KR101417023B1

KR101417023B1 - Ｒｆｉｄ 송수신 장치

Info

Publication number: KR101417023B1
Application number: KR1020070117010A
Authority: KR
Inventors: 김남윤
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2007-11-16
Filing date: 2007-11-16
Publication date: 2014-07-08
Also published as: KR20090050523A

Abstract

실시예에 따른 RFID 송수신 장치는 태그신호 및 제1 캐리어 신호가 포함된 제1 수신신호의 위상을 변환하여 출력하는 제1 트랜지스터; 상기 제1 캐리어 신호에 대응되는 제1 발진신호를 생성하는 제1 위상동기회로; 상기 제1 캐리어 신호 및 상기 제1 발진신호를 상쇄시키기 위하여, 상기 제1 발진신호의 위상을 변환하여 상기 제1 트랜지스터의 출력단으로 전달하는 제3 트랜지스터; 상기 제1 트랜지스터 및 상기 제3 트랜지스터의 출력단과 연결되고, 상기 제1 캐리어 신호가 상쇄되어 추출된 상기 태그신호를 디지털 신호로 변환하는 제1 ADC; 상기 디지털 신호를 처리하는 제어부를 포함한다.

실시예에 의하면, 송신신호와 수신신호 사이의 간섭현상을 배제할 수 있으므로, 태그 신호의 인식거리, 수신감도, 인식률을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 다수의 트랜지스터로 구현된 역위상 루프 회로를 통하여 태그 신호를 직접 추출할 수 있으므로 회로를 단순화하고 사이즈를 최소화할 수 있다.

RFID, 리더, 태그, 트랜지스터, UHF, ISM, 위상동기회로, 변조부

Description

ＲＦＩＤ 송수신 장치{Radio Frequency IDentification tranceiver device}

실시예는 RFID 송수신 장치에 관하여 개시한다.

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.

이러한 유비쿼터스 네트워크는 근거리 무선통신 시스템, 가령 RFID 시스템으로 구현할 수 있으며, RFID 시스템은 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.

RFID 시스템은 ASK(Amplitude Shift keying) 변조 방식을 이용한 포락선 검파를 통하여 구현되는 것이 일반적이며, 종래의 설계 방식에 의하면, 신호 복원률이 낮게 형성된다는 단점이 있다.

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, 특히 RFID 리더 간의 주파수 간섭 현상은 RFID 태그의 인식률에 큰 영향을 준다.

예를 들어, 다수개의 RFID 리더가 설치된 지역에 많은 태그들이 존재하는 경우, 동일한 주파수 대역을 사용하는 태그 신호가 동시에 RFID 리더들로 수신될 수 있으며, 이러한 경우 태그 신호 사이에 간섭 현상이 발생되어 RFID 리더는 신호를 처리할 수 없게 되고 데이터 인식률이 더욱 낮아지는 문제점이 있다.

도 1은 태그 신호가 리더 신호에 의하여 영향을 받는 상태를 예시한 그래프이다.

리더신호가 안테나를 통하여 송신되는 경우, 전력의 일부가 안테나단으로부터 반사되어 내부의 수신회로 측으로 유입될 수 있다. 또한, 다른 RFID 리더의 송신 신호 또는 자신의 송신 신호가 안테나를 통하여 수신되는 경우가 있다.

이와 같은 경우, 도 1의 (a) 도면과 같이, 태그신호는 약 400 mV의 전력수치(a)를 가지고, (b) 도면과 같이, 간섭신호로 작용되는 리더신호는 약 500 mV의 전력수치(b)를 가지므로, 두 신호가 합쳐진 경우 태그신호는, (c) 도면과 같이, 리더신호에 묻히는 형태가 된다. 따라서, 태그 신호의 복원이 어려워진다.

이러한 현상을 방지하기 위하여 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 공간을 확보하는 공간 다이버시티 방식, 다수개의 안테나를 스위칭하여 신호를 처리하는 시간 다이버시티 방식 등이 있으나, 이러한 방식들은 공간상의 제약이 많으며, 설치가 어렵고, 시스템 구성이 복잡해지는 등의 문제점이 있다.

실시예는 최소의 회로 구성을 통하여 수신신호와 송신신호 사이의 간섭 현상을 배제할 수 있고, 신호분리 회로 및 신호처리 회로를 하나의 회로로 통합하여 구현할 수 있는 RFID 송수신 장치를 제공한다.

실시예에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 송신신호와 수신신호 사이의 간섭현상을 배제할 수 있으므로, 태그 신호의 인식거리, 수신감도, 인식률을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

둘째, 내부 회로를 통하여 송신신호 또는 수신신호와 간섭신호를 격리시킬 수 있음로 안테나의 배치 자유도가 확보된다.

셋째, 다수의 트랜지스터로 구현된 역위상 루프 회로를 통하여 태그 신호를 직접 추출할 수 있으므로 회로를 단순화하고 사이즈를 최소화할 수 있다.

넷째, 최소의 회로 구성을 통하여 다수의 주파수 대역 신호를 처리할 수 있으며, 각 대역의 송수신 신호를 간섭 현상없이 안정적으로 처리할 수 있는 효과가 있다.

첨부된 도면을 참조하여, 실시예에 따른 RFID 송수신 장치에 대하여 상세히 설명하는데, 실시예에서 상기 RFID 송수신 장치는 RFID 리더로 구현된 것으로 한다.

도 2는 실시예에 따른 RFID 송수신 장치(100)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 2에 의하면, 실시예에 따른 RFID 송수신 장치(100)는 수신 안테나(105), 제1 신호분리부(115), 제2 신호분리부(120), 제3 신호분리부(130), 제1 트랜지스터(121), 제2 트랜지스터(122), 제3 트랜지스터(123), 제4 트랜지스터(124), 제5 트랜지스터(125), 제6 트랜지스터(126), 제7 트랜지스터(127), 제1 ADC(Analog to Digital Converter)(135), 제2 ADC(140), 신호합성부(145), 송신필터(150), 송신 안테나(110), 제1 위상동기회로(155), 제2 위상동기회로(160), 제4 신호분리부(165), 변조부(170) 및 제어부(175)를 포함하여 구성된다.

상기 수신 안테나(105)와 송신 안테나(110)는 약 2.4 GHz RFID 대역의 ISM(Indutrial, Scientific and Medica) 신호와 약 900 MHz RFID 대역의 UHF(Ultra High Frequency) 신호를 모두 처리할 수 있다.

설명의 편의를 위하여, 실시예에 따른 RFID 송수신 장치(100)의 각 구성부의 동작 및 연결 관계를 신호 처리 경로에 따라 구분하여 설명한다.

먼저, 수신신호가 처리되는 경우에 대하여 설명하면 다음과 같다.

상기 수신신호는 UHF 신호 또는 ISM 신호일 수 있으며, 수동형 RFID 태그(도시되지 않음)로부터 백스캐터링(back-scattering)된 신호이다.

즉, RFID 태그는 RFID 송수신 장치(100)로부터 수신된 신호의 일부를 에너지 신호로 이용하여 고대역의 캐리어 신호를 생성한다.

UHF 신호가 수신된 경우 RFID 태그는 900 MHz RFID 대역의 캐리어 신호(이하, "제1 캐리어 신호"라 함)를 생성하고, ISM 신호가 수신된 경우 2.4 GHz RFID 대역의 캐리어 신호(이하, "제2 캐리어 신호"라 함)를 생성한다.

또한, RFID 태그는 약 40 KHz 내지 60 KHz의 저대역의 태그신호를 생성하고, 제1 캐리어 신호에 태그신호를 실어 송신하거나 제2 캐리어 신호에 태그신호를 실어 송신한다.

따라서, RFID 송수신 장치(100)는 태그신호와 제1 캐리어 신호가 혼합된 UHF 대역의 신호(이하, "제1 수신신호"라 함)를 수신하거나, 태그신호와 제2 캐리어 신호가 혼합된 ISM 대역의 신호(이하, "제2 수신신호"라 함)를 수신할 수 있다.

반면, 실시예에 따른 RFID 송수신 장치(100)가 RFID 태그로 송신하는 송신신호는, RFID 태그에서 생성된 송신신호와는 달리 캐리어 신호와 데이터 신호(가령, 태그 신호 또는 리더 신호)가 혼합된 형태가 아니다.

이하, UHF 대역의 송신신호를 "제1 송신신호"라 하고, IMS 대역의 송신신호를 "제2 송신신호"라 한다.

즉, 실시예에 따른 RFID 송수신 장치(100)가 RFID 태그로 송신하는 송신신호는, 직접 변조방식이 아니며 QPSK 등과 같은 간접 변조 방식으로 변조된 방식이고, 에너지 신호 구간을 포함하는 송신신호이다.

첫째, 수신 안테나(105)를 통하여 제1 수신신호가 수신된 경우 제1 신호분리부(115)는 제1 수신신호를 제2 신호분리부(120)로 전달하고, 제2 수신신호가 수신된 경우 제1 신호분리부(115)는 제2 수신신호를 제3 신호분리부(130)로 전달한다.

이때, 송신 안테나(110)로부터 반사된 송신신호가 수신 안테나(105)로 유입되거나 또는 송신 안테나(110) 단으로부터 피드백된 송신신호가 내부 회로를 통하여 수신 안테나(105) 측으로 흐를 수 있다.

실시예에 따른 RFID 송수신 장치(100)는 이러한 경우 송신신호를 제거할 수 있는 회로로서, 상기 제2 신호분리부(120)로 전달된 제1 수신신호 또는 제3 신호분리부(130)로 전달된 제2 수신신호는 송신신호가 혼재된 상태인 것으로 가정한다.

상기 제1 신호분리부(115)는 제1 수신신호의 대역과 제2 수신신호의 대역을 구분하기 위하여 다이플렉서로 구비되는 것이 좋다.

둘째, 상기 제2신호분리부(120)는 일종의 분배기(divider)로서 제1 수신신호의 전력을 균등하게 분배하고, 분배된 제1 수신신호를 각각 제1트랜지스터(121) 및 제4트랜지스터(124)로 전달한다.

상기 제1 트랜지스터(121) 내지 제7 트랜지스터(127)는 다양한 종류의 트랜지스터 소자로 구비될 수 있으나, 실시예에서는 BJT(Bipolar Junction Transistor)를 이용하여 구현된 것으로 한다.

상기 트랜지스터들(121 내지 127)의 연결 관계에 대하여 설명하면 다음과 같다.

상기 제1 트랜지스터(121)와 제4 트랜지스터(124)의 베이스는 각각 제2 신호분리부(120)와 연결되고, 제1 트랜지스터(121)와 제2 트랜지스터(122)의 컬렉터는 제5 트랜지스터(125)의 에미터와 연결된다.

유사하게, 제3 트랜지스터(123)와 제4트랜지스터(124)의 컬렉터는 제6 트랜지스터(126)의 에미터와 연결되고 제5 트랜지스터(125)와 제6 트랜지스터(126)의 컬렉터는 각각 제1 저항(128)과 제2 저항(129)을 통하여 제7 트랜지스터(127)의 에미터와 연결된다.

상기 제7 트랜지스터(127)의 컬렉터는 접지단과 연결되고, 베이스는 에미터와 연결된다. 상기 제1 저항(128), 제2 저항(129), 제7 트랜지스터(127)는 상기 제1 트랜지스터(121) 내지 제4 트랜지스터(124)로 전달되는 신호의 전류량을 조정하여 신호가 균형을 이루도록 하고, 신호의 위상을 안정적으로 유지시키는 매칭회로의 기능을 수행한다.

또한, 상기 제7 트랜지스터(127)는 불필요한 신호가 인접된 소자로 전달되지 않도록 접지단으로 유도하고, 격리시키는 기능을 수행한다.

상기 제5 트랜지스터(125)와 제6 트랜지스터(126)의 에미터 단에 형성된 접 합점 A, B는 각각 신호합성부(145)와 연결된다.

상기 제1 트랜지스터(121)와 제3 트랜지스터(123)의 에미터는 접합점 C에서 연결된 후 제1 ADC(135)로 연결되고, 상기 제2 트랜지스터(122)와 제4 트랜지스터(124)의 에미터는 접합점 D에서 연결된 후 제2 ADC(140)로 연결된다.

그리고, 제2트랜지스터(122)와 제3트랜지스터(123)의 베이스는 접합점 E에서 연결되고, 접합점 E는 접합점 F를 통하여 변조부(170) 및 제4 신호분리부(165)와 연결된다.

이어서, 수신신호의 처리 과정에 대하여 계속 설명한다.

셋째, 상기 제1 위상동기회로(155)는 제1 신호와 동일한 주파수 대역이고 역위상인 발진신호(이하, "제1 발진신호"라 함)를 생성하고, 제2 위상동기회로(160)는 제2 신호와 동일한 주파수 대역이고 역위상인 발진신호(이하, "제2 발진신호"라 함)를 생성한다.

상기 제어부(175)는 제1 위상동기회로(155)와 제4 신호분리부(165)를 제어하여 제1 발진신호의 경로를 변조부(170) 측으로 스위칭시키고, 제1 발진신호는 변조부(170)를 통하여 제1 송신신호로 변조된다.

상기 제4 신호분리부(165)는, 가령 SPDT(Single Pole Double Throw)와 같은 반도체 스위치 소자를 이용하여 구현될 수 있다.

상기 제1 송신신호는 접합점 E를 통하여 제2 트랜지스터(122)와 제3 트랜지스터(123)로 전달되고, 제2 트랜지스터(122)의 컬렉터로 출력된 제1 송신신호는 제1 트랜지스터(121)로 전달된다.

상기 제1 트랜지스터(121)로 전달된 제1 송신신호는 제1 수신신호에 혼재된 송신신호와 상쇄되고, 제1 수신신호만이 남게 된다.

한편, 상기 제3 트랜지스터(123)의 컬렉터로 출력된 제1 송신신호는 제4 트랜지스터(124)로 전달되고, 제4 트랜지스터(124)로 전달된 제1 송신신호는 제1 수신신호에 혼재된 송신신호와 상쇄되고, 제1 수신신호만이 남게 된다.

넷째, 상기 제1 트랜지스터(121)의 베이스로 전달된 제1 수신신호는 에미터를 통과하여 접합점 C로 출력되는데, 이때 역위상이 된다.

상기 제어부(175)는 제1 위상동기회로(155)와 제4 신호분리부(165)를 제어하여 제1 발진신호의 경로를 접합점 F측으로 스위칭시키고, 제1 발진신호는 제2 트랜지스터(122)와 제3 트랜지스터(123)의 베이스로 전달된다.

상기 제3 트랜지스터(123)의 베이스로 입력된 제1 발진신호는 에미터를 통과하면서 역위상이 되고 접합점 C로 전달된다.

결국, 접합점 C에서 제1 수신신호와 제1 발진신호가 합류되며, 제1 수신신호의 제1 캐리어 신호와 제1 발진신호는 동일한 대역이며 역위상이므로 상쇄되고 저대역의 태그신호만이 남는다.

이와 같은 과정을 통하여, 제1 수신신호의 제1 송신신호 성분과 제1 캐리어 신호 성분은 제거되고, 태그신호만이 직접 변환(direct conversion) 방식을 통하여 추출될 수 있다.

추출된 태그신호는 제1ADC(135)로 전달되어 디지털 신호로 변환되고, 디지털 수신신호는 제어부(175)로 전달된다.

이와 유사하게, 상기 제4 트랜지스터(124)의 베이스로 전달된 제1 수신신호는 에미터를 통과하면서 접합점 D로 출력되는데, 이때 역위상이 된다.

상기 제2 트랜지스터(122)의 베이스로 입력된 제1 발진신호는 에미터를 통과하면서 역위상이 되고 접합점 D로 전달된다.

결국, 접합점 D에서 제1 수신신호와 제1 발진신호가 합류되며, 제1 수신신호의 제1 캐리어 신호와 제1 발진신호는 동일한 대역이며 역위상이므로 상쇄되고 접합점 C에서와 같이 저대역의 태그신호만이 남는다.

이렇게 접합점 D에서 추출된 태그신호는 제2 ADC(140)로 전달되어 디지털 신호로 변환되고, 디지털 수신신호는 제어부(175)로 전달된다.

상기 제어부(175)는 통신 프로토콜을 구비하여 태그와의 무선 통신을 제어하고, 제1 ADC(135) 및 제2 ADC(140)로부터 전달된 디지털 수신신호를 응용 계층 상에서 디지털 신호로 처리하거나 처리된 디지털 신호를 변조부(170)로 전달한다.

또한, 상기 제어부(175)는 태그신호의 기기식별코드를 분석하기 위하여 데이터 포맷을 변환하고 필요한 정보를 추출하기 위하여 필터링 연산을 처리한다. 상기 제어부(175)는 FPGA(Field Programmable Gate Array)회로나 DSP(Digital Signal Processing)회로를 이용하여 구현가능하다.

따라서, 실시예에 의하면, 복잡한 복조 회로, 믹서 회로를 구비할 필요 없이 태그신호가 직접 추출될 수 있으며, 수신신호가 2개의 경로를 통하여 처리되므로 제어부(175)가 어느 하나의 수신신호를 해석하는데 실패한다고 하여도 다른 수신신호를 해석함으로써 통신이 안정적으로 유지될 수 있다.

다섯째, 상기 제1 신호분리부(115)를 통하여 제3 신호분리부(130)로 전달된 제2 수신신호는 제5트랜지스터(125) 및 제6트랜지스터(126)로 분배된다.

상기 제3 신호분리부(130)는 일종의 분배기로서, 제2 수신신호의 전력을 균등하게 분배하고, 분배된 제2 수신신호를 각각 제5트랜지스터(125) 및 제6트랜지스터(126)로 전달한다.

여섯째, 상기 제어부(175)는 제2 위상동기회로(160)와 제4 신호분리부(165)를 제어하여 제2 발진신호의 경로를 변조부(170) 측으로 스위칭시키고, 제2 발진신호는 변조부(170)를 통하여 제2 송신신호로 변조된다.

상기 제2 송신신호는 접합점 F와 E를 통하여 제2 트랜지스터(122)와 제3 트랜지스터(123)로 전달되고, 제2 트랜지스터(122)의 컬렉터로 출력된 제2 송신신호는 제5 트랜지스터(125)로 전달된다.

상기 제5 트랜지스터(125)로 전달된 제2 송신신호는 제2 수신신호에 혼재된 송신신호와 역위상으로서 상쇄되고, 제2 수신신호만이 남게 된다.

한편, 상기 제3 트랜지스터(123)의 컬렉터로 출력된 제2 송신신호는 제6 트랜지스터(126)로 전달되고, 제6 트랜지스터(126)로 전달된 제2 송신신호는 제2 수신신호에 혼재된 송신신호와 역위상으로서 상쇄되고, 제2 수신신호만이 남게 된다.

일곱째, 송신신호 성분이 제거된 제2 수신신호는 제5 트랜지스터(125)의 에미터와 제6 트랜지스터(126)의 에미터를 각각 통과하면서 역위상이 되고, 역위상이 된 각각의 제2 수신신호는 제1트랜지스터(121)와 제4트랜지스터(124)를 통과하여 접합점 C와 접합점 D로 흐른다.

상기 제어부(175)는 제2 위상동기회로(160)와 제4 신호분리부(165)를 제어하여 제2 발진신호의 경로를 접합점 F측으로 스위칭시키고, 제2 발진신호는 제2 트랜지스터(122)와 제3 트랜지스터(123)의 베이스로 전달된다.

상기 제3 트랜지스터(123)의 베이스로 입력된 제2 발진신호는 에미터를 통과하면서 역위상이 되고 접합점 C로 전달된다.

결국, 접합점 C에서 제2 수신신호와 제2 발진신호가 합류되며, 제2 수신신호의 제2 캐리어 신호와 제2 발진신호는 동일한 대역이며 역위상이므로 상쇄되고 저대역의 태그신호만이 남는다.

이와 같은 과정을 통하여, 제2 수신신호의 제2 송신신호 성분과 제2 캐리어 신호 성분은 제거되고, 태그신호만이 직접 변환(direct conversion) 방식을 통하여 추출될 수 있다.

이와 유사하게, 상기 제2 트랜지스터(122)의 베이스로 입력된 제2 발진신호는 에미터를 통과하면서 접합점 D로 출력되는데, 이때 역위상이 된다.

결국, 접합점 D에서 제2 수신신호와 제2 발진신호가 합류되며, 제2 수신신호의 제2 캐리어 신호와 제2 발진신호는 동일한 대역이며 역위상이므로 상쇄되고 접합점 C에서와 같이 저대역의 태그신호만이 남는다.

이하, 반복되는 설명은 생략하기로 한다.

이어서, 송신신호가 처리되는 경우에 대하여 설명한다.

첫째, 상기 제어부(175)는 제1 위상동기회로(155)(또는 제2 위상동기회로(160))를 동작시키고, 제4 신호분리부(165)를 제어하여 제1 발진신호(또는 제2 발진신호)의 경로를 변조부(170) 측으로 전환시킨다.

또한, 상기 제어부(175)는 디지털 송신신호를 변조부(170)로 전달한다.

둘째, 상기 변조부(170)는 제어부(175)로부터 전달된 디지털 송신신호와 제1 발진신호(또는 제2 발진신호)를 혼합하여 RF 대역의 제1 송신신호(또는 제2 송신신호)로 변조한다.

이때, 상기 변조부(170)는 ISO 18000-6A, ISO 18000-6B, ISO 18000-6C 등과 같은 RFID Protocol에 따른 PIE(Pulse-Interval Encoding) 신호 규격에 따라 변조를 수행할 수 있다.

셋째, 상기 변조부(170)를 통하여 출력된 제1 송신신호(또는 제2 송신신호)는 접합점 F와 E를 경유하여 제2 트랜지스터(122)와 제3 트랜지스터(123)로 전달된다.

상기 제2 트랜지스터(122)의 컬렉터로 출력된 제1 송신신호(또는 제2 송신신호)와, 상기 제3 트랜지스터(123)의 컬렉터로 출력된 제1 송신신호(또는 제2 송신신호)는 증폭된 상태이며, 각각 접합점 A와 B로 흐른다.

넷째, 상기 접합점 A에 다다른 제1 송신신호(또는 제2 송신신호)와 상기 접합점 B에 다다른 제1 송신신호(또는 제2 송신신호)는 신호합성부(145)로 전달되고, 단일 송신신호로 합성된다.

다섯째, 단일 신호로 합성된 송신신호는 송신필터(150)로 전달되고, 송신필터(150)는 변조 과정에 발생된 잡음성분의 신호를 필터링한다. 상기 필터링된 송신신호는 송신 안테나(110)를 통하여 태그로 송신된다.

이와 같은 과정을 통하여, 실시예에 따른 RFID 송수신 장치(100)는 별도의 전력증폭모듈(PAM; Power Amplifier Module)을 구비할 필요 없이, 송신하기에 충분한 전력을 가지는 송신신호를 생성할 수 있다.

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 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.

도 1은 태그 신호가 리더 신호에 의하여 영향을 받는 상태를 예시한 그래프.

도 2는 실시예에 따른 RFID 송수신 장치의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.

Claims

태그신호 및 제1 캐리어 신호가 포함된 제1 수신신호의 위상을 변환하여 출력하는 제1 트랜지스터;

상기 제1 캐리어 신호에 대응되는 제1 발진신호를 생성하는 제1 위상동기회로;

상기 제1 캐리어 신호 및 상기 제1 발진신호를 상쇄시키기 위하여, 상기 제1 발진신호의 위상을 변환하여 상기 제1 트랜지스터의 출력단으로 전달하는 제3 트랜지스터;

상기 제1 트랜지스터 및 상기 제3 트랜지스터의 출력단과 연결되고, 상기 제1 캐리어 신호가 상쇄되어 추출된 상기 태그신호를 디지털 신호로 변환하는 제1 ADC;

상기 디지털 신호를 처리하는 제어부;

상기 태그신호 및 제2 캐리어 신호가 포함된 제2 수신신호를 상기 제1 수신신호와 분리하는 제1 신호분리부;

상기 제1 수신신호의 위상을 변환하여 출력하는 제4 트랜지스터;

상기 분리된 제1 수신신호를 2개의 신호로 분배하여, 하나는 상기 제1 트랜지스터로 전달하고, 다른 하나는 상기 제4 트랜지스터로 전달하는 제2 신호분리부;

상기 제1 캐리어 신호 및 상기 제1 발진신호를 상쇄시키기 위하여, 상기 제1 발진신호의 위상을 변환하여 상기 제4 트랜지스터의 출력단으로 전달하는 제2 트랜지스터;

상기 제2 트랜지스터 및 상기 제4 트랜지스터의 출력단과 연결되고, 상기 제1 캐리어 신호가 상쇄되어 추출된 상기 태그신호를 디지털 신호로 변환하는 제2 ADC를 포함하는 RFID 송수신 장치.
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제1항에 있어서,

상기 제1 수신신호 또는 상기 제2 수신신호를 수신하는 수신 안테나를 포함하고,

상기 제1 캐리어 신호는 UHF 대역의 주파수를 갖고, 상기 제2 캐리어 신호는 ISM 대역의 주파수를 갖으며,

상기 태그신호는 상기 제1 캐리어 신호 및 상기 제2 캐리어 신호보다 낮은 대역의 주파수를 갖고,

상기 제1 발진신호는 상기 제1 캐리어 신호와 역위상이며,

상기 제어부는 상기 제1 ADC로부터 전달된 디지털 신호와 제2 ADC로부터 전달된 디지털 신호를 함께 처리하는 RFID 송수신 장치.
제1항에 있어서,

상기 제2 캐리어 신호에 대응되는 제2 발진신호를 생성하는 제2 위상동기회로; 상기 제1 신호분리부에서 분리된 제2 수신신호를 2개의 신호로 분배하여 각각 다른 경로로 전달하는 제3 신호분리부; 및 제3 신호분리부의 일측 경로로 전달된 제2 수신신호의 위상을 변환하여 출력하는 제5 트랜지스터를 포함하고,

상기 제1 트랜지스터는 상기 제5트랜지스터에서 출력된 제2 수신신호를 통과시키며,

상기 제3 트랜지스터는 상기 제2 캐리어 신호 및 상기 제2 발진신호를 상쇄시키기 위하여, 상기 제2 발진신호의 위상을 변환하여 상기 제1 트랜지스터의 출력단으로 전달하고,

상기 제1 ADC는 상기 제2 캐리어 신호가 상쇄되어 추출된 상기 태그신호를 디지털 신호로 변환하는 RFID 송수신 장치.
제4항에 있어서,

상기 제3 신호분리부의 타측 경로로 전달된 제2 수신신호의 위상을 변환하여 출력하는 제6 트랜지스터를 포함하고,

상기 제4 트랜지스터는 상기 제6트랜지스터에서 출력된 제2 수신신호를 통과시키며,

상기 제2 트랜지스터는 상기 제2 캐리어 신호 및 상기 제2 발진신호를 상쇄시키기 위하여, 상기 제2 발진신호의 위상을 변환하여 상기 제4 트랜지스터의 출력단으로 전달하고,

상기 제2 ADC는 상기 제2 캐리어 신호가 상쇄되어 추출된 상기 태그신호를 디지털 신호로 변환하는 RFID 송수신 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 트랜지스터와 상기 제2 트랜지스터가 연결되고, 상기 제3 트랜지스터와 상기 제4 트랜지스터가 연결되며, 상기 제2 트랜지스터와 상기 제3 트랜지스터가 연결되고, 상기 제1 트랜지스터와 상기 제4 트랜지스터는 상기 제2 신호분리부와 연결되며,

상기 제어부로부터 전달된 송신신호를 변조하고, 상기 제2 트랜지스터와 상기 제3 트랜지스터와 연결되는 변조부;

상기 제1 트랜지스터와 상기 제2 트랜지스터로부터 전달된 송신신호와 상기 제3 트랜지스터와 상기 제4 트랜지스터로부터 전달된 송신신호를 합성하는 신호합성부;

상기 신호합성부로부터 출력된 송신신호의 잡음을 필터링하는 송신 필터를 포함하는 RFID 송수신 장치.
제5항에 있어서,

상기 제5 트랜지스터는 상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터와 연결되고, 상기 제6 트랜지스터는 상기 제3 트랜지스터 및 상기 제4 트랜지스터와 연결되며, 상기 제5 트랜지스터 및 상기 제6 트랜지스터는 상기 제3 신호분리부와 연결되고,

상기 제5 트랜지스터와 연결된 제1저항;

상기 제6 트랜지스터와 연결된 제2저항; 및

상기 제1저항 및 상기 제2저항 사이에 연결되고, 접지단과 연결된 제7 트랜지스터를 포함하는 RFID 송수신 장치.
제4항에 있어서,

상기 제어부로부터 전달된 송신신호를 변조하고, 상기 제2 트랜지스터 및 상기 제3 트랜지스터와 연결되는 변조부; 및

상기 제1 위상동기회로 및 상기 제2 위상동기회로와 연결되고, 상기 제1 발진신호 또는 상기 제2 발진신호를 상기 변조부 또는 상기 제2 트랜지스터와 상기 제3 트랜지스터로 스위칭시키는 제4 신호분리부를 포함하고,

상기 변조부는 상기 제1 발진신호 또는 상기 제2 발진신호를 송신신호와 혼합하여 제1 송신신호 또는 제2 송신신호를 생성하며,

상기 제어부는 상기 제1 위상동기회로 또는 상기 제2 위상동기회로의 발진동작을 제어하고, 상기 제4 신호분리부의 스위칭 동작을 제어하는 RFID 송수신 장치.
제6항에 있어서,

상기 제2 트랜지스터는 상기 변조부로부터 전달된 송신신호를 상기 제1 트랜지스터로 전달하고,

상기 제1 트랜지스터는 상기 제1 수신신호에 혼재된 송신신호 성분과 상기 제2 트랜지스터로부터 전달된 송신신호를 상쇄시키며,

상기 제3 트랜지스터는 상기 변조부로부터 전달된 송신신호를 상기 제4 트랜지스터로 전달하고,

상기 제4 트랜지스터는 상기 제1 수신신호에 혼재된 송신신호 성분과 제3 트랜지스터로부터 전달된 송신신호를 상쇄시키는 RFID 송수신 장치.
제5항에 있어서,

상기 제어부로부터 전달된 송신신호를 변조하고, 상기 제2 트랜지스터및 상기 제3 트랜지스터와 연결되는 변조부를 포함하고,

상기 제2 트랜지스터는 상기 변조부로부터 전달된 송신신호를 상기 제5 트랜지스터로 전달하고,

상기 제5 트랜지스터는 상기 제2 수신신호에 혼재된 송신신호 성분과 상기 제2 트랜지스터로부터 전달된 송신신호를 상쇄시키며,

상기 제3 트랜지스터는 상기 변조부로부터 전달된 송신신호를 상기 제6 트랜지스터로 전달하고,

상기 제6 트랜지스터는 상기 제2 수신신호에 혼재된 송신신호 성분과 상기 제3 트랜지스터로부터 전달된 송신신호를 상쇄시키는 RFID 송수신 장치.