KR100711167B1

KR100711167B1 - 안테나 절환기

Info

Publication number: KR100711167B1
Application number: KR1020050066254A
Authority: KR
Inventors: 시게까즈 기무라
Original assignee: 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 2005-03-18
Filing date: 2005-07-21
Publication date: 2007-04-27
Also published as: EP1703435A2; CN100421120C; TWI297126B; US7317379B2; JP4602808B2; TW200634639A; US20060220870A1; KR20060101158A; EP1703435A3; JP2006262313A; CN1834982A; DE602005023579D1; EP1703435B1

Abstract

리더 라이터와 ID 태그 사이에서 전파를 송수신하는 시스템에서, 리더 라이터에 변경을 가하지 않고, 그 리더 라이터에 안테나를 간편하게 증설할 수 있는 구성을 제공한다. 안테나 절환기(1)는, 리더 라이터(2)의 안테나를 절환한다. 전원 발생부(11)가, 리더 라이터(2)로부터 출력되는 RF 신호로부터 전력을 생성한다. 절환 신호 발생부(12)는, 전원 생성부(11)에 의해 생성되는 전력이 공급되고, 복수의 안테나 포트(14A, 14B) 중에서 사용할 안테나 포트를 지정하는 절환 신호를 생성한다. 고주파 스위치부(13)는, 전원 생성부(11)에 의해 생성되는 전력이 공급되고, 절환 신호 발생부(12)에 의해 생성된 절환 신호에 기초하여 리더 라이터(2)와 복수의 안테나 포트(14A, 14B) 사이의 접속을 절환한다.

리더 라이터, ID 태그, RF 신호, 자주 멀티바이브레이터 회로

Description

안테나 절환기{ANTENNA SWITCHING EQUIPMENT}

도 1은 본 발명에 따른 안테나 절환기의 블록도.

도 2는 리더 라이터의 블록도.

도 3은 본 실시 형태에 따른 전원 생성부의 구성의 일례.

도 4는 본 실시 형태에 따른 절환 신호 발생부의 구성의 일례.

도 5는 다른 실시 형태에 따른 절환 신호 발생부의 구성예.

도 6은 본 실시 형태에 따른 고주파 스위치부의 구성의 일례.

도 7은 다른 실시 형태에 따른 고주파 스위치부의 구성예.

도 8은 안테나 절환기의 실장 방법을 설명하는 도면.

도 9는 본 실시 형태에 따른 안테나 절환기의 동작 처리에 대한 플로우차트.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 안테나 절환기 2 리더 라이터

3(3A∼3C) 안테나 11 전원 생성부

12 절환 신호 발생부 13 고주파 스위치부

14(14∼14D) 안테나 포트 100 RFID 시스템

101 ID 태그

[특허 문헌1] 일본 특허공개공보 제2004-303175호 (요약, 도 1, 0006 단락)

[특허 문헌2] 일본 특허공개공보 제2004-227315호 (요약, 도 1, 0008 단락)

[특허 문헌3] 일본 특허공개공보 제2004-328605호 (요약, 도 1, 0008 단락)

본 발명은, RFID(Radio Frequency Identification) 시스템에서, 리더 라이터의 안테나를 절환하는 기술에 관한 것이다.

RFID 시스템에서 비접촉 태그로서 이용되는 ID 태그는, 그 내부에 송수신 소자를 구비하고 있다. ID 태그는, 이 송수신 소자를 이용하여 리더 라이터와의 사이에서 전파나 전자파를 송수신하고, ID 태그에 기억된 각종 데이터의 교신을 행한다. ID 태그용의 전원 회로에 관해서는, 리더 라이터에 근접했을 때에 그 리더 라이터로부터의 수신 전파에 의해 공진하는 안테나 코일을 구비하고, 이 안테나 코일의 출력을 정류 및 평활화하여 전력을 추출하는 기술이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌1).

리더 라이터는, ID 태그와의 사이에서 전파나 전자파를 송수신하기 위한 안테나를 구비하고 있다. 여기서, ID 태그가 리더 라이터로부터 수신하는 전파의 강도는, 리더 라이터에 대한 ID 태그의 위치나 방향에 의해 서로 다르다. 그래서, 리더 라이터와 ID 태그의 위치 관계에 의하지 않고 lD 태그에서의 수신 감도를 높일 수 있도록, 복수의 안테나를 구비한 리더 라이터가 실용화되어 있다(예를 들면, 특허 문헌2, 3). 이러한 리더 라이터에 따르면, 안테나를 각각 서로 다른 방향으로, 예를 들면 2 방향, 혹은 4 방향을 향해 배치할 수 있다. 그렇게 하면, ID 태그는, 어느 하나의 안테나를 통하여 리더 라이터와 데이터의 송수신이 가능하게 되기 때문에, 안테나 1개인 경우와 비교하여, ID 태그와 리더 라이터 사이의 통신의 품질이 향상된다.

그런데, 상기한 바와 같이 다이버시티용으로 복수의 안테나가 설치되어 있다고 하여도, 특정한 방향에서 전파 간섭이 일어나는 경우가 있다. 전파 간섭이 발생하고 있는 지점에서는, 거리적으로는 무선 통신의 권내임에도 불구하고, ID 태그와 리더 라이터 사이의 통신을 할 수 없게 되는 경우가 있다. 이 경우, 간섭이 일어나고 있는 방향에 대하여 안테나를 증설할 수 있으면, 이 문제는 회피된다. 그러나, 리더 라이터가 복수의 안테나 포트 또는 안테나 접선을 갖지 않는 경우나, 모든 안테나 포트 또는 안테나 접선이 이미 사용되고 있는 경우에는, 안테나의 증설을 할 수 없다. 또한, 안테나 포트를 증설하기 위해 리더 라이터 자신을 변경하게 되면, 그 변경을 위한 추가적인 작업이나 설비 투자가 필요하게 된다.

본 발명은, 리더 라이터와 ID 태그 사이에서 무선 신호를 송수신하는 시스템에서, 리더 라이터에 대해서는 변경을 가하지 않고, 그 리더 라이터에 안테나를 간편하게 추가하여 이용하는 것을 가능하게 하는, 안테나 절환기를 제공하는 데 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, RFID 시스템에서 리더 라이터의 안테나를 절환하기 위한 안테나 절환기로서, 복수의 안테나 포트와, 상기 리더 라이터로부터 출력되는 RF 신호로부터 전력을 생성하는 전원 수단과, 상기 전원 수단에 의해 생성되는 전력이 공급되고, 상기 복수의 안테나 포트 중에서 사용할 안테나 포트를 지정하는 절환 신호를 생성하는 절환 신호 발생 수단과, 상기 전원 수단에 의해 생성되는 전력이 공급되고, 상기 절환 신호 발생부에 의해 생성된 절환 신호에 기초하여 상기 리더 라이터와 상기 복수의 안테나 포트 사이의 접속을 절환하는 스위치 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 안테나 절환기에서는, 리더 라이터로부터 공급되는 RF 신호로부터 전력이 생성된다. 그리고, 절환 신호 발생 수단 및 스위치 수단은, 그 전력의 공급을 받는다. 절환 신호 발생 수단은, 복수의 안테나 포트 중, ID 태그와의 교신에 이용할 안테나 포트를 지정하기 위한 절환 신호를 생성한다. 스위치 수단은, 절환 신호에 기초하여, 신호가 송수신되는 안테나가 접속된 안테나 포트로 절환한다. 상기 복수의 안테나 포트 중의 빈 포트에 증설용 안테나를 접속할 수 있다.

상기 절환 신호 발생 수단은, 소정의 주기로 상기 복수의 안테나 포트를 1개씩 순서대로 지정하는 절환 신호를 생성하는 것으로 해도 된다. 혹은, 상기 절환 신호 발생 수단은, 소정의 주기로 온 상태 및 오프 상태를 교대로 반복하는 자주 멀티바이브레이터 회로를 포함하여 구성되는 것으로 해도 된다. 혹은, 상기 RF 신호에 중첩되어 있는 ID 태그 신호를 검출하는 검출 수단을 포함하고, 상기 절환 신호 발생 수단은, 상기 검출 수단에 의해 ID 태그 신호가 검출되었을 때부터 소정 기간이 경과하면, 사용할 안테나 포트를 절환하기 위한 상기 절환 신호를 출력하는 것으로 해도 된다. 어느 절환 신호 발생 수단에 의해서도, 생성된 절환 신호에 의해 순차적으로 안테나 포트가 절환되기 때문에, 송신 다이버시티가 가능해져, 통신 품질의 향상에 도움이 된다.

본 발명은, 상기 안테나 절환기에 한정되지 않는다. 예를 들면, 상기의 안테나 절환기를 내장하는 RFID 리더 라이트 등이라 하더라도, 본 발명에 포함된다.

이하, 본 발명이 바람직한 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도 1은, 본 발명에 따른 안테나 절환기의 블록도이다. 여기서는, 실시 형태의 안테나 절환기(1)를 부착할 리더 라이터(2), 및 리더 라이터(2)가 사용하는 안테나(3)(3A, 3B)도 함께 도시하고 있다.

안테나 절환기(1)는, 전원 생성부(11), 절환 신호 생성부(12), 고주파 스위치부(13) 및 복수의 안테나 포트(14)를 포함하여 구성된다. 전원 생성부(11)는, 리더 라이터(2)로부터 안테나 절환기(1)에 대하여 출력된 RF 신호를 이용하여, 안테나 절환기(1)에 공급하기 위한 직류 전압을 생성한다. 절환 신호 발생부(12)는, 전원 생성부(11)로부터 공급된 전력으로 동작하고, 복수의 안테나 포트(14) 중에서 사용할 안테나 포트(14A, 14B)를 지정하는 절환 신호를 생성한다. 고주파 스위치부(13)는, 전원 생성부(11)로부터 공급된 전력으로 동작하고, 절환 신호 발생부(12)로부터 입력된 절환 신호에 기초하여, 통신을 행하는 안테나 포트(14)를 절환한다. 안테나 포트(14)는, 안테나 절환기(1)와 안테나(3)를 접속하기 위해 마련된 단자이다.

리더 라이터(2)는, RFID 시스템(100)에서, 비접촉 태그인 ID 태그(101)와의 사이에서 교신을 행하고, ID 태그(101)에 기입된 데이터의 판독이나 ID 태그(101)에의 데이터의 기입을 행한다. 안테나(3)는, 리더 라이터(2)와 ID 태그(101) 사이의 송수신을 위해 사용된다.

도 2는, 리더 라이터(2)의 블록도이다. 도 2에서, 전원부(31)는, 외부 전원에 접속되어 있고, 리더 라이터(2) 내의 각 회로에 공급할 전력을 생성한다. 외부 인터페이스(32)는, 외부 장치(예를 들면, RFID 시스템(100)을 관리하는 서버 컴퓨터)와의 사이에서 데이터를 송수신한다. 이 경우, MPU 제어부(33)는, ROM(34) 및 RAM(35)을 이용하여, 외부 인터페이스(32)를 통하여 입출력되는 신호를 처리한다. 표시부(36)는, MPU 제어부(33)의 지시에 따라 필요한 정보를 표시한다.

DSP(37)는, 베이스 밴드대의 신호를 처리하는 기능 및 프로토콜 처리 기능을 제공한다. 변조기(39)는, 국부 발진기(38)가 생성하는 캐리어 신호를 이용하여, ID 태그(101)로 송신할 데이터를 변조한다. 또한, 이 캐리어 신호는, RF대의 신호이다. 송신 증폭부(40)는, 변조기(39)의 출력을 증폭한다. 그리고, 그 증폭된 신호는, 송수 분파기(41)를 통하여 스위치(42)로 유도된다. 스위치(42)에는, 복수의 입출력 포트(43)가 접속되어 있다. 그리고, 스위치(42)는, DSP(37)로부터의 절환 신호에 따라, 송수 분파기(41)와 대응하는 입출력 포트(43) 사이를 임의로 접속한다.

각 입출력 포트(43)에는, ID 태그(101)와의 사이에서 신호를 송수신하기 위 한 안테나가 접속된다. 도 2에 도시하는 예에서는, 4개의 안테나를 접속할 수 있다. 그리고, ID 태그(101)처로의 신호는, 스위치(42)에 의해 선택된 안테나를 통하여 송신된다. 단, 안테나를 증설하고 싶을 때는, 임의의 입출력 포트(43)에 도 1에 도시하는 안테나 절환기(1)를 접속하고, 거기에 원하는 수의 안테나를 접속한다.

ID 태그(101)로부터의 신호는, 도시하지 않은 안테나, 스위치(42), 송수 분파기(41)를 통하여 수신 증폭부(44)로 유도된다. 수신 증폭부(44)에 의해 증폭된 수신 신호는, 복조기(45)에 의해 복조되어 DSP(37)로 보내진다.

실시 형태의 안테나 절환기(1)에서는, 전원 생성부(11)가, 리더 라이터(2)로부터 ID 태그(101)에 송신하기 위한 RF 신호를 이용하여 안테나 절환기(1) 내의 각 회로에 공급하는 전력을 생성한다. 생성된 전력은, 절환 신호 발생부(12)나 고주파 스위치부(13)에 공급된다. 절환 신호 발생부(12)는, 복수의 안테나 포트(14) 중에서 사용할 안테나 포트를 지시하는 절환 신호를 생성한다. 고주파 스위치부(13)는, 그 절환 신호를 이용하여 대응하는 안테나 포트(14)와 리더 라이터(2)를 접속시킨다. 리더 라이터(2)는, 접속된 안테나 포트(14) 및 그 포트에 접속된 안테나(3)(3A 또는 3B)를 이용하여, ID 태그(101)와 통신을 행한다. 이하, 도 3 내지 도 7을 이용하여, 전원 생성부(11), 절환 신호 발생부(12) 및 고주파 스위치부(13)의 구성을 구체적으로 설명한다.

도 3은, 전원 생성부(11)의 구성의 일례이다. 도 3에 도시되는 전원 생성부(11)는, 일반적으로 평활 회로로서 사용되는 것으로, 다이오드 D1, D2, 및 평활용 컨덴서 C1로 구성된다. 그리고, 입력되는 RF 신호가 다이오드 D1, D2에서 정류되고, 또한 컨덴서 Cl에서 평활화됨으로써, 직류 전압이 생성된다. 직류 전압은, 절환 신호 발생부(12) 및 고주파 스위치부(13)에 공급된다.

또한, 도 3에 도시되는 실시예는, 반파 2배 전압 정류 회로이지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 필요 전압에 따라, 전파 정류나, n배 전압 회로를 사용하는 것으로 해도 된다.

도 4는, 절환 신호 발생부(12)의 구성의 일례이다. 도 4의 절환 신호 발생부(12)는, 오피앰프, 저항 R1∼R3, 컨덴서 C2로 구성되는 자주 멀티바이브레이터이다. 따라서, 이 절환 신호 발생부(12)는, 저항 R1∼R3의 저항치, 컨덴서 C2의 용량에 기초하여 결정되는 주기로, H(온 상태) 신호 및 L(오프 상태) 신호를 교대로 반복하여 출력한다.

오피앰프의 출력에는, 그 오피앰프의 출력 신호를 반전시키는 인버터 회로 I가 설치되어 있다. 이 경우, 예를 들면, H 레벨 신호를 온 신호로서 사용하고, L 레벨 신호를 오프 신호로서 사용하는 것으로 하고, 오피앰프의 출력 및 인버터 회로 I의 출력을 각각 대응하는 안테나 포트를 선택하는 신호라고 하면, 2개의 안테나 포트(즉, 2개의 안테나)를 교대로 선택하는 절환 신호가 생성되게 된다.

도 5는, 절환 신호 발생부(12)의 다른 구성예이다. 도 5에 도시되는 절환 신호 발생부(12)는, RF 신호에 중첩되어 있는 ID 태그 신호를 검출하기 위한 콤퍼레이터(51) 및 검출된 ID 태그 신호에 기초하여 절환 신호를 생성하는 CPU(52)를 구비한다. 또한, ID 태그 신호란, 리더 라이터(2)로부터 ID 태그(101)에 송신할 데이터를 나타내는 신호이다.

리더 라이터(2)에 의해 송신되는 신호는, 수 100MHz의 RF 신호이고, 그 RF 신호에 수 10kHz의 ID 태그 신호가 중첩되어 있다. 이 RF 신호는, RF대의 신호 성분을 제거하는 로우 패스 필터를 통과시킨 후, 콤퍼레이터(51)에 공급된다. 여기서, 이 로우 패스 필터 기능은, 예를 들면, 전원 생성부(11)에 의해 제공되도록 해도 된다.

로우 패스 필터에서 RF대의 신호 성분이 제거되면, 콤퍼레이터(51)에는, ID 태그 신호가 입력되게 된다. 콤퍼레이터(51)는, ID 태그 신호의 상태(즉, H 레벨/L 레벨)를 판정한다. 이것에 의해, ID 태그 신호가 재생된다. 그리고, 이 재생된 ID 태그 신호는, CPU(52)에 공급된다.

그런데, 복수의 안테나를 순서대로 절환하면서 ID 태그(101) 사이에서 신호를 송수신하는 리더 라이터(2)에서는, 안테나마다, 각각, 송신 기간 및 응답 기간이 정해져 있다. 여기서, 송신 기간은, 리더 라이터(2)로부터 ID 태그(101)로 ID 태그 신호를 송신하는 기간이고, 응답 기간은, 각 ID 태그(101)가 ID 태그 신호에 따라 응답 신호를 리더 라이터(2)로 반송하는 기간이다. 따라서, 이 응답 기간 도중에서 안테나가 절환되면, RFID 시스템(100)의 통신 효율이 저하된다.

그래서, 실시 형태의 안테나 절환기(1)에서는, RF 신호에 중첩되어 있는 ID 태그 신호를 인식함으로써, 송신 기간의 개시 타이밍을 검출한다. 여기서, ID 태그 신호는, 예를 들면, CPU(52)를 이용하여 ID 태그 신호로서 미리 정해진 데이터 패턴을 검출함으로써 인식된다. 그리고, CPU(52)는, 송신 기간 및 응답 기간을 알 고 있기 때문에, ID 태그 신호를 검출했을 때부터 소정 시간 경과 후(예를 들면, 응답 기간이 종료하는 타이밍)에 사용할 안테나를 절환하는 취지를 지시하는 신호를 출력한다.

이와 같은 구성으로 함으로써, 리더 라이터(2)는, 보다 많은 ID 태그(101)와 통신을 행할 수 있기 때문에, 통신 효율의 향상을 도모할 수 있다.

도 6은, 고주파 스위치부(13)의 구성의 일례이다. 도 6에 도시하는 실시예에서는, 2개의 안테나 포트(14)(14A, 14B)를 교대로 절환하는 경우의 구성을 나타내고 있고, 고주파 스위치용의 다이오드 D1, D2, 직류를 컷트하기 위한 콘덴서 C0∼C2, 및 바이어스용 코일 L0∼L2로 구성된다.

입력되는 절환 신호 A 및 절환 신호 B는, 각각, 안테나 포트(14A) 및 안테나 포트(14B)를 선택하는 신호이다. 또한, 절환 신호 A가 H 레벨(온 상태)일 때는 절환 신호 B가 L 레벨(오프 상태)이고, 절환 신호 A가 L 레벨일 때는 절환 신호 B가 H 레벨인 것으로 한다.

절환 신호 A가 H 레벨이면, 코일 Ll, 다이오드 D1, 코일 L0을 통하여 전류가 흐르기 때문에, 입력된 RF 신호는, 다이오드 D1 및 컨덴서 C1을 통하여 안테나 포트(14A)로 보내진다. 이때, 절환 신호 B는 L 레벨이기 때문에, 입력된 RF 신호는, 다이오드 D2를 통과하지 않아, 안테나 포트(14B)로는 유도되지 않는다. 마찬가지로, 절환 신호 B가 H 레벨이면, 코일 L2, 다이오드 D2, 코일 L0을 통하여 전류가 흐르기 때문에, 입력된 RF 신호는, 다이오드 D2 및 컨덴서 C2를 통하여 안테나 포트(14B)로 보내진다.

도 7은, 고주파 스위치부(13)의 다른 구성예이다. 도 7은, 절환할 안테나(안테나 포트)가 4개 존재하는 경우에서의 구성을 도시하고 있다. 이 경우도 도 6의 경우와 마찬가지로, 어느 1개의 안테나에 대응하는 절환 신호가 온 상태로 되어 있고, 리더 라이터(2)로부터의 RF 신호는, 그 온 상태의 절환 신호에 대응하는 안테나 포트로 유도된다. 그 외에, 절환할 안테나가 3개, 혹은 5개 이상인 경우라 하더라도 마찬가지로 고주파 스위치부(13)를 구성함으로써, 원하는 안테나로 절환된다.

도 8은, RFID 시스템(100)에서, 본 실시 형태에 따른 안테나 절환기(1)를 구체적으로 사용한 예이다. 도 8(a)는, 리더 라이터(2)와 안테나(3) 사이에 본 실시 형태에 따른 안테나 절환기(1)를 삽입하여 사용하는 경우, 도 8(b)는, 본 실시 형태에 따른 안테나 절환기(1)가 안테나(3)에 내장되어 있는 경우에 대한 도면이다.

도 8(a)에 도시되는 안테나 절환기(1)는, 리더 라이터(2)의 입출력 포트(43)에 접속되어 있다. 그리고, 이 안테나 절환기(1)는, 4개의 안테나 포트(14A∼14D)를 구비하고 있고, 최대 4개의 안테나를 실장할 수 있다. 도 8(a)에서는, 안테나 포트(14A∼14C)에 각각 안테나(3A∼3C)가 접속되어 있다.

본 실시 형태에 따른 안테나 절환기(1)는, 도 3으로부터 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이, 그 내부에 RF 신호로부터 전력을 생성하는 전원 발생부(11)를 구비하고 있고, 외부로부터의 전력의 공급을 필요로 하지 않는다. 또한, 안테나 절환기(1)는, 리더 라이터(2)로부터의 절환 신호를 수취하지 않고 안테나 포트를 절환하기 위한 절환 신호를 생성하기 때문에, 리더 라이터(2)의 구성을 변경하지 않 고 안테나를 증설하는 것이 가능하다.

도 8(b)에 도시되는 안테나 절환기(1)는, 안테나(3)에 내장되어 있다. 이 예에서는, 안테나 절환기(1)는, 안테나(3A)에 내장되어 있다. 따라서, 안테나 절환기(1)가 구비하는 안테나 포트(14A∼l4D) 중, 안테나 포트(14A)는 안테나(3A)에 고정적으로 접속되어 있다. 그리고, 다른 안테나 포트(14B∼l4D)에 증설용의 안테나를 접속할 수 있게 되어 있다.

도 9는, 본 실시 형태에 따른 안테나 절환기(1)의 동작 처리에 대한 플로우차트이다. 여기서는, 안테나 절환기(1)가 2개의 안테나 포트(14A, 14B)를 구비하고 있고, 각 포트에 안테나(3A, 3B)가 접속되어 있는 것으로 한다. 또한, 이 처리는, 도 5에 도시하는 CPU(52)에 의해 실행된다.

먼저, 단계 S1에서, 안테나 절환기(1)의 전원이 온으로 된다. 이것은, 앞서 설명한 바와 같이, 도 1의 전원 발생부(11)가 리더 라이터(2)의 RF 신호로부터 생성한 전력이 공급되는 것에 의한다.

전력의 공급이 개시되면, 다음으로, 단계 S2에서, 리더 라이터(2)로부터의 송신 신호를 대기한다. 단계 S3에서, 송신 신호를 수신한다. 단계 S4에서는, 송신 신호 중에 ID 태그 신호가 포함되어 있는지의 여부를 판정한다. 그리고, ID 태그 신호가 포함되어 있지 않으면, 단계 S2로 되돌아가고, ID 태그 신호가 포함되어 있으면, 단계 S5로 진행한다.

단계 S5에서는, 타이머를 초기화하고, 카운트를 개시한다. 단계 S6에서, 안테나(3A 및 3B) 중의 어느 것이 사용중인지를 판정한다. 안테나(3B)가 사용중이 면, 단계 S7로 진행하고, 상기 타이머가 만료한 시점에서, 사용할 안테나를 안테나(3 B)로부터 안테나(3A)로 절환하기 위한 절환 신호를 생성하고, 단계 S2로 되돌아간다. 한편, 안테나(3A)가 사용이면, 단계 S8로 진행하고, 마찬가지로 타이머가 만료한 시점에서, 안테나(3A)로부터 안테나(3B)로 절환하기 위한 절환 신호를 생성하고, 단계 S2로 되돌아간다. 이하, 마찬가지의 처리를 반복한다.

또한, 도 9에서는 2개의 안테나 사이에서 절환을 행하는 경우의 처리에 대해 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 7에 도시되는 바와 같이, 4개의 안테나 사이에서 절환을 행하는 경우이어도 된다. 이 경우에는, 안테나 포트(14A∼14D)를 사이클릭하게 사용하는 순서를 미리 정하여 놓고, 타이머가 만료한 시점에서 사용할 안테나 포트를 절환하도록 하면 된다.

또한, 실시 형태의 안테나 절환기(l)는, 리더 라이터(2)로부터 ID 태그(101)로 송신되는 RF 신호의 전력의 일부가 안테나 절환기(1)의 동작를 위해 소비된다. 이 때문에, 안테나(3)를 통하여 실제로 송신되는 RF 신호의 전력은, 안테나 절환기(1)에서 소비되는 정도만큼 작아진다. 즉, 리더 라이터(2)에 안테나 절환기(1)를 접속하면, 안테나 절환기(1)를 접속하지 않는 경우와 비교하여 전파의 도달 거리가 짧아지게 된다. 그러나, 안테나 절환기(1)의 소비 전력을 억제하는 것은 비교적 용이하고, 실제로 송신되는 RF 신호의 전력의 저하를 충분히 작게 할 수 있다. 본 건의 출원인에 의한 시뮬레이션에서는, 리더 라이터(2)로부터 출력되는 RF 신호의 전력이 1W이고, 안테나 절환기(1)의 소비 전력이 100mW인 경우, ID 태그(101)에서 신호 검출이 가능하게 되는 거리가, 2.02m로부터 1.91m로 저하했을 뿐이었다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 안테나 절환기(1)에 따르면, 리더 라이터(2)와 ID 태그의 교신을 위해, 리더 라이터(2)로부터 항상 발신되고 있는 RF 신호를 이용하여 전력을 생성한다. 또한, 리더 라이터(2)로부터 절환 지시를 받지 않고 안테나 절환기의 내부에서 안테나를 절환하기 위한 절환 신호를 생성한다. 그리고, 그와 같이 하여 생성된 절환 신호를 이용하여, 복수의 안테나 포트(안테나)가 순서대로 절환된다. 따라서, 리더 라이터(2) 자체에는 변경을 가하지 않더라도, 리더 라이터(2)와 안테나(3) 사이에 본 실시 형태에 따른 안테나 절환기(1)를 접속하는 것만으로, 특정한 방향에 안테나(3)를 증설할 수 있고, 나아가서는, 전파 간섭의 발생을 억제하는 것 등이 가능하게 된다.

(부기 1)

RFID 시스템에서 리더 라이터의 안테나를 절환하기 위한 안테나 절환기로서,

복수의 안테나 포트와,

상기 리더 라이터로부터 출력되는 RF 신호로부터 전력을 생성하는 전원 수단과,

상기 전원 수단에 의해 생성되는 전력이 공급되고, 상기 복수의 안테나 포트 중에서 사용할 안테나 포트를 지정하는 절환 신호를 생성하는 절환 신호 발생 수단과,

상기 전원 수단에 의해 생성되는 전력이 공급되고, 상기 절환 신호 발생부에 의해 생성된 절환 신호에 기초하여 상기 리더 라이터와 상기 복수의 안테나 포트 사이의 접속을 절환하는 스위치 수단

을 구비하는 것을 특징으로 하는 안테나 절환기.

(부기 2)

상기 절환 신호 발생 수단은, 소정의 주기로 상기 복수의 안테나 포트를 1개씩 순서대로 지정하는 절환 신호를 생성하는

것을 특징으로 하는 부기 1에 기재된 안테나 절환기.

(부기 3)

상기 절환 신호 발생 수단은, 소정의 주기로 온 상태 및 오프 상태를 교대로 반복하는 자주 멀티바이브레이터 회로를 포함하여 구성되는

것을 특징으로 하는 부기 1에 기재된 안테나 절환기.

(부기 4)

상기 절환 신호 발생 수단은,

소정의 주기로 온 신호 및 오프 신호를 교대로 출력하는 자주 멀티바이브레이터 회로와,

상기 자주 멀티바이브레이터 회로의 출력 신호를 반전시키는 반전 회로를 구비하고,

상기 스위치 수단은, 상기 자주 멀티바이브레이터 회로가 온 신호를 출력하고 있을 때에 제1 안테나 포트를 사용하고, 상기 반전 회로가 온 신호를 출력하고 있을 때에 제2 안테나 포트를 사용하는

것을 특징으로 하는 부기 1에 기재된 안테나 절환기.

(부기 5)

상기 RF 신호에 중첩되어 있는 ID 태그 신호를 검출하는 검출 수단을 포함하고,

상기 절환 신호 발생 수단은, 상기 검출 수단에 의해 ID 태그 신호가 검출되었을 때부터 소정 기간이 경과하면, 사용할 안테나 포트를 절환하기 위한 상기 절환 신호를 출력하는

것을 특징으로 하는 부기 1에 기재된 안테나 절환기.

(부기 6)

RFID 시스템에서 리더 라이터의 안테나를 절환하기 위한 안테나 절환기를 내장하는 RFID 리더 라이터의 안테나로서,

증설 안테나를 접속하기 위한 1 이상의 증설용 안테나 포트와,

상기 전원 수단에 의해 생성되는 전력이 공급되고, 상기 증설용 안테나 포트를 포함시킨 복수의 안테나 포트 중에서 사용할 안테나 포트를 지정하는 절환 신호를 생성하는 절환 신호 발생 수단과,

상기 전원 수단에 의해 생성되는 전력이 공급되고, 상기 절환 신호 발생부에 의해 생성된 절환 신호에 기초하여, 상기 리더 라이터와 상기 증설용 안테나 포트를 포함시킨 복수의 안테나 포트 사이의 접속을 절환하는 스위치 수단

을 구비하는 것을 특징으로 하는 RFID 리더 라이터의 안테나.

(부기 7)

복수의 안테나 포트와,

상기 전원 수단에 의해 생성되는 전력이 공급되고, 상기 복수의 안테나 포트중에서 사용할 안테나 포트를 지정하는 절환 신호를 생성하는 절환 신호 발생 수단과,

상기 전원 수단에 의해 생성되는 전력이 공급되고, 상기 절환 신호 발생부에 의해 생성된 절환 신호에 기초하여 상기 리더 라이터와 상기 복수의 안테나 포트 사이의 접속을 절환하는 스위치 수단을 구비하고,

상기 복수의 안테나 포트 중, 적어도 1개에 증설 안테나가 접속되는 것을 특징으로 하는 RFID 리더 라이터의 안테나.

본 발명에 따르면, 리더 라이터로부터 ID 태그를 향해 발신되는 RF 신호를 이용하여 전력을 생성하고 있기 때문에, 안테나 절환기는, 외부로부터의 전력 공급을 필요로 하지 않는다. 또한, 본 발명의 안테나 절환기는, 리더 라이터로부터의 절환 신호를 수취하지 않고 안테나 절환기 내에서 안테나 포트를 절환하기 위한 절환 신호를 생성하고 있기 때문에, 리더 라이터 배치 후에 안테나를 증설할 필요가 생긴 경우 등이라 하더라도, 리더 라이터의 구성은 변경하지 않고 안테나를 증설하 는 것이 가능하게 된다.

Claims

RFID 시스템에서 리더 라이터의 안테나를 절환하기 위한 안테나 절환기로서,

복수의 안테나 포트와,

상기 리더 라이터로부터 출력되는 RF 신호로부터 전력을 생성하는 전원 수단과,

상기 전원 수단에 의해 생성되는 전력이 공급되고, 상기 복수의 안테나 포트 중에서 사용할 안테나 포트를 지정하는 절환 신호를 생성하는 절환 신호 발생 수단과,

상기 전원 수단에 의해 생성되는 전력이 공급되고, 상기 절환 신호 발생부에 의해 생성된 절환 신호에 기초하여 상기 리더 라이터와 상기 복수의 안테나 포트 사이의 접속을 절환하는 스위치 수단

을 구비하는 것을 특징으로 하는 안테나 절환기.
제1항에 있어서,

상기 절환 신호 발생 수단은, 소정의 주기로 상기 복수의 안테나 포트를 1개씩 순서대로 지정하는 절환 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 안테나 절환기.
제1항에 있어서,

상기 절환 신호 발생 수단은, 소정의 주기로 온 상태 및 오프 상태를 교대로 반복하는 자주 멀티바이브레이터 회로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 안테나 절환기.
제1항에 있어서,

상기 RF 신호에 중첩되어 있는 ID 태그 신호를 검출하는 검출 수단을 포함하고,

상기 절환 신호 발생 수단은, 상기 검출 수단에 의해 ID 태그 신호가 검출되었을 때부터 소정 기간이 경과하면, 사용할 안테나 포트를 절환하기 위한 상기 절환 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 안테나 절환기.
RFID 시스템에서 리더 라이터의 안테나를 절환하기 위한 안테나 절환기를 내장하는 RFID 리더 라이터의 안테나로서,

증설 안테나를 접속하기 위한 1 이상의 증설용 안테나 포트와,

상기 리더 라이터로부터 출력되는 RF 신호로부터 전력을 생성하는 전원 수단과,

상기 전원 수단에 의해 생성되는 전력이 공급되고, 상기 증설용 안테나 포트를 포함시킨 복수의 안테나 포트 중에서 사용할 안테나 포트를 지정하는 절환 신호를 생성하는 절환 신호 발생 수단과,

상기 전원 수단에 의해 생성되는 전력이 공급되고, 상기 절환 신호 발생부에 의해 생성된 절환 신호에 기초하여, 상기 리더 라이터와 상기 증설용 안테나 포트 를 포함시킨 복수의 안테나 포트 사이의 접속을 절환하는 스위치 수단

을 구비하는 것을 특징으로 하는 RFID 리더 라이터의 안테나.