For achieving a small size battery-less wireless keyboard for mobile devices, UHF RFID system is the most pertinent solution. A foldable keyboard using UHF RFID tags without any requirement for assited power was developed by KIITC. But its main limitation is the short reading range.
In this thesis, a compact (1.5cm $\times$ 1.8cm) RFID tag antenna has been designed to use in Korean UHF RFID band (910 $\sim$ 914 MHz) for this battery-less wireless keyboard. To increase the radiation resistance of the small size antenna, odd symetric structure of dipole antenna is chosen. The antenna is designed on a flexible PCB and has optimal bandwidth with Korean UHF RFID standard. To optimize the antenna on various materials, tunning method is also proposed. The reading range of antenna with RFID tag chip is measured over 2.5m in normal environment. Applying the propoesd tuning method, a range of over 60cm is achieved in a typical keyboard.
유비쿼터스 시대가 도래함에 따라 이동통신에서 뿐만 아니라 노트북, 키보드 등의 입출력 장치에서도 휴대성 및 장시간 지속 가능한 배터리가 요구된다. RFID 방식의 무선통신방식은 $Bluetooth^{\trade}}$, 적외선(IrDA), NFC 등의 통신방식에 비해 전원소모와 통신거리 측면에서 유리하며, passive tag의 경우 접을 수 있어 flexible한 입출력 장치의 구현이 가능하다. RFID를 이용한 무선통신방식을 모바일 기기에 적용하여 새로운 시장창출과 함께 지적재산권 소유 및 기술 수출을 통한 기술료 수입 등을 기대할 수 있다.
RFID 무선통신방식에서 통신거리 및 전원소모를 결정짓는 요소는 tag 안테나이다. 통신 거리를 넓히는 동시에 크기를 최소화한 극소 안테나의 개발과 이를 무전원 무선입출력장치(무선키보드)에 직접 적용해 본다.
본 논문에서는 보조 전원이 필요 없는 무선 키보드용 초소형 태그 안테나를 제시하였다. 크기는 무선 키보드에 적합한 1.5cm $\times$ 1.8cm로 $0.05 \lambda \times 0.06 \lambda$ 를 달성하였으며, 한국 900MHz RFID 대역에 적합하도록 906 $\sim$ 927MHz의 대역폭을 갖도록 설계 되었다. 또한 초소형 안테나에서 문제가 되는 아주 적은 방사 저항을 원점 대칭 구조의 다이폴 안테나를 사용함으로써 해결하였다. 본 논문에서 제시한 안테나는 공정편차에 매우 둔감한 flexible PCB 공정을 사용해 만들었으며, 일반적인 환경에서 2.5m 의 인식거리를 얻었고, 키보드 환경에서 60cm 의 인식거리를 얻었다. 또한 다양한 물질에 대해 적용이 가능하도록 tuning 방법을 제시하였다. 현존하는 900MHz RFID 대역의 안테나 중에서 가장 작은 크기를 자랑한다. 국내외 기술현황으로 볼 때, 크기 대비 성능이 가장 우수한 안테나이다.
