초록
본 논문에서는 RF 에너지 충전 시스템 기능이 가능한 이중대역 RFID 태그 안테나(Tag antenna)를 제안한다. 제안된 안테나는 UHF 대역과 Microwave 대역에서 각각 수동형과 능동형의 RFID 태그 안테나로 동작을 한다. 또한 능동형으로 동작하는 Microwave 대역 RFID 태그의 제한된 배터리 용량을 보충하기 위하여 수동형 태그로 동작하는 UHF 대역의 RFID 태그를 위한 RF 신호를 충전 회로에 적용 가능한 이중대역 RFID 태그 안테나의 특징을 가진다. 제안된 안테나는 UHF 대역 (917~923.5 MHz)과 Microwave 대역 (2.4~2.45 GHz)에서 동작을 위한 $50{\Omega}$의 단일급전이 이용된 다이폴(Dipole) 구조와 미앤더(Meander) 기생 소자들을 이용한 ${\lambda}/2$ 다이폴과 $1{\lambda}$ 다이폴로 각각 동작하는 이중대역 안테나의 특징을 가진다. 다이폴 구조는 Microwave 대역에서 동작을 하며, 다이폴 구조에 추가된 미앤더 기생 소자와 함께 UHF 대역에서 동작을 한다. 즉, Microwave 대역에 대하여 동작하는 다이폴 구조는 UHF 대역에서 동작을 위한 기생 소자들의 간접급전의 역할을 한다. 제작된 안테나는 UHF 대역의 917~923.5 MHz와 Microwave 대역의 2.4~2.45 GHz의 대역에 대하여 VSWR 2:1 이하를 만족하며, 또한 전방향적인 방사패턴 (Omni-directional radiation pattern)을 가진다. 안테나의 효율은 UHF 대역에서 45 % 이상, Microwave 대역에서 70 % 이상이며, 각각의 대역에서 0.18 dBi, 2.8 dBi 이상의 최대 이득을 가진다.
In this paper, a dual-band antenna is proposed for the RF power harvester system as well as RFID tag. The proposed antenna operates as the passive and active RFID tag antenna in the UHF and microwave band, respectively. In addition, to charge the battery of an active RFID tag in the microwave band, it harvest the RF signal for tagging from the passive RFID tag antenna in the UHF band. The proposed antenna operates in the UHF band (917~923.5 MHz) and microwave band (2.4~2.45 GHz). In order to obtain the dual-band operation, the dipole structure and meander parasitic elements are proposed as the ${\lambda}/2$ and $1{\lambda}$ dipole antenna, respectively. The radiating dipole structure in the microwave band acts as the coupled feed for the meander parasitic elements in the UHF band. The impedance bandwidth (VSWR < 2) of the proposed antenna covers 917~923.5 MHz (UHF band) and 2.4~2.45 GHz (Microwave band). Measured total efficiencies are over 45 % in the UHF band and over 70 % in the microwave band. Peak gains are over 0.18 dBi and 2.8 dBi in the UHF and microwave band with an omni-directional radiation pattern, respectively.
