KR101372501B1 - 급전자계에 간섭받지 않는 자기장 통신 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 급전자계에 간섭받지 않는 자기장 통신 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 급전 전력신호의 고조파 간섭을 제거한 상태의 원활한 자기장 통신을 할 수 있게 하는 자기장 통신 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 급전선으로부터의 자계의 고조파를 피하면서 반파장 이내의 통신이 가능한 주파수를 자기장 통신신호에 대한 반송파 주파수로 선택하고, 대역필터(BPF)로써 급전 전력신호의 기본신호 및 고조파 신호를 제거함으로써, 급전 전력신호의 고조파 간섭을 제거한 상태의 원활한 자기장 통신을 할 수 있게 한다.

Description

급전자계에 간섭받지 않는 자기장 통신 장치{MAGNETIC INDUCTION COMMUNICATION APPARATUS UNAFFECTED BY THE MAGNETIC FLUX OF POWER SUPPLY LINE}

본 발명은 급전자계에 간섭받지 않는 자기장 통신 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 급전 전력신호의 고조파 간섭을 제거한 상태의 원활한 자기장 통신을 할 수 있게 하는 자기장 통신 장치에 관한 것이다.

도 1은 종래의 자기장 통신을 위한 송수신 블럭 다이어그램을 도시한 도면이다. 이러한 자기장 통신의 문제점은 급전선에서 사용되는 전력신호 주파수로부터의 고조파 간섭(Harmonics Interference), 특히 기수고조파는 간섭을 많이 발생시킨다는데 있다. 고조파를 제거하는 가장 일차적인 방법은 기본 신호보다 훨씬 높은 주파수 대역의 Carrier를 사용하는 것이나, 이 경우 너무 높은 주파수를 사용하게 되면 자기장 통신을 가능하게 하는 “반파장 내에서의 동작”을 가능하게 하는 특성이 사라진다는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 급전선으로부터의 자계의 고조파를 피하면서 반파장 이내의 통신이 가능한 주파수를 자기장 통신신호에 대한 반송파 주파수로 선택하고, 대역필터(BPF)로써 급전 전력신호의 기본신호 및 고조파 신호를 제거함으로써, 급전 전력신호의 고조파 간섭을 제거한 상태의 원활한 자기장 통신을 할 수 있게 하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른, 급전자계에 간섭받지 않는 자기장 통신 장치는, 급전 전력신호의 고조파 대역을 피하면서, 반파장 이내의 통신이 가능한 주파수를 자기장 통신신호에 대한 반송파 주파수로 선택하는 반송파 주파수 선택모듈; 상기 급전 전력신호의 기본신호 및 고조파 신호를 제거하는 대역필터(BPF); 및 상기 급전 전력신호의 자기장을 감지하여 그 주파수 대역을 파악하는 급전 전력신호 감지모듈을 포함한다.

상기 급전자계에 간섭받지 않는 자기장 통신 장치는, 상기 급전자계의 간섭을 차단하는 차폐재(shielding material)를 더 포함할 수 있다.

상기 반송파 주파수 선택모듈은, 상기 급전 전력신호 감지모듈에 의해 감지된 급전 전력신호의 주파수 대역에 따라, 감지된 급전 전력신호의 고조파 대역을 피하면서, 반파장 이내의 통신이 가능한 주파수를 자기장 통신신호에 대한 반송파 주파수로 선택할 수 있다.

상기 급전자계에 간섭받지 않는 자기장 통신 장치는, 상기 급전 전력신호 감지모듈에 의해 감지된 급전 전력신호의 주파수 대역에 따라, 급전 전력신호의 기본신호 및 고조파 신호를 제거할 수 있도록 상기 대역필터의 대역을 조정하는 대역필터 제어모듈을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 급전선으로부터의 자계의 고조파를 피하면서 반파장 이내의 통신이 가능한 주파수를 자기장 통신신호에 대한 반송파 주파수로 선택하고, 대역필터(BPF)로써 급전 전력신호의 기본신호 및 고조파 신호를 제거함으로써, 급전 전력신호의 고조파 간섭을 제거한 상태의 원활한 자기장 통신을 할 수 있게 하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 자기장 통신을 위한 송수신 블럭 다이어그램을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 급전자계에 간섭받지 않는 자기장 통신 장치의 동작을 설명하기 위한 블럭도.
도 3은 본 발명에 따른 급전자계에 간섭받지 않는 자기장 통신 장치의 구성을 나타내는 도면.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 종래의 자기장 통신을 위한 송수신 블럭 다이어그램을 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 급전자계에 간섭받지 않는 자기장 통신 장치(100)의 동작을 설명하기 위한 기능 블럭도이다.

본 발명은, 차량에 설치된 자기장 통신 장치와, 도로에 매설된 자기장 센서 간의 자기장 통신에 있어서, 도로면 하부에 설치되어 차량에 자기유도 방식으로 전력을 공급하기 위한 급전선에 의한 전력신호 주파수의 고조파 간섭(10)을 제거함으로써 원활한 자기장 통신을 가능하게 하는 자기장 통신 장치에 관한 것이다. 급전선이 20kHz의 주파수를 가질 경우, 60kHz, 100kHz와 같이 3배수, 5배수 등의 기수고조파가 보다 많은 간섭을 유발하게 된다.

전력신호 주파수의 고조파를 제거하는 방법은, 급전 전력신호의 기본 신호보다 매우 높은 주파수 대역의 반송파(carrier)를 사용하면 된다. 그러나, 전술한 바와 같은 자기장 통신이 가능하려면, 차량에 설치된 자기장 통신 장치와, 도로에 매설된 자기장 센서 간의 거리가 자기장 통신 신호의 파장의 반 이하, 즉 반파장 이내의 통신이 이루어져야 하므로, 상기 반송파 주파수를 무한히 크게 할 수만은 없다.

이에 따라, 본 발명의, 급전자계에 간섭받지 않는 자기장 통신 장치(100)는 급전 전력신호의 고조파 대역(10)을 피하면서, 전술한 바와 같이 반파장 이내의 통신이 가능한 주파수를 자기장 통신신호(20)에 대한 반송파 주파수로 선택한 후(30), 대역필터(BPF)로써 급전 전력신호의 기본신호 및 고조파 신호를 제거한다(40). 이에 더하여, 차폐재(shielding material)(50)를 사용하여 급전 자계의 간섭을 차단함으로써(50), 급전 전력신호의 고조파 간섭을 제거한 상태의 원활한 자기장 통신을 할 수 있게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 급전자계에 간섭받지 않는 자기장 통신 장치(100)의 구성을 나타내는 도면이다.

반송파 주파수 선택모듈(110)은 급전 전력신호의 고조파 대역을 피하면서, 반파장 이내의 통신이 가능한 주파수를 자기장 통신신호에 대한 반송파 주파수로 선택한다.

대역필터(BPF)(120)는 급전 전력신호의 기본신호 및 고조파 신호를 제거한다.

차폐재(shielding material)(130)는 급전 자계의 간섭을 차단한다.

여기에 급전 전력신호의 자기장을 감지하여 그 주파수 대역을 파악하는 급전 전력신호 감지모듈(140)을 더 포함할 수 있다. 즉, 급전 전력신호의 주파수 대역이 가변될 경우, 반송파 주파수 선택모듈(110)은, 급전 전력신호 감지모듈(140)에 의해 감지된 급전 전력신호의 주파수 대역에 따라, 감지된 급전 전력신호의 고조파 대역을 피하면서, 반파장 이내의 통신이 가능한 주파수를 자기장 통신신호에 대한 반송파 주파수로 선택하는 기능을 자동으로 수행할 수 있다.

또한 급전 전력신호 감지모듈(140)에 의해 감지된 급전 전력신호의 주파수 대역에 따라, 급전 전력신호의 기본신호 및 고조파 신호를 제거할 수 있도록 상기 대역필터의 대역을 조정하는 대역필터 제어모듈(150)을 더 포함할 수 있는데, 이를 통하여 급전 전력신호의 주파수 대역이 가변될 경우, 제거할 대역 선택을 자동으로 할 수 있게 된다.

10: 급전선으로부터의 자계 20: 반송파 적용 전 자기장 통신신호
30: 고조파 대역 회피 기능 블럭 40: 주파수 필터링 기능 블럭
50: 자기장 차폐 기능 60: 반송파 적용 후 자기장 통신신호
100: 자기장 통신 장치
110: 반송파 주파수 선택모듈 120: 대역필터(BPF)
130: 차폐재(shielding material) 140: 급전 전력신호 감지모듈
150: 대역필터 제어모듈

Claims (5)

1. 급전 전력신호의 고조파 대역을 피하면서, 반파장 이내의 통신이 가능한 주파수를 자기장 통신신호에 대한 반송파 주파수로 선택하는 반송파 주파수 선택모듈;
   상기 급전 전력신호의 기본신호 및 고조파 신호를 제거하는 대역필터(BPF); 및
   상기 급전 전력신호의 자기장을 감지하여 그 주파수 대역을 파악하는 급전 전력신호 감지모듈
   을 포함하는 급전자계에 간섭받지 않는 자기장 통신 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 급전자계의 간섭을 차단하는 차폐재(shielding material)
   를 더 포함하는 급전자계에 간섭받지 않는 자기장 통신 장치.
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 반송파 주파수 선택모듈은,
   상기 급전 전력신호 감지모듈에 의해 감지된 급전 전력신호의 주파수 대역에 따라, 감지된 급전 전력신호의 고조파 대역을 피하면서, 반파장 이내의 통신이 가능한 주파수를 자기장 통신신호에 대한 반송파 주파수로 선택하는
   급전자계에 간섭받지 않는 자기장 통신 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 급전 전력신호 감지모듈에 의해 감지된 급전 전력신호의 주파수 대역에 따라, 급전 전력신호의 기본신호 및 고조파 신호를 제거할 수 있도록 상기 대역필터의 대역을 조정하는 대역필터 제어모듈
   을 더 포함하는 급전자계에 간섭받지 않는 자기장 통신 장치.
   

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