(57)【要約】【課題】ＲＦＩＤリーダアンテナを提供する。【解決手段】ＲＦＩＤリーダアンテナは、誘電体で形成された印刷回路基板と、複数のスロットで構成され、印刷回路基板の第１面に配置される複数のスロット群と、印刷回路基板の第１面のうち、複数のスロット群以外の領域に配置される接地面と、複数のスロット群に対して給電するために、印刷回路基板の第２面に終端が開放されたマイクロストリップラインで形成される給電線と、を含んで構成されることができる。よって、単一のマイクロストリップラインを用いて、接地面に周期的に形成されたスロットを直列給電することで、簡単な構造で広い領域を安定して認識することができるＲＦＩＤアンテナを提供することができる。特に、個別物品単位認識のためのＲＦＩＤ応用において、図書管理のための本棚及び衣類物品を含んだ大型マートの物品展示のためのスマート棚に非常に有用に使用されることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体で形成された印刷回路基板と、
複数のスロットで構成され、前記印刷回路基板の第１面に配置される複数のスロット群と、
前記印刷回路基板の第１面のうち、前記複数のスロット群以外の領域に配置される接地面と、
前記複数のスロット群に対して給電するために、前記印刷回路基板の第２面に終端が開放されたマイクロストリップラインで形成される給電線と、を含んで構成されるＲＦＩＤリーダアンテナ。
【請求項２】
前記複数のスロット群は、前記給電線による電流分布値が、予め定められた電流分布値よりも大きい位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤリーダアンテナ。
【請求項３】
前記複数のスロット群は、前記スロット群による送信信号間の位相差が、予め定められた位相差よりも小さくなるように配置されることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤリーダアンテナ。
【請求項４】
前記複数のスロット群は、前記スロット群による送信信号の強度が、予め定められた強度よりも大きくなるように構成されることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤリーダアンテナ。
【請求項５】
前記スロット群による送信信号の強度は、前記給電線と交差するスロットの長さに応じて制御されることを特徴とする請求項４に記載のＲＦＩＤリーダアンテナ。
【請求項６】
前記給電線と交差するスロットの長さは、前記給電線の開放された終端から近いほど長く構成されることを特徴とする請求項５に記載のＲＦＩＤリーダアンテナ。
【請求項７】
前記スロット群による送信信号は、円形偏波の特性を示すように配置されることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤリーダアンテナ。
【請求項８】
前記スロット群による送信信号の円形偏波の特性は、前記スロット群を構成するスロット間の距離によって形成されることを特徴とする請求項７に記載のＲＦＩＤリーダアンテナ。
【請求項９】
前記スロット群を構成するスロットは、前記スロットによる送信信号の方向が、互いに交差する方向に形成されるように配置されることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤリーダアンテナ。
【請求項１０】
前記スロット群を構成するスロットは、前記スロットによる送信信号の位相が、互いに異なって形成されるように配置されることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤリーダアンテナ。
【請求項１１】
前記スロット群を構成するスロットにおいて前記スロットによる送信信号の位相は、前記スロット間の距離に応じて制御されることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤリーダアンテナ。
【請求項１２】
前記給電線は、定在波が形成されるように配置されることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤリーダアンテナ。
【請求項１３】
前記給電線は、前記それぞれのスロット群に対して直列給電するように形成されることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤリーダアンテナ。
【請求項１４】
前記給電線は、長さを補償するためのメアンダー形状に構成されることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤリーダアンテナ。
【請求項１５】
前記ＲＦＩＤリーダアンテナは、極超短波帯域の波長を用いることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤリーダアンテナ。
【請求項１６】
前記ＲＦＩＤリーダアンテナは、近接場及び遠距離場を同時に提供することを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤリーダアンテナ。
【請求項１７】
誘電体で形成された印刷回路基板と、
複数のスロットで構成され、前記印刷回路基板の第１面に配置される複数のスロット群と、
前記印刷回路基板の第１面のうち、前記複数のスロット群以外の領域に配置される接地面と、
前記複数のスロット群に対して給電するために、前記印刷回路基板の第２面に終端が開放されたマイクロストリップラインで形成される給電線と、を含んで構成されるＲＦＩＤリーダアンテナを含むＲＦＩＤ棚。
【請求項１８】
前記スロット群による送信信号は、円形偏波の特性を示すように配置されることを特徴とする請求項１７に記載のＲＦＩＤリーダアンテナを含むＲＦＩＤ棚。
【請求項１９】
前記スロット群による送信信号の円形偏波の特性は、前記スロット群を構成するスロット間の距離によって形成されることを特徴とする請求項１８に記載のＲＦＩＤリーダアンテナを含むＲＦＩＤ棚。
【請求項２０】
前記スロット群を構成するスロットは、前記スロットによる送信信号の方向が、互いに交差する方向に形成されるように配置されることを特徴とする請求項１７に記載のＲＦＩＤリーダアンテナを含むＲＦＩＤ棚。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤリーダアンテナ及びそれを含むＲＦＩＤ棚に関し、さらに詳しくは、近距離にある複数の物品に対し、同時に個別物品単位認識が可能なＲＦＩＤリーダアンテナ及びそれを含むＲＦＩＤ棚に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤの応用分野は、パレット（Ｐａｌｌｅｔ）、ケースまたはボックス単位認識から、現在は個別物品単位認識（ＩＬＴ：Ｉｔｅｍ  Ｌｅｖｅｌ  Ｔａｇｇｉｎｇ）に拡大されている。
【０００３】
一般的に個別物品単位認識のために高周波（ＨＦ：Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯域のＲＦＩＤ技術が選好されたが、タグのサイズ及び値、認識距離及びデータ処理速度、そして既存の極超短波（ＵＨＦ：Ｕｌｔｒａ  Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯域のＲＦＩＤ標準との互換性等の問題が提起された。
【０００４】
磁気結合（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｃｏｕｐｌｉｎｇ）方式を用いる高周波（ＨＦ）帯域のＲＦＩＤ技術とは異なり、電磁波（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｗａｖｅ）の後方散乱（Ｂａｃｋ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）方式を用いる極超短波（ＵＨＦ）帯域のＲＦＩＤ技術は、認識距離が３ｍ〜５ｍと相対的に長いという長所を用いてパレット単位の流通・物流及びボックス単位の資材管理等に幅広く利用されてきた。
【０００５】
しかし、極超短波（ＵＨＦ）帯域のＲＦＩＤ技術は、多量の物品が密集している個別物品単位認識（ＩＬＴ）の応用分野では電磁波の散乱と干渉等により認識率が急落する性能を有する。個別物品単位認識において上記のような極超短波（ＵＨＦ）帯域のＲＦＩＤ技術の短所を克服するため、最近では極超短波（ＵＨＦ）帯域で近接場（Ｎｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ）、または近接場と遠距離場（Ｆａｒ  Ｆｉｅｌｄ）を混用したＲＦＩＤ技術が活発に進められている。
【０００６】
極超短波（ＵＨＦ）帯域のＲＦＩＤ技術開発者は、パレット及びボックス単位認識のために極超短波（ＵＨＦ）帯域遠距離場を用い、多量の個別物品単位認識のために極超短波（ＵＨＦ）帯域近接場を用いると、１つの周波数帯域でパレット及びボックスのみならず個別物品単位認識まで可能であると主張している。
【０００７】
磁気結合方式を用いる高周波（ＨＦ）帯域のＲＦＩＤとは異なり、極超短波（ＵＨＦ）帯域の近接場を用いると、タグが付着される物品及びサービス環境によって磁気結合方式と電気結合方式（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｕｐｌｉｎｇ）を適切に選択することができる。
【０００８】
しかし、上記の極超短波（ＵＨＦ）帯域の近接場のＲＦＩＤリーダアンテナは既存の遠距離場アンテナとは異なる概念で設計されなければならない。即ち、個別物品単位認識の環境とタグ付着位置、そして要求される近接場分布等を考慮して設計されなければならない。
【０００９】
また、近接場通信は、リーダアンテナとタグアンテナ間のカップリング方式により行われるため、タグアンテナの構造もリーダアンテナの設計に考慮されるべきである。さらに、密集している複数の個別単位物品を認識する時、リーダアンテナと認識される物品との距離、そして物品の方向によってリーダアンテナの設計概念が変わらなければならない。
【００１０】
即ち、密集している複数の物品がリーダアンテナと近距離で離れている場合、リーダアンテナは、近接場と遠距離場を適切に混用するアンテナに設計されなければならず、複数のタグ方向が一定ではない場合、リーダアンテナは円形偏波の特性を有するアンテナに設計される必要性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】韓国公開特許第２００６−７０２４００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、近距離にある複数の物品に対し、同時に個別物品単位認識が可能なＲＦＩＤリーダアンテナ及びそれを含むＲＦＩＤ棚を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した本発明の目的を達成するためのＲＦＩＤリーダアンテナは、誘電体で形成された印刷回路基板と、複数のスロットで構成され、上記印刷回路基板の第１面に配置される複数のスロット群と、上記印刷回路基板の第１面のうち、上記複数のスロット群以外の領域に配置される接地面と、上記複数のスロット群に対して給電するために、上記印刷回路基板の第２面に終端が開放されたマイクロストリップラインで形成される給電線と、を含んで構成されることができる。
【００１４】
ここで、上記複数のスロット群は、上記給電線による電流分布値が、予め定められた電流分布値よりも大きい位置に配置されるものであることができる。
【００１５】
ここで、上記複数のスロット群は、上記スロット群による送信信号間の位相差が、予め定められた位相差よりも小さくなるように配置されるものであることができる。
【００１６】
ここで、上記複数のスロット群は、上記スロット群による送信信号の強度が、予め定められた強度よりも大きくなるように構成されるものであることができる。
【００１７】
ここで、上記スロット群による送信信号の強度は、上記給電線と交差するスロットの長さに応じて制御されるものであることができる。
【００１８】
ここで、上記給電線と交差するスロットの長さは、上記給電線の開放された終端から近いほど長く構成されるものであることができる。
【００１９】
ここで、上記スロット群による送信信号は、円形偏波の特性を示すように配置されるものであることができる。
【００２０】
ここで、上記スロット群による送信信号の円形偏波の特性は、上記スロット群を構成するスロット間の距離によって形成されるものであることができる。
【００２１】
ここで、上記スロット群を構成するスロットは、上記スロットによる送信信号の方向が、互いに交差する方向に形成されるように配置されるものであることができる。
【００２２】
ここで、上記スロット群を構成するスロットは、上記スロットによる送信信号の位相が、互いに異なって形成されるように配置されるものであることができる。
【００２３】
ここで、上記スロット群を構成するスロットにおいて上記スロットによる送信信号の位相は、上記スロット間の距離に応じて制御されるものであることができる。
【００２４】
ここで、上記給電線は、定在波（ｓｔａｎｄｉｎｇ  ｗａｖｅ）が形成されるように配置されるものであることができる。
【００２５】
ここで、上記給電線は、上記それぞれのスロット群に対して直列給電（Ｓｅｒｉａｌ  Ｆｅｅｄｉｎｇ）するように形成されるものであることができる。
【００２６】
ここで、上記給電線は、長さを補償するためのメアンダー形状に構成されるものであることができる。
【００２７】
ここで、上記ＲＦＩＤリーダアンテナは、極超短波帯域の波長を用いるものであることができる。
【００２８】
ここで、上記ＲＦＩＤリーダアンテナは、近接場及び遠距離場を同時に提供するものであることができる。
【００２９】
上述した本発明の他の目的を達成するためのＲＦＩＤリーダアンテナを含むＲＦＩＤ棚は、誘電体で形成された印刷回路基板と、複数のスロットで構成され、上記印刷回路基板の第１面に配置される複数のスロット群と、上記印刷回路基板の第１面のうち、上記複数のスロット群以外の領域に配置される接地面と、上記複数のスロット群に対して給電するために、上記印刷回路基板の第２面に終端が開放されたマイクロストリップラインで形成される給電線と、を含んで構成されることができる。
【００３０】
ここで、上記スロット群による送信信号は、円形偏波の特性を示すように配置されるものであることができる。
【００３１】
ここで、上記スロット群による送信信号の円形偏波の特性は、上記スロット群を構成するスロット間の距離によって形成されるものであることができる。
【００３２】
ここで、上記スロット群を構成するスロットは、上記スロットによる送信信号の方向が、互いに交差する方向に形成されるように配置されるものであることができる。
【発明の効果】
【００３３】
上記のようなＲＦＩＤリーダアンテナ及びそれを含むＲＦＩＤ棚によると、個別物品単位認識ＲＦＩＤ応用において、単層の単一アンテナを用いて、近接した（Ｎｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｚｏｎｅ）広い範囲の認識領域を有する近接場と遠距離場の特性を混用するアンテナを提供することができる。
【００３４】
即ち、単一のマイクロストリップラインを用いて接地面に周期的に形成されたスロットを直列給電することによって、簡単な構造で広い領域を安定して認識することができるＲＦＩＤアンテナを提供することができる。
【００３５】
特に、個別物品単位認識のためのＲＦＩＤ応用において、図書管理のための本棚、及び衣類物品を含んだ大型マートの物品展示のためのスマート棚に非常に有用に使用されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施例によるＲＦＩＤリーダアンテナを説明するための概念図である。
【図２】本発明の一実施例によるＲＦＩＤリーダアンテナを説明するための構成図である。
【図３】本発明の一実施例によるＲＦＩＤリーダアンテナにおいて給電線による電流分布を説明するための概念図である。
【図４】本発明の一実施例によるＲＦＩＤリーダアンテナを説明するための断面図である。
【図５】本発明の一実施例によるＲＦＩＤリーダアンテナにおいてスロットの構成を説明するための斜視図である。
【図６】本発明の一実施例によるＲＦＩＤリーダアンテナにおいてスロットの構成による円形偏波の特性を説明するための例示図である。
【図７】本発明の他の実施例によるＲＦＩＤリーダアンテナにおいてスロットの構成を説明するための斜視図である。
【図８】本発明の他の実施例によるＲＦＩＤリーダアンテナにおいてスロットの構成による円形偏波の特性を説明するための例示図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明は様々な変更を加えることができ、且つ様々な実施例を有することができるが、下記では特定の実施形態を図面に例示して詳細に説明する。
【００３８】
しかし、これは本発明を特定の実施形態に限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物乃至代替物を含むものとして理解しなければならない。
【００３９】
「第１」、「第２」等の用語は多様な構成要素を説明するのに使われるが、上記構成要素は上記用語によって限定されるものではない。上記用語は１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的としてのみ用いられる。例えば、本発明の権利範囲から逸脱することなく、第１構成要素は第２構成要素として命名することができ、同様に第２構成要素も第１構成要素として命名することができる。「及び／または」という用語は複数の関連した記載項目の組み合わせまたは複数の関連した記載項目のうち何れかの項目を含む。
【００４０】
ある構成要素が他の構成要素に「連結されている」あるいは「接続されている」という時には、他の構成要素に直接連結されているかまたは接続されていることもできるが、その間に他の構成要素が存在することもできると理解しなければならない。その反面、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結されている」あるいは「直接接続されている」という時には、その間に他の構成要素が存在しないこととして理解しなければならない。
【００４１】
本出願に用いられた用語は単に特定の実施形態を説明するためのものであって、本発明を限定するものではない。単数の表現は文脈上明らかに異なる場合を除き、複数の表現を含む。本出願において、「含む」または「有する」等の用語は明細書上に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品またはそれらを組み合わせたものが存在するということを指定しようとするものであって、１つまたはそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品またはそれらを組み合わせたもの等の存在または付加可能性を予め排除するものではないとして理解しなければならない。
【００４２】
他に定義しない限り、技術的または科学的用語を含んで、ここで用いられる全ての用語は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。一般的に用いられる辞書に定義している同じ用語は関連技術の文脈上の意味と一致する意味を有すると解釈すべきであり、本出願で明らかに定義しない限り、理想的や過度に形式的意味に解釈されない。
【００４３】
以下、添付した図面を参照し本発明の好ましい実施例についてさらに詳細に説明する。本発明を説明するに当たって、全体的な理解を容易にするために、図面上の同じ構成要素については同じ参照符号を付し、同じ構成要素に対する重複説明は省略する。
【００４４】
図１は、本発明の一実施例によるＲＦＩＤリーダアンテナを説明するための概念図である。
【００４５】
図１を参照すると、一般的なアンテナの近接場領域と遠距離場領域を示している。
【００４６】
近接場領域は、電界エネルギーまたは磁界エネルギーが密集している領域であって、ＲＦＩＤリーダとタグ間に電界結合または磁界結合方法で通信が行われ、遠距離場領域は、電界と磁界が強く結合された電磁波が存在する領域であって、ＲＦＩＤリーダとタグ間に電磁波の電波方法で通信が行われる。
【００４７】
従って、ＲＦＩＤ応用がどの領域で主に行われるかによってＲＦＩＤタグとリーダアンテナの設計概念が変わらなければならない。また、ＲＦＩＤ応用としては、遠距離場での応用、近接場での応用、または遠距離場と近接場を適切に混用する応用が可能である。
【００４８】
図１において、ｒはアンテナを中心に近接場領域と遠距離場領域の境界を大略的に示す距離である。一般的なアンテナを基準にすると、ｒ＝２Ｄ２／λであり、電気的に小型アンテナを基準にすると、ｒ＝λ／２πである。ここでＤはアンテナの最大サイズであり、λは中心周波数の波長である。
【００４９】
図２は、本発明の一実施例によるＲＦＩＤリーダアンテナを説明するための構成図である。
【００５０】
図２を参照すると、本発明の一実施例によるＲＦＩＤリーダアンテナ２００は、誘電体で形成された印刷回路基板２１０と、複数のスロットで構成され、上記印刷回路基板の第１面に配置される複数のスロット群２２０と、上記印刷回路基板の第１面のうち、上記複数のスロット群以外の領域に配置される接地面２３０と、上記複数のスロット群に対して給電するために、上記印刷回路基板の第２面に終端が開放されたマイクロストリップラインで形成される給電線２４０と、を含んで構成されることができる。
【００５１】
先ず、上記印刷回路基板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）２１０とは、その上にチップあるいはその他の電子部品が設置されている薄い板をいう。一般的に印刷回路基板は強化繊維ガラスやプラスチックで作られ、銅からなる回路を介して部品が互いに連結される。ここで、上記印刷回路基板２１０は誘電体で形成されたものであることができる。
【００５２】
次に、上記複数のスロット群２２０は、複数のスロットで構成され、上記印刷回路基板２１０の第１面に配置されるものであることができる。即ち、複数のスロットが１つのスロット群を形成し、複数のスロット群が上記印刷回路基板２１０の第１面に形成されるものであることができる。
【００５３】
図３は、本発明の一実施例によるＲＦＩＤリーダアンテナにおいて給電線による電流分布を説明するための概念図である。
【００５４】
図１及び図３を並行して参照すると、上記複数のスロット群２２０は、上記給電線２４０による電流分布値が、予め定められた電流分布値よりも大きい位置に配置されるものであることができる。例えば、上記予め定められた電流分布値は最大電流分布値より５％低い値であってもよく、１０％低い値であってもよい。
【００５５】
また、上記複数のスロット群２２０は、上記スロット群による送信信号間の位相差が、予め定められた位相差よりも小さくなるように配置されるものであることができる。例えば、上記予め定められた位相差は、１番目のスロット群による送信信号を基準にして５度または１０度に定められることができる。
【００５６】
図１及び図３をさらに並行して参照すると、上記給電線２４０は開放終端（Ｏｐｅｎ  Ｅｎｄ）２４１を有するため、上記給電線２４０を用いて給電するようになると進行波と反射波が合成され、給電線２４０上には定在波３３０が形成されるようになる。図３において定在波分布３３０は電流分布を示す。
【００５７】
上記開放終端２４１には電流分布がほとんど存在していない。しかし、開放終端２４１からλ／４の距離だけ移動した地点３１１では電流分布が最大である。上記電流分布が最大である地点３１１からλ／２の距離だけ移動するたびに電流分布が最大である地点３１２、３１３が周期的に存在するようになる。
【００５８】
しかし、電流分布が最大である地点３１１での電流位相３２１とλ／２の距離だけ移動したさらに他の最大地点３１２での電流位相３２２とは１８０度の差がある。上記の地点３１２からλ／２の距離だけ移動したさらに他の最大地点３１３での電流位相３２３は、上記最大地点３１２での電流位相３２２とさらに１８０度の差が発生する。
【００５９】
即ち、給電線２４０の終端地点２４１において最も近接した電流分布の最大地点３１１からλの距離の倍数だけ移動した地点３１３では電流分布が最大でありながら、同時に位相３２１、３２３も同じ地点が周期的に形成できることが分かる。
【００６０】
従って、上記電流分布が最大である地点に該当し、給電線の終端地点において最も近接した電流分布の最大地点３１１からλの距離の倍数だけ移動した地点に該当する位置に、該周波数で共振する適切な形状のスロットを形成して配置すると、スロットにより送信信号を効率よく放射できるようになる。
【００６１】
即ち、サイズと位相が均一な電流で複数のスロットを給電するために、本発明では給電線２４０の終端からλ／４だけ離れた地点と、上記λ／４地点からλ間隔で離れた地点とに周期的にスロット群を形成し、位相とサイズが均一な電流分布がスロット群に励起されるように給電線２４０を設計すると、１つの給電線２４０と周期的に形成されたスロット群を用いて広い範囲に略均一な近接場を生成することが可能になる。
【００６２】
さらに、上記複数のスロット群２２０による送信信号は、円形偏波の特性を示すように配置されるものであることができ、上記スロット群２２０による送信信号の円形偏波の特性は、上記スロット群を構成するスロット間の距離によって形成されるものであることができる。
【００６３】
また、上記スロット群２２０を構成するスロットは、上記スロットによる送信信号の方向が、互いに交差する方向に形成されるように配置されるものであることができ、上記スロット群２２０を構成するスロットは、上記スロットによる送信信号の位相が、互いに異なって形成されるように配置されるものであることができる。そして、上記スロット群２２０を構成するスロットにおいて、上記スロットによる送信信号の位相は、上記スロット間の距離に応じて制御されるものであることができる。
【００６４】
図４は、本発明の一実施例によるＲＦＩＤリーダアンテナを説明するための断面図である。
【００６５】
図１及び図４を並行して参照すると、上記印刷回路基板２１０の第１面（上面）に接地面２３０が形成されており、第２面（下面）には給電のための給電線２４０が形成されている。上記の接地面２３０には電磁波放射のために特定周波数で共振するスロット２２１、２２２、２２３が周期的に形成されている。
【００６６】
上記の終端が開放（２４１）された給電線２４０には定在波状の電流分布が形成される。給電線２４０の終端地点２４１からλ／４の距離だけ離れた地点には電流分布が最大である地点が存在するようになり、上記の地点に、特定周波数で共振する１つのスロット群２２１を接地面２３０に形成する。
【００６７】
上記の接地面２３０に形成された１つのスロット群２２１は、本発明の応用によって様々な模様になることができる。即ち、上記スロット群は、１対のスロットで構成されてもよく、３つ以上のスロットで構成されてもよい。さらに、スロットごとに様々な模様に形成されてもよい。以下ではスロット群を構成するスロットが２つであると仮定して説明する。
【００６８】
また、アンテナが円形偏波の特性の電界を放射するため、上記のスロット群２２１の各スロットは互いに交差するように形成され、上記各スロットに励起される電流の位相差は９０度になるようにすることができる。ここで、２つのスロットに励起される電流の位相差は、距離Ｓに応じて制御することができる。
【００６９】
即ち、直交する２つのスロット間の距離を用いて直交する２つのスロットに、励起される電流が９０度の位相差を有するようにすることができる。さらに、スロットが３つ以上の場合にも上記のような方法を用いて円形偏波の特性の電界を放出するように設定することができる。
【００７０】
図１及び図４をさらに並行して参照すると、上記スロット群２２１が存在する地点からλの位の距離を移動したとき、上記スロット群２２１が存在する位置と同じサイズの電流分布と位相を有する地点が存在するようになり、上記スロット群２２１と同一の形態のスロット群２２２を上記地点に形成することによって、上記複数のスロット群２２１、２２２、２２３には同じ電流分布と位相を有する電流で給電されることができる。
【００７１】
即ち、定在波状の電流分布が存在する給電線２４０を用い、λ間隔で周期的に形成された複数のスロット群２２１、２２２、２２３に、同一の位相とサイズを有する電流分布が励起されることができる。
【００７２】
次に、上記接地面２３０は、上記印刷回路基板２１０の第１面のうち、上記複数のスロット群以外の領域に配置されるものであることができる。即ち、上記印刷回路基板２１０の第１面に存在する複数のスロット群２２０は電磁波の放射のために使用される領域であるため、上記複数のスロット群以外の領域はすべて接地面に形成されるようになる。
【００７３】
次に、上記給電線２４０は、定在波が形成されるように配置されるものであることができ、上記給電線２４０は、上記それぞれのスロット群に対して直列給電するように形成されるものであることができる。また、上記給電線２４０は長さを補償するためのメアンダー形状に構成されるものであることができる。
【００７４】
図５は、本発明の一実施例によるＲＦＩＤリーダアンテナにおいてスロットの構成を説明するための斜視図である。
【００７５】
図５を参照すると、本発明の一実施例によるＲＦＩＤリーダアンテナは、単層印刷回路基板２１０の接地面２３０に周期的に形成されたスロット群２２０を、反対面に形成された給電線２４０を用いて直列給電する構造である。
【００７６】
即ち、本発明の一実施例によるＲＦＩＤリーダアンテナは、単一の誘電体層で構成された印刷回路基板２１０と、上記印刷回路基板２１０の下端に給電のための給電線２４０と、上記印刷回路基板２１０の上端に形成された接地面２３０と、で構成される。上記接地面２３０には、放射のための複数のスロット群２２１、２２２、２２３が存在することができる。
【００７７】
また、上記のように複数のスロット群２２１、２２２、２２３をマイクロストリップラインで形成された給電線２４０を用いて直列給電する場合、電流の量は給電点２４２から終端２４１に行くほど順に減少するようになり、最終端のスロット群に励起される電流の量は非常に少なくなることがある。
【００７８】
即ち、給電点２４２に給電された電流は１番目のスロット群２２３に励起された後、２番目のスロット群２２２に励起され、残りの電流が最後のスロット群２２１に励起される。上記のような過程で励起される電流は、スロット群２２３、２２２、２２１を通過しながら順に減少するようになる。
【００７９】
本発明では、これを解決するために給電線２４０とスロットが交差する距離ｄ３、ｄ２、ｄ１を用いる。即ち、マイクロストリップラインとスロットが交差する距離によって上記スロットに励起される電流の量が変わることができるので、交差する距離ｄ３、ｄ２、ｄ１を順に増加させるようになると（ｄ３＜ｄ２＜ｄ１）、３つのスロット群に励起される電流の量を均一にすることができる。
【００８０】
また、各スロット群２２３、２２２、２２１に同一の位相の電流を給電するために、各スロット群の間の給電線２４０はメアンダー形状２４３を有することができる。上記メアンダー形状２４３の給電線２４０の長さを用いて各スロット群に励起される電流の位相を制御することができる。ここで、給電線２４０の終端２４１と１番目のスロット群２２１との距離はλ／４である。
【００８１】
本発明が達成しようとするさらに他の目的の一つは、ＲＦＩＤタグの方向に関係なくＲＦＩＤリーダアンテナが安定してタグを認識できるようにすることにある。従って、リーダアンテナは円形偏波の特性を有しなければならない。
【００８２】
リーダアンテナの円形偏波の特性のために、上記のスロット群を構成するそれぞれのスロットは物理的に互いに交差するように形成されなければならず、スロット群が２つのスロットで構成される場合は、スロット対で形成された２つのスロット間に励起される電流の位相差は９０度にしなければならない。２つのスロットに励起される電流の位相差はＳに応じて制御可能である。即ち、直交する２つのスロット間の距離を用い、直交する２つのスロットに励起される電流が９０度の位相差を有するようにすることができる。
【００８３】
結果的に、上記複数のスロット群は、上記スロット群による送信信号間の位相差が、予め定められた位相差よりも小さくなるように配置されるものであることができ、上記複数のスロット群は、上記スロット群による送信信号の強度が、予め定められた強度よりも大きくなるように構成されるものであることができる。
【００８４】
例えば、上記予め定められた位相差は、１番目のスロット群による送信信号を基準にして５度または１０度に定められてもよく、上記予め定められた強度は最大強度よりも５％小さな強度等に定められてもよい。
【００８５】
また、上記スロット群による送信信号の強度は、上記給電線と交差するスロットの長さに応じて制御されるものであることができ、上記給電線と交差するスロットの長さは、上記給電線の開放された終端から近いほど長く構成されるものであることができる。
【００８６】
図６は、本発明の一実施例によるＲＦＩＤリーダアンテナにおいてスロットの構成による円形偏波の特性を説明するための例示図である。
【００８７】
図６を参照すると、時間に変化に応じて各スロットに励起される電界方向の変化を確認することができる。スロット群を構成するスロットが２つであると仮定するとき、スロット群を構成する１対のスロット２２１の間の距離Ｓを適切に用いて２つのスロットに励起される電流の位相差を９０度に維持すると、スロット対から放射する電界６００の方向は図６のように形成されることができる。
【００８８】
即ち、一周期Ｔの時間が経つうちに放射する電界６００の方向も一回り回転するようになる。即ち、ｔ＝０において電界６００の方向を「−Ｘ」方向と仮定すると、ｔ＝Ｔ／４において電界６００の方向は「Ｙ」方向、ｔ＝２Ｔ／４において電界６００の方向は「Ｘ」方向、そしてｔ＝３Ｔ／４において電界６００の方向は「−Ｙ」方向を有するようになる。
【００８９】
図７は、本発明の他の実施例によるＲＦＩＤリーダアンテナにおいてスロットの構成を説明するための斜視図である。
【００９０】
図７を参照すると、図７のアンテナは単層の印刷回路基板からなり、給電線によって直列給電される構造である。本発明のさらに他の実施例であるＲＦＩＤリーダアンテナは、単一誘電体で形成された印刷回路基板２１０と、上記印刷回路基板２１０の下端に給電のための給電線２４０と、そして上記印刷回路基板２１０の上端の接地面２３０と、で構成される。上記接地面２３０には放射のための複数のスロット群２２４、２２５、２２６が存在することができる。
【００９１】
また、上記のように複数のスロット群２２４、２２５、２２６を給電線２４０を用いて直列給電する場合、電流の量は給電点２４２から終端２４１に行くほど順に減少するようになり、最終端のスロット対に励起される電流の量は非常に少なくなることがある。即ち、給電点２４２に給電された電流は１番目のスロット群２２６に励起された後、２番目のスロット群２２５に励起され、残りの電流が最後のスロット群２２４に励起される。上記のような過程で励起される電流は、スロット群２２６、２２５、２２４を通過しながら順に減少するようになる。
【００９２】
本発明では、これを解決するために給電線２４０とスロットが交差する距離ｄ３、ｄ２、ｄ１を用いる。即ち、マイクロストリップラインとスロットが交差する距離によって上記スロットに励起される電流の量が変わることができるので、交差する距離ｄ３、ｄ２、ｄ１を順に増加させるようになると（ｄ３＜ｄ２＜ｄ１）、３つのスロット群に励起される電流の量を均一にすることができる。
【００９３】
また各スロット群２２６、２２５、２２４に同一の位相の電流を給電するために、各スロット群の間の給電線２４０はメアンダー形状２４３を有することができる。
【００９４】
また、図７のアンテナも円形偏波の特性を示すため、上記スロットは物理的に互いに交差するように形成されなければならず、対で形成された２つのスロット間に励起される電流の位相差は９０度にしなければならない。２つのスロットに励起される電流の位相差はＳに応じて制御可能である。即ち、直交する２つのスロット間の距離を用い、直交する２つのスロットに励起される電流が９０度の位相差を有するようにしなければならない。
【００９５】
さらに、スロット群を構成するスロットが３つ以上である場合も同様に、円形偏波の特性を示すようにするためにそれぞれのスロットにおける電流の位相差が６０度等の異なる位相差値を有するように制御することが可能である。
【００９６】
図８は、本発明の他の実施例によるＲＦＩＤリーダアンテナにおいてスロットの構成による円形偏波の特性を説明するための例示図である。
【００９７】
図８を参照すると、本発明の他の実施例によるＲＦＩＤリーダアンテナにおいて、時間の変化に応じて各スロットに励起される電界方向の変化を確認することができる。スロット群２２４を構成する１対のスロット２２４−１、２２４−２の間の距離Ｓを適切に用いて２つのスロットに励起される電流の位相差を９０度に維持すると、スロット対から放射する電界８００の方向は図８のように示される。即ち、一周期Ｔの時間が経つうちに放射する電界８００の方向も一回り回転するようになる。
【００９８】
一方、上記ＲＦＩＤリーダアンテナは、極超短波帯域の波長を用いるものであることができ、上記ＲＦＩＤリーダアンテナは、近接場及び遠距離場を同時に提供するものであることができる。
【００９９】
さらに、ＲＦＩＤリーダアンテナを含むＲＦＩＤ棚は誘電体で形成された印刷回路基板、複数のスロットで構成され、上記印刷回路基板の第１面に配置される複数のスロット群と、上記印刷回路基板の第１面のうち、上記複数のスロット群以外の領域に配置される接地面と、上記複数のスロット群に対して給電するために、上記印刷回路基板の第２面に終端が開放されたマイクロストリップラインで形成される給電線と、を含んで構成されることができる。
【０１００】
ＲＦＩＤリーダアンテナを含むＲＦＩＤ棚において上記スロット群による送信信号は、円形偏波の特性を示すように配置されるものであることができ、上記スロット群による送信信号の円形偏波の特性は、上記スロット群を構成するスロット間の距離によって形成されるものであることができる。また、ＲＦＩＤリーダアンテナを含むＲＦＩＤ棚において上記スロット群を構成するスロットは、上記スロットによる送信信号の方向が、互いに交差する方向に形成されるように配置されるものであることができる。
【０１０１】
以上、実施形態を参照して説明したが、当該技術分野の熟練した当業者は特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を様々に修正及び変更できることを理解しなければならない。
【符号の説明】
【０１０２】
２００    ＲＦＩＤリーダアンテナ
２１０    印刷回路基板
２２０    複数のスロット群
２２１、２２２、２２３    スロット群
２２１−１    第１スロット
２２１−２    第２スロット
２３０    接地面
２４０    給電線
２４１    開放終端
２４２    給電点
２４３    メアンダー形状
【図１】
2011087296.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2011087296.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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