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KR100409047B1 - Credit card type transponder with radio frequency remote Identify system for long range cognition - Google Patents

Credit card type transponder with radio frequency remote Identify system for long range cognition Download PDF

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KR100409047B1
KR100409047B1 KR10-2001-0015300A KR20010015300A KR100409047B1 KR 100409047 B1 KR100409047 B1 KR 100409047B1 KR 20010015300 A KR20010015300 A KR 20010015300A KR 100409047 B1 KR100409047 B1 KR 100409047B1
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credit card
slot
transponder
dipole
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KR10-2001-0015300A
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김지태
정동석
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(주)크레디패스
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    • G06K19/07767Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card comprising at least a second communication arrangement in addition to a first non-contact communication arrangement the first and second communication means being two different antennas types, e.g. dipole and coil type, or two antennas of the same kind but operating at different frequencies

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Abstract

본 발명은 장거리 인식을 위한 원격 인식 시스템을 내장한 신용 카드형 트랜스폰더에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마이크로 스트립 안테나의 개구 면적을 최대로 활용하고 2개의 슬롯 및 2개의 다이폴 안테나를 적절히 배치하여 수신 전파의 2차 하모닉에 대하여도 공진점에 맞추어 최대의 방사 효율이 되도록 함으로서 송수신 주파와 같은 백스켓터를 캐리어로 사용하는 시스템에서의 비효율적인 문제를 해소하도록 소형의 카드 크기 내에서 질문기에서 방사되는 빔전력을 최대로 수신할 수 있도록 하며, 2개의 슬롯 공진 안테나를 직교 배치 이중편파 안테나를 구성하여 방향에 따른 수신 전력이 일정하여 장거리 인식이 가능하게 하는 것이다.The present invention relates to a credit card type transponder incorporating a remote recognition system for long range recognition, and more particularly, to maximize the opening area of a microstrip antenna and to receive two slots and two dipole antennas accordingly. The second harmonic of the radio waves is radiated from the interrogator within a small card size to solve the inefficient problem in a system using a backseater, such as a transmit / receive frequency, as a carrier by ensuring maximum radiation efficiency at the resonance point. The beam power can be received at maximum, and the two slot resonant antennas are constituted by an orthogonal arrangement dual polarization antenna, so that the reception power in a direction is constant to enable long-range recognition.

이를 위하여 본 발명은, 카드(Transponder Card)용 안테나 설계 및 제작에 있어서, 용이한 마이크로 스트립 안테나(Microstrip antenna) 기본 이론에 충실하도록 하고 상기 마이크로 스트립 안테나의 효율을 극대화하기 위하여 테이퍼 슬롯안테나(Tapered Slot Antenna) 및 다이폴 안테나(Dipole Antenna)의 복합 형태를 구성하며, 편파면은 통상 카드의 휴대 및 설치 방향의 임의성을 고려하여 2개의 테이퍼 슬롯 안테나를 직각으로 배치하여 이중 편파(Dual Polarization)가 되도록 하고, 수신 고주파 전력의 극대화를 위하여 개구 면적을 최대한 신용 카드의 크기가 될 수 있도록 하고, 2개의 다이폴 안테나를 배치하여 송출 이득이 증가되도록 하고, 신용카드의 발급 시 엠보싱으로 마킹되는 정보의 수용을 위하여 0.1㎜ 이하의 구리 박판(Copper thin plate)으로 양면에 포장되는 PVC의 유전율(Dielectricconstant)에 부합되도록 한 것을 특징으로 한다.To this end, the present invention, in the design and fabrication of the antenna for the card (Transponder Card), tapered slot antenna (Tapered Slot) in order to adhere to the basic theory of easy microstrip antenna and to maximize the efficiency of the microstrip antenna It consists of a complex type of antenna and a dipole antenna, and the polarized surface is normally arranged to be dual polarized by arranging two tapered slot antennas at right angles in consideration of the randomness of the card carrying and installation directions. In order to maximize the received high frequency power, the opening area can be as large as the size of the credit card, and the two dipole antennas are arranged to increase the transmission gain, and to accommodate the information marked by embossing when the credit card is issued. PVC oil wrapped on both sides with a copper thin plate of 0.1 mm or less It characterized in that one to meet the rate (Dielectricconstant).

Description

장거리 인식을 위한 원격 인식 시스템을 내장한 신용 카드형 트랜스폰더 {Credit card type transponder with radio frequency remote Identify system for long range cognition}Credit card type transponder with radio frequency remote identify system for long range cognition}

본 발명은 장거리 인식을 위한 무선 주파수를 이용한 원격 인식 시스템(Radio Frequency Remote Identify System)을 내장한 신용 카드형 트랜스폰더(Transponder)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마이크로 스트립 안테나의 개구면적을 최대로 활용하고 2개의 슬롯 및 2개의 다이폴 안테나를 적절히 배치하여 수신 전파의 2차 하모닉에 대하여도 공진점에 맞추어 최대의 방사 효율이 되도록 함으로서 송수신 주파와 같은 백스켓터(Back Scatter)를 캐리어로 사용하는 시스템에서의 비효율적인 문제를 해소하도록 소형의 카드 크기 내에서 질문기에서 방사되는 빔전력을 최대로 수신할 수 있도록 하며, 2개의 슬롯 공진 안테나를 직교 배치 이중편파 안테나를 구성하여 방향에 따른 수신 전력이 일정하여 장거리 인식이 가능하게 하는 것이다.The present invention relates to a credit card type transponder incorporating a radio frequency remote identify system using a radio frequency for long range recognition. More particularly, the present invention utilizes the maximum opening area of a microstrip antenna. In the system that uses Back Scatter as a carrier, such as transmit and receive frequency, by arranging two slots and two dipole antennas properly for maximum harmonic efficiency according to resonance point for secondary harmonics of received radio waves In order to solve the problem of inefficiency, the maximum beam power radiated from the interrogator can be received within the size of a small card. Long-range recognition is possible.

질문기에서 비이컨(Beacon)을 송출하여 영역내에 있는 트랜스폰더는 수신된 비이컨의 고주파를 직류전원으로 변환하여 로직 및 메모리 반도체를 동작시켜 벡스켓터에 고유정보를 변조하여 전송하므로서 인식하는 패시브 트랜스폰더(Passive transponder) 시스템과 트랜스폰더 태그에 별도의 전원을 사용하여 반도체의 동작전원으로 사용하는 세미 패시브 형태 및 액티브 형태 등이 있다.A transponder in the area that sends a beacon from the interrogator converts the high frequency of the received beacon into a DC power source and operates logic and memory semiconductors to modulate and transmit unique information to the back basket. There is a semi-passive type and an active type that use a separate power source for a passive transponder system and a transponder tag to use as a semiconductor operating power source.

일반적으로 근접 거리에 사용되는 지하철 및 버스 패스 카드, 출입증 그리고 건전지 내장형의 주차장 관리 및 차량 관리 시스템, 동물 관리 시스템, 물류 관리 시스템 등에 응용되고 그 응용 분야는 날로 증대되고 있으며 소형의 태그형태로 사용되는 안테나는 근접 거리 저주파의 경우는 코일 형태의 루우프 안테나 고주파의 경우 마이크로 스트립 또는 다이폴 안테나 형태로서 그 이득은 -3 ~ +3dBi정도이고 편파면은 리니어 안테나가 주로 사용되고 있다.In general, it is applied to subway and bus pass cards used for close distances, pass and battery-embedded parking lot management and vehicle management systems, animal management systems, logistics management systems, and its applications are increasing day by day. The antenna is a coiled loop antenna in the case of near-range low frequency, in the form of a microstrip or dipole antenna in the high frequency, and its gain is about -3 to +3 dBi.

백스케이터를 이용한 패시브 형태의 고주파 신원 확인 송, 수신 장치 시스템은 그 용도의 다양함에도 불구하고 최대 인식 거리가 5미터 정도로서 주파수의 드리프트 등의 영향을 직접적으로 받는 고속 이동체의 인식 등에는 인식 거리의 단축 및 인식율 저하 등의 한계성이 있고 고속 이동체에 적용하기 위해서는 액티브 타입의 송, 수신 장치를 사용하거나 건전지가 내장된 세미 패시브 방식 또는 고속의 원거리 이식을 가능하게 하기 위하여 별도의 전원을 사용하여 무선 통신 부분을 담당하는 OBU(On Board Unit) 등이 설치되어 응용되고 있다.Passive type high frequency identification transmission / reception system using backscaler has a maximum recognition distance of about 5 meters despite various uses, and shortens the recognition distance for recognition of high-speed moving objects that are directly affected by frequency drift. And the use of active type transmitter and receiver for application to high speed moving object or semi-passive method with built-in battery or separate power source to enable high speed remote transplantation. OBU (On Board Unit), which is in charge of this, is installed and applied.

이러한 액티브 타입 또는 OBU 타입은 송, 수신 장치의 소형화가 극히 난해하여 응용 분야가 제한되며 액티브 소자의 열화 등에 따른 내구성이 보장될 수 없고 또한 시계용 건전지 등을 사용한 시스템은 소형화가 가능하나 인식 거리와 사용 횟수 등에 따라 건전지의 수명에 직접적인 영향을 받으므로 그 내구성이나 안정성은 물론 이로 인해 수명이 단축되는 문제점이 발생하게 되는 것이다.The active type or the OBU type is extremely difficult to miniaturize the transmitting and receiving devices, thereby limiting the application fields. Durability due to deterioration of the active element cannot be guaranteed and the system using the watch battery can be miniaturized. As the number of times of use is directly affected by the life of the battery, its durability or stability, as well as the problem of shortening the life will occur.

또한 건전지 내장형 타입은 신용 카드형태로의 제작이 불가능한 문제점이 있으며 사용되는 송, 수신 장치의 안테나가 직선 편파를 사용하는 리니어형으로 트랜스 폰더의 질문기와의 방향에 따라 그 이득 변화가 크게 나타나 인식 거리가 축소되는 문제점이 발생하게 된다.In addition, there is a problem that the built-in battery type cannot be manufactured in the form of a credit card, and the linear type of the antenna of the transmitter and receiver used uses linear polarization. The gain variation is large depending on the direction of the transponder interrogator. The problem is reduced.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 마이크로 스트립 안테나의 개구면적을 최대로 활용하고 2개의 슬롯 안테나 및 2개의 다이폴 안테나를 적절히 배치하여 수신 전파의 2차 하모닉에 대하여도 공진점에 맞추어 최대의 방사 효율이 되도록 함으로써, 송수신 주파와 같은 백스켓터를 캐리어로 사용하는 시스템에서의 비효율적인 문제를 해소하도록 소형의 카드 크기 내에서 질문기에서 방사되는 빔전력을 최대로 수신할 수 있도록 하며 2개의 슬롯 공진 안테나를 직교 배치 이중편파 안테나를 구성하여 방향에 따른 수신 전력이 일정하여 장거리 인식이 가능하게함을 제공함을 기술적 과제로 삼는다.The present invention is to solve the above problems, by maximizing the opening area of the microstrip antenna and by arranging two slot antennas and two dipole antennas appropriately, the maximum harmonics of the received radio waves can be adjusted according to the resonance point. It is possible to receive the maximum beam power radiated from the interrogator within a small card size to solve the inefficient problem in a system using a backseater such as a transmit / receive frequency as a carrier. It is a technical problem that two slot resonant antennas are configured to orthogonally arranged dual polarized antennas to provide a long distance recognition with constant reception power according to a direction.

이와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 안테나의 설계 제작에 있어서, 박판의 동판 또는 알루미늄판을 사용한 신용 카드 PVC 재질의 유전률을 적용하여 마이크로 스트립 및 슬롯 공진 회로를 적용하고 신용 카드 형태의 제작이 용이하도록 PVC 필름 형태의 인쇄 회로를 구성함에 특징이 있다.The present invention for achieving the above technical problem, in the design and manufacture of the antenna, by applying the dielectric constant of the credit card PVC material using a thin copper plate or aluminum plate to apply a microstrip and slot resonant circuit and to manufacture a credit card form It is characterized by configuring a printed circuit in the form of a PVC film to facilitate this.

구체적으로는 카드(Transponder Card)용 안테나 설계 및 제작에 있어서, 용이한 마이크로 스트립 안테나(Microstrip antenna) 기본이론에 충실하도록 하고 상기 마이크로스트립 안테나의 효율을 극대화하기 위하여 테이퍼 슬롯안테나(Tapered Slot Antenna) 및 다이폴 안테나(Dipole Antenna) 그리고 집적회로의 복합 형태로 이루어진 금속 안테나인 트랜스폰더로 구성하며, 편파면은 통상 카드의 휴대 및 설치 방향의 임의성을 고려하여 2개의 테이퍼 슬롯 안테나를 직각으로 배치하여 이중 편파(Dual Polarization)가 되도록 하고, 수신 고주파 전력의 극대화를 위하여 개구 면적을 최대한 신용 카드의 크기가 될 수 있도록 하고, 2개의 다이폴 안테나를 배치하여 송출 이득이 증가되도록 하고, 신용카드의 발급 시 엠보싱(Embossing)으로 마킹 되는 정보의 수용을 위하여 0.1㎜ 이하의 구리 박판(Copper thin plate)으로 양면에 포장되는 PVC의 유전율(Dielectric constant)에 부합되도록 하는 것이다.Specifically, in the design and manufacture of an antenna for a card, a tapered slot antenna and a tapered slot antenna are provided in order to faithfully adhere to the basic theory of the microstrip antenna and to maximize the efficiency of the microstrip antenna. It consists of a dipole antenna and a transponder, which is a metal antenna composed of a complex type of integrated circuit, and the polarization plane is usually double polarized by arranging two tapered slot antennas at right angles in consideration of the randomness of the card carrying and installation direction. (Dual Polarization), the opening area can be as large as the size of the credit card in order to maximize the received high frequency power, and the two dipole antennas are arranged so that the transmission gain is increased, and the embossing when the credit card is issued ( 0.1 mm or less to accommodate the information marked by Embossing To ensure that consistent with the Li foil (Copper thin plate) as the dielectric constant of the PVC to be packaged on both surfaces (Dielectric constant).

상기에서, 질문기에서 비이컨(Beacon)을 송출하고, 영역내에 있는 트랜스폰더는 수신된 비이컨의 고주파를 직류전원으로 변환하여 로직 및 메모리 반도체를 동작시켜 벡스켓터에 고유정보를 변조하여 전송하므로서 인식하는 패시브 트랜스폰더(Passive transponder) 시스템과 트랜스폰더 태그에 별도의 전원을 사용하여 반도체의 동작전원으로 사용하는 세미 패시브 형태 및 액티브 형태 등이 있다.In the above, the interrogator transmits a beacon, and the transponder in the area converts the high frequency of the received beacon into a DC power source to operate a logic and memory semiconductor to modulate and transmit unique information to the back basket. The passive passive transponder system and the semi-passive type and the active type which are used as the operating power of the semiconductor using separate power sources for the transponder tag are used.

도 1a는 일반적인 신용카드의 외형 규격도Figure 1a is an appearance of a typical credit card

도 1b는 일반적인 신용카드의 외형 측면도Figure 1b is an external side view of a typical credit card

도 2a는 본 발명에 사용되는 고이득 안테나의 신용카드내 배치도Figure 2a is a credit card layout of a high gain antenna used in the present invention

도 2b는 본 발명에 사용되는 장거리인식용 신용카드의 제작 단면도Figure 2b is a cross-sectional view of the production of a long distance recognition credit card used in the present invention

도 3은 본 발명에 사용되는 고이득 안테나의 구조도3 is a structural diagram of a high gain antenna used in the present invention;

도 4는 본 발명에 사용되는 기본 안테나의 구조도4 is a structural diagram of a basic antenna used in the present invention

도 5는 본 발명에 따른 안테나 제작 부분별 구조도5 is a structural diagram according to the antenna manufacturing part according to the present invention

도 6은 안테나의 방향에 다른 이득변화 비교표6 is a comparison table of gain variation in the direction of the antenna

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10 : 신용 카드 11 : 마그네틱 띠 20 : 금속 안테나10 credit card 11: magnetic stripe 20: metal antenna

21 : 집적 회로(IC) 22 : 슬롯 안테나 23 : 다이폴 안테나21 integrated circuit (IC) 22 slot antenna 23 dipole antenna

24 : 테이퍼 슬롯 안테나24: tapered slot antenna

본 발명은 첨부도면 도 1a에서 보는 바와 같이 가로 85.6 ±0.12㎜(A) 세로 53.98 ±0.55㎜(B)크기이며 가장 자리로부터 최대 5.54㎜(C)와 최소 15.82(D)㎜의 크기를 가지는 마그네트 티(11) 띠로 구성되며, 도1b와 같은 두께 0.76±0.08㎜(E)의 규격으로 된 일반적인 신용 카드(10)에 첨부 도면 도 2a에서 보는 바와 같이, 수동 트랜스폰더를 실장하는 것이다. 즉, 신용 카드(10)의 마그네틱 띠(11)와 트랜스폰더간의 간섭이 발생되지 않도록 트랜스폰더의 금속 안테나(20)의 가상 접지면을 마그네틱 띠(11)쪽으로 향하게 하여 아래 부분에 배치하므로서 전자파가 슬롯 개구면으로 충분한 빔이 형성되게 한다.The present invention is a magnet having a size of 85.6 ± 0.12 mm (A) 53.98 ± 0.55 mm (B) and a maximum size of 5.54 mm (C) and a minimum of 15.82 (D) mm from the edge as shown in the accompanying drawings. Attached to a general credit card 10 having a tee 11 band and having a thickness of 0.76 ± 0.08 mm (E) as shown in FIG. 1B, a passive transponder is mounted as shown in FIG. 2A. In other words, the electromagnetic ground of the metal antenna 20 of the transponder toward the magnetic strip 11 toward the magnetic strip 11 so as to prevent interference between the magnetic strip 11 of the credit card 10 and the transponder. Allow sufficient beam to be formed in the slot opening surface.

또한, 트랜스폰더용 집적 회로(21)는 도 2b의 신용카드(10) 측면도에서와 같이 얇은 박판의 금속 안테나(20)와 함께 PVC재질의 신용 카드(10)내에 문자 엠보싱의 영향을 받지 않도록 도2a와 같이 가장 자리로부터 최소 14㎜(F)와 최대 19㎜(G)사이에 배치된다.In addition, the integrated circuit 21 for the transponder may be protected from the text embossing in the PVC-based credit card 10 together with the thin metal antenna 20 as shown in the credit card 10 side view of FIG. 2B. Like 2a, it is arranged between a minimum of 14 mm (F) and a maximum of 19 mm (G) from the edge.

또한, 첨부 도면 도3과 도4는 신용 카드(10)에 실장되는 금속 안테나(20)의 구조를 도시한 것으로 수동형 트랜스폰더는 질문기(미도시)의 무선 주파수 대역으로부터 트랜스폰더용 집적 회로(21)의 동작에 필요한 전력 에너지원을 얻으며 금속 안테나(20) 또는 비선형소자 임피더스 변조에 의한 응답 코드를 전송하기 위해 에너지를 사용하며, 신용 카드(10)형의 트랜스폰더는 금속 안테나(20)와 적어도 1개의 집적 회로(21)로 구성되며 금속 안테나(20)의 구조와 특성들은 트랜스폰더를 둘러싸는 재료의 특성과 동작 요구 주파수에 의해 결정된다.3 and 4 show the structure of the metal antenna 20 mounted on the credit card 10. The passive transponder is an integrated circuit for transponder from a radio frequency band of an interrogator (not shown). 21 obtains the power energy source required for the operation and uses energy to transmit the response code by the metal antenna 20 or the nonlinear element impedance modulation, and the transponder of the credit card type 10 uses the metal antenna 20 And the at least one integrated circuit 21, the structure and characteristics of the metal antenna 20 are determined by the characteristics of the material surrounding the transponder and the required operating frequency.

즉, 본 발명은 도 3 및 도 4에 도시한바와 같이, 다이폴 및 슬롯안테나로 이루어진 마이크로웨이브 트랜스폰더에 있어서, 얇은 금속박판의 중앙에 슬롯 구조로 되면서 중앙부에 트랜스폰더용 집적 회로(21)가 장착된 λ/4 파장을 갖는 400MHz ~ 25GHz 대의 고주파 RFID용 슬롯 안테나(22)를 형성하되, 2개의 슬롯 안테나(22)를 직각으로 배치하고, 금속박판의 양쪽 가장자리에 다이폴 구조로 된 다이폴 안테나(23)를 형성하여서된 금속 안테나(20)를 신용 카드(10)의 마그네틱 띠(11)를 기준으로 넓은 쪽의 내부에 장착하여 일반적인 신용 카드로 이용하면서 유료 도로 요금 징수 시스템, 주유소 요금 결제, 주차장 요금 징수 및 주차장 관리 시스템 등에서 차량에 별도의 통신 장치와 접속 없이 편리하게 이용할 수 있게 구성하는 것이다.That is, in the microwave transponder made of a dipole and a slot antenna, as shown in FIGS. 3 and 4, the integrated circuit 21 for the transponder is formed in the center while having a slot structure in the center of the thin metal plate. A slot antenna 22 for high frequency RFID having a wavelength of λ / 4 having a wavelength of λ / 4 is formed, and two slot antennas 22 are disposed at right angles, and a dipole antenna having a dipole structure at both edges of the metal sheet. 23) The metal antenna 20 formed by forming the inside of the wide side based on the magnetic strip 11 of the credit card 10 is used as a general credit card, toll road toll collection system, gas station fee payment, parking lot In the toll collection and parking lot management system, the vehicle is configured to be conveniently used without a separate communication device and access.

상기, 400MHz ~ 25GHz 고주파 RFID용 박판형 슬롯 구조로 된 안테나(22) 및 다이폴 구조로 된 안테나(23)와 슬롯의 중앙부에 트랜스폰더용 집적 회로(21)가 도 2a, 도2b와 같이, 마그네틱 띠(11)를 기준으로 넓은 쪽의 신용카드(10)나 각종 출입증 카드 PVC 재질 속에 내장되어 있으며, 송출 이득의 증가 및 안테나의 방향성 문제를 감소하기 위하여 2개의 슬롯 안테나(22)를 직각으로 배치하여 이중편파를 형성하고, 양쪽 가장자리에 2개의 다이폴 공진 안테나(23)가 구성되어 있다.The antenna 22 having a thin slotted structure of 400 MHz to 25 GHz high frequency RFID, the antenna 23 having a dipole structure, and the transponder integrated circuit 21 at the center of the slot are magnetic strips as shown in FIGS. 2A and 2B. (11) based on the wide side of the credit card (10) or a variety of pass card embedded in PVC material, and two slot antennas 22 are arranged at right angles in order to increase the transmission gain and reduce the directional problems of the antenna A double polarized wave is formed and two dipole resonant antennas 23 are formed at both edges.

그리고, 도 5와 같이 신용 카드(10)에 내장되는 안테나로 얇은 박판의 구리 또는 이와 유사한 도체를 사용하여 중앙에 λ/4파장에 해당하는 슬롯 안테나(22)를 만들고 하방으로 슬롯 폭이 90도까지 넓어지는 혼 모양의 테이퍼 슬롯 안테나(24)를 형성하여서 된 것이다.As shown in FIG. 5, a slot antenna 22 corresponding to λ / 4 wavelength is formed in the center using a thin thin copper or similar conductor as an antenna embedded in the credit card 10, and the slot width is 90 degrees downward. By forming a horn-shaped tapered slot antenna 24 that extends to.

이와같은 구성의 예컨데, 915MHz 또는 2.45GHz 트랜스폰더는 일반적으로 선형 다이폴(Linear Dipole)이나 폴디드 다이폴(Polded Dipole)로 구성하여 충분한 에너지를 흡수하여 집적 회로(21)에 전원을 공급하고 응답을 제공하게 된다.In this configuration, for example, a 915MHz or 2.45GHz transponder typically consists of a linear dipole or folded dipole to absorb enough energy to power the integrated circuit 21 and provide a response. Done.

이와 같이 초고주파 RFID 트랜스폰더에서 금속 안테나(20)는 중요한 구성 요소이며, 높은 주파수(400MHz~25GHz)에서 동작하는 트랜스폰더의 경우 가장 중요한 특성은 안테나 지향성과 대역이며, 일반적으로 반파장 혹은 다중 반파장 다이폴 안테나의 이득에 의존한다.As such, the metal antenna 20 is an important component in an ultra-high frequency RFID transponder, and in the case of a transponder operating at a high frequency (400 MHz to 25 GHz), the most important characteristic is the antenna directivity and the band, and is generally a half-wave or multiple half-wave. It depends on the gain of the dipole antenna.

일반적인 마이크로 스트립 다이폴 안테나는 망크로 스트립 접지면의 축소효과로 매우 작은 방사저항을 가지고 있어 결과적으로 낮은 효율을 가지게 되며, 이것은 두꺼운 기판을 사용함으로서 극복할 수 있지만 신용 카드형태로의 제작이 곤란하다.In general, the micro strip dipole antenna has a very small radiation resistance due to the reduction effect of the strip ground plane with a manck, resulting in low efficiency, which can be overcome by using a thick substrate, but is difficult to manufacture in the form of a credit card.

따라서, 본 발명은 신용카드 내장의 장거리 RFID 트랜스폰더 금속안테나(20)로 사용하기 적합한 테이퍼 슬롯(Tapered Slot) 안테나를 구현한 것이다.Accordingly, the present invention implements a tapered slot antenna suitable for use as a long-range RFID transponder metal antenna 20 with a built-in credit card.

상기 금속 안테나(20)는 완전 평면이고 불꽃(end-fire) 패턴을 가지며 높은 지향성과 대역폭을 얻을 수 있으며, 얇은 박판으로 구현이 가능하며 양호한 방사 패턴과 방사 이득을 가지며 TMO 표면파에 의한 손실을 감소시킬 수 있다.The metal antenna 20 is perfectly planar, has an end-fire pattern, obtains high directivity and bandwidth, can be implemented in thin sheets, has a good radiation pattern and a radiation gain, and reduces losses due to TMO surface waves. You can.

그리고, 상기 테이퍼 슬롯 안테나(24)는 슬롯 폭이 단계적으로 널어지는 혼 모양의 안테나로서 안테나면과 병렬 방향으로 전자기파를 방출한다.The tapered slot antenna 24 emits electromagnetic waves in a direction parallel to the antenna surface as a horn-shaped antenna in which slot widths are stepped.

여기에 테이퍼 슬롯 안테나(24)의 구조가 슬롯 라인과 유사하기 때문에 접지면은 마이크로 스트립선로 상에 위치한다.Here the ground plane is located on the microstrip line because the structure of the tapered slot antenna 24 is similar to the slot line.

따라서 급전선 및 정합회로를 안테나와 통합하는 것은 간단하여 장거리 인식용 고주파 송, 수신 장치를 위한 광대역 안테나 소자에 적합한 것이다.Therefore, integrating feeders and matching circuits with antennas is simple, making them suitable for broadband antenna elements for high-frequency transmission and reception devices for long-range recognition. It is.

안테나(20)의 수신 전력은 마이크로 스트립 안테나의 이득 산출 식에서와 같이 면적에 비례하여2개의 슬롯 안테나(22)를 직교 배열함으로서 첨부 도면 도6의 방향성 비교도와 같이 방향성 문제를 해결하고 송출파의 λ/4파장에 해당하는 2개의 다이폴 안테나(23)를 양 가장 자리에 구성하여 공진 회로가 구성되도록 함으로서 최대의 안테나 이득을 얻을 수 있다.The received power of the antenna 20 is proportional to the area as in the gain calculation formula of the microstrip antenna. By orthogonally arranging the two slot antennas 22, the directional problem is solved as shown in the directional comparison diagram of FIG. The maximum antenna gain can be obtained by allowing the circuit to be configured.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 소형 신용 카드형태의 장거리 인식용 패시브 트랜스폰더를 위한 고이득 이중편파 안테나 개발로 트랜스폰더 방향에 무관하게 일정한 이득을 가지며 기존의 트랜스폰더 태그 안테나 보다 약 6 ~ 9dB정도의 이득 향상으로 전원공급 없이 패시브 형태의 소형 신용 카드형 트랜스폰더로 장거리 인식 성능을 제공함으로써, 반영구적인 수명을 갖으면서 고속 이동체의 인식 및 식별 시스템에 적용할 수 있음은 물론 패시브 트랜스 폰드 기술의 향상과 다양한 응용 시스템의 출현으로 고속 도로등의 자동차 통행료 징수 시스템, 주차 관리 시스템, 출입 관리 시스템, 주유소 자동 인식 회원 관리 시스템 등 다양한 분야에 적용될 수 있는 기술로 본 발명의 의도 및 범위를 벗어나지 아니하는 범위에서 다양한 실시예가 이루어질 수 있다.As described above, the present invention has a constant gain regardless of the transponder direction due to the development of a high-gain dual polarization antenna for a passive transponder for a long-range recognition of a small credit card type. Passive transpond technology that can be applied to high-speed moving object recognition and identification system with semi-permanent lifespan by providing long-range recognition performance with passive credit card type transponder without power supply with gain improvement of about 9dB With the improvement of the system and the emergence of various application systems, the technology can be applied to various fields such as automobile toll collection system, parking management system, access control system, gas station automatic recognition member management system such as highway, etc. without departing from the intention and scope of the present invention. Various embodiments are made in the range Can.

Claims (4)

(정정)(correction) 다이폴 및 슬롯안테나로 이루어진 마이크로웨이브 트랜스폰더에 있어서, 얇은 금속박판의 중앙에 슬롯 구조로 되면서 중앙부에 트랜스폰더용 집적 회로(21)가 장착된 λ/4 파장을 갖는 400MHz ~ 25GHz 대의 고주파 RFID용 슬롯 안테나(22)를 형성하되, 2개의 슬롯 안테나(22)를 직각으로 배치하고, 금속박판의 양쪽 가장자리에 다이폴 구조로 된 다이폴 안테나(23)를 형성하여서된 금속 안테나(20)를 신용 카드(10)의 마그네틱 띠(11)를 기준으로 넓은 쪽의 내부에 장착하여서 됨을 특징으로 하는 장거리 인식을 위한 원격 인식 시스템을 내장한 신용 카드형 트랜스폰더.In the microwave transponder consisting of a dipole and a slot antenna, a slot for a high frequency RFID in the range of 400 MHz to 25 GHz having a λ / 4 wavelength having a slot structure at the center of a thin metal sheet and having an integrated circuit 21 for transponders at the center thereof. The antenna 22 is formed, and the two slot antennas 22 are disposed at right angles, and the dipole antenna 23 having a dipole structure is formed on both edges of the metal sheet to replace the metal antenna 20 with a credit card 10. Credit card type transponder with a remote recognition system for long-range recognition, characterized in that the inside of the wide side based on the magnetic strip (11) of the). (삭제)(delete) (정정)(correction) 제 1항에 있어서, 슬롯 안테나(22)의 하방 슬롯 폭이 90도까지 넓어진 혼 모양의 테이퍼 슬롯 안테나(24)를 형성하여서 됨을 특징으로하는 장거리 인식을 위한 원격 인식 시스템을 내장한 신용 카드형 트랜스폰더.2. The credit card type transformer having a remote recognition system for a long distance recognition according to claim 1, wherein the lower slot width of the slot antenna 22 is formed to form a horn-shaped tapered slot antenna 24. Fonder. (삭제)(delete)
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