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최근 전 세계적으로 ITC 기술을 이용한 항만 물류 분야의 경쟁력이 심화되는 추세를 보이고 있으며 현재 우리나라도 국가 전략적 차원에서 생산성 향상 및 서비스의 개선을 통한 고부가 가치를 획득하기 위한 u-Port(항만 물류) 사업이 진행 중이다. u-Port 사업에 서 주된 기술 요소로 RFID/USN 기술이 사용되는데, 이 기술은 금속 환경에서의 태그 인식률이 좋지 않고, 인식거리가 짧다는 문제 점들을 이유로 센서 노드들의 추가적인 배치를 통하여 관리를 하고 있다. 그러나 이러한 방법은 오차 범위가 크고 시스템 구축 초기 비용 및 유지보수 비용이 많이 들어 U-Port용 시스템 구축에 여러 가지 문제점을 초래하고 있다. 이러한 문제점들을 개선하기 위하 여 본 논문에서는 금속 태그 제작에 사용되는 급전의 문제점을 개선하고, 주변 환경 요소인 금속 물질로 인한 영향을 줄여 태그를 금속 물체에 부착 할 경우에도 장거리 인식율을 높일 수 있도록 인셋 급전을 적용한 산업용 RFID 적층형 마이크로스트립 패치 안테 나를 설계하였다. 인셋 급전은 기존의 유도결합 급전을 이용한 구조와는 다르게 방사체와 급전선이 서로 분리되어 있지 않은 것이 가장 큰 특징이다. 이런 특징의 구조는 낮은 안테나 높이와 태그 칩에 임피던스 정합이 가능한 형태를 생산할 수 있게 해준다. 그러나 무조건 태그 안테나의 높이를 줄이면 안테나의 임피던스는 접지면과 방사체 사이의 기생 캐패시턴스가 증가하여 임피던스 정합의 어려움이 발생할 수 있으므로 단락 구조를 급전에 적용시켜 안테나의 임피던스를 인덕티브하게 만드는 방법을 이용하여 태그 안테 나 설계 시 단점을 최소화하고 장점을 극대화 시켰다[1][2]. 이러한 기술적 요소들을 적용하여 본 논문에서는 마이크로스트립 패치 안테나를 변형된 형태로 설계하였고, 부착되는 금속물질의 영향을 줄이기 위해 인셋 급전을 이용하였으며, 안테나의 구성을 단일 층이 아닌 멀티층, 즉 방사체와 접지면 사이에 금속판을 삽입 하여 특성저하를 감소시켰다.

In this paper, we present, an indstrial RFID layered microstrip patch antenna is designed using an inset feed method in order to improve recognition rates in a long distance as tags are attached to metal object by improving a problem of feeding power in fabricating metal tags and reducing effects of metallic object. The inset feed shows a distinctive characteristic that has no separation between emitters and feed lines differing from a structure with the conventional inductive coupling feed. This structure makes possible to produce a type that presents a low antenna height and enables impedance coupling for tag chips. Although it shows a difficulty in the impedance coupling due to increases in the parasite capacitance between a ground plane and an emitter in an antenna according to decreases in the height of a tag antenna, it may become a merit in designing the tag antenna because the antenna impedance can be determined as an inductive manner if a shorted structure is used for feeding power. Therefore, in this paper the microstrip patch antenna is designed as a modified type and applies the inset feed in order to reduce effects of metallic objects where the antenna is be attached. Also, the antenna uses a multi-layer structure that includes a metal plate between radiator and ground instead of using a single layer.

본 논문에서는 금속 물질에 부착 가능한 UHF 대역 RFID(Radio Frequency Identification) 수동형 태그 안테나를 제안하였다. 제안된 태그 안테나는 일반적인 PIFA(Planar Inverted-F Antenna), IFA(Inverted-F Antenna)형태의 안테나를 갖는 태그보다 부착 되는 금속 물질 크기에 상당히 둔감한 특성을 나타내었다. 안테나의 구조는 멀티 층(multi layer)을 구성하였고, "L"자 슬릿을 추가 하여 방사 패치의 크기를 줄였다. 제안된 태그 안테나의 분석을 위해 HFSS 시뮬레이션 툴(tool)을 사용 하였으며, 후방산란(back-scattering)방법을 이용하여 측정하였다. 시뮬레이션과 측정은 금속 물질 크기를 변화시키면서 태그 안테나의 성능을 확인하였다.

A UHF band RFID passive tag antenna, which can be attached on metallic objects, is proposed. The proposed tag antenna is more insensitive to the size of the metallic object than conventional PIFAs or IFAs. It is constructed on a multi-layer and its size is reduced by using a 'L' slit. Performances of the antenna is analyzed by Ansoft's HFSS and measured using a back-scattering method. The simulated and measured data are obtained with varying the size of metallic object.

본 논문에서는 금속 환경에서 사용이 가능한 RFID 국제 규격인 910MHz 대역에서 최상의 성능을 갖는 미앤더 형태의 마이크로스트립 패치 안테나를 설계하였다. 안테나에 부착되는 상용 태그 칩과 정합을 위해 사각 형태의 급전부를 본체에 연결하였으며, 사각 형태의 급전부를 본체 안에 위치하였고, 안테나의 복수부인 본체를 효과적으로 축소하기 위하여 패치의 소자를 증가시켜 다중의 미앤더 형태로 설계하였다. 제안된 안테나는 Case 1, Case 2, Case 3로 각각 3 종류의 안테나를 제작하였으며, 안테나의 크기와 접은 횟수에 따른 대역폭, 효율, 인식 거리 등의 특성을 비교․분석하였다. 측정결과 Case 3 안테나의 성능이 가장 좋은 것으로 나타났다. 또한 안테나의 크기와 미앤더 형태로 접은 횟수에 따른 효율 및 이득 특성 변화가 안테나의 인식 거리에 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다.

In this paper, we present a design of meander type microstrip patch antenna which has the best quality in RFID approved international standard of 910MHz broadband, usable in metal environment. In order to be fit into the commercial tag chip on the antenna, a square shaped feeder is installed on the main body as well as in the main body. In addition, a multi meander type patching element was designed in order to reduce the main body effectively. Three antennae, Cases 1, 2 and 3, were designed and compared in the areas of broad band width, effectiveness or recognition distance according to their sizes and number of folds. The measurement result of Case 3 was determined to be the best. It was confirmed that mostly the efficiency and characteristic gain change due to antenna size and number of folds in meander type influenced the antenna recognition distance

Accurate rendering of a virtual scene in real time has been one of important issues for virtual reality (VR) technology. Specular reflection of light has been studied a long time, which is always seen on a metallic object and causes occasionally very strong brightness (highlight). Due to restriction of number of gradation of brightness (usually 256), maximum brightness and contrast ratio, the highlight is relatively weakly represented by displays and projectors. In addition, specular reflection will be take influence of binocular parallax and motion parallax, because it is light to reflect in a specific course. Therefore in this paper, an emphasized highlight model of a metallic object on the CAVE system is proposed. Decreasing brightness slightly on neighbor area of highlighted area, the proposed method increases contrast ratio between the highlighted area and neighbor area. Furthermore, using features of CAVE, the proposed method also represents glance (blink). When a metallic object moves, the method alternatively represents images with highlight and without highlight for both eyes. Since the difference of images for both eyes influences binocular parallax and motion parallax, a userfeels glance more realistically.

본 논문에서는 금속체에 RFID 태그 안테나를 부착 시 태그 인식이 가능하도록 태그 안테나를 설계 및 제작하였다. 기존 도체 태그용 RFID 안테나는 크기가 큰 단점이 있으나, 본 논문에서는 미앤더 구조를 제안하여 안테나 크기의 소형화에 중점을 두었다. 2 개의 유전체를 결합하여 도체에서의 특성 감소를 최소화 하였고 급전부와 단락부의 간격조절로 사용된 칩 저항인 77-j100옴과의 conjugate 매칭을 유도 하였다. 태그의 크기는 30 ${\times}$ 40 mm로 기존의 태그안테나에 비해 소형임에도 임피던스 특성을 얻을 수 있음을 확인하였다. 대역폭은 UHF대역을 만족하는 $900MHz{\sim}921MHz$를 얻었고, 도체에 태그를 부착 후 인식거리 측정에 있어서도 기존 제품과 유사한 특성을 얻었다.