Design of a Tag Antenna with a Low Performance Distortion from an Attached Surface Material Using the Asymmetric Dual-Arm Dipole Structure

In this paper we proposed the tag antenna with a low performance distortion from an attached surface material using the asymmetric dual-arm dipole antenna(ADDA) structure. The tag is designed to exhibit low performance changes when the tag is attached on a target object(the medical litter receptacle, ${\varepsilon}_r=1.7,\;tan\;{\delta}=0.002$). Detail design parameters for the proposed antenna are optimized to maintain a good readable range in free-space as well as on a target object. The size of the optimized antenna is $100\;mm{\times}50\;mm$. The antenna shows the matching bandwidth($S_{11}$< -10 dB) of 3.7 % and the radiation efficiency of 80 % at the operating frequency. Finally we confirmed the readable range of the tag antenna by measurement and it shows about 5.3 m in free space and 5.5 m on the target object.

부착면 표면물질에 의한 성능 왜곡을 최소화한 이중 선로의 비대칭 다이폴 형태 태그 안테나 설계

본 논문에서는 부착될 물질이 가지는 전기적 특성에 의한 성능 변화가 적은 이중 선로의 비대칭 다이폴 형태 RFID 용도 태그 안테나(Asymmetric Dual-arm Dipole Antenna: ADDA)를 제안하였다. 제안된 태그 안테나는 상용 의료 폐기물 수거용 플라스틱 밀폐 용기(${\varepsilon}_r=1.7,\;tan\;{\delta}=0.002$)에 부착하여도 안테나의 동작 특성 변화가 적도록 설계되었다. 안테나의 세부적인 설계변수는 자유공간과 인식 대상 물체에 부착시 우수한 인식거리 성능을 나타내도록 Pareto 유전자 알고리즘을 사용하여 최적화하였다. 최적화 태그 안테나는 $100\;mm{\times}50\;mm$의 크기를 가지며, 3.7 %의 반사 손실 대역폭($S_{11}$< -10 dB)을 가지고 80 %의 복사효율을 나타내었다. 인식 거리 측정 결과, 자유공간에서 정면 방향(broadside) 5.3 m, 의료 폐기물 수거용 플라스틱 밀폐 용기에 부착시 최대 5.5 m의 인식거리 성능을 가지는 것을 확인하였다.