PIFA구조를 가지는 등방성 RFID 메탈 태그 안테나

A Design of Isotropic RFID Metal Tag Antenna with a PIFA Structure

본 논문에서는 금속체에 태그를 부착하였을 경우에도 태그 안테나가 전방향성 방사패턴을 갖고 동작하는 PIFA 형 RFID 금속 태그 안테나를 제안하였다. 안테나는 본체와 급전부, 수직 패치와 접지면으로 되어 있으며, 안테나를 소형화시키기 위해 본체와 접지면 사이에 높은 유전율을 가지는 기판을 삽입하였다. 본체는 급전부를 중심으로 대칭적인 구조를 가져 안테나에 흐르는 전류를 반대 방향으로 흐르도록 하였다. 시뮬레이션 결과 제안된 안테나의 임피던스 대역폭 ($S_{11}$ < -10 dB)은 20 MHz (900 ~ 920 MHz)를 나타내었고, 최대 복사 이득은 중심 주파수 912 MHz에서 공기 중과 금속 물체에 부착하였을 때 각각 -10 dBi와 -15 dBi를 가졌다. 또한 이득 편차가 각각 6 dB 이하를 만족시켜 제안된 안테나가 전방향성 복사 패턴을 가지고 동작하는 것을 알 수 있다.

In this paper, we proposed the metal tag antenna of PIFA structure with an isotropic radiation pattern when tag attached the metal material. The antenna consist of antenna body, horizontal patch and ground, and inserted a substrate with high dielectric constant between the antenna body and ground in order to miniaturize the antenna size. The antenna body with symmetric structure is designed to produce an oppositely directed currents. The simulation shows the impedance bandwidth has 20 MHz (900 ~ 920 MHz) and the maximum radiation gain satisfy the -10 dBi and -15 dBi when the tag is in air and attach the metal material. Also, the proposed antenna operates with an isotropic radiation pattern due to satisfy the gain deviation lower than 6 dB, respectively.