[공학]RFID- RF기술의 기초

소개글

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% 대학에서 배운 지식은 평생 써먹을 수 없습니다 %
% 많은 대한민국의 대학생들의 공부에 도움이 %
% 되고자 하여 이렇게 올립니다. %
% 자료를 보시고 지식 건강에 도움이 되었으면 %
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% 좋은 하루 되시길 빕니다. %
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RFID에서 사용되는 RF기술의 중요한 것만 정리하였습니다
Impedance, S Parameter, Smith Chart, Impedance Matching 등을 구하는 것을 예제와 같이 정리하였고 Impedance Matching을 구하기 위해 Smith Chart를 사용하는 부분은 공식, 설명과 함께 애니메이션 효과를 두어서 이해하기 쉽게 정리하였습니다.

목차

Impedance
- Reactance
- L(Inductor)
- C(Capacitance)

S Parameter
- S Parameter의 예

Smith Chart
- Smith Chart 읽는 법
- Smith Chart 활용하기 : 예제를 이용
- Smith Chart 수식정리

Impedance Matching
L Section Impedance Matching
Single Impedance Matching

본문내용

Impedance
임피던스: 특정 회로에서 교류 전압과 교류 전류의 비
DC회로에서는 코일이나 콘덴서에서 저항값만을 생각
AC회로에서는 코일과 콘덴서는 저항값만을 가지는 것이 아니라 각 부품으로서 기능을 수행한다.(리엑턴스 기능을 수행)
Reactance
리엑턴스(Reactance)
임피던스 Z=R+jX 에서 허수부 x를 의미하며, 결국 L과 C에 의한 교류성 저항성분이다.
교류 주파수에 따라 그 크기값이 바뀌는 교류저항 성분을 의미
R 처럼 그냥 열로 손실시키는 것이 아닌 L은 자기장으로 C는 전기장으로 에너지를 축적
∴ 임피던스는 주파수를 가진 AC회로에서 응용되는 개념
임피던스 = 주파수와 무관한 저항값 + 주파수 개념이 포함된 저항소자 L, C에 대한 값

L(Inductor)
L : Inductance도선에 전류가 흐를 때 그 전류의 변화를 막으려는 성질

주파수가 높아질수록 잘 통과하지 못하고 있다.
L값이 커질 수록 잘 통과하지 못하고 있다.


인덕터는 (L값에 따라) 고주파 신호의 통과를 억제한다.
C(Capacitance)
C : Capacitance전압을 가할 때 축적되는 전하량의 비율

인덕터와는 반대로 주파수가 낮을수록 잘 통과하지 못한다.
C값이 높아질수록 저주파는 물론 고주파 성분이 더 많이 통과한다

캐패시터는 (C값에 따라) 고주파 신호를 더 잘 통과해낸다.
Impedance
L , C를 통해 L : 주파수가 올라갈수록 얼마나 주파수의 흐름을 방해하는가C : 주파수가 올라갈수록 얼마나 주파수의 흐름을 통과하는가

임피던스는 고주파에서 신호부하에 아주 중요한 역할

회로설계에 있어서 임피던스는 각 회로에 효율적으로 에너지가 전송될 수 있게 설계하는 파라미터가 된다.
S-parameter
S(Scattering) 파라미터는 RF에서 가장 널리 사용되는 회로 결과값이다.
주파수 분포상에서의 입력전압 대 출력전압의 비를 의미한다.
S21이라면 1번 포트에서 입력된 전력이 2번포트로 얼마나 출력되는가의 수치
S-parameter (2)
2 Port 장치의 S-Parameter

S-parameter (3)
S-Parameter의 예 (필터 - ADS)

S-parameter (4)
S-Parameter의 예 2 (안테나)

S-parameter (5)
S-Parameter의 예 3 (증폭기 및 발진기)

Smith Chart
1939년 “Phillip Smith” 벨 연구소 작성
대표적으로 임피던스정합을 알아내는 도구로 사용됨.
무선 주파수 회로 설계가 용이하며, 빠른 시간 내에 회로 설계가 가능함.

참고 자료

Microwave and RF Design of Wireless System, David M. Pozar, Wiley
유비쿼터스 무선공학과 미세 RFID, 네비야 히데유끼, 우에타께 고도미 지음/우종명 옮김, 충남대학교출판부
http://www.rfdh.com 기초 강의실, RF 관점에서 본 L과 C