KR101294492B1 - Radio Frequency IDentification transmitter/receiver device - Google Patents

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KR101294492B1 KR1020070056255A KR20070056255A KR101294492B1 KR 101294492 B1 KR101294492 B1 KR 101294492B1 KR 1020070056255 A KR1020070056255 A KR 1020070056255A KR 20070056255 A KR20070056255 A KR 20070056255A KR 101294492 B1 KR101294492 B1 KR 101294492B1
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Abstract

실시예에 따른 RFID 송수신 장치는 수신신호의 이득을 조절하여 증폭하고, 수신된 신호를 변환하는 제1신호처리부; 기준전압에 의하여 상기 변환된 신호의 이득을 조절하여 증폭하는 제2신호처리부; 상기 제1신호처리부의 신호와 상기 제2신호처리부의 신호를 동기화하여 디지털 신호로 생성하는 제3신호처리부; 및 상기 제1신호처리부의 이득제어신호와 상기 기준전압을 생성하고, 상기 제3신호처리부로 동기화 정보를 전달하며, 상기 디지털 신호를 처리하는 제어부를 포함한다.According to an embodiment, there is provided an RFID transceiver comprising: a first signal processor configured to adjust and amplify a gain of a received signal, and convert the received signal; A second signal processor configured to amplify by controlling a gain of the converted signal by a reference voltage; A third signal processor for synchronizing the signal of the first signal processor with the signal of the second signal processor to generate a digital signal; And a controller configured to generate a gain control signal and the reference voltage of the first signal processor, transfer synchronization information to the third signal processor, and process the digital signal.

실시예에 의하면, 로그 앰프 및 비교기를 통한 직접 복조 방식에 의하여 수신신호를 복조시킬 수 있으므로, 부품 수를 줄일 수 있고, 회로 사이즈를 최소화할 수 있다. 또한, 송신신호를 원형편파 성분으로 전송할 수 있으므로 신호의 인식률이 향상되고 통신이 안정적으로 유지되는 효과가 있다. 또한, 신호의 인식률이 향상되고, 전파 에너지의 공급이 안정적으로 이루어지며, 수신감도, 신호 인식거리를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the embodiment, since the received signal can be demodulated by the direct demodulation method through the log amplifier and the comparator, the number of components can be reduced and the circuit size can be minimized. In addition, since the transmission signal can be transmitted as a circularly polarized component, the recognition rate of the signal is improved and communication is stably maintained. In addition, the recognition rate of the signal is improved, the supply of radio wave energy is made stable, and there is an effect of improving the reception sensitivity and the signal recognition distance.

Description

ＲＦＩＤ 송수신 장치{Radio Frequency IDentification transmitter/receiver device}[0001] RFID TRANSMITTER [0002]

도 1은 실시예에 따른 RFID 송수신 장치의 구성요소를 개략적으로 도시한 블록도.1 is a block diagram schematically illustrating the components of an RFID transceiver device according to an embodiment.

도 2는 실시예에 따른 RFID 송수신 장치의 제1신호처리부의 구성요소를 개략적으로 도시한 블록도.2 is a block diagram schematically illustrating components of a first signal processing unit of an RFID transceiver device according to an embodiment.

도 3은 실시예에 따른 RFID 송수신 장치의 제2신호처리부 및 제4신호처리부의 구성요소를 개략적으로 도시한 블록도.3 is a block diagram schematically illustrating components of a second signal processor and a fourth signal processor of an RFID transceiver device according to an embodiment.

도 4는 실시예에 따른 RFID 송수신 장치의 제3신호처리부의 구성요소를 개략적으로 도시한 블록도.4 is a block diagram schematically illustrating components of a third signal processing unit of an RFID transceiver device according to an embodiment.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉Description of the Related Art

100: RFID 송수신 장치 105: 수신 안테나100: RFID transceiver 105: receiving antenna

110: 제1신호처리부 115: 제1필터110: first signal processor 115: first filter

120: 제4신호처리부 125: 제1송신 안테나120: fourth signal processing unit 125: first transmitting antenna

130: 제2신호처리부 135: 제2송신 안테나130: second signal processing unit 135: second transmission antenna

140: 제3신호처리부 145: 제1신호분리부140: third signal processor 145: first signal separator

150: 결합기 155: 제2변조부150: combiner 155: second modulator

160: 제어부 165: 전력증폭기(PA)160: control unit 165: power amplifier (PA)

170: 제1변조부 175: 제2신호분리부170: first modulator 175: second signal separator

180: 위상동기회로180: phase synchronization circuit

실시예는 RFID 송수신 장치에 대하여 개시한다.An embodiment discloses an RFID transceiver.

현재, 유비쿼터스(ubiquitous) 네트워크 기술이 많은 이들의 주목을 받고 있는데, 유비쿼터스 네트워크 기술이란 시간과 장소에 구애됨이 없이 다양한 네트워크에 자연스럽게 접속할 수 있도록 하는 기술을 의미한다.Nowadays, ubiquitous network technology is attracting attention of many people. Ubiquitous network technology means a technology that makes it possible to connect to various networks smoothly regardless of time and place.

이러한 유비쿼터스 네트워크는 근거리 무선통신 시스템, 가령 RFID 송수신 장치로 구현될 수 있으며, RFID 송수신 장치는 물품에 부착되어 세부정보가 내장된 태그, 태그의 정보를 RF통신을 이용하여 읽는 리더로 이루어진다. 태그는 리더가 위치되는 지역을 통과하며 RF통신을 이용하여 정보를 전달하게 되므로 상품의 유통, 조립, 가격 변동, 판매 등의 물류/유통 관리가 효율적으로 처리될 수 있는 기반을 제공한다.Such a ubiquitous network may be implemented as a short range wireless communication system, for example, an RFID transceiver, and the RFID transceiver includes a tag attached to an article and a reader having detailed information embedded therein and reading information of the tag using RF communication. Tags pass through the area where the reader is located and transmit information using RF communication, thus providing a basis for efficient management of logistics / distribution management such as distribution, assembly, price fluctuation and sales of the product.

RFID 시스템은 ASK(Amplitude Shift keying) 변복조 방식을 이용한 포락선 검파를 통하여 구현되는 것이 일반적이며, 종래의 설계 방식에 의하면, 신호 복원률이 낮게 형성된다는 단점이 있다.The RFID system is generally implemented through envelope detection using an amplitude shift keying (ASK) modulation and demodulation scheme. According to a conventional design scheme, a signal recovery rate is low.

특히, RFID 리더의 경우 고속으로 이동되는 태그를 대상으로 하기 때문에 전 파 환경의 변화가 심하고, 외부의 환경 변화에 따라 수신 신호가 크게 변화된다. 예를 들어, 태그가 이동되는 경우 태그 신호의 위상이 변화될 수 있으며, 거리가 멀어짐에 따라 신호의 세기가 감소된다.Especially, RFID reader is subject to tag moving at high speed. Therefore, the change of the radio wave environment is severe and the received signal is largely changed according to the change of the external environment. For example, when the tag is moved, the phase of the tag signal may change, and as the distance increases, the signal strength decreases.

따라서, 태그 에너지의 공급이 원활하지 못하고 수신감도가 저하되어 태그 인식률이 저하된다.Therefore, the supply of tag energy is not smooth and the reception sensitivity is lowered, thereby lowering the tag recognition rate.

또한, 안테나는 종류에 따라 고유의 편파(Polarization; 전자기파의 진행방향에 대한 전계 필드(Electric field)의 극성 방향을 의미함)를 가지는데, 편파 방향이 틀어지는 경우 송수신 성능이 저하되며, 가령, 편파 방향이 직교하는 경우에는 신호 교류가 불가능하게 된다.In addition, the antenna has a unique polarization (meaning the polarization direction of the electric field relative to the propagation direction of the electromagnetic wave) according to the type, and when the polarization direction is distorted, transmission and reception performance is reduced, for example, polarization. When the directions are orthogonal, signal exchange becomes impossible.

따라서, 다른 수신각(θ1, θ2)을 가지는 신호들은 인식률이 상이해질 수 밖에 없으며, 신호의 복원이 안정적으로 이루어지지 못하는 문제점이 있다.Accordingly, signals having different reception angles θ1 and θ2 have different recognition rates, and there is a problem in that the restoration of the signal is not stable.

실시예는 RFID 장치가 이동됨에 따라 신호의 위상(Phase) 및 에너지 전달 위치가 변화되는 현상에 상관없이 안정적으로 수신신호를 복원할 수 있는 RFID 송수신 장치를 제공한다.The embodiment provides an RFID transceiver for restoring a received signal stably regardless of a phenomenon in which a phase and energy transfer position of a signal change as the RFID device is moved.

실시예는 종래의 슈퍼 헤테로타인 방식, 순차적인 저주파수 복조 방식, 중간 주파수 합성 방식보다 수신신호의 감도가 향상되고, 소형의 회로 구현이 가능한 RFID 송수신 장치를 제공한다.The embodiment provides an RFID transceiver that can improve the sensitivity of a received signal and implement a small circuit, compared to the conventional super heterotine method, sequential low frequency demodulation method, and intermediate frequency synthesis method.

실시예는 다양한 변조 방식을 이용하고 수신각을 고려하여 신호를 차별적으로 처리함으로써, 안정적으로 태그 에너지를 공급하고 신호 인식률을 향상시킬 수 있는 RFID 송수신 장치를 제공한다.The embodiment provides an RFID transceiver device which can stably supply tag energy and improve signal recognition rate by using various modulation schemes and differentially processing a signal in consideration of a reception angle.

실시예에 따른 RFID 송수신 장치는 수신신호의 이득을 조절하여 증폭하고, 수신된 신호를 변환하는 제1신호처리부; 기준전압에 의하여 상기 변환된 신호의 이득을 조절하여 증폭하는 제2신호처리부; 상기 제1신호처리부의 신호와 상기 제2신호처리부의 신호를 동기화하여 디지털 신호로 생성하는 제3신호처리부; 및 상기 제1신호처리부의 이득제어신호와 상기 기준전압을 생성하고, 상기 제3신호처리부로 동기화 정보를 전달하며, 상기 디지털 신호를 처리하는 제어부를 포함한다.According to an embodiment, there is provided an RFID transceiver comprising: a first signal processor configured to adjust and amplify a gain of a received signal, and convert the received signal; A second signal processor configured to amplify by controlling a gain of the converted signal by a reference voltage; A third signal processor for synchronizing the signal of the first signal processor with the signal of the second signal processor to generate a digital signal; And a controller configured to generate a gain control signal and the reference voltage of the first signal processor, transfer synchronization information to the third signal processor, and process the digital signal.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 RFID 송수신 장치에 대하여 상세히 설명하는데, 실시예에서 상기 RFID 송수신 장치는 약 900 MHz 대역의 신호를 이용하는 RFID 리더인 것으로 한다.Hereinafter, an RFID transceiver device according to an embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the embodiment, the RFID transceiver device is an RFID reader using a signal of about 900 MHz band.

도 1은 실시예에 따른 RFID 송수신 장치(100)의 구성요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.1 is a block diagram schematically showing the components of the RFID transceiver 100 according to the embodiment.

도 1에 의하면, 실시예에 따른 RFID 송수신 장치(100)는 수신 안테나(105), 제1송신 안테나(125), 제2송신 안테나(135), 제1신호처리부(110), 제1필터(115), 제2신호처리부(130), 제3신호처리부(140), 제4신호처리부(120), 제1신호분리부(145), 전력증폭기(PA; Power Amplifier)(165), 결합기(150), 제1변조부(170), 제2변조부(155), 제2신호분리부(175), 위상동기회로(180) 및 제어부(160)를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 1, the RFID transceiver 100 according to the embodiment includes a receiving antenna 105, a first transmitting antenna 125, a second transmitting antenna 135, a first signal processing unit 110, and a first filter ( 115, the second signal processor 130, the third signal processor 140, the fourth signal processor 120, the first signal separator 145, a power amplifier (PA) 165, and a combiner ( 150, a first modulator 170, a second modulator 155, a second signal separator 175, a phase synchronization circuit 180, and a controller 160.

상기 제1신호처리부(110), 제4신호처리부(120), 제2신호처리부(130) 및 제3 신호처리부(140)는 수신신호를 처리하는 구성부들로서, 고조파를 직접 디지털 신호로 복조하는 기능을 수행하며, 종래의 슈퍼 헤테로타인 방식, 순차적인 저주파수 복조 방식, 중간 주파수 합성 방식보다 소형의 회로 구현이 가능하다.The first signal processor 110, the fourth signal processor 120, the second signal processor 130, and the third signal processor 140 are components that process a received signal and directly demodulate harmonics into a digital signal. It performs a function, and it is possible to implement a smaller circuit than the conventional super heterotine method, sequential low frequency demodulation method, intermediate frequency synthesis method.

도 2는 실시예에 따른 RFID 송수신 장치(100)의 제1신호처리부(110)의 구성요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.2 is a block diagram schematically illustrating the components of the first signal processor 110 of the RFID transceiver 100 according to the embodiment.

도 2에 의하면, 상기 제1신호처리부는 제2필터(111), 제1로그앰프(112), 제1저항(113), 제2저항(114)을 포함하여 구성된다.2, the first signal processor includes a second filter 111, a first log amplifier 112, a first resistor 113, and a second resistor 114.

상기 제2필터(111)는 수신 안테나(105) 상에서 혼재된 잡음성분의 신호를 필터링하고 소정 주파수 대역의 신호만을 통과시킨다. 상기 제1로그앰프(112)는 필터링된 신호의 이득을 조정하여 증폭하고, 수신신호를 DC레벨의 아날로그 신호, 즉 베이스밴드신호로 변환한다.The second filter 111 filters the signal of the noise component mixed on the reception antenna 105 and passes only signals of a predetermined frequency band. The first log amplifier 112 adjusts and amplifies the gain of the filtered signal, and converts the received signal into an analog signal having a DC level, that is, a baseband signal.

상기 제1로그앰프(112)는 이득증폭회로, 전력증폭회로, 신호변환회로를 포함하며, 이득증폭회로는 전압 이득에 따라 신호를 증폭함으로써 불안정한 고주파 신호를 복원하기 좋은 상태로 만든다. 이득 증폭된 수신신호는 비트 오율이 감소되고 페이딩 환경에서도 높은 인식률을 가지는데, 수신 레벨이 약 -90 dBm인 구간에서도 안정적으로 신호가 복원될 수 있다.The first log amplifier 112 includes a gain amplifier circuit, a power amplifier circuit, and a signal conversion circuit. The gain amplifier circuit amplifies a signal according to a voltage gain, thereby making it possible to recover an unstable high frequency signal. The gain-amplified received signal has a reduced bit error rate and a high recognition rate even in a fading environment. The signal can be stably restored even in a region where the reception level is about -90 dBm.

상기 전력증폭회로는 이득증폭된 신호의 전력을 2차 증폭시킨다.The power amplifier circuit second amplifies the power of the gain-amplified signal.

상기 신호변환회로는 증폭 과정을 거친 약 900 MHz 대역의 신호를 데시벨값에 비례한 DC레벨의 아날로그 신호로 변환한다.The signal conversion circuit converts the signal of about 900 MHz band which has been amplified into an analog signal of DC level proportional to the decibel value.

상기 제1로그앰프(112)는 제1저항(113)과 제2저항(114)을 포함한 제1이득조 정회로와 연결되어 증폭 이득이 조정된다.The first log amplifier 112 is connected to a first gain adjusting circuit including a first resistor 113 and a second resistor 114 to adjust an amplification gain.

상기 제1저항(113)은 수치 가변형 저항이고, 제2저항(114)은 수치 고정형 저항으로 구비될 수 있다. 가령, 제1저항(113)은 제어부(160)와 연결되어 제어신호를 전달받고, 제어신호에 따라 저항 수치가 변환되는 저항변환소자로 구비될 수 있다.The first resistor 113 may be a numerically variable resistor, and the second resistor 114 may be provided as a numerically fixed resistor. For example, the first resistor 113 may be connected to the control unit 160 to receive a control signal, and may be provided as a resistance conversion element in which a resistance value is converted according to the control signal.

이러한 경우, 상기 제1로그앰프(112)의 증폭 이득은 다음과 같은 수식에 의하여 조정될 수 있으며, 상기 제1저항(113)의 수치에 따라 약 0 dB 내지 20 dB의 이득 조절이 가능하다.In this case, the amplification gain of the first log amplifier 112 may be adjusted by the following equation, and the gain of about 0 dB to 20 dB may be adjusted according to the value of the first resistor 113.

Figure 112007041842044-pat00001
Figure 112007041842044-pat00001

상기 제어부(160)는 통신 프로토콜을 구비하여 RFID 태그와의 무선통신을 제어하고, 상기 RFID 태그의 위치를 파악하기 위하여 주기적으로 정보요청신호를 송출한다.The controller 160 includes a communication protocol to control wireless communication with the RFID tag and periodically transmits an information request signal to determine the location of the RFID tag.

상기 제어부(160)는 제1신호처리부(110), 제2신호처리부(130), 제4신호처리부(120) 및 제3신호처리부(140)를 거쳐 복조된 수신신호의 코드를 분석하고, 송신신호를 생성한다.The control unit 160 analyzes the code of the demodulated received signal through the first signal processing unit 110, the second signal processing unit 130, the fourth signal processing unit 120, and the third signal processing unit 140. Generate a signal.

상기 제어부(160)는 제1신호처리부(110)로 이득 제어신호를 전달하고, 제2신호처리부(130)로 기준전압을 제공한다. 또한, 상기 제어부(160)는 제3신호처리부(140)로 동기화 정보를 전달하여 비교 동작을 제어하고, 위상동기회로(180)로 VCO(Voltage Controlled Oscillator) 제어신호를 제공한다.The controller 160 transfers a gain control signal to the first signal processor 110 and provides a reference voltage to the second signal processor 130. In addition, the controller 160 controls the comparison operation by transferring synchronization information to the third signal processor 140, and provides a VCO (Voltage Controlled Oscillator) control signal to the phase synchronization circuit 180.

제1신호처리부(110)에서 변환된 신호의 리플(Ripple)이 충분히 제거되지 못하면, 실시예와 같이 직접 복조 방식에 의한 반송파 신호의 입력 스케일에 차이가 발생된다. 따라서, 상기 제1필터(115)가 구비된다.If the ripple of the signal converted by the first signal processor 110 is not sufficiently removed, a difference occurs in the input scale of the carrier signal by the direct demodulation method as in the embodiment. Thus, the first filter 115 is provided.

상기 제1필터(115)는 저항, 커패시터와 같은 수동소자로 구현될 수 있으며, 제1신호처리부(110)와 제4신호처리부(120) 사이에 연결되어 변환된 신호의 잡음 성분을 제거한다.The first filter 115 may be implemented as a passive element such as a resistor or a capacitor, and is connected between the first signal processor 110 and the fourth signal processor 120 to remove noise components of the converted signal.

도 3은 실시예에 따른 RFID 송수신 장치(100)의 제2신호처리부(130) 및 제4신호처리부(120)의 구성요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.3 is a block diagram schematically illustrating components of the second signal processor 130 and the fourth signal processor 120 of the RFID transceiver 100 according to the embodiment.

도 3을 참조하면, 상기 제2신호처리부(130)는 제3저항(131), 제4저항(132), 제2로그앰프(133)를 포함하여 구성되고, 상기 제4신호처리부(120)는 제3로그앰프(121)와 제5저항(122)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 3, the second signal processor 130 includes a third resistor 131, a fourth resistor 132, and a second log amplifier 133, and the fourth signal processor 120. Includes a third log amplifier 121 and a fifth resistor 122.

상기 제2로그앰프(112)는 제2이득조정회로와 연결되는데, 제2이득조정회로는 상기 제3저항(131)과 제4저항(132)을 포함하여 궤환회로를 이룬다.The second log amplifier 112 is connected to a second gain adjustment circuit, which includes the third resistor 131 and the fourth resistor 132 to form a feedback circuit.

상기 제2로그앰프(133)의 (+)입력단은 제어부(160)와 연결되어 기준전압을 제공받고, (-)입력단은 제3저항(131)을 통하여 제3로그앰프(121)의 (-)입력단과 연결된다.The (+) input terminal of the second log amplifier 133 is connected to the control unit 160 to receive a reference voltage, and the (−) input terminal is connected to the (−) input terminal of the third log amplifier 121 through the third resistor 131. Connected to the input terminal.

또한, 상기 제3저항(131)은, 제4저항(132)과 연결되어 제2로그앰프(133)의 궤환회로를 구성하고 제5저항(122)과 연결되어 제3로그앰프(121)의 궤환회로를 구성한다.In addition, the third resistor 131 is connected to the fourth resistor 132 to form a feedback circuit of the second log amplifier 133, and is connected to the fifth resistor 122 to the third log amplifier 121. Configure the feedback circuit.

상기 제3로그앰프(121)의 (+)입력단은 제1필터(115)와 연결되고, 제2로그앰 프(112)와 제3로그앰프(121)의 출력단은 각각 제3신호처리부(140)와 연결된다.The positive input terminal of the third log amplifier 121 is connected to the first filter 115, and the output terminals of the second log amplifier 112 and the third log amplifier 121 are respectively the third signal processor 140. ).

상기 제2로그앰프(133)는 제3저항(131)을 통하여 제3로그앰프(121)로부터 수신신호를 전달받고, 기준전압에 따라 수신신호의 이득을 조절하여 증폭시킨다. 따라서, 상기 제어부(160)는 다양한 기준전압을 전달함으로써 수신신호의 감도를 조절할 수 있게 된다.The second log amplifier 133 receives the received signal from the third log amplifier 121 through the third resistor 131 and adjusts and amplifies the gain of the received signal according to the reference voltage. Therefore, the controller 160 can adjust the sensitivity of the received signal by transmitting various reference voltages.

또한, 상기 제2신호처리부(130)는 수신신호를 이득증폭시키는 기능을 수행할 뿐만 아니라, 상기 제4신호처리부(120)의 제3이득조정회로의 일부를 구성한다.In addition, the second signal processor 130 not only performs a function of gain amplifying the received signal, but also forms part of the third gain adjusting circuit of the fourth signal processor 120.

즉, 상기 제2신호처리부(130)가 기준전압에 따라 수신신호를 차별적으로 처리하므로, 제3저항(131)을 통하여 연결된 제4신호처리부(120)는 제2신호처리부(130)의 영향을 받게 된다.That is, since the second signal processor 130 differentially processes the received signal according to the reference voltage, the fourth signal processor 120 connected through the third resistor 131 may influence the second signal processor 130. Will receive.

따라서, 상기 제어부(160)는 기준전압을 인가하여 제2로그앰프(133)의 증폭 동작을 제어할 뿐만 아니라, 제3로그앰프(121)의 증폭 동작까지 제어할 수 있다.Therefore, the controller 160 may not only control the amplification operation of the second log amplifier 133 by applying a reference voltage, but also control the amplification operation of the third log amplifier 121.

참고로, 상기 제1저항(113)이 제1로그앰프(112)의 이득 수치를 조절하는 것은, 상기 제2신호처리부(130)가 상기 제3로그앰프(121)의 이득 수치를 조절하는 것에 대응된다고 할 수 있다.For reference, the first resistor 113 may adjust the gain value of the first log amplifier 112. The second signal processor 130 may adjust the gain value of the third log amplifier 121. It can be said that.

상기 제2로그앰프(133)와 제3로그앰프(121)는 이득증폭회로, 전력증폭회로를 포함할 수 있는데, 제1로그앰프(112)와 유사한 구성을 갖으므로 반복되는 설명은 생략하기로 한다.The second log amplifier 133 and the third log amplifier 121 may include a gain amplifier circuit and a power amplifier circuit. Since the second log amplifier 133 and the third log amplifier 121 have a similar configuration to the first log amplifier 112, repeated descriptions thereof will be omitted. do.

또한, 상기 제2로그앰프(133)와 제3로그앰프(121)는 서로 (-)입력단을 통하여 연결되므로 각각의 출력신호는 위상 반전된다.In addition, since the second log amplifier 133 and the third log amplifier 121 are connected to each other through a negative input terminal, each output signal is phase inverted.

가령, 제2로그앰프(133)와 제3로그앰프(121)에서 처리된 신호는 DC레벨의 아날로그 신호이므로, 제2로그앰프(133)의 출력신호가 하이 레벨인 경우 제3로그앰프(121)의 출력신호는 로우 레벨이 된다.For example, since the signals processed by the second log amplifier 133 and the third log amplifier 121 are analog signals having a DC level, the third log amplifier 121 is output when the output signal of the second log amplifier 133 is high. ) Output signal is at the low level.

도 4는 실시예에 따른 RFID 송수신 장치(100)의 제3신호처리부(140)의 구성요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.4 is a block diagram schematically illustrating the components of the third signal processor 140 of the RFID transceiver 100 according to the embodiment.

도 4를 참조하면, 상기 제3신호처리부(140)는 비교기(141), 제6저항(142), 제7저항(143)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 4, the third signal processor 140 includes a comparator 141, a sixth resistor 142, and a seventh resistor 143.

상기 제6저항(142)은 비교기(141)와 제4신호처리부(120) 사이의 임피던스를 정합시키고, 상기 제7저항(143)은 비교기(141)와 제2신호처리부(130) 사이의 임피던스를 정합시키는 기능을 수행한다.The sixth resistor 142 matches the impedance between the comparator 141 and the fourth signal processor 120, and the seventh resistor 143 has an impedance between the comparator 141 and the second signal processor 130. Performs the function of matching

상기 비교기(141)는 제어부(160)로부터 동기화 정보를 전달받고, 제2신호처리부(130)와 제4신호처리부(120)의 출력신호를 비교하여 디지털 신호를 생성한다.The comparator 141 receives the synchronization information from the controller 160 and compares the output signals of the second signal processor 130 and the fourth signal processor 120 to generate a digital signal.

따라서, 상기 제3신호처리부(140)에서 처리된 디지털 신호는 보다 완벽하게 복원될 수 있다.Therefore, the digital signal processed by the third signal processor 140 may be more completely restored.

이어서, 도 1을 참조하여 송신경로단을 구성하는 나머지 구성부에 대하여 설명한다.Next, with reference to FIG. 1, the remaining components constituting the transmission path stage will be described.

상기 제어부(160)에서 생성된 디지털 송신신호는 제1변조부(170)와 제2변조부(155)로 동시에 전달된다.The digital transmission signal generated by the controller 160 is simultaneously transmitted to the first modulator 170 and the second modulator 155.

상기 제1변조부(170)는 디지털 송신신호를 제1아날로그 신호로 변조하는데, 실시예에서 상기 제1아날로그 신호는 ASK(Amplitude Shift keying) 방식을 이용하 여 변조된 것으로 한다.The first modulator 170 modulates the digital transmission signal into a first analog signal. In the embodiment, the first analog signal is modulated using an Amplitude Shift Keying (ASK) scheme.

상기 제1변조부(170)는 정류필터(rectifier), 저대역필터 및 레벨감지부(lever detector)를 포함하여 구성될 수 있다.The first modulator 170 may include a rectifier, a low band filter, and a level detector.

상기 제2변조부(155)는 디지털 송신신호를 제2아날로그 신호로 변조하는데, 실시예에서, 상기 제2아날로그 신호는 FSK(Frequency Shift Keying) 변조되거나 혹은 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 방식을 이용하여 변조된 것으로 한다.The second modulator 155 modulates the digital transmission signal into a second analog signal. In an embodiment, the second analog signal is subjected to frequency shift keying (FSK) modulation or a quadrature phase shift keying (QPSK) scheme. Is modulated.

상기 제2변조부(155)는 다수의 믹서, 가산기, 직교신호 변환회로 등을 포함하여 이루어질 수 있고, 송신신호의 위상을 90도씩 변화시켜서 4개의 신호(I+, I-, Q+, Q-)가 합산된 형태로 변환한다.The second modulator 155 may include a plurality of mixers, adders, orthogonal signal conversion circuits, and the four signals I + , I − , Q + , Q by varying the phase of the transmission signal by 90 degrees. - ) Is converted to the summed form.

상기 제2신호분리부(175)는 SPDT(Single Pole Double Throw)와 같은 스위치 소자 또는 결합기 등으로 구현될 수 있으며, 위상동기회로(180)의 발진신호를 제1변조부(170)와 제2변조부(155)로 전달한다.The second signal separator 175 may be implemented by a switch element or a combiner such as a single pole double throw (SPDT), and the oscillation signal of the phase synchronization circuit 180 may be controlled by the first modulator 170 and the second. Transfer to modulator 155.

상기 전력증폭기(165)는 제1변조부(170)로부터 전달된 제1아날로그 신호를 송신가능한 크기로 증폭시킨다.The power amplifier 165 amplifies the first analog signal transmitted from the first modulator 170 to a transmittable size.

상기 제1신호분리부(145)는 제1변조부(170)와 제2변조부(155)로부터 각각 제1아날로그 신호 및 제2아날로그 신호를 전달받는데, 제1변조부(170)와는 전력증폭기(165)를 거쳐 직접 연결되고, 제2변조부(155)와는 결합기(150)를 통하여 연결될 수 있다.The first signal separator 145 receives a first analog signal and a second analog signal from the first modulator 170 and the second modulator 155, respectively, and the power amplifier 170 Directly connected via 165, the second modulator 155 may be connected via a coupler (150).

역으로, 제1신호분리부(145)는 제1변조부(170)와 결합기를 통하여 연결되고, 제2변조부(155)와 직접 연결되는 방식이 사용될 수 있음은 물론이다.On the contrary, the first signal separator 145 is connected to the first modulator 170 through a coupler, and a method of directly connecting to the second modulator 155 may be used.

상기 제1신호분리부(145)는 제1아날로그 신호와 제2아날로그 신호를 각각 위상 차이를 가지는 2개의 신호로 분리하여 제1송신 안테나(125)와 제2송신 안테나(135)로 전달한다.The first signal separator 145 separates the first analog signal and the second analog signal into two signals having phase differences, respectively, and transmits the two signals to the first transmitting antenna 125 and the second transmitting antenna 135.

실시예에서 상기 분리된 2개의 신호는 0°와 180°의 위상을 가지는 신호인 것으로 하는데, 이들 신호는 "I(In-phase)신호" 및 "Q(Quadrature-phase)신호"로 지칭된다.In the embodiment, the two separated signals are signals having phases of 0 ° and 180 °, and these signals are referred to as "I (in-phase) signals" and "Quadrature-phase (Q) signals".

설명의 편의를 위하여, 이하 제1아날로그 신호의 I신호와 Q신호는 "제1 I신호", "제1 Q신호"라 하고, 제2아날로그 신호의 I신호와 Q신호는 "제2 I신호", "제2 Q신호"라 한다.For convenience of description, the I and Q signals of the first analog signal are hereinafter referred to as "first I signal" and "first Q signal", and the I and Q signals of the second analog signal are referred to as "second I signal". "2nd Q signal."

상기 제1신호분리부(145)는 제1 I신호와 제2 I신호는 제1송신 안테나(125)로 전달하고, 제1 Q신호와 제2 Q신호는 제2송신 안테나(135)로 전달한다.The first signal separator 145 transmits the first I signal and the second I signal to the first transmission antenna 125, and the first Q signal and the second Q signal to the second transmission antenna 135. do.

상기 제1신호분리부(145)는 서큘레이터, 벌룬회로, 결합기 등 다양한 회로로 구현될 수 있으며, 가령 신호 분리 기능이 우수한 브랜치 라인 결합기(Coupler)를 사용하여 구현될 수 있다.The first signal separator 145 may be implemented by various circuits such as a circulator, a balloon circuit, and a combiner. For example, the first signal separator 145 may be implemented using a branch line combiner having excellent signal separation function.

이렇게 송신 안테나(125, 135)로 분기된 송신신호들은 상이한 원형편파성분의 신호로 송신될 수 있다.The transmission signals branched to the transmission antennas 125 and 135 may be transmitted as signals having different circular polarization components.

상기 제1송신 안테나(125)는 제1 I신호와 제2 I신호를 각각 좌측원형편파(LHCP; Left Hand Circular Polarization) 형태로 송출하고, 제2송신 안테나(135)는 제1 Q신호와 제2 Q신호를 각각 우측원형편파(RHCP; Right Hand Circular Ploarization) 형태로 송출한다.The first transmitting antenna 125 transmits the first I signal and the second I signal in the form of Left Hand Circular Polarization (LHCP), and the second transmitting antenna 135 transmits the first Q signal and the first Q signal. 2 Q signals are transmitted in the form of Right Hand Circular Ploarization (RHCP).

상기 제1송신 안테나(125)와 제2송신 안테나(135)는, 예를 들어 듀얼형 패치 안테나로 구비될 수 있다.The first transmitting antenna 125 and the second transmitting antenna 135 may be provided as, for example, a dual patch antenna.

이와 같이, 두가지의 원형편파 형태로 신호가 송신되는 경우, 두개의 신호는 상호 영향을 주지 않으면서 빔패턴을 형성하고, 태그 측의 안테나는 다양한 수신각을 가지는 신호들을 수신할 수 있으므로 하나의 신호만으로 통신을 하는 경우보다 신호 인식률을 높일 수 있다.As such, when signals are transmitted in the form of two circularly polarized waves, the two signals form a beam pattern without mutual influence, and the antenna on the tag side can receive signals having various reception angles. Signal recognition rate can be higher than that of communication alone.

이상에서 본 발명에 대하여 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and applications not illustrated in the drawings are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments of the present invention can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.

실시예에 의한 RFID 송수신 장치에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.According to the RFID transceiver according to the embodiment, the following effects are obtained.

첫째, 로그 앰프 및 비교기를 통한 직접 복조 방식에 의하여 수신신호를 복조시킬 수 있으므로, 부품 수를 줄일 수 있고, 회로 사이즈를 최소화할 수 있다.First, since the received signal can be demodulated by a direct demodulation method using a log amplifier and a comparator, the number of components can be reduced and the circuit size can be minimized.

둘째, 송신신호를 다양한 방식으로 변조하고, 원형편파 성분으로 전송할 수 있으므로 신호의 인식률이 향상되고 통신이 안정적으로 유지되는 효과가 있다.Second, since the transmission signal can be modulated in various ways and transmitted as a circular polarization component, the recognition rate of the signal is improved and communication is stably maintained.

셋째, 신호의 인식률이 향상되고, 전파 에너지의 공급이 안정적으로 이루어지며, 수신감도, 신호 인식거리를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Third, the recognition rate of the signal is improved, the supply of radio wave energy is made stable, and there is an effect of improving the reception sensitivity and the signal recognition distance.

Claims (16)

수신신호의 이득을 조절하여 증폭하고, 수신된 신호를 변환하는 제1신호처리부;A first signal processor for controlling and amplifying a gain of the received signal and converting the received signal; 기준전압에 의하여 상기 변환된 신호의 이득을 조절하여 증폭하는 제2신호처리부;A second signal processor configured to amplify by controlling a gain of the converted signal by a reference voltage; 상기 제1신호처리부의 신호와 상기 제2신호처리부의 신호를 동기화하여 디지털 신호로 생성하는 제3신호처리부; A third signal processor for synchronizing the signal of the first signal processor with the signal of the second signal processor to generate a digital signal; 하나의 입력단은 제1신호처리부와 연결되고, 다른 하나의 입력단은 상기 제2신호처리부와 연결되며, 출력단은 상기 제3신호처리부와 연결되어, 상기 제1신호처리부에 의하여 변환된 신호의 이득을 조절하여 증폭하는 제4신호처리부; 및One input terminal is connected to the first signal processor, the other input terminal is connected to the second signal processor, and the output terminal is connected to the third signal processor, so as to obtain the gain of the signal converted by the first signal processor. A fourth signal processor for controlling and amplifying; And 상기 제1신호처리부의 이득제어신호와 상기 기준전압을 생성하고, 상기 제3신호처리부로 동기화 정보를 전달하며, 상기 디지털 신호를 처리하는 제어부를 포함하는 RFID 송수신 장치.And a controller configured to generate a gain control signal and the reference voltage of the first signal processor, transfer synchronization information to the third signal processor, and process the digital signal. 제1항에 있어서, 상기 제1신호처리부는The method of claim 1, wherein the first signal processing unit 이득증폭회로, 신호변환회로를 포함하는 제1로그 앰프; 및A first log amplifier comprising a gain amplifier circuit and a signal conversion circuit; And 상기 이득제어신호에 의하여 상기 제1로그 앰프의 증폭 이득을 조정하는 제1이득조정회로를 포함하는 RFID 송수신 장치.And a first gain adjustment circuit for adjusting the amplification gain of the first log amplifier according to the gain control signal. 제1항에 있어서, 상기 제2신호처리부는The method of claim 1, wherein the second signal processing unit 이득증폭회로, 신호변환회로를 포함하는 제2로그 앰프; 및A second log amplifier including a gain amplifier circuit and a signal conversion circuit; And 상기 제2로그앰프의 증폭 이득을 조정하는 제2이득조정회로를 포함하는 RFID 송수신 장치.And a second gain adjustment circuit for adjusting the amplification gain of the second log amplifier. 제1항에 있어서, 상기 제3신호처리부는The method of claim 1, wherein the third signal processing unit 비교기를 포함하여 이루어지는 RFID 송수신 장치.RFID transceiver device comprising a comparator. 제2항에 있어서, 상기 제1이득조정회로는The method of claim 2, wherein the first gain adjustment circuit 상기 이득제어신호에 의하여 저항수치가 변경되는 가변저항을 포함하는 RFID 송수신 장치.And a variable resistor whose resistance value is changed by the gain control signal. 제3항에 있어서, 상기 제2이득조정회로는The method of claim 3, wherein the second gain adjustment circuit 상기 제2로그 앰프와 병렬로 연결되는 두개 이상의 저항을 포함하는 RFID 송수신 장치.RFID transmitting and receiving device comprising two or more resistors connected in parallel with the second log amplifier. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부에서 생성된 디지털 송신신호를 제1아날로그 신호로 변조하는 제1변조부; 및A first modulator for modulating the digital transmission signal generated by the controller into a first analog signal; And 상기 제어부에서 생성된 디지털 송신신호를 제2아날로그 신호로 변조하는 제2변조부를 포함하는 RFID 송수신 장치.And a second modulator for modulating the digital transmission signal generated by the controller into a second analog signal. 제7항에 있어서, 상기 제1아날로그 신호는The method of claim 7, wherein the first analog signal is ASK 변조된 신호인 RFID 송수신 장치.RFID transceiver device that is an ASK modulated signal. 제7항에 있어서, 상기 제2아날로그 신호는The method of claim 7, wherein the second analog signal is FSK 변조되거나 혹은 QPSK 변조된 신호인 RFID 송수신 장치.RFID transceiver device that is an FSK modulated or QPSK modulated signal. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제1아날로그 신호 또는 상기 제2아날로그 신호의 위상을 변환하여 분리하는 제1신호분리부;A first signal separator for converting and separating a phase of the first analog signal or the second analog signal; 상기 분리된 신호를 좌측원형편파 형태로 송출하는 제1송신안테나; 및A first transmitting antenna for transmitting the separated signal in a left circular polarization form; And 상기 분리된 다른 신호를 우측원형편파 형태로 송출하는 제2송신안테나를 포함하는 RFID 송수신 장치.And a second transmitting antenna for transmitting the separated other signal in a right circular polarization form. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제1변조부 또는 상기 제2변조부와 연결되는 결합기를 포함하는 RFID 송수신 장치.RFID transceiver device comprising a coupler connected to the first modulator or the second modulator. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 제4신호처리부는The method of claim 1, wherein the fourth signal processing unit 이득증폭회로, 신호변환회로를 포함하는 제3로그 앰프; 및A third log amplifier including a gain amplifier circuit and a signal conversion circuit; And 상기 제3로그 앰프의 증폭 이득을 조정하는 제3이득조정회로를 포함하는 RFID 송수신 장치.And a third gain adjustment circuit for adjusting the amplification gain of the third log amplifier. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1신호처리부와 제4신호처리부 사이에 연결된 필터를 포함하는 RFID 송수신 장치.RFID transmitting and receiving device comprising a filter connected between the first signal processing unit and the fourth signal processing unit. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제1변조부 및 상기 제2변조부로 발진신호를 공급하는 위상동기회로를 포함하는 RFID 송수신 장치.And a phase synchronization circuit for supplying an oscillation signal to the first modulator and the second modulator. 제15항에 있어서,16. The method of claim 15, 상기 위상동기회로의 발진신호를 상기 제1변조부 및 상기 제2변조부로 분기시키는 제2신호분리부를 포함하는 RFID 송수신 장치.And a second signal separator for branching the oscillation signal of the phase synchronization circuit to the first modulator and the second modulator.
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