(57)【要約】  導体上にじかに付着させて使用でき、単純な平板構造であって、製作及びコスト面に関して低レベルな人工磁気導体を利用した無線認識用ダイポール・タグアンテナ及び該ダイポール・タグアンテナを利用した無線認識システムを提供する。該無線認識用ダイポール・タグアンテナは、給電ポートが必要ない無線認識用チップを含み、第１誘電体で形成された基板と、基板の下部に形成された導電性の接地層と、基板上に形成された人工磁気導体層と、人工磁気導体層上に付着されて無線認識用チップを具備したダイポール・タグアンテナとを含み、導体上にじかに付着させて容易に使用できる。
2010512091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１誘電体で形成された基板と、
前記基板の下部に形成された導電性の接地層と、
前記基板上に形成された人工磁気導体層と、
前記人工磁気導体層上に付着され、無線認識用チップを具備したダイポール・タグアンテナとを含み、
導体上にじかに付着させて使用できる人工磁気導体を利用した無線認識用ダイポール・タグアンテナ。
【請求項２】
前記無線認識用ダイポール・タグアンテナは、平板型構造を有することを特徴とする請求項１に記載の人工磁気導体を利用した無線認識用ダイポール・タグアンテナ。
【請求項３】
前記人工磁気導体層は、四角パッチ状の単位セルが互いに一定間隔で配列されたパターンに形成されたことを特徴とする請求項１に記載の人工磁気導体を利用した無線認識用ダイポール・タグアンテナ。
【請求項４】
前記人工磁気導体層は、前記長方形の単位セルを８つ有し、
前記単位セルは、２列縦隊型に前記基板上に配置されるが、１列当たり４個の単位セルが同じ第１間隔で配置され、列間は、第２間隔を有することを特徴とする請求項３に記載の人工磁気導体を利用した無線認識用ダイポール・タグアンテナ。
【請求項５】
前記単位セルの一辺の長さの変化によって、前記ダイポール・タグアンテナの周波数特性及び認識距離性能が変化することを特徴とする請求項３に記載の人工磁気導体を利用した無線認識用ダイポール・タグアンテナ。
【請求項６】
前記無線認識用チップは、受信される電磁波によって動作することを特徴とする請求項３に記載の人工磁気導体を利用した無線認識用ダイポール・タグアンテナ。
【請求項７】
前記ダイポール・タグアンテナは「∽」形態を有し、
前記無線認識用チップは、前記ダイポール・タグアンテナの中心部分に配置されることを特徴とする請求項６に記載の人工磁気導体を利用した無線認識用ダイポール・タグアンテナ。
【請求項８】
前記ダイポール・タグアンテナは、一辺に開口部を有する長方形の２枚の導体板が開口部を介して対面し、
前記２枚の導体板は、前記連結部を介して連結し、前記「∽」形態をなすことを特徴とする請求項７に記載の人工磁気導体を利用した無線認識用ダイポール・タグアンテナ。
【請求項９】
前記連結部は、前記開口部内部に挿入される形態で前記２枚の導体板と連結され、前記開口部にスロットが形成されたことを特徴とする請求項８に記載の人工磁気導体を利用した無線認識用ダイポール・タグアンテナ。
【請求項１０】
前記２枚の導体板それぞれの辺の長さ、及び前記スロットの長さ並びに幅の変化によって、前記ダイポール・タグアンテナの共振周波数が調節されることを特徴とする請求項９に記載の人工磁気導体を利用した無線認識用ダイポール・タグアンテナ。
【請求項１１】
前記ダイポール・タグアンテナは、前記接地層と送受信電磁波波長の１／４以下の間隔を有し、前記人工磁気導体層上に付着されうることを特徴とする請求項１に記載の人工磁気導体を利用した無線認識用ダイポール・タグアンテナ。
【請求項１２】
前記基板は、エポキシで形成されたことを特徴とする請求項１に記載の人工磁気導体を利用した無線認識用ダイポール・タグアンテナ。
【請求項１３】
請求項１に記載の無線認識用ダイポール・タグアンテナを利用して製作された無線認識システム。
【請求項１４】
前記無線認識用ダイポール・タグアンテナは、平板型構造を有することを特徴とする請求項１３に記載の無線認識システム。
【請求項１５】
前記人工磁気導体層は、四角パッチ状の単位セルが互いに一定間隔で配列されたパターンに形成されたことを特徴とする請求項１３に記載の無線認識システム。
【請求項１６】
前記無線認識用チップは、受信される電磁波によって動作し、
前記ダイポール・タグアンテナは「∽」形態を有し、
前記無線認識用チップは、前記ダイポール・タグアンテナの中心部分に配置されることを特徴とする請求項１３に記載の無線認識システム。
【請求項１７】
前記無線認識システムは、ＲＦＩＤ（radio frequency identification）システムであることを特徴とする請求項１３に記載の無線認識システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアンテナ及びアンテナを利用した無線認識システムに係り、特に、人工磁気導体を利用したタグアンテナ及び該タグアンテナを利用した無線認識システムに関する。本発明は、情報通信部のＩＴ新成長動力核心技術開発事業の一環として行われた研究から導き出されたものである（課題管理番号：２００５−Ｓ−０４７−０２、課題名：電磁波低減素材及び部品技術）。
【背景技術】
【０００２】
磁気導体（magnetic conductor）は、一般的に使われる電気導体（electric conductor）に相応するものであり、電気導体の表面上では、電場の接線成分がほぼ０になるが、磁気導体の表面上では、磁場の接線成分がほぼ０になって、電気導体とは異なり、磁気導体表面上では、電流が流れない。
【０００３】
そのような磁気導体の性質によって、磁気導体は、回路的には、特定周波数で非常に高い抵抗を有する、すなわち、開放回路の機能を行う成分として作用する。かかる磁気導体は、一般的な電気導体上に、意図された特定単位セルパターンを一定間隔で周期的に配列することによって具現できるが、そのように設けられた磁気導体を人工磁気導体（ＡＭＣ：artificial magnetic conductor）という。
【０００４】
ＡＭＣの表面は、前述のように、回路的に高インピーダンス表面（ＨＩＳ：high impedance surface）特性を有することになるが、かかるＡＭＣのＨＩＳ特性は、形成されたＡＭＣパターンによって、特定周波数に依存することになる。
【０００５】
一方、一般的にアンテナは、電気導体接地面上で送受信される信号波長λの１／４以上の距離を必要とする。なぜならば、λ／４より近距離にあることになれば、アンテナに流れる電流と反対方向の表面電流が電気導体接地面の表面で誘起されることによって、その２つの電流が互いに相殺され、それによって、アンテナが効果的に動作できなくなるためである。しかしながら、ＡＭＣは、表面に電流が流れないために、アンテナは、電気導体上でよりも、ＡＭＣ上ではるかにさらに近距離で動作でき、それによって、接地面とアンテナとの間の距離を縮めることができるという長所がある。
【０００６】
現在、ＲＦＩＤ（radio frequency identification）のような無線認識システムのタグアンテナ開発分野では、導体に付着させて活用可能なタグ、及び水のような高誘電体上で使用可能なタグへの関心が徐々に高まっている。一般タグアンテナは、導体上に付いたとき、以上で指摘したように、アンテナとして動作はできないが、ＡＭＣを応用したタグアンテナは、自動車やコンテナ・ボックスのような導体に付着させて十分に活用できる。これは、無線認識システムの活用範囲を広めることであるといえる。
【０００７】
図１Ａ及び図１Ｂは、従来のアンテナに適用されたＡＭＣに係る側面図及び斜視図である。
【０００８】
図１Ａを参照すれば、ＡＭＣ１０は、接地層１８、第１誘電体層１４、ＡＭＣ層１２及び周波数選択表面層２２（ＦＳＳ：frequency selective surface layer）を含む。
【０００９】
ＡＭＣ層１２は、ビア１６を介して接地層２６と連結され、ＦＳＳ層２２は、接地層２６及び電源に連結され、キャパシタ２４を形成することになる。
【００１０】
図１Ｂは、図１Ａに係る斜視図であり、図示したように、ＡＭＣ層１２のパターンは、シンプルな四角パッチで配列（array）形態をなしており、各四角パッチは、金属ビア１６を介して接地層１８に電気的に連結される構造によって形成される。かかるＡＭＣ層１２パターン上に、モノポールタイプのアンテナ（図示せず）が実装されることになるが、アンテナの長さを縮めるために、ＦＳＳ層２２がキャパシティブ・ローディングされた構造を有する。
【００１１】
一方、第１誘電体層１４が、送受信信号波長λのほぼ１／５０レベルに形成されていることを確認することができるが、このようにＡＭＣを利用することによって、従来アンテナに要求されていた、接地層から送受信波長の１／４以上の距離間隔が不要になったことが分かる。
【００１２】
図１のような従来のＡＭＣを利用したアンテナは、ＡＭＣのためのビアを含み、また、ＡＭＣ上に実装されるモノポール・アンテナのようなアンテナが実装されるが、かかるモノポール・アンテナは、給電ポートから電源を供給されて動作する構造を有する。従って、従来のＡＭＣを利用したアンテナは、ビアを含むことを必須とすることによって、ＡＭＣの形成面でも複雑であり、また電源供給のための給電ポートを含むことによって、構造及びサイズ面で不利である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明がなそうとする技術的課題は、従来のＡＭＣを利用した分野とは全く異なる分野で無線認識システム分野にＡＭＣを適用し、従来の無線認識システムでタグが有する構造的問題点を改善し、導体上にじかに付着させて使用でき、単純な平板構造でもって製作でき、かつコスト面で低レベルであり、給電ポートが不要な無線認識用チップを含むＡＭＣを利用した無線認識用ダイポール・タグアンテナ及び該ダイポール・タグアンテナを利用した無線認識システムを提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の技術的課題を達成するために、本発明は、第１誘電体で形成された基板と、基板下部に形成された導電性の接地層（ground layer）と、基板上に形成されたＡＭＣ層（artificial magnetic conductor layer）と、ＡＭＣ層上に付着されて無線認識用チップを具備したダイポール・タグアンテナとを含み、導体上にじかに付着させて使用できるＡＭＣを利用した無線認識用ダイポール・タグアンテナを提供する。
【００１５】
本発明において、無線認識用ダイポール・タグアンテナは、全体的に平板型構造を有することによって、導体上にじかに付着することが容易である。また、ＡＭＣ層は、四角パッチ状の単位セルが互いに一定間隔で配列されたパターンに形成されうる。例えば、ＡＭＣ層は、長方形の単位セルを８つ有し、単位セルは、２列縦隊型に基板上に配置されるが、１列当たり４個の単位セルが同じ第１間隔で配置され、列の間は、第２間隔を有することができる。そのような単位セルの一辺の長さの変化によって、ダイポール・タグアンテナの周波数特性及び認識距離性能が変化しうる。
【００１６】
一方、無線認識用チップは、受信される電磁波によって動作しうるが、ダイポール・タグアンテナは「∽」形態を有し、無線認識用チップは、ダイポール・タグアンテナの中心部分に配置されうる。例えば、ダイポール・タグアンテナは、一辺に開口部を有する長方形の２枚の導体板が開口部を介して対面し、２枚の導体板は、連結部を介して連結され、「∽」形態をなすことができる。また、連結部は、開口部内部に挿入される形態で２枚の導体板と連結され、開口部にスロット（slot）が形成されることも可能である。かかる、２枚の導体板それぞれの辺の長さ、及びスロットの長さと幅との変化によって、ダイポール・タグアンテナの共振周波数が調節されうる。
【００１７】
本発明において、ダイポール・タグアンテナは、接地層と送受信電磁波波長の１／４以下の間隔を有し、ＡＭＣ層上に付着され、基板の場合、エポキシで形成されうる。
【００１８】
本発明はまた、上記の技術的課題を達成するために、無線認識用ダイポール・タグアンテナを利用して製作された無線認識システムを提供する。
【００１９】
本発明において、ＡＭＣ層は、四角パッチ状の単位セルが互いに一定間隔で配列されたパターンに形成されうる。
【００２０】
一方、無線認識用チップは、受信される電磁波によって動作し、ダイポール・タグアンテナは「∽」形態を有し、無線認識用チップは、ダイポール・タグアンテナの中心部分に配置されうる。例えば、無線認識システムは、ＲＦＩＤ（radio frequency identification）システムでありうる。
【００２１】
本発明によるＡＭＣを利用した無線認識用ダイポール・タグアンテナは、給電ポートの必要なしに無線認識用チップを内蔵し、入射波による電磁気的相互作用によって、タグアンテナとして動作しうる。また、平板型のＡＭＣ構造を利用して自動車又はコンテナのような導体にじかに付着させて使用できるので、多様な分野の無線認識システムに適用できる。一方、ＡＭＣを、ビアなしで単純な平板型に製作できるので、製作コスト面でも有利であり、ＡＭＣのパターン及びダイポール・タグアンテナの構造を調節することによって、アンテナの認識距離を飛躍的に拡大できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によるＡＭＣを利用した導体付着型ダイポール・タグアンテナは、タグアンテナのための給電の役割を行い、無線信号情報認識のためのチップを含んで給電ポートが不要な構造であり、導体にじかに付着させて使用できることはもとより、導体にじかに付着させて容易に使用できるように、全体アンテナの構造を平面形に形成している。
【００２３】
また、ビアのない構造にＡＭＣを形成できるので、製造面で簡単であり、かつＡＭＣ層のパターン及びダイポール・タグアンテナも多様に形成できる。特に、ダイポール・タグアンテナを「∽」形態に具現し、各設計変数を適切に変更することによって、アンテナに要求される周波数帯域及び認識距離特性を適切に調節できる。
【００２４】
さらに、本実施例のＡＭＣを利用したダイポール・タグアンテナは、導体上にじかに付着させて使用可能であるので、金属導体を含んだ車両やコンテナのような多様な製品に直接付着させて容易に無線認識システムを具現でき、かかる多様な無線認識システムの適用可能分野が拡張されることによって、消費者に多様な選択の幅を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１Ａ】従来のアンテナに適用されたＡＭＣに係る側面図である。
【図１Ｂ】従来のアンテナに適用されたＡＭＣに係る斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態によるＡＭＣを利用したダイポール・タグアンテナに係る平面図である。
【図３】図２のＡＭＣを利用したダイポール・タグアンテナをさらに詳細に示す平面図である。
【図４Ａ】図２のＡＭＣを利用したダイポール・タグアンテナに適用できるＡＭＣの単位セルパターンに係る平面図である。
【図４Ｂ】図２のＡＭＣを利用したダイポール・タグアンテナに適用できるＡＭＣの単位セルパターンに係る平面図である。
【図５】図２のＡＭＣを利用したダイポール・タグアンテナに係る側面図である。
【図６】図２のＡＭＣの単位セルの一辺の長さ変化に対するアンテナの周波数特性を示すグラフである。
【図７】図２のＡＭＣを利用したダイポール・タグアンテナのＲＣＳ（radar cross section）と認識距離との関連性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付された図面を参照しつつ、本発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。以下の説明で、ある構成要素が他の構成要素の上部に存在すると記述されるとき、それは、他の構成要素のすぐ上に存在することもあり、その間に第三の構成要素が介在することもある。また、図面で各構成要素の厚さや大きさは、説明の便宜及び明確性のために誇張され、説明と関係のない部分は省略されている。図面上で同一符号は、同じ要素を指す。一方、使われる用語は、単に本発明を説明するための目的で使われたものであり、意味限定や特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使われたものではない。
【００２７】
図２は、本発明の一実施形態によるＡＭＣ（artificial magnetic conductor）１００を利用したダイポール・タグアンテナ２００に係る平面図である。
【００２８】
図２を参照すれば、ＡＭＣ １００を利用したダイポール・タグアンテナ構造は、ＡＭＣ １００及びＡＭＣ １００上に付着されたダイポール・タグアンテナ２００を含む。
【００２９】
ＡＭＣ １００は、導電性の接地層（図示せず）、第１誘電体で形成された基板１４０及びＡＭＣ層１６０を含む。ＡＭＣ層１６０は、導電性物質でもって一定のパターンによって配列されるが、本実施形態では、四角パッチ状の導体板が一定間隔をおいて、２列縦隊型に配置されている。本実施形態で、四角パッチ状で２列縦隊型にＡＭＣ層１６０のパターンが形成されているが、ＡＭＣ層１６０のパターンがこれに限定されるものではない。
【００３０】
一方、本実施形態のＡＭＣ１００は、ＡＭＣ層１６０と導電性接地層とを連結するビアが必要ないので、製造面でも簡便である。しかし、本実施形態のように、ビアのないＡＭＣ １００に限定されず、必要によってビアを含む構造で形成することができることはいうまでもない。
【００３１】
ＡＭＣ層１６０の上部に、ダイポール・タグアンテナ２００が配置され、ＡＭＣ層１６０にじかにダイポール・タグアンテナ２００が付着されうるが、一般的には、ＡＭＣ層１６０上に形成された第２誘電体層（図示せず）上に付着される。かかる第２誘電体層（図示せず）は、空気と類似した誘電率を有したフォーム（foam）で形成されうる。
【００３２】
ダイポール・タグアンテナ２００は、中心に一定部分が空いている四角パッチ状の２枚の導体板２２０，２４０が連結部２６０を介して連結され、全体的に「∽」型構造に形成されている。一方、連結部２６０の中央部に、給電ポートの必要ない無線認識用チップ２１０が配置される。すなわち、かかる無線認識用チップ２１０は、電源を介して供給されるエネルギーを利用するのではなく、アンテナに入射される電磁波のエネルギーを利用して動作することになる。
【００３３】
連結部２６０と各導体板２２０，２４０は、スロット（slot）を形成しつつ連結されるが、かかるスロットの存在によって、アンテナの周波数特性が変更されうる。以下、導体板２２０，２４０、連結部２６０及びスロットのサイズに係る内容は、図３の部分で説明する。
【００３４】
一般的に、ＡＭＣを利用してアンテナを構成することになれば、全体アンテナの構造を平板型に形成でき、また電気導体の接地面からλ／４以上の間隔が要求されないので、アンテナの全体サイズを縮めることができる。また、ＡＭＣを利用する場合、共振周波数で反射波位相変化が小さいので、すなわち、電気導体とは反対に、アンテナからの放射された電波が磁気導体に当たり、同じ位相で反射されるために、電気導体があるときより、理論的におよそ３ｄＢの利得向上を有することができる。一方、平板型（low-profile）に製作され、車両やコンテナのような金属導体の表面にじかに付着させて使用できるという長所も有する。
【００３５】
図３は、図２のＡＭＣを利用したダイポール・タグアンテナ２００をさらに詳細に示す平面図である。
【００３６】
図３を参照すれば、本実施形態のダイポール・タグアンテナ２００は、ＡＭＣ層１６０上に、一定距離をおいて装着されるが、全体構造が「∽」型を有する。図面上、ダイポール・タグアンテナ２００の構造と設計変数とが具体的に表示されている。
【００３７】
すなわち、中央に大きいスロットＡを有し、アンテナのアームの機能を行う２つの導体板２２０，２４０が導電性の連結部２６０を介して連結されるが、連結部２６０は、右側の大きいスロットの上部を介して右側導体板２４０と、左側の大きいスロットの下部を介して左側導体板２２０とに連結されることによって、ダイポール・タグアンテナは、全体的に「∽」型の構造を形成することになる。一方、連結部２６０と連結される大きいスロット部分には、小さいスロットＢが形成されうる。
【００３８】
図面上に表示された設計変数を変更することによって、ダイポール・タグアンテナ２００の周波数特性や認識距離などを調節できる。例えば、導体板２２０，２４０の各辺ａ1，ｂ1、すなわち、アンテナ・アームの長さ、大きいスロットＡのサイズ、小さいスロットの長さ及び幅などを変化させることによって、ダイポール・タグアンテナ２００の共振周波数を調節できる。各設計変数に係る具体的な値らは、表１に例示されている。
【００３９】
図４Ａは、図２のＡＭＣを利用したダイポール・タグアンテナに適用できるＡＭＣの単位セルパターンに係る平面図である。
【００４０】
図４Ａを参照すれば、ＡＭＣ層１６０は、第１誘電体で形成された基板１４０上に一定間隔で配列された導電性の単位セルで構成される。さらに具体的に説明すれば、ＡＭＣ層１６０の単位セルは、左右の長さが上下の長さより長く形成された長方形パッチ状で構成され、かかる形態の単位セルが一定間隔を有し、２列縦隊型に配列された構造を有する。例えば、各列の単位セル間の間隔は、同じ第１間隔ｇyに維持され、列間の間隔は、第２間隔ｇxを維持する。
【００４１】
本実施形態で、ＡＭＣ層１６０の単位セルが四角パッチ状に２列縦隊配列で形成されたが、ＡＭＣ層１６０の単位セルの形態及び配列パターンはこれに限定されず、アンテナの特性によって、多様に形成されうることはいうまでもない。
【００４２】
すなわち、単位セルの大きさ、形態又は単位セル間の間隔を変化させることによって、ＡＭＣの反射波位相特性を変化させることができ、それによって、ダイポール・タグアンテナ２００の周波数特性を調節できる。例えば、ＡＭＣ層１６０設計時に、ＡＭＣ自体の周波数特性を基準に、アンテナを実装時に周波数特性変化を考慮し、パターンの長さであるａ0とパターン間の間隔であるｇx，ｇyとを調整することによって、ＡＭＣを最適化できる。
【００４３】
図４Ｂは、図２のＡＭＣを利用したダイポール・タグアンテナに適用できるＡＭＣの単位セルに係る平面図であり、図４Ａの長方形パッチの代わりに適用されうる単位セルの形態である。すなわち、単位セルは、四角パッチ状の導電体層１６０ａに規則的な形態の誘電体層１４０ａ、例えば、両指を組み合わせた形態（interdigital）の誘電体層１４０ａが形成される構造を有する。
【００４４】
そのような構造に単位セルを形成する場合、図４Ａに比べて、さらに小サイズにＡＭＣを具現でき、それによって、全体アンテナのサイズも縮小できる効果を有する。また、導電体層１６０ａに形成される誘電体層１４０ａ形態の変化を介して、アンテナの周波数特性を変化させることもできる。一方、かかる誘電体層１４０ａは、基板と同一な誘電体で形成されうるが、他の誘電体で形成される場合もある。
【００４５】
図５は、図２のＡＭＣ１００を利用したダイポール・タグアンテナ構造に係る側面図である。
【００４６】
図５を参照すれば、ＡＭＣ １００を利用したダイポール・タグアンテナ構造は、ＡＭＣ１００及びダイポール・タグアンテナ２００を含むが、ここで、ＡＭＣ１００は、第１誘電率εr1有する基板１４０、基板１４０下部の導電性の接地層１２０、基板１４０上のＡＭＣ層１６０、ＡＭＣ層１６０上の第２誘電率εr2を有する第２誘電体層１８０を含む。
【００４７】
第１誘電体で形成された基板１４０は、例えばＦＲ４（glass epoxy）で形成され、ＡＭＣ層１６０は、図４Ａまたは図４Ｂでのような一定のパターンを有して形成されうるが、それに限定されるものではない。一方、ＡＭＣ層１６０の単位セル間には、基板１４０と同一の第１誘電体で充填されうるが、これに限定されずに、第１誘電体と異なる誘電率を有した誘電体が充填される場合もある。
【００４８】
ダイポール・タグアンテナ２００の場合、給電ポートが必要ない無線認識用チップ２１０を含むが、図２のように、「∽」形態の平板型に形成できるが、それに限定されるものではない。また、第２誘電体層１８０は、フォームのような低誘電率を有する誘電体で形成されうるが、ＡＭＣ １００が理想的である場合、第２誘電体層１８０が省略されることも可能である。
【００４９】
一方、ＡＭＣ１００及びダイポール・タグアンテナ２００の厚さ、誘電体層の誘電率もアンテナの周波数特性を決定する設計変数となる。従って、アンテナの全体サイズ及び周波数特性を考慮し、ＡＭＣ １００をなす各層の厚さや誘電体層の誘電率などが適切に調節されることが望ましい。ここで、ダイポール・タグアンテナ２００とＡＭＣ層１６０パターンは、いずれも導電性、例えば金属導体で形成されうる。
【００５０】
一方、本実施形態でのＡＭＣ構造は、電気導体接地面とＡＭＣ層１６０の四角パッチパターンとの間にビアを含まない平板構造で形成されうるので、製作上の便宜及びコスト節減の効果がある。
【００５１】
表１は、本発明のＡＭＣ １００を利用したダイポール・タグアンテナ２００の設計変数と該当値とを例示する。
【００５２】
【表１】
2010512091.tif 000003
【００５３】
表１で当該変数は、９０２〜９２８ＭＨｚの周波数帯域で動作するように設計された値である。設計変数値として適用されたエポキシ（ＦＲ４）基板を使用し、ＡＭＣ全体構造を平板型に製作することによって、ダイポール・タグアンテナ具現において、生産コスト節減の効果を上げることができる。
【００５４】
図６は、図２のＡＭＣ １００の単位セルの一辺の長さ変化に対するアンテナの周波数特性を示すグラフであり、ＡＭＣ１００の設計変数の単位セルの一辺の長さを変化させつつ見た反射波位相特性である。
【００５５】
図６を参照すれば、ほぼ０．９ＧＨｚ〜０．９５ＧＨｚほどでＡＭＣ １００の反射波位相が−９０゜〜９０゜に変化するが、そのような位相変化区間が、タグアンテナの周波数帯域に該当する。一方、−９０゜〜９０゜の位相変化区間は、ＡＭＣ １００の抵抗値であって、３７７Ω〜無限大（infinite）Ωに該当する区間でもある。ここで、３７７Ωの抵抗値は、自由空間インピーダンス（ＦＳＩ：free space impedance）を意味する。ＡＭＣが無限大の抵抗値を有し、反射波の位相変化がゼロであるのがアンテナの利得面で望ましいということはいうまでもない。
【００５６】
一方、グラフで図示されているように、図４ＡのＡＭＣ層単位セルの一辺ａ0の長さ変化によって、アンテナの周波数帯域は変化することになるが、単位セルの一辺ａ0の長さが長くなれば、周波数帯域が低くなることが分かる。また、グラフ上に図示されていないが、図４Ｂのように、ＡＭＣ層の単位セルの形態を細密化することにより、周波数帯域を調節したり、又はアンテナの全体サイズを縮めることができる。
【００５７】
図７は、図２のＡＭＣを利用したダイポール・タグアンテナ２００のＲＣＳと認識距離との関連性を示すグラフである。ここで、ＲＣＳは、レーダ・クロス・セッション（radar cross section）の略語である。
【００５８】
図７のグラフを介して分かるように、図２のようなＡＭＣを利用したダイポール・タグアンテナ２００は、９０２ＭＨｚの周波数で、最大認識距離３．６ｍの性能を有することを確認することができる。一方、グラフ上で、コンピュータ・シミュレーション値と直接実験的に測定された値とがほぼ類似して示されているということを確認することができ、安定したＲＣＳ特性を確認することができる。
【００５９】
本発明によるＡＭＣを利用したダイポール・タグアンテナは、ＡＭＣを利用することによって、従来電気導体接地面からλ／４以上の間隔を維持する必要がなく、また、ＡＭＣにビアを含まなくともよいために、製造面で有利である。一方、本発明の無線認識用チップを含むダイポール・タグアンテナは、給電ポートが必要なくなり、また、全体アンテナ構造を平面形の小型に製造可能であるので、金属導体を含んだ車両やコンテナなどに容易に付着し、ＲＦＩＤ（radio frequency identification）システムのような無線認識システムを容易に具現できる。さらに、ＡＭＣ層のパターン形態又はタグアンテナの形態、例えば、「∽」型ダイポールアンテナの設計変数を調節し、周波数帯域及び認識距離を適切に調節することもできる。
【００６０】
以上、本発明について図面に図示された実施形態を参考に説明したが、それらは例示的なものに過ぎず、本技術分野の当業者ならば、それらから多様な変形及び均等な他実施形態が可能であるという点を理解することが可能であろう。よって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決まるものである。
【００６１】
本発明は、アンテナ及びアンテナを利用した無線認識システムに係り、特に、ＡＭＣを利用したタグアンテナ及び該タグアンテナを利用した無線認識システムに関する。該ＡＭＣを利用した導体付着型ダイポール・タグアンテナは、タグアンテナのための給電の役割を行い、無線信号情報認識のためのチップを含んで給電ポートが不要な構造であり、導体にじかに付着させて使用できることはもとより、導体にじかに付着させて容易に使用できるように、全体アンテナの構造を平面形に形成している。
【図１Ａ】
2010512091.tif 000004
【図１Ｂ】
2010512091.tif 000005
【図２】
2010512091.tif 000006
【図３】
2010512091.tif 000007
【図４Ａ】
2010512091.tif 000008
【図４Ｂ】
2010512091.tif 000009
【図５】
2010512091.tif 000010
【図６】
2010512091.tif 000011
【図７】
2010512091.tif 000012
【国際調査報告】
2010512091.tif 000013
2010512091.tif 000014