cho, H. Choo, abd I. Park, "Design of planner RFID tag Antenna for metallic objects," Electron. Lett., vol. 44, pp. 175-177, 2008.

상세보기
R. Bridgelall. "Enabling mobile commerce through pervasive communications with ubiquitous RF tags." IEEE Wireless Communications and Networking. Vol 3. pp. 2041-2046, Mar. 2003.
Raumonen, P, et al. "Folded dipole antenna near metal plate" 2003 IEEE International Symposium Antennas and Propagation Society, Vol. 1. PP. 845-851. June 2003.
K. Rao, S. F. Lam and P. V. Niktin, "Wideband Metal Mount UHF RFID tag" in Proc.. IEEE Antenna Prppag. Soc. Int. Symp., pp. 1-4, July 2008.
L. Ukkonen, L. Sydanheimo, and M. Kivikoski, "Effects of metallic plate size on the Performance of Microstrip Patch-Type Tag antennas for Passive RFID," IEEE Antennas Wireless Propagation Letters, vol 4, pp. 410-413, 2005.

상세보기
H. Kwon and B. Lee, "Compact Slotted Planar Inverted-F RFID Tag Mountedable on Metallic Objects," Electron. Lett., vol. 41, pp. 1308-1310, 2005.

상세보기
Tae W. Koo. et. el., "Design of a Label-Typed UHF RFID Tag Antenna for Metallic Objects" IEEE Antenna and Wireless Porpagation Letters, Vol. 10, pp. 1010-1014, Dec. 2011.

상세보기

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

활용도 분석정보

상세보기

다운로드

내보내기

활용도 Top5 논문

해당 논문의 주제분야에서 활용도가 높은 상위 5개 콘텐츠를 보여줍니다.
더보기 버튼을 클릭하시면 더 많은 관련자료를 살펴볼 수 있습니다.

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

[국내논문] 금속환경에 적용가능한 UHF대역 라벨 태그의 구현 및 성능평가
A Folded Label Tag for Metallic Environment over UHF Band 원문보기

초록
AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

Keyword

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

데이터처리

이론/모형

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (8)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

활용도 분석정보

활용도 Top5 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

[국내논문] 금속환경에 적용가능한 UHF대역 라벨 태그의 구현 및 성능평가 A Folded Label Tag for Metallic Environment over UHF Band 원문보기

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

Abstract ▼ AI-Helper

Keyword

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

데이터처리

이론/모형

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (8)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

문병현 (24)

활용도 분석정보

활용도 Top5 논문 더보기

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

[국내논문] 금속환경에 적용가능한 UHF대역 라벨 태그의 구현 및 성능평가
A Folded Label Tag for Metallic Environment over UHF Band 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

활용도 Top5 논문