KR100581410B1 - 비장착 안테나의 비접촉 테스트 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칩이 장착되어 인식 시스템의 트랜스폰더를 형성하는 안테나의 전자기 특성을 비접촉 테스트하는 측정 장치 및 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 측정 장치의 전송 안테나로 소정 주파수의 전자기 측정 자기장을 전송하는 과정과, 소정 주파수로 측정 자기장에 배치된 안테나를 테스트하는 과정과, 기준값과 비교하여 안테나의 테스트 결과를 평가하는 과정으로 구성된다. 본 발명에 따르면 상기 안테나는 비장착 상태에서 측정된다.

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Description

비장착 안테나의 비접촉 테스트 장치 및 방법{METHOD AND DEVICE FOR THE CONTACTLESS TESTING OF NON-FITTED ANTENNAE}

본 발명은 청구항 1항의 전제부에 따른 측정 장치를 이용하여 안테나의 전자기 특성을 비접촉으로 테스트 하는 방법 및 청구항 7항에 기재된 측정 장치에 관한 것이다.

비접촉 인식 시스템은 상품의 스트림을 모니터링하고 제어하는 데 널리 이용된다. 바코드 시스템은 차치하고 트랜스폰더 지원 시스템이 점점 더 중요해지고 있다. 트랜스폰더는 보통 안테나 또는 코일 형식의 커플링 소자와 전자 마이크로칩으로 구성된다. 주기와 데이터 뿐만 아니라 트랜스폰더를 조정하기 위한 에너지는 접촉 없이 트랜스폰더의 안테나로 전송된다.
도 5는 안테나 51, 안테나에 연결되는 칩 52를 포함하는 트랜스폰더와, 트랜스폰더가 배치되는 얇은 시트 53을 도시한 것이다. 이 예에서, 안테나는 시트 위에 탑재된 여섯 개의 전도체 경로(path)로 구성된다. 시트 위의 플렉서블 안테나(flexible antenna)는 제조되는 동안 결함이 발생하기 쉬우므로, 국제공개공보 WO 98/40766에 제안된 것처럼, 칩과 장착되기 전에 테스트되어야 한다.
트랜스폰더를 형성하기 위해 칩에 연결되지 않은 안테나를 테스트하기 위해, 안테나는 정상적으로 접속되어야 한다. 안테나용 테스트 시스템은 미국특허 US 4,884,078에 기술되어 있다. 또한, 일본공개공보 JP 05157782A에서 안테나는 전자기 특성을 측정하기 위해 측정 장치에 연결된다.
미국특허 US 6,104,291은 무선 주파수 인식 시스템(Radio Frequency Identification Systems: RFID)용 트랜스폰더를 비접촉 테스트하는 방법을 기술하고 있다. 여기서, 결함 있는 트랜스폰더를 제거하기 위해 완전히 장착된 상태에서 트랜스폰더의 동작이 개별적으로 테스트된다. 그러나, 이 방법은, 결함 있는 안테나의 경우에, 다음과 같은 결점을 가진다. 즉, 결함 있는 안테나에 연결되는 고가의 동작 칩을 버려야 하므로 자원이 불필요하게 소모된다.

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본 발명의 목적은 고신뢰성 방식으로 가능한 효율적으로 결함 있는 안테나를 제거하기 위해 안테나를 테스트하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

이 목적은 본원 청구항 1항의 특징부에 따른 방법과 청구항 7항의 특징부에 따른 측정 장치에 의해 달성된다. 그들의 종속항들은 본 발명의 바람직한 실시예를 기술한다.

칩과 장착된 안테나의 전자기 특성을 측정 장치를 이용하여 비접촉 테스트하는 방법은, 다음 과정으로 구성된다. 측정 장치의 전송 안테나에 의해 소정 주파수의 전자기 측정 자기장을 전송하는 과정과; 소정 주파수로 측정 자기장내에 배치된 안테나를 테스트하는 과정과; 기준값과 비교하여 안테나의 테스트 결과를 평가하는 과정이 수행되며, 상기 방법의 과정들은 안테나의 비장착 상태에서 수행된다.

본 발명은, 트랜스폰더 안테나의 생산과정의 초기 단계에서 상기 안테나의 동작성을 검사할 때 고려할 만한 이점이 있는 연구(finding)에 기초한다. 양질의 생산품의 생산시 제조 불확실성 때문에 안테나를 미리 접촉(contact)해야 하는 방법들은 적절하지 않으므로, 테스트 방법이 접촉 없이 수행될 수 있을 때 본질적으로 이익이 된다. 더구나, 본 발명에 따른 방법은 완전히 장착된(fitted) 트랜스폰더가 검사될 때 전자기 성분이 그 자체로 동작하는 선행 기술의 결점을 제거한다. 본 발명에 따라 플렉서블 안테나의 제조시 결함이 발생하기 쉽다는 것을 알게 되어서, 테스트 동작이 제조 공정의 초기 단계에서 수행된다.

바람직한 방법에 따르면, 측정 자기장의 주파수는 전송하는 동안 소정 주파수 범위내에서 가변한다. 결과로서, 측정 자기장에 대한 안테나의 영향은, 한편으로 더 용이하게 측정될 수 있고, 다른 한편으로 측정된 안테나의 품질은 더 정확하게 평가될 수 있다.

측정 자기장에서 비장착 안테나의 최대 영향에 대한 표준 범위는 본 방법에서 기준 값으로서 이용되는 것이 좋다. 여기서, 측정하는 허용차(tolerance) 뿐만 아니라 안테나 품질의 수용가능한 편차(deviation)가 고려될 수 있다.

이러한 안테나의 전자기 특성을 테스트하기 위한 측정 장치는 소정 주파주의 AC 전압을 발생하기 위해 전압원과, 소정 주파수에서 전기 측정 자기장을 전송하기 위한 전송 안테나와, 소정 주파수에서 안테나에 대한 값을 측정하는 측정 유닛과, 측정 유닛에서 측정된 값을 표준 안테나에 대한 기준값과 비교하는 평가 유닛으로 구성된다. 본 발명에 따르면, 전압원, 전송 안테나, 측정 유닛 및 평가 유닛은 아 주 민감하게 구현되어서 비장착 상태에서 안테나를 측정한다. 그 결과, 비장착 상태에서 안테나는 상기 유닛들과 접촉될 필요 없이 전자기 특성이 테스트될 수 있다.

측정 장치의 바람직한 설계에 따르면, 측정 장치는 적어도 평가 유닛을 제어하기 위한 제어 유닛과 전압원을 더 포함한다. 소정 주파수 범위는 제어 유닛에 의해 자동으로 조절될 수 있다.

측정 자기장에서 안테나의 영향은 적합한 실드수단(shieding measure)에 의해 차단된다. 다수의 안테나를 측정하기 위해 나란히 근접하게 배치되는 것이 허용된다.

도 1은 측정 장치와 비장착 안테나의 개략도,

도 2는 다수의 비장착 안테나를 테스트하기 위한 측정 장치의 개략도,

도 3은 주파수에 따라 측정 자기장에서 측정되는 안테나의 영향에 대한 그래픽도,

도 4는 도 1 또는 도 2의 측정 장치에서 장치들의 개략도,

도 5는 안테나와 칩을 갖는 트랜스폰더의 도면.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예는 도면을 참조하여 서술한다.

도 1은 전송 안테나 12와 중앙 유닛(central unit)11을 갖는 측정 장치 10, 비장착된 상태에서 측정되는 비접촉 안테나를 도시한 것이다. 안테나 20의 고유의 커패시턴스 21은 실제로 존재하는 요소는 아니지만, 커패시턴스는 안테나 20에 대해 절선으로 나타나 있다. 또한 상기 커패시턴스는 안테나의 와류 커패시턴스(parasitic winding capacitance)로 설계된다. 도 1에 도시된 상기 커패시턴스는 안테나 20이 전송 안테나 12의 측정 자기장에 의해 진동하여 여자(excite)될 수 있는 공진회로를 나타내도록 도시되었다. 측정 자기장은 공진 회로의 공진 주파수를 가진다.

전자기 측정 자기장이 측정 장치 10의 전송 안테나 12에 의해 소정 주파수 범위 내에서 전송된 후에, 측정 자기장에 대한 안테나 20의 영향은 전형적인 전력 커브의 전자기 커플링으로 측정될 수 있다. 여기서, 측정 자기장의 주파수는 소정 주파수 범위 내에서 자동으로 조절된다.

도 2는 도 1에 대해 서술된 방법에 따라 테스트되는 다수의 안테나 20에 대해 측정 셋업을 도시한 개략도이다. 전송 안테나 12를 갖는 측정 장치 10은 측정을 위해 안테나 20에 맞은편에 적절하게 배치된다. 이미 측정된 전송 안테나 12의 영향 그리고 측정 자기장에서 측정되고 있는 안테나의 영향은 적절한 수단에 의해 실드 되어서, 측정되는 안테나의 영향만이 측정 장치 10내에서 유효하다. 스크린 13은 대응되게 배치된 금속판으로 구현될 수 있다.

도 3은 전송되는 측정 자기장의 주파수에 대하여 도시된 측정된 레벨의 측정 커브 30을 나타낸다. 측정커브 30은 평균 주파수 33을 갖는 표준 안테나의 커브이다. 평균 주파수는 최대레벨의 주파수이다. 하한치 34a와 상한치 34b는 최대 레벨 근처에 도시되고, 안테나의 측정된 레벨은 안테나가 좋은 품질로 분류되도록 영역 A내에 있어야 한다. 평균 주파수 33 근처에서, 하위 주파수 35a에서 상위 주파수 35b까지의 영역 B가 그려진다. 측정된 안테나의 평균 주파수는 고품질로 분류되도록 상기 영역 내에 있어야 한다.

도 4는 중앙 유닛 11에 마련되는 유닛들의 개략도이다. 도 4에 따르면, 전송 안테나(미도시)와 이격된 측정 장치는 소정 주파수의 AC전압을 생성하는 전압원 43으로 구성된다. 또한 도 4는 안테나가 소정 주파수에서 측정되도록 측정 자기장에서 안테나의 영향을 측정하는, 즉 전압원 43에서 측정 자기장을 전송하기 위해 필요한 전력에 기초하여 안테나의 영향을 측정하는 측정 유닛 42를 도시한 것이다.

평가 유닛 41은 측정 유닛 42에서 측정되는 값을 표준 안테나에 대한 기준값과 비교한다. 상기 기준값은 기준 저장 유닛 44내에 저장될 수 있다. 평가결과는 측정된 안테나에 할당된 결과 저장 유닛 45에 저장될 수 있다. 예를 들어, 계속 이용되는 "양호한 안테나" 또는 제거되는 "불량 안테나"에 대한 품질의 분류정보가 결과로서 저장될 수 있다.

평가 유닛 41의 일부로서 형성될 수 있는 제어 유닛은 전압원 43에서 소정 주파수의 가변을 제어한다. 또한, 컴퓨터 형태의 평가 유닛 41, 제어 유닛 또는 결과 저장 유닛 44, 45는 측정 장치의 중앙 유닛 11의 외측에 설치될 수 있다.

이상 상술한 바와 같이, 본원 발명은 안테나의 전자기적 특성을 비접속형으로 테스트하는데 이용된다.

Claims (10)

1. 칩이 장착되어 인식 시스템용 트랜스폰더를 형성하도록 구성되는 안테나의 전자기 특성을 측정 장치를 이용하여 비접촉형으로 테스트하기 위한 방법에 있어서,

   상기 측정 장치의 전송 안테나로써 소정 주파수의 전자기 측정 자기장을 전송하는 전송과정과;

   상기한 주파수로 측정 자기장 내에 배치된 상기 안테나를 테스트하는 테스트과정과; 그리고

   소정의 기준값과 비교함으로써 상기 안테나의 테스트 결과를 평가하는 평가과정을 포함하여 이루어지고;

   상기 전송과정, 테스트과정 및 평가과정이 상기 안테나의 비장착 상태에서 수행되는 한편, 상기 테스트과정에 있어서는 상기 측정 자기장에 대한 비장착된 안테나의 전자기적인 영향이 측정되도록 함을 특징으로 하는 비접촉형 안테나 전자기 특성 테스트 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 전송과정 동안 상기 측정 자기장의 주파수가 소정 주파수 범위 내에서 변화되도록 함을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 측정 자기장에 대한 상기 안테나의 영향은 상기 측정 자기장의 전송을 위해 필요한 전력에 기초하여 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기한 기준값은 비장착 안테나에 대한 최대 레벨이 그 안에 위치하도록 된 측정 레벨에 대한 표준 범위(A)를 포함함을 특징으로 하는 방법.
5. 제2항에 있어서, 상기 기준값은 상기 비장착 안테나의 최대 효율 레벨의 주파수가 그 내에 위치도록 된 주파수에 대한 표준 범위(B)를 포함함을 특징으로 하는 방법.
6. 안테나의 전자기 특성을 테스트하기 위한 테스트 장치에 있어서,

   인식 시스템용 트랜스폰더를 형성하도록 칩이 장착된 상태로 구성되는 안테나(20);

   소정 주파수의 교류 전압을 발생하기 위한 전압원(43)을 갖는 측정 장치(10);

   상기 주파수에서 전자기 측정 자기장을 전송하도록 구성된 송신 안테나(12);

   상기 주파수에서 측정 자기장 내에 배열된 상기 안테나를 테스트하도록 구성된 측정 유닛(42);

   상기 안테나의 테스트 결과를 표준 안테나에 대한 기준값과 비교하도록 구성된 평가 유닛(41)을 구비하여,

   상기 측정 유닛(42)은 안테나의 비장착 상태에서 안테나의 레벨을 각각의 주어진 주파수에 대하여 측정하도록 구성되고, 상기 전압원(43), 송신 안테나(12), 측정 유닛(42) 및 평가 유닛(41)은 상기 안테나가 비장착 상태에서 측정되도록 구성되고, 상기 측정 유닛(42)은 측정 자기장에 대한 상기 비장착 안테나의 전자기적 영향을 측정하도록 구성함을 특징으로 하는 비장착 안테나의 비접촉 테스트 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 측정 유닛(42)은 측정 자기장의 전송을 위해 필요한 전력에 기초하여, 측정 자기장에 대한 상기 안테나의 영향을 측정하도록 구성함을 특징으로 하는 비장착 안테나의 비접촉 테스트 장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 전압원(43)에서 상기 주파수의 최소한의 변동을 제어하기 위한 제어 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 비장착 안테나의 비접촉 테스트 장치.
9. 제6항에 있어서, 상기 측정 자기장에 대한 다른 안테나(21, 22)들의 영향을 차단하도록 구성된 실드(13)를 구비하는 것을 특징으로 하는 비장착 안테나의 비접촉 테스트 장치.
10. 제6항에 있어서, 상기 안테나에 할당된 평가 결과를 저장하기 위한 상기 평가 유닛(41)에 연결된 결과 저장 유닛(45)을 구비함을 특징으로 하는 비장착 안테나의 비접촉 테스트 장치.

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