The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회논문지)

The Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회)
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Design of a CP Spiral RFID Reader Antenna in UHF Band

UHF 대역 CP 스파이럴 RFID 리더 안테나 설계

  • Lee, Chu-Yong (School of Electronic and Electrical Engineering, Hongik University) ;
  • Choo, Ho-Sung (School of Electronic and Electrical Engineering, Hongik University) ;
  • Park, Ik-Mo (School of Electrical and Computer Engineering, Ajou University) ;
  • Han, Wone-Keun (Department of Physics, Hongik University)
  • 이주용 (홍익대학교 전자전기공학부) ;
  • 추호성 (홍익대학교 전자전기공학부) ;
  • 박익모 (아주대학교 전자공학부) ;
  • 한원근 (홍익대학교 물리학과)
  • Published : 2008.05.31
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Abstract

In this paper, we propose a novel structure of a spiral antenna with a CP characteristic for RFID reader in UHF band. Since the proposed antenna can be built by printing on a FR-4 substrate, it is appropriate for low-cost mass-production. The antenna is designed to operate in UHF band of $860{\sim}960$ MHz. The CP bandwidth is Increased enough to cover an overall UHF RFID band by using a spiral structure for the antenna arm. The matching bandwidth is broadened by using a quarter-wave transformer between the fred and the antenna body. The proposed antenna has advantages of its easy gain and pattern control with a small antenna size. The measured antenna performance shows the matching bandwidth of 13%, the CP bandwidth of 23%, and the gain of 6.5 dBi. This verifies that the proposed antenna is appropriate for RFID antennas in UHF band.

본 논문에서는 스파이럴 구조를 이용하여 UHF 대역에서 원형 편파 특성을 가지는 RFID 리더 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 FR-4 기판에 스트립 라인으로 인쇄되어 대량 생산이 용이한 평면 구조이며, UHF RFID 주파수 대역폭($860{\sim}960$ MHz)을 만족시킬 수 일도록 설계하였다. 또한, 본체를 스파이럴 구조로 제작하여 원형 편파 특성이 광대역($860{\sim}960$ MHz)에서 일어날 수 있도록 하였으며, 급전 부분은 0.25 $\lambda$ 정합기를 사용하여 임피던스 정합이 이루어지도록 하였다. 제안된 안테나는 복사 이득과 복사 패턴의 조절이 용이하고, 크기가 소형화되었음에도 불구하고 광대역에서 임피던스 정합 및 원형 편파 특성을 유지할 수 있다. 측정 결과, 제작된 안테나는 반사 손실 대역폭 13%, 원형 편파 대역폭 23%의 특성을 가지고, 동작 주파수 대역에서 약 6.5 dBi의 복사 이득을 가져, RFID 리더 안테나로 활용할 수 있음을 확인하였다.

Keywords

References

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