대부분의 RFID 시스템은 용도에 맞게 최적화되도록 설계되어 있으며 기본 작동 원리는 다음과 같습니다. 태그가 안테나의 전자기장을 처음 통과할 때 리더에서 신호를 감지하여 태그에 저장합니다. 결과적으로 안테나의 대역폭은 상당히 작아지지만 실제로는 Zc가 주파수에 따라 달라지므로 임피던스 매칭이 더욱 복잡해집니다[4].
Ra [Ohm]
그러나 태그는 환경과 장착 매체에 의해 큰 영향을 받으며, 이에 따라 태그의 성능 특성이 변화하여 인식률에 큰 영향을 미치게 된다. 태그가 있고, 개선된 사례도 있는데, 이는 접근 방식이 아닌 정성적 평가이기 때문에 이에 대한 연구가 시급하다. 이에 본 논문에서는 먼저 부착매체에 따른 태그 특성의 변화를 살펴보았다. 연구 순서는 RFID 태그 중 가장 널리 사용되는 900MHz 대역의 다이폴 안테나를 설계 및 제작하여 성능을 평가한 후 태그를 부착하는 것으로, 유전율이 다른 유전체, 자성체, 도체의 특성을 조사하였다. 물질이 부착될 매체로 연구되었습니다.
Frequency [ MHz ]880
RFID 태그의 안테나는 물체의 임의의 위치에 부착되어 물체의 정보를 인식하기 때문에 부착된 표면의 전기적 특성에 따라 그 특성이 달라집니다. 따라서 부착된 매질에 따른 안테나의 특성 변화에 주목하고, 본 논문에서는 부착된 매질을 유전체, 자성체, 전도성 물질로 나누어 이들 매질에 따라 변화하는 안테나의 특성을 측정하였다. 암실에서 측정 매개변수는 수신된 신호 레벨, 게인 및 방사 패턴이며, 목표는 이러한 추정치로부터 RFID 태그 안테나의 전파 특성을 결정하는 것이었습니다. RFID 태그로 사용되는 일반적인 다이폴 안테나는 폴리에틸렌 비닐에 패턴으로 만든 것부터 일정 두께의 것까지 다양하다. 따라서 본 연구에서는 먼저 유전체 매질의 종류와 크기에 따른 안테나 특성의 차이를 조사하였다. 이에 대해 알아보기 전에 유전체의 두께에 따른 주파수 변화를 이론적으로 고려하였고, 그림 2.5에 εr을 나타내었다.
Frequency [ MHz ]880
이는 마커 다이폴 안테나가 부착된 플린스의 크기를 1λ로 하면 900MHz에서 계산된 방사 패턴의 변화를 나타내며, 에서 생성되는 방사 패턴과 동일함을 알 수 있기 때문이다. 전형적인 다이폴 안테나. 따라서 설계자는 RFID 태그용 안테나를 설계할 때 안테나를 설계하기 전에 부착되는 표면의 매질에 따른 전기적 특성의 변화에 대한 정보를 알아야 한다.
Frequency [MHz]
실 패턴을 표시합니다. 공진 주파수는 900MHz 대역으로 이동했으며, 대역폭이 넓기 때문에 한국 표준 RFID 주파수인 910MHz 범위를 포함합니다. 모양이 있는 안테나의 방사 패턴은 또한 쌍극자처럼 전방향성 모양을 나타냅니다. 존재하는 것으로 확인되었습니다. 또한 그림 3.9 (b)와 같이 910MHz 주파수에서 칩 임피던스가 달라도 방사 패턴은 동일한 전방향 지향성 특성을 나타냅니다. 수신된 신호의 크기 차이는 0.3~2dB로 그 차이가 매우 작다는 것을 알 수 있다. 이러한 결과는 접힌 다이폴 안테나의 광대역 특성에 따른 것으로, 이러한 광대역 특성은 칩 임피던스가 달라도 동일한 성능을 갖는 태그로 작동할 수 있음을 의미한다. 따라서 제안된 안테나를 태그 안테나로 활용하는 경우, 칩의 임피던스가 변경되더라도 새로운 안테나 설계 없이 가정용 900MHz RFID 주파수 대역에서 활용이 가능할 것으로 기대된다.
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태그는 무전원 소자이기 때문에 안테나의 대표적인 특성인 반사계수나 방사 패턴 특성을 측정할 수 없습니다. 따라서 앞 절에서 설명한 RCS 측정 시스템의 구성을 이용하면 국내 RFID 주파수 910.MHz 범위에서 태그에 반사되는 수신을 측정할 수 있다. 신호의 레벨을 측정하여 태그의 성능을 확인했습니다. 태그에 의해 반사되는 수신 신호의 크기는 동일한 단면을 갖는 각 태그 모델의 산란 단면에 따라 달라지며, 이 산란 단면은 태그 칩의 산란 단면과 다릅니다. 안테나 튜닝 상태에 따라 달라진다[11]. 서로 다른 칩 임피던스를 갖는 3가지 유형의 태그를 사용한 비교 모델로서, RCS 측정 방식에 의해 반영된 수신 신호 레벨은 칩이 삽입되지 않은 개방형 피드 포인트를 갖는 안테나 모델이다.
180 [deg.]
Received Signal Level
최대 에너지 전달을 위해서는 칩 임피던스를 공액화하는 안테나를 설계해야 하는데, 칩 임피던스와 관련된 특성이 변하지 않는 이 안테나를 사용하면 칩과 안테나의 매칭 문제를 해결할 수 있을 것으로 사료된다. 본 논문에서는 일반적인 RFID 태그의 부착 환경에 따른 특성 변화를 분석하고, 칩 임피던스 변화에 따른 태그 특성 변화를 분석하였다. 우리는 또한 칩 임피던스 변화에 민감하지 않은 안테나 모델을 제안했습니다. 임피던스를 확인하고 실험을 통해 테스트했습니다. 그것은 입증되었습니다.
