한국전자파학회논문지 (The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science)

  • 제25권2호
  • /
  • Pages.149-155
  • /
  • 2014
  • /
  • 1226-3133(pISSN)
  • /
  • 2288-226X(eISSN)
한국전자파학회 (The Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

근거리 통신 및 무선 전력 전송을 위한 복합 모바일 안테나

Complex Mobile Antenna for Wireless Power Transfer & Near Field Communication

  • 이석문 (금오공과대학교 LINC사업단) ;
  • 하천수 (금오공과대학교 전자공학부)
  • Lee, Seok-Moon (Department of LINC, Kumoh National Institute of Technology) ;
  • Ha, Cheun-Soo (School of Electronic Engineering, Kumoh National Institute of Technology)
  • 투고 : 2014.10.16
  • 심사 : 2013.01.06
  • 발행 : 2014.02.28
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

본 논문에서는 모바일폰에 적용되는 종래의 코일형 무선 전력 전송(WPT) 루프 안테나 및 FPCB형 근거리 통신(NFC) 안테나에 비해 두께를 1/2로 줄이면서도 동등 이상의 안테나 성능을 구현한 전자기 유도 방식의 FPCB형 WPT 및 NFC 일체형 루프 안테나를 제안하였다. 루프 안테나의 패턴 두께, 전자파 흡수체 및 금속 성분의 배터리 영향도 분석, 전자파 흡수체의 두께에 의한 안테나 성능 비교를 통해 루프 안테나의 설계 인자의 범위를 설정하였다. 본 논문에서 제안한 안테나는 3 oz 단면 FPCB에 전자파 흡수체를 부착하여 총 두께 0.45 mm로 시제품을 제작하였으며, NFC 안테나 성능은 국내 이동통신사 규격 및 EMVCo. 규격을 만족하며, WPT 안테나 성능은 종래의 코일형과 동등 이상인 68.1 %의 무선 전력 전송 효율을 얻었다. 이러한 결과들로써 본 연구에서 제안한 일체형 안테나는 모바일폰 WPT 및 NFC 안테나로서 이용될 수 있음을 확인하였다.

In this paper, we study the complex mobile antenna for WPT(Wireless Power Transfer) with NFC(Near Field Communication) of inductive coupling using FPCB which has half thickness compared with the existing coil type antennas. Considering the pattern thickness of loop antenna, the analysis of electromagnetic wave absorber and battery's influence, absorber thickness, the ranges of design parameters are obtained. The proposed antenna has 0.45 mm thickness using single layer 3 oz FPCB and absorber. From measurement, the characteristics of NFC antenna can be satisfied with the specifications of EMVCo. and domestic mobile telecommunication and the transmission efficiency of the proposed WPT antenna is 68.1 % which is competitive with the existing coil type antenna. From the results of this paper, it has been confirmed that the proposed antenna can be used as the WPT and NFC antenna for mobile phone. Key words: Wireless Power Transfer, Near Field Communication, Mobile Phone Antenna, Absorber, FPCB.

키워드

참고문헌

  1. Tetsuo Nozawa, "Battery charging goes wireless", Nikei Electronic Asia, pp. 16-24, Jun. 2007.
  2. S. L. Ho, Junhua Wang, "A comparative study between novel witricity and traditional inductive magnetic coupling in wireless charging", IEEE Trans. on Magnetics, vol. 47, no. 5, pp. 1522-1525, May 2011. https://doi.org/10.1109/TMAG.2010.2091495
  3. Esko Strommer, Marko Jurvansuu, "NFC-enabled wireless charging", Proceedings of the 4th International Workshop on Near Field Comm., Mar. 2012.
  4. Harvey Lehpamer, RFID Design Principles, Artech House, Inc. 2008.
  5. A. Kurs, M. Soljacic, A. Karalis, R. Moffatt, J. D. Joannopoulos, and P. Fisher, "Wireless power transfer via strongly coupled magnetic resonances", Science Express, Jun. 2007.
  6. Peter Scholz, "Analysis of energy transmission for inductive coupled RFID tags", IEEE International Conference on RFID, Mar. 2007.
  7. Christian Reinhold, "Efficient antenna design of inductive coupled RFID-systems with high power demand", Journal of Communication, vol. 2, no. 6, Nov. 2007.
  8. 김진욱 외, "전자기 유도 방식 무선 전력 전송을 위한 다중 탭을 갖는 평판형 스파이럴 안테나", 한국전자파학회논문지, 20, pp. 753-760, 2009년. https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2009.20.8.753
  9. Jen-yung Hsu, Shih-kang Kuo, "A study of making ferrimagnetic sheet materials for RFID applications", China Steel Technical Report, no. 23, pp. 42-45, 2010.
  10. 배석, 최돈철, 현순영, 이상원, "휴대단말기 무선전력 전송모듈용전자기파 차폐소재", 한국재료학회논문지, 23(2), pp. 63-76, 2013년 4월.
  11. Texas Instruments Ltd., "HF antenna design notes technical application report", Literature number 11-08-26-003, Radio Frequency Identification System, Sep. 2003.
  12. K. Kupfmuller, Einfuhrung in Die Theoretische Elektrotechnik, Springer-Verlag, 1973.