KR101231381B1 - Phase compensation system - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 위상 보상 시스템은 발진주파수신호를 생성하는 위상동기회로부; 상기 발진주파수신호의 위상을 변환하여 차별화된 위상을 가지는 다수개의 발진주파수신호로 변환하는 위상조정부; 상기 위상변환된 발진주파수신호를 RF신호와 합성하여 중간주파신호로 변환하는 신호변환부; 및 상기 위상조정부의 위상 변환 동작을 제어하기 위하여 소정의 전압 레벨을 가지는 제어신호를 전달하는 제어부를 포함한다.Phase compensation system according to the present invention comprises a phase synchronization circuit for generating an oscillation frequency signal; A phase adjuster for converting a phase of the oscillation frequency signal into a plurality of oscillation frequency signals having differentiated phases; A signal converter which converts the phase-converted oscillation frequency signal into an RF signal and converts it into an intermediate frequency signal; And a controller configured to transmit a control signal having a predetermined voltage level to control the phase shift operation of the phase adjuster.
본 발명에 의하면, 다양한 위상 보정이 가능하고 위상 보정시 발생되는 비트 오류를 효과적으로 방지할 수 있게 된다. 또한, 간단한 회로적 구성을 통하여 데이터 인식률을 향상시킬 수 있으며, 부가적인 장치를 필요로하지 않으므로 저렴하면서도 고속의 안정된 통신을 수행하는 RFID 시스템 또는 USN 시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, various phase corrections are possible, and bit errors generated during phase correction can be effectively prevented. In addition, the data recognition rate can be improved through a simple circuit configuration, and since there is no need for an additional device, there is an effect of providing an RFID system or a USN system that performs stable communication at low speed and at high speed.
Description
도 1은 일반적인 RFID 리더의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.1 is a block diagram schematically showing the components of a typical RFID reader.
도 2는 일반적인 RFID 리더가 태그와 통신하는 경우 전파 수신각이 변화되는 형태를 예시적으로 도시한 도면.2 is a diagram illustrating a form in which a radio wave reception angle is changed when a general RFID reader communicates with a tag.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 위상 보상 시스템의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.3 is a block diagram schematically illustrating components of a phase compensation system according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 위상 보상 시스템의 제1위상동기회로부의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.4 is a block diagram schematically illustrating the components of a first phase synchronization circuit portion of a phase compensation system according to an embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 위상 보상 시스템에 구비되는 제1위상조정부의 구성 요소를 개략적으로 도시한 회로도.FIG. 5 is a circuit diagram schematically illustrating components of a first phase adjuster included in a phase compensation system according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 위상 보상 시스템에 의하여 변환되는 발진주파수신호의 위상각을 측정한 그래프.Figure 6 is a graph measuring the phase angle of the oscillation frequency signal converted by the phase compensation system according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 위상 보상 시스템에 구비되는 제1신호변환부의 구성 요소를 개략적으로 도시한 회로도.FIG. 7 is a circuit diagram schematically illustrating components of a first signal conversion unit included in a phase compensation system according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 위상 보상 시스템 상에서 발진주파수신호의 위상이 다양하게 변환되는 형태를 도시한 그래프.8 is a graph illustrating a form in which a phase of an oscillation frequency signal is variously converted in a phase compensation system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 위상 보상 시스템 상에서 중간주파신호의 위상이 다양하게 변환되는 형태를 도시한 그래프.9 is a graph illustrating a form in which a phase of an intermediate frequency signal is variously converted in a phase compensation system according to an exemplary embodiment of the present invention.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉Description of the Related Art
100: 위상 보상 시스템 105: 제1안테나100: phase compensation system 105: first antenna
115: 저잡음증폭기 117: 벌룬회로115: low noise amplifier 117: balloon circuit
120: 제1신호변환부 130: 제1위상동기회로부120: first signal conversion section 130: first phase synchronization circuit section
140: 제1위상조정부 150: 제1전력증폭기140: first phase adjuster 150: first power amplifier
152: 제2전력증폭기 154: 복조부152: second power amplifier 154: demodulator
160: 제어부 165: 변조부160: control unit 165: modulation unit
170: 제3전력증폭기 172: 제4전력증폭기170: third power amplifier 172: fourth power amplifier
180: 제2신호변환부 200: 제2위상동기회로부180: second signal conversion unit 200: second phase synchronization circuit unit
210: 제2위상조정부 190: 전력증폭모듈210: second phase adjustment unit 190: power amplifier module
194: 제2안테나194: second antenna
본 발명은 RFID(Radio Frequency IDentification) 또는 USN(Ubiquitous Sensor Network) 시스템에 적용 가능한 위상 보상 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a phase compensation system applicable to a radio frequency identification (RFID) or an ubiquitous sensor network (USN) system.
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 네트워크 기술의 예로서, RFID 또는 USN 기술을 들 수 있으며, 그 중에서 상거래에 도입된 RFID 기술이 대표적이다.Examples of such ubiquitous network technology include RFID or USN technology, and among them, RFID technology introduced in commerce is representative.
유비쿼터스 센서 네트워크(USN; Ubiquitous Senser Network)는 각종 센서에서 수집된 정보를 무선으로 취합할 수 있도록 구성된 네트워크 시스템을 의미하는데, 가령 사람의 접근이 불가능한 취약지구에 수백개의 센서 네트워크 노드가 설치됨으로써, 사람이 감시하는 것과 마찬가지의 역할을 수행할 수 있다.Ubiquitous Senser Network (USN) refers to a network system configured to wirelessly collect information collected from various sensors. For example, hundreds of sensor network nodes are installed in vulnerable areas that are inaccessible to humans. It can play the same role as monitoring.
일반적으로, 상거래형 RFID 시스템은 상품에 부착되어 세부정보가 내장된 RFID 태그, RFID 태그의 정보를 RF통신을 이용하여 읽는 RFID리더로 이루어지며, 상품에 부착된 상기 RFID 태그는 RFID리더가 위치되는 지역을 통과하며 RF통신을 이용하여 정보를 전달하게 되므로 상품의 유통, 조립, 가격 변동, 판매 등의 물류/유통 관리가 효율적으로 처리될 수 있는 기반을 제공한다.In general, a commercial RFID system consists of an RFID tag attached to a product and embedded with details, an RFID reader that reads information of the RFID tag using RF communication, and the RFID tag attached to the product is located at which the RFID reader is located. Since information is transmitted through RF communication through the region, it provides a foundation for efficiently managing logistics / distribution such as distribution, assembly, price change, and sales of goods.
도 1은 일반적인 RFID 리더(10)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.1 is a block diagram schematically showing the components of a
도 1에 의하면, 일반적인 RFID 리더(10)는 안테나(11), 신호분리부(12), RF수신부(13), 베이스밴드수신부(14), Rx PLL(Phase Locked Loop)(15), 제어부(16), 베이스밴드송신부(17), Tx PLL(18) 및 RF송신부(19)를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 1, a
상기 안테나(11)는 송수신신호를 함께 송신 또는 수신하는 구조를 가지며, 신호분리부(12)는 송신 신호와 수신 신호를 분리하여 송신신호를 안테나(11)로 전달하거나 수신신호를 RF수신부(13)로 전달하는 기능을 수행하는데, 가령 서큘레이터와 같은 소자로 구현될 수 있다.The
상기 RF수신부(13)는 안테나(11)를 통하여 수신된 고주파 신호를 저잡음 증폭 및 필터링처리하고, 상기 RF송신부(19)는 베이스밴드송신부(17)로부터 전달된 신호를 필터링하여 송신가능한 크기로 증폭시킨다.The
또한, 상기 베이스밴드수신부(14)는 Rx PLL(15)로부터 기준주파수신호를 전달받아 RF수신신호를 베이스밴드신호로 변환하고, 상기 베이스밴드송신부(17)는 Tx PLL(18)로부터 기준주파수신호를 전달받아 제어부(16)로부터 전달된 베이스밴드신호를 RF송신신호로 변환한다.In addition, the
이때, 베이스밴드신호는 0°, 90°, 180°, 270°의 위상각을 가지는 신호, 즉 I(In-phase)+신호, I-신호, Q(Quadrature)+신호, Q-신호로 처리되는데, 이는 신호의 위상각을 달리하여 개별적인 신호로 처리함으로써 신호 처리시 오류율을 최소화하고 데이터 인식률을 향상시키기 위한 것이다.At this time, the baseband signal is processed as a signal having phase angles of 0 °, 90 °, 180 °, and 270 °, that is, I (In-phase) + signal, I - signal, Q (Quadrature) + signal, and Q - signal. This is to minimize the error rate and improve the data recognition rate by processing the individual signals by changing the phase angle of the signal.
도 2는 일반적인 RFID 리더(10)가 태그(20)와 통신하는 경우 전파 수신각이 변화되는 형태를 예시적으로 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating an example in which a radio wave reception angle is changed when a
도 2에 의하면, RFID 리더(10)에 구비된 안테나(11)의 전파 영역(L)에 태그(20)가 진입하면 RFID 시스템(10)은 정보요청신호를 송신하고, 태그(20)는 이에 따라 태그정보를 송신한다.According to FIG. 2, when the
일반적으로, 안테나는 형태 및 동작특성에 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 general, the antenna has an inherent polarization (meaning the polarization direction of the electric field with respect to the traveling direction of the electromagnetic wave) according to the shape and operation characteristics. For example, signal polarization becomes impossible when the polarization direction is orthogonal.
가령, 도 2에서, 태그(20)가 Y축 또는 Z축을 기준으로 소정의 각(Yθ, Zθ)으로 회전되는 경우 신호의 위상에 변화가 생기며(X축을 기준으로 태그와 리더가 마주보고 있는 형태가 전파 환경에 가장 유리한 형태임), 편파의 진행 방향이 틀어져 송수신 성능이 저하되게 된다.For example, in FIG. 2, when the
이러한 경우 신호의 인식률을 향상시키기 위하여, 전술한 대로 I+신호, I-신호, Q+신호, Q-신호로 위상 보정된 베이스밴드신호를 이용하는데, 위상각(반향신호)은 보다 다양하게 변화될 수 있는 것으로서 위상 보정시 발생되는 비트 오류를 방지하기에는 한계가 있다.In this case, in order to improve the recognition rate of the signal, as described above, a baseband signal phase-corrected by the I + signal, the I - signal, the Q + signal, and the Q - signal is used. As a possibility, there is a limit to preventing bit errors generated during phase correction.
본 발명은 종래의 I+신호, I-신호, Q+신호, Q-신호 체계보다 다양하게 위상 보정이 가능하고 비트 오류를 효과적으로 방지할 수 있으며 데이터 인식률이 향상되는 위상 보상 시스템(RFID/USN 시스템)을 제공한다.According to the present invention, a phase compensation system (RFID / USN system) capable of various phase corrections, effective prevention of bit errors, and improved data recognition rate can be achieved, compared to conventional I + signals, I - signals, Q + signals, and Q - signal systems. ).
본 발명은 위상 보정시 나타나는 반향신호의 변화에 대하여 반향제거회로(위상동기회로)가 수렴할 수 있는 속도로 반향 추정치를 보상해주고 간단한 회로를 통하여 다양한 위상 보정이 가능한 위상 보상 시스템(RFID 또는 USN 시스템)을 제공한다.The present invention compensates the reflection estimate at the speed that the echo cancellation circuit (phase synchronization circuit) can converge on the change of the echo signal appearing during phase correction, and a phase compensation system (RFID or USN system) capable of various phase corrections through a simple circuit. ).
본 발명에 의한 위상 보상 시스템은 발진주파수신호를 생성하는 위상동기회로부; 상기 발진주파수신호의 위상을 변환하여 차별화된 위상을 가지는 다수개의 발진주파수신호로 변환하는 위상조정부; 상기 위상변환된 발진주파수신호를 RF신호와 합성하여 중간주파신호로 변환하는 신호변환부; 및 상기 위상조정부의 위상 변환 동작을 제어하기 위하여 소정의 전압 레벨을 가지는 제어신호를 전달하는 제어부를 포함한다.Phase compensation system according to the present invention comprises a phase synchronization circuit for generating an oscillation frequency signal; A phase adjuster for converting a phase of the oscillation frequency signal into a plurality of oscillation frequency signals having differentiated phases; A signal converter which converts the phase-converted oscillation frequency signal into an RF signal and converts it into an intermediate frequency signal; And a controller configured to transmit a control signal having a predetermined voltage level to control the phase shift operation of the phase adjuster.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 위상 보상 시스템에 대하여 설명하는데, 상기 위상 보상 시스템은 태그와 통신하는 RFID 리더인 것으로 한다. 물론, 본 발명에 의한 위상 보상 시스템은 USN 시스템의 리더로 활용될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, a phase compensation system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The phase compensation system is an RFID reader communicating with a tag. Of course, the phase compensation system according to the present invention can be utilized as a leader of the USN system.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 위상 보상 시스템(100)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.3 is a block diagram schematically illustrating the components of the
도 3에 의하면, 본 발명의 실시예에 따른 위상 보상 시스템(100)은 제1안테나(105), 제1필터(110), 저잡음증폭기(LNA; Low Noise Amplifier)(115), 벌룬(Baloon)회로(117), 제1신호변환부(120), 제2필터(125), 제3필터(127), 제1위상동기회로부(130), 제1위상조정부(140), 제1전력증폭기(PA; Power Amplifier)(150), 제2전력증폭기(152), 복조부(154), 제어부(160), 변조부(165), 제3전력증폭기(170), 제4전력증폭기(172), 제4필터(174), 제5필터(176), 제2신호변환부(180), 제2위상동기회로부(200), 제2위상조정부(210), 전력증폭모듈(PAM; Power Amplifier Module)(190), 제6필터(192) 및 제2안테나(194)를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 3, a
태그로부터 상기 제1안테나(105)를 통하여 수신된 RF신호는 제1필터(쏘우(SAW) 필터로 구비될 수 있음)(110)에 의하여 해당 대역의 신호만이 필터링되고, 상기 저잡음증폭기(115)는 감쇄 및 잡음의 영향으로 낮아진 전력의 RF신호를 증폭시킨다.The RF signal received through the
상기 저잡음증폭기(115)는 잡음지수(Noise Figure)가 작은 값을 갖도록 동작점과 매칭 포인트를 잡아서 설계되며 잡음 성분을 최대한 억제하면서 RF신호를 증폭시킨다.The
상기 벌룬회로(117)는 저잡음증폭기(115)로부터 전달된 신호를 I신호(가령, "E sin ωt")및 Q신호(가령, "E cos ωt")로 분리시키는데, 즉 단일 입력 신호를 차동 신호로 변환 출력시킨다.The
여기서, "벌룬(Balun)"이란 "Balance-Unbalance"의 줄임말로서, Balanced Signal 을 Unbalanced Signal로(또는 그 역으로) 변환해주는 회로를 의미한다.Here, "Balun" is an abbreviation of "Balance-Unbalance", and means a circuit for converting a balanced signal into an unbalanced signal (or vice versa).
상기 벌룬회로(117)의 출력단은 제1신호변환부(120)의 제1믹서(122) 및 제2믹서(124)와 연결되며, 상기 믹서들(122, 124)은 이중 혼합기로서, 제1믹서(122)는 다수개의 위상을 가지는 I 중간주파신호들을 합성하고(종래에는, I+신호 및 I-신호로만 합성됨), 제2믹서(124)는 다수개의 위상을 가지는 Q 중간주파신호들을 합성한다(종래에는, Q+신호 및 Q-신호로만 합성됨).The output terminal of the
이때, 제1위상동기회로부(130)는 발진주파수신호를 제공하고, 상기 제1위상조정부(140)는 제공된 발진주파수신호의 위상을 변화시켜 위상이 천이된 다수개의 발진주파수신호를 생성한다.In this case, the first phase
상기 제1위상조정부(140)는 위상 천이된 다수개의 발진주파수신호를 제1신호 변환부(120)로 전달하고, 상기 제1신호변환부(120)의 제1믹서(122)와 제2믹서(124)는 상기 발진주파수신호들을 이용하여 위상 보정된 다수개의 I 중간주파신호 및 Q 중간주파신호를 합성할 수 있게 된다.The
이와 같은 제1위상동기회로부(130) 및 제1위상조정부(140)의 기능은 제2위상동기회로부(200) 및 제2위상조정부(210)에 동일하게 적용할 수 있으며, 이하 도 4 및 도 5를 참조하여 상세히 설명하는데, 설명의 편의를 위하여 수신 경로단, 즉 제1위상동기회로부(130) 및 제1위상조정부(140)의 경우에 한정하여 설명하기로 한다.The functions of the first phase synchronizing
상기 제2필터(125) 및 제3필터(각각, "LPF; Low Pass Filter"로 구비될 수 있음)(127)는 각각 위상보정된 I 중간주파신호 및 Q 중간주파신호를 필터링한다.The
상기 제1전력증폭기(150) 및 제2전력증폭기(152)는 각각 위상 보정된 I 중간주파신호 및 Q 중간주파신호를 중간주파수 대역에서 처리가능한 크기로 증폭시키고, 복조부(154)는 제1신호변환부(120)로부터 전달된 I신호 및 Q신호를 다수의 극성을 가지는 디지털 신호로 복조처리한다. 디지털 처리된 신호는 제어부(160)로 전달된다.The
상기 제어부(160)는 통신 프로토콜을 구비하여 태그와의 무선 통신을 제어하고, 복조부(154)로부터 전달된 신호를 응용 계층 상에서 디지털 신호로 처리하거나 처리된 디지털 신호를 변조부(165)로 전달한다.The
상기 제어부(160)는 태그로부터 수신된 기기식별정보의 코드를 분석하는데, 이때 데이터 포맷을 변환하고 필요한 정보를 추출하기 위하여 필터링 연산을 처리한다. 상기 제어부(160)는 FPGA(Field Programmable Gate Array)회로나 DSP(Digital Signal Processing)회로를 이용하여 구현가능하다.The
상기 변조부(165)는 디지털 신호를 아날로그 신호(중간주파 신호)로 처리하고, 상기 제3전력증폭기(170) 및 제4전력증폭기(172)는 아날로그 처리된 신호를 증폭시킨다.The modulator 165 processes the digital signal into an analog signal (intermediate frequency signal), and the
상기 제4필터(174) 및 제5필터(쏘우 필터로 구비될 수 있음)(176)는 증폭시 혼재된 불요파 성분의 신호를 제거하고, 다수개의 I 중간주파신호 및 Q 중간주파신호를 각각 제2신호변환부(180)의 제3믹서(182) 및 제4믹서(184)로 전달한다.The
상기 제3믹서(182) 및 제4믹서(184)는 이중 혼합기로서, 제3믹서(182)는 다수개의 I 중간주파신호를 I RF신호로 변환하고, 제4믹서(184)는 다수개의 Q 중간주파신호를 Q RF신호로 변환한다.The
이때, 제2위상동기회로부(200)는 발진주파수신호를 제공하고, 상기 제2위상조정부(210)는 제공된 발진주파수신호의 위상을 변화시켜 위상이 천이된 다수개의 발진주파수신호를 생성한다.In this case, the second phase
상기 제2위상조정부(210)는 위상 천이된 다수개의 발진주파수신호를 제2신호변환부(180)로 전달하고, 상기 제2신호변환부(180)의 제3믹서(182)와 제4믹서(184)는 상기 발진주파수신호들을 다수개의 I 중간주파신호 및 Q 중간주파신호와 믹싱하여 RF신호로 변환한다.The
상기 전력증폭모듈(190)은 제2신호변환부(180)로부터 RF신호를 전달받아 송신가능한 크기로 증폭시키고, 제6필터(192)에서 필터링된 해당 대역의 RF신호는 제2안테나(194)를 통하여 전송된다.The
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 위상 보상 시스템(100)에 구비되는 제1위상동기회로부(130)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.4 is a block diagram schematically illustrating the components of the first phase
도 4에 의하면, 제1위상동기회로부(130)는 TCXO(Temperature Controlled X-tal Oscillator)(131), 주파수검출기(132), 분주기(136), 챠지펌프(133), 루프필터(LPF)(134), VCO(Voltage Controlled Oscillator)(135)를 포함하여 이루어지며, 상기 VCO(135)는 전원부(135b)와 공진부(135a)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the first
상기 TCXO(131)는 수정발진기에서 발생되는 온도변화에 따른 주파수 교란을 통제하는 장치로서, 온도변화에 대하여 일정한 값의 주파수를 갖는 기준주파수신호를 주파수검출기(132)로 제공한다.The
상기 주파수검출기(132)는 기준주파수신호를 전달받고 VCO(135)로부터 출력되는 발진주파수신호를 검출하여 비교한다.The
일반적으로 VCO(135)로부터 제공되는 발진주파수신호는 고주파 신호이고 TCXO(131)로부터 제공되는 기준주파수신호는 저주파 신호이므로, 두 신호가 비교 가능하도록 분주기(136)는 검출된 발진주파수신호를 저주파 신호 대역으로 전환시켜 주파수검출기(132)로 전달한다.In general, since the oscillation frequency signal provided from the
상기 주파수검출기(132)는 두 신호를 비교하여 주파수 차이에 대응되는 제어신호를 챠지펌프(133)로 전달하고, 챠지펌프(133)는 제어신호에 따라 전류값을 조정한다.The
상기 챠지펌프(133)는 기준주파수신호에 비하여 발진주파수신호의 전압이 크면 분기회로에 의하여 특정량의 전하를 루프필터(134)로 공급하고, 발진주파수신호 의 전압이 작으면 전하를 루프필터(134)로부터 끌어당긴다.The
상기 루프필터(134)는 가령 커패시터 2개와 저항 1개로 구성된 2차 필터로 구성될 수 있으며, 챠지펌프(133)에서 밀고 당기는 전하량에 대응되어 VCO(135)의 전압을 조정한다.The
상기 전원부(135b)는 전원을 공급하고 공진부(135a)는 루프필터(134)에 의하여 전압이 조정되어 안정적인 발진주파수신호를 제공할 수 있게 된다.The power supply unit 135b supplies power and the
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 위상 보상 시스템(100)에 구비되는 제1위상조정부(140)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 회로도이다.5 is a circuit diagram schematically illustrating the components of the
상기 제1위상조정부(140)는 전술한 대로 발진주파수신호의 위상을 변환하여 차별화된 위상을 가지는 다수개의 발진주파수신호로 변환하는 기능을 수행하는데, 도 5에 의하면, 트랜스포머(141), 다이오드부(142) 및 필터부(143, 144)를 포함하여 구성된다.As described above, the first
상기 제어부(160)는 제1위상조정부(140)가 발진주파수신호의 위상을 다양하게 변화시킬 수 있도록 차별화된 전압을 가지는 제어신호들을 순차적으로 전달하고, 상기 트랜스포머(141)는 제어신호에 따라 피드백 전류에 따른 주파수 조정동작을 수행하여 발진주파수신호의 위상을 변화시킨다.The
상기 트랜스포머(141)에 의하면, 발진주파수신호의 위상은 주로 반전(동일한 진폭의 역위상 신호로 반전)을 반복함으로써 다양한 위상 변환을 이룰 수 있다.According to the
상기 트랜스포머(141)의 입력단 "A"는 제1위상동기회로부(130)의 VCO(135)와 연결되고, 출력단 "B"는 제1신호변환부(120)의 제1믹서(122) 및 제2믹서(124)와 연 결된다.The input terminal "A" of the
상기 다이오드부(142)는 2개의 다이오드(142a, 142b)를 포함하는데, 제1다이오드(142a)와 제2다이오드(142b)는 트랜스포머(141)의 제1코일단과 제2코일단에 각각 연결되고 상호 마주보도록 연결된다.The
상기 제1다이오드(142a)의 입력단은 제1저항(142c)을 통하여 제어신호 입력단(C)과 연결되고, 제2다이오드(142b)의 입력단은 제2저항(142d)을 통하여 제어신호 입력단(C)과 연결된다.The input terminal of the
가령, 제1다이오드(142a) 및 제2다이오드(142b) 사이에 약 2V 대의 전압이 걸리고, 제1저항(142c)과 제2저항(142d) 사이의 전압이 약 0V 대 이상에 도달하게 되면 다이오드들(142a, 142b)이 동작되어 발진주파수회로의 임피던스가 조정(위상이 천이)된다.For example, when a voltage of about 2V is applied between the
즉, 상기 트랜스포머(141)에 의하여 변환가능한 위상 사이의 구간은 다이오드부(142)에 의하여 보다 정교한 위상각으로 변환될 수 있다.That is, the interval between phases that can be converted by the
상기 필터부(143, 144)는 제어신호 입력단과 연결된 제1커패시터(143) 및 제2커패시터(144)를 구비하는데, 제1저항(142c) 및 제2저항(142d)과 함께 일종의 RC필터의 기능을 수행하며, DC성분의 제어신호에 포함된 교류신호를 격리시키고 필터링한다.The
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 위상 보상 시스템(100)에 의하여 변환되는 발진주파수신호의 위상각을 측정한 그래프이다.6 is a graph measuring the phase angle of the oscillation frequency signal converted by the
도 6에 도시된 그래프의 x축은 GHz 대역의 주파수축을 의미하고, y축은 제어 신호에 따라 천이되는 위상각을 나타내는데, 900 MHz의 주파수 대역에서 약 0V 대의 제어신호(d1)가 인가되면 위상천이가 일어나지 않고 약 4V 대의 제어신호(d2)가 인가되면 약 50도의 위상 천이가 일어난다.In the graph shown in FIG. 6, the x-axis represents a frequency axis of the GHz band, and the y-axis represents a phase angle shifted according to the control signal. When the control signal d1 of about 0 V is applied in the 900 MHz frequency band, the phase shift is If the control signal d2 of about 4V is applied without phase, a phase shift of about 50 degrees occurs.
또한, 약 8V 대의 제어신호(d3)가 인가되면 약 100도의 위상 천이가 일어나고, 약 12V 대의 제어신호(d4)가 인가되면 약 110도의 위상 천이가 일어남을 알 수 있다.In addition, it can be seen that a phase shift of about 100 degrees occurs when the control signal d3 of about 8V is applied, and a phase shift of about 110 degrees occurs when the control signal d4 of about 12V is applied.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 위상 보상 시스템(100)에 구비되는 제1신호변환부(120)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 회로도이다.7 is a circuit diagram schematically illustrating components of the
상기 제1신호변환부(120)의 제1믹서(122)와 제2믹서(124)는 제1위상조정부(140)의 출력단(D1, D2)로부터 위상 변화된 발진주파수신호(LO I+신호, LO I-신호, LO Q+신호, LO Q-신호)가 전달되면, 이를 벌룬회로(117)(E1, E2)로부터 전달된 RF+신호 및 RF-신호와 합성하여 각각 IF I+신호, IF I-신호, IF Q+신호, IF Q-신호로 변환하여 제2필터단(F1, F2) 및 제3필터단(G1, G2)으로 출력한다.The
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 위상 보상 시스템(100) 상에서 중간주파신호의 위상이 다양하게 변환되는 형태를 도시한 그래프이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 위상 보상 시스템(100) 상에서 중간주파신호의 위상이 다양하게 변환되는 형태를 도시한 그래프이다.FIG. 8 is a graph illustrating various phase conversions of intermediate frequency signals on a
도 8을 참조하면, 제1위상동기회로부(130), 제1위상조정부(140), 제1신호변환부(120)에 의하여 다양한 위상을 가지는 발진주파수신호가 생성됨을 알 수 있는 데, 종래의 0도, 90도, 180, 270도 사이의 구간이 더 정교하게 분할되어 다양한 위상각으로 천이된 상태가 도시되어 있다.Referring to FIG. 8, it can be seen that an oscillation frequency signal having various phases is generated by the first phase
도 8에서, "H1" 영역은 I신호(가령, "E sin ωt")의 영역을 의미하고, "H2" 영역은 Q신호(가령, "E cos ωt")의 영역을 의미한다.In FIG. 8, the region "H1" means the region of the I signal (for example, "E sin? T"), and the region "H2" means the region of the Q signal (for example "E cos? T").
또한, 도 9에 의하면, 도 8에 도시된 것처럼 다양한 위상으로 변환된 발진주파수신호에 따라 중간주파신호, 즉 IF I+신호(f1), IF I-신호(f2), IF Q+신호(g1), IF Q-신호(g2)가 제1신호변환부(120)에서 합성된 결과가 왼측에 측정되어 있으며, 또한 이들 신호가 섞여서 전달되는 경우의 전류 흐름(I)이 오른측에 측정되어 있다.In addition, according to FIG. 9, an intermediate frequency signal, that is, an IF I + signal f1, an IF I − signal f2, and an IF Q + signal g1 according to an oscillation frequency signal converted to various phases as shown in FIG. 8. ), The result of synthesizing the IF Q − signal g2 by the
따라서, 본 발명에 의한 위상 보상 시스템(100)에 의하면, 반향신호의 변화에 대응가능도록, 다양한 위상을 가지는 중간주파신호를 생성할 수 있으므로, 신호를 안정적으로 해석할 수 있는 속도로 반향 추정치를 보상해줄 수 있다.Therefore, according to the
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.
본 발명에 의한 위상 보상 시스템 또는 위상 보상 시스템이 적용된 RIFD 또는 USN 시스템에 의하면, 다양한 위상 보정이 가능하고 위상 보정시 발생되는 비트 오류를 효과적으로 방지할 수 있게 된다.According to the RIFD or USN system to which the phase compensation system or the phase compensation system according to the present invention is applied, various phase corrections can be performed, and bit errors generated during phase correction can be effectively prevented.
또한, 본 발명에 의하면, 간단한 회로적 구성을 통하여 데이터 인식률을 향상시킬 수 있으며, 부가적인 장치를 필요로하지 않으므로 저렴하면서도 고속의 안정된 통신을 수행하는 RFID 또는 USN 시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to improve the data recognition rate through a simple circuit configuration, and there is an effect that can provide an RFID or USN system that performs low-cost and high-speed stable communication because no additional device is required. .
Claims (6)
Priority Applications (1)
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KR1020060103319A KR101231381B1 (en) | 2006-10-24 | 2006-10-24 | Phase compensation system |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020060103319A KR101231381B1 (en) | 2006-10-24 | 2006-10-24 | Phase compensation system |
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KR20080036722A KR20080036722A (en) | 2008-04-29 |
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KR1020060103319A KR101231381B1 (en) | 2006-10-24 | 2006-10-24 | Phase compensation system |
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Citations (4)
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KR20030024357A (en) * | 2001-09-18 | 2003-03-26 | 정찬수 | Voltage phase, an electric current phase sepreation control type transmission device and the method for driving a plurality of antenna |
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2006
- 2006-10-24 KR KR1020060103319A patent/KR101231381B1/en active IP Right Grant
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