KR101563428B1 - 근거리 자기장 시스템 - Google Patents

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최지웅
장재은
김한준
박진호
오경섭
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재단법인대구경북과학기술원
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Abstract

일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템은 송신단에 위치된 송신 안테나부 및 수신단에 상기 송신 안테나부와 마주보도록 위치된 수신 안테나부를 포함하고, 상기 송신 안테나부 또는 상기 수신 안테나부 주위에 형성된 자기장이 상쇄될 수 있다.

Description

근거리 자기장 시스템{NEAR-FIELD SYSTEM}
본 발명은 근거리 자기장 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이종의 안테나를 배치하여 송신 또는 수신 안테나부 주위에 형성된 자기장을 상쇄시킬 수 있는 근거리 자기장 시스템에 관한 것이다.
근거리 자기장 시스템은 근접한 기기 간에 자기장 유도를 이용한 근거리 무선 접촉 규격으로서, Ecma 340, ISO/IEC 18092 표준으로, 어느 방향에서나 통신이 가능하다.
예를 들어, 13.56MHz 주파수를 이용해 20cm 내에서 최고 424kbps의 속도로 데이터를 전송하고, 휴대 전화나 와이브로 등 모바일 기기 등에서 주로 지불 기능, 콘텐츠 내려 받기 같은 기능을 수행할 수 있다.
자기장 통신 기술은 자기장 영역을 이용한 무선 통신 시스템으로 금속, 금속, 수중, 지중, 건물 붕괴 장해 등 극한 환경에서도 무선 통신을 가능하게 하는 기술이다.
현재 일반적으로 사용되는 고주파 통신 기술과는 다르게 저주파를 이용하기 때문에 투과성이 높아 흙, 물, 콘크리트 등의 서로 다른 매질을 통과하더라도 전파손실이 적다는 원리를 이용한다.
이와 마찬가지로, 저주파를 사용하는 NFC 및 RFID 보다 통신범위가 훨씬 넓고, 저전력 구현이 쉬워 지중 또는 수중, 유해환경 등의 감시 관리용 센서네트워크 시스템 구축에 적합하다.
예를 들어, 자기장통신을 이용하여 지중시설물 관리를 하게 될 경우, 상수도 누수 피해액을 20% 이상 절감할 수 있다.
또한, 상기 근거리 자기장 시스템은 무선 에너지 전송 또는 무선 충전으로도 지칭되는 전자 기기에서의 무선 전력 전송 방식(wireless power transfer)에 적용될 수 있으며, 무선 전력 전송 방식은 많은 이점을 가지고 있다.
첫째, 편의성 측면에서, 사용자가 이동 전화, 태블릿, 노트북 등과 같은 기기들을 충전하기 위해 다수의 유선 충전기들을 휴대할 필요가 없다. 그 대신, 회의실, 커피숍 테이블, 공항 대기 구역, 집, 등과 같은 구역에 하나의 무선 충전기를 둘 수 있고, 사용자는 유선 연결을 사용할 필요가 없이 단순히 무선 충전기에 가깝게 기기를 놓아 둠으로써 자신의 전자 기기를 충전할 수 있다. WPT 시스템의 표준화는 산지와 모델이 상이한 다수의 기기들을 동일한 무선 충전기로부터 충전하는 것을 가능하게 하여 전세계적 범용 충전 표준(universal charging standard)을 이끌어낼 것이다.
둘째, 실용성 측면에서, 회의실, 커피숍, 공항 대기 구역 등과 같은 구역에서 이용 가능한 물리적 전원 콘센트들의 수는 제한되어 있으므로, 그들에 접속할 수 있는 사용자의 수를 제한한다. 무선 전력 전송 시스템은 그러한 문제점을 극복하여 신속하고도 용이한 충전을 다수의 사용자들에게 동시에 제공한다.
셋째, 투과성 측면에서, 무선 전력은 나무, 플라스틱, 종이, 및 옷감과 같은 다양한 물체들을 통과할 수 있으므로, 임플란트 장치, 수중, 이동 중 충전 등과 같이 물리적 유선 접속이 권고되지 않거나 불가능한 장소들에도 전력 전송을 가능하게 한다.
넷째, 녹색성 측면에서, 무선 전력 전송은 국제 연합 전문 기구인 국제 전기 통신 연합(ITU)에 의해 제안된 유니버설 차징 솔루션(Universal Charging Solution; UCS)에 따르고 있다. 본질적으로, UCS는 향후의 모든 핸드셋들에 동일한 무선 충전기를 사용하여 대기 에너지 소비의 50 퍼센트 감축, 51,000 톤의 잉여 충전기들의 제거, 및 그에 후속하는 매년 온실 가스 방출의 13.6백만 톤 감축을 가져올 것을 권고하고 있다.
이와 같이, 근거리 자기장 시스템뿐만 아니라 무선 전력 전송 방법과 관련하여 다양하게 연구가 되고 있다.
예를 들어, 2012년 2월 24일에 출원된 선행문헌 제2012-0019195에서는 자기 공명 전력전송 장치에 대하여 개시된다.
일 실시예에 따른 목적은 다중 입출력(MIMO) 시스템에 이종의 안테나를 배치함으로써 송신 안테나부와 수신 안테나부 사이에 형성된 자기장을 상쇄시켜, 한 쌍의 송신 안테나 및 수신 안테나 사이의 신호는 다른 쌍의 송신 안테나 및 수신 안테나 사이의 신호와 분리될 수 있는 근거리 자기장 시스템을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 송신 안테나부로부터 송신된 신호가 직렬방향으로 전송되어, 복수 개의 신호가 비간섭적으로 수신 안테나부에서 수신될 수 있는 근거리 자기장 시스템을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 MIMO 구조를 이용하여 동일 주파수에서 전력 전송과 동시에 신뢰성 있는 통신이 가능하며, 전송 속도 또는 데이터의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 근거리 자기장 시스템을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 송수신 신호를 분리하여 기존 전자파 기반의 MIMO에서 필요한 채널 추정이 필요 없으므로 시스템의 복잡도를 낮출 수 있는 근거리 자기장 시스템을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 매질의 유전율에 영향을 받지 않으므로, 수중통신, 지중통신, 인체 삽입형 임플란트 등에 적용이 가능한 근거리 자기장 시스템을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 기존의 전자파 재밍(jamming)이나, 신호의 도청이 불가능하므로 보안이 필요한 근거리 통신 및 군사용 어플리케이션에 적용 가능한 근거리 자기장 시스템을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 무선 전력 전송과 동시에 통신이 가능하여, 무선 전력 전송 이동수단에 적용되어, 도로 정보 등 운행에 필요한 정보를 실시간으로 전송받을 수 있는 근거리 자기장 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템은 송신단에 위치된 송신 안테나부 및 수신단에 상기 송신 안테나부와 마주보도록 위치된 수신 안테나부를 포함하고, 상기 송신 안테나부 또는 상기 수신 안테나부 주위에 형성된 자기장이 상쇄될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 송신 안테나부로부터 송신된 신호는 상기 수신 안테나부에 비간섭적으로 수신될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 송신 안테나부와 상기 수신 안테나부는 복수 개의 송신 안테나와 복수 개의 수신 안테나로 마련될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 복수 개의 송신 안테나 또는 상기 복수 개의 수신 안테나는 서로 자기장 상쇄 효과를 갖는 이종의 안테나로 구성될 수 있으며, 상기 이종의 안테나는 원형 안테나 또는 다중 극자 안테나를 포함할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 다중 극자 안테나는 사중 극자 안테나를 포함하고, 상기 사중 극자 안테나는 두 개의 루프의 직경이 동일한 동형 사중 극자 안테나 및 두 개의 루프의 직경이 다른 이형 사중 극자 안테나를 포함할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 이형 사중 극자 안테나의 두 개의 루프는 상기 동형 사중 극자 안테나의 두 개의 루프와 수직 방향으로 배치될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 복수 개의 송신 안테나 또는 상기 복수 개의 수신 안테나는 상기 동형 사중 극자 안테나와 상기 이형 사중 극자 안테나를 포함하고, 상기 이형 사중 극자 안테나 중 상기 동형 사중 극자 안테나에 근접한 루프의 직경은 상기 동형 사중 극자 안테나에 멀리 위치된 루프의 직경보다 작게 마련될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 다중 극자 안테나는 팔중 극자 안테나를 포함하고, 상기 팔중 극자 안테나는 직경이 동일한 네 개의 루프로 마련될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 원형 안테나 또는 상기 다중 극자 안테나는 코일의 형태로 마련될 수 있으며, 상기 코일의 턴수가 조절될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 복수 개의 송신 안테나 또는 상기 복수 개의 수신 안테나의 중심은 동일 직선 상에 위치되고, 상기 복수 개의 송신 안테나 또는 상기 복수 개의 수신 안테나는 상기 동일 직선에 대하여 대칭되게 형성될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 복수 개의 송신 안테나 또는 상기 복수 개의 수신 안테나는 평행하게 이격 배치될 수 있다.
일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템에 의하면, 다중 입출력(MIMO) 시스템에 이종의 안테나를 배치함으로써, 송신 안테나부와 수신 안테나부 사이에 형성된 자기장을 상쇄시켜, 한 쌍의 송신 안테나 및 수신 안테나 사이의 신호는 다른 쌍의 송신 안테나 및 수신 안테나 사이의 신호와 분리될 수 있다.
일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템에 의하면, 송신 안테나부로부터 송신된 신호가 직렬방향으로 전송되어, 복수 개의 신호가 비간섭적으로 수신 안테나부에서 수신될 수 있다.
일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템에 의하면, MIMO 구조를 이용하여 동일 주파수에서 전력 전송과 동시에 신뢰성 있는 통신이 가능하며, 전송 속도 또는 데이터의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템에 의하면, 송수신 신호를 분리하여 기존 전자파 기반의 MIMO에서 필요한 채널 추정이 필요 없으므로 시스템의 복잡도를 낮출 수 있다.
일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템에 의하면, 매질의 유전율에 영향을 받지 않으므로, 수중통신, 지중통신, 인체 삽입형 임플란트 등에 적용 가능하다.
일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템에 의하면, 기존의 전자파 재밍(jamming)이나, 신호의 도청이 불가능하므로 보안이 필요한 근거리 통신 및 군사용 어플리케이션에 적용 가능하다.
일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템에 의하면, 무선 전력 전송과 동시에 통신이 가능하여, 무선 전력 전송 이동수단에 적용되어, 도로 정보 등 운행에 필요한 정보를 실시간으로 전송받을 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템을 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템에서 사중 극자 안테나가 구비된 모습을 도시한다.
도 3(a) 및 (b)는 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템의 상쇄 구조 중 일방 상쇄를 도시한다.
도 4(a) 내지 (c)는 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템의 상쇄 구조 중 상호 상쇄를 도시한다.
도 5(a) 및 (b)는 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템의 상쇄 구조 중 복합 상쇄를 도시한다.
도 6은 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템의 양방향 상쇄를 도시한다.
도 7은 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템의 단방향 상쇄를 도시한다.
도 8(a) 및 (b)는 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템에서 상쇄가 일어나는 수평 대칭 구조의 안테나 배치를 도시한다.
도 9는 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템에서 상쇄가 일어나는 수직 대칭 구조의 안테나 배치를 도시한다.
도 10은 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템에서 상쇄의 기준 및 상쇄 효과의 범위를 도시한다.
도 11은 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템에서 송신부에서 분리된 신호가 수신되는 모습을 도시한다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템을 도시하고, 도 2는 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템에서 사중 극자 안테나가 구비된 모습을 도시한다.
도 1을 참조하여, 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템(10)은 송신 안테나부(100) 및 수신 안테나부(200)를 포함할 수 있다.
상기 송신 안테나부(100)는 송신단(미도시)에 위치될 수 있다.
또한, 송신 안테나부(100)에는 복수 개의 송신 안테나가 구비될 수 있다.
예를 들어, 복수 개의 송신 안테나는 제1 송신 안테나(110) 및 제1 송신 안테나(110)로부터 이격 배치된 제2 송신 안테나(120)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 송신 안테나(110)와 제2 송신 안테나(120)는 수직방향으로 이격 배치될 수 있다.
이때, 제1 송신 안테나(110)와 제2 송신 안테나(120)는 서로 자기장 상쇄효과를 갖는 이종의 안테나로 마련될 수 있으며, 상기 이종의 안테나는 원형 안테나 또는 다중 극자 안테나를 포함할 수 있다.
이때, 다중 극자 안테나는 사중 극자 안테나 또는 팔중 극자 안테나를 포함할 수 있다.
또한, 사중 극자 안테나는 두 루프의 직경이 동일한 동형 사중 극자 안테나 또는 두 루프의 직경이 서로 다른 이형 사중 극자 안테나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 송신 안테나(110)는 사중 극자 안테나로 마련되고, 제2 송신 안테나(120)는 원형 안테나로 마련될 수 있다.
또는, 제1 송신 안테나(110)가 원형 안테나로 마련되고, 제2 송신 안테나(120)가 사중 극자 안테나로 마련될 수 있음은 당연하다.
상기 수신 안테나부(200)는 수신단(미도시)에 위치될 수 있다.
또한, 수신 안테나부(200)에는 복수 개의 수신 안테나가 구비될 수 있다.
예를 들어, 복수 개의 수신 안테나는 제1 수신 안테나(210) 및 제2 수신 안테나(220)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 수신 안테나(210)는 제1 송신 안테나(110)와 마주보도록 위치될 수 있고, 제2 수신 안테나(220)는 제2 송신 안테나(120)와 마주보도록 위치될 수 있다.
이때, 제1 수신 안테나(210)와 제2 수신 안테나(220)는 서로 다른 형태를 취할 수 있으며, 예를 들어, 제1 수신 안테나(210)는 사중 극자 안테나로 마련되고, 제2 수신 안테나(220)는 원형 안테나로 마련될 수 있다.
또는, 제1 수신 안테나(210)가 원형 안테나로 마련되고, 제2 수신 안테나(220)가 사중 극자 안테나로 마련될 수 있음은 당연하다.
또한, 제1 송신 안테나(110)와 제2 송신 안테나(120) 사이의 거리와 제1 수신 안테나(210)와 제2 수신 안테나(220) 사이의 거리는 동일할 수 있다.
그리고, 제1 송신 안테나(110)와 제1 수신 안테나(210) 사이의 거리와 제2 송신 안테나(120)와 제2 수신 안테나(220) 사이의 거리는 동일할 수 있다.
이와 같이 배치된 송신 안테나부(100)와 수신 안테나부(200)에 의해 다중 입출력(MIMO)이 가능해지며, 동시에 복수 개의 신호가 송신 안테나부(100)로부터 수신 안테나부(200)로 전달될 수 있다.
특히, 송신 안테나부(100) 또는 수신 안테나부(200)가 이종의 안테나로 마련되어, 송신 안테나부(100)에서 송신된 신호는 비간섭적으로 수신 안테나부(200)에 수신될 수 있다.
구체적으로, 제1 송신 안테나(110)와 제1 수신 안테나(210)의 각 내부 원형 안테나에 형성된 자기력선은 크기는 같고 방향은 반대로 형성되어 있다.
이에 의해 제1 송신 안테나(110)와 제2 송신 안테나(120) 사이에 생긴 자기장과 제1 수신 안테나(210)와 제2 수신 안테나(220) 사이에 생긴 자기장은 상쇄되고, 제1 송신 안테나(110)와 제1 수신 안테나(210) 사이의 신호는 제2 송신 안테나(120)와 제2 수신 안테나(220) 사이의 신호와 분리될 수 있다.
그러므로 제1 송신 안테나(110)로부터 송신된 신호는 제1 수신 안테나(210)에서 직렬방향으로 수신되고, 제2 송신 안테나(120)로부터 송신된 신호는 제2 수신 안테나(220)에서 직렬방향으로 수신될 수 있다.
도 2를 참조하여, 송신 안테나부(100)에서 제1 송신 안테나(110)가 사중 극자 안테나로 마련되고, 제2 송신 안테나(120)가 원형 안테나로 마련된 경우 상쇄 효과가 다음과 같이 일어날 수 있다.
사중 극자 안테나는 특히 동형 사중 극자 안테나로 마련될 수 있으며, 동일한 직경을 구비하는 루프 형상으로 된 제1 부분(112) 및 제2 부분(114)을 포함할 수 있다.
이때 제1 부분(112)과 제2 부분(114)에는 크기는 동일하고 방향이 반대인 전류가 흐르게 되고, 이에 의해 제1 부분(112)과 제2 부분(114) 사이에는 크기는 동일하고 방향이 반대인 자기력선이 형성되게 된다.
상기 자기력선은 제1 부분(112)의 좌우측 및 제2 부분(114)의 좌우측에 대칭되게 형성되며, 제1 부분(112)에 형성된 자기력선들과 제2 부분(114)에 형성된 자기력선들은 서로 대칭되게 형성될 수 있다.
이에 의해 동형 사중 극자 안테나 사이에서 발생된 자기장이 상쇄될 수 있다.
또한, 제1 송신 안테나(110)와 제2 송신 안테나(120) 사이에도 자기장이 상쇄될 수 있다.
구체적으로, 동형 사중 극자 안테나의 제1 부분(112)과 원형 안테나 사이에 형성된 자기장과 동형 사중 극자 안테나의 제2 부분(114)과 원형 안테나 사이에 형성된 자기력선은 크기는 동일하고 방향이 반대로 되어, 서로 대칭되게 형성될 수 있다.
이와 같이, 제1 송신 안테나(110)와 제2 송신 안테나(120)가 동형 사중 극자 안테나와 원형 안테나로 마련된 경우, 제1 송신 안테나(110)와 제2 송신 안테나(120) 사이에 형성된 자기장이 상쇄될 수 있다.
도 2에는 제1 송신 안테나(110)와 제2 송신 안테나(120) 사이의 자기장 상쇄 효과에 대하여 도시되었으나, 제1 수신 안테나(210)와 제2 수신 안테나(220) 사이에도 동일한 자기장의 상쇄 효과를 얻을 수 있음은 당연하다.
도 3(a) 및 (b)는 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템의 상쇄 구조 중 일방 상쇄를 도시하고, 도 4(a) 내지 (c)는 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템의 상쇄 구조 중 상호 상쇄를 도시하고, 도 5(a) 및 (b)는 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템의 상쇄 구조 중 복합 상쇄를 도시한다.
일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템의 상쇄 구조가 다양하게 형성될 수 있다.
이하에서는 제1 송신 안테나(110)와 제2 송신 안테나(120) 사이의 자기장 상쇄 구조를 예로 들어 설명한다.
그러나, 이에 국한되지 아니하며, 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템의 상쇄 구조는 제1 수신 안테나(210)와 제2 수신 안테나(220) 사이에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 3(a) 및 (b)을 참조하여, 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템의 상쇄 구조는 일방 상쇄의 형태로 될 수 있다.
도 3(a)를 참조하여, 제1 송신 안테나(110)는 원형 안테나로 마련되고, 제2 송신 안테나(120)는 동형 사중 극자 안테나로 마련될 수 있다.
이때, 제2 송신 안테나(120)에서 제1 부분(122)과 제2 부분(124)은 수직하게 배치되고, 동일한 직경을 구비할 수 있다. 그리고 제1 송신 안테나(110)의 직경은 제1 부분(122)과 제2 부분(124)의 직경보다 크게 마련될 수 있다.
제2 송신 안테나(120)의 제1 부분(122)으로부터 제1 송신 안테나(110) 방향으로 자기력선이 형성되고, 제2 송신 안테나(120)의 제2 부분(124)으로부터 제1 송신 안테나(110) 방향으로 자기력선이 형성될 수 있다.
제2 송신 안테나(120)의 제1 부분(122)과 제2 송신 안테나(120)의 제2 부분(124)으로부터 형성되는 자기력선들은 서로 크기는 같고 방향은 반대가 되므로, 제1 송신 안테나(110)와 제2 송신 안테나(120) 사이에는 자기장이 상쇄될 수 있다.
도 3(b)를 참조하여, 제1 송신 안테나(110)로부터 제2 송신 안테나(120)의 제1 부분(122) 방향으로 자기력선이 형성되고, 제1 송신 안테나(110)로부터 제2 송신 안테나(120)의 제2 부분(124) 방향으로 자기력선이 형성될 수 있다.
제1 송신 안테나(110)로부터 형성되는 자기력선들은 서로 크기와 방향이 같을 수 있다.
그러므로, 제1 송신 안테나(110)와 제2 송신 안테나(120) 사이에 형성되는 자기력선들은 한 방향으로 형성되므로, 상쇄 효과가 불충분할 수 있다.
다만, 제2 송신 안테나(120)의 상쇄 효과로 인해, 제1 송신 안테나(110)에는 영향을 주지 않게 되므로, 각각의 신호는 서로 비간섭적으로 전달될 수 있다.
그리고, 자기장의 상쇄 효과에 의해서, 제1 송신 안테나(110)로부터의 신호와 제2 송신 안테나(120)로부터의 신호는 서로 분리될 수 있다.
또한, 도 4(a) 내지 (c)를 참조하여, 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템의 상쇄 구조는 상호 상쇄의 형태로 될 수 있다.
특히, 도 4(a)를 참조하여, 제1 송신 안테나(110)는 사중 극자 안테나로 마련되고, 제1 수신 안테나(210)는 사중 극자 안테나로 마련될 수 있다.
이때, 제1 송신 안테나(110)에서 제1 부분(112)과 제2 부분(114)은 수직하게 배치되고, 동일한 직경의 루프들을 구비하는 동형 사중 극자 안테나로 마련될 수 있다.
반면, 제2 송신 안테나(120)에서 제1 부분(126)과 제2 부분(128)은 수평하게 배치되고, 서로 다른 직경의 루프들을 구비하는 이형 사중 극자 안테나로 마련될 수 있다.
이때, 제2 송신 안테나(120)에서 제1 부분(126)은 제2 부분(128)보다 제1 송신 안테나(110)에 가까이 위치될 수 있다. 이에 의해 제1 송신 안테나(110)와 제2 송신 안테나(120)의 제1 부분(126) 또는 제2 부분(128) 사이에 거리 차가 생길 수 있다. 상기 거리 차에 의한 효과는 제2 송신 안테나(120)의 제1 부분(126)과 제2 부분(128)의 직경의 크기를 조절함으로써 상쇄시킬 수 있다.
예를 들어, 제1 송신부(110)의 제1 부분(112)과 제2 부분(114)은 동일한 크기로 마련되고, 제2 송신부(120)의 제1 부분(126)은 제1 송신부(110)의 제1 부분(112) 또는 제2 부분(114)보다 작게 마련되고, 제2 송신부(120)의 제2 부분(126)은 제1 송신부(110)의 제1 부분(112) 또는 제2 부분(114) 및 제2 송신부(120)의 제1 부분(124)보다 크게 마련될 수 있다.
그러므로 제1 송신 안테나(110)에 상대적으로 가까이 위치된 제2 송신 안테나(120)의 제1 부분(126)의 직경이 작게 마련되고, 제1 송신 안테나(110)에 상대적으로 멀리 위치된 제2 송신 안테나(120)의 제2 부분(128)의 직경이 크게 마련될 경우, 제1 송신 안테나(110)와 제2 송신 안테나(120) 사이의 자기장 상쇄 효과를 얻을 수 있다.
제2 송신 안테나(120)의 제1 부분(126)으로부터 제1 송신 안테나(110)의 제1 부분(112)으로 자기력선이 형성되고, 제2 송신 안테나(120)의 제1 부분(126)으로부터 제1 송신 안테나(110)의 제2 부분(114)으로 자기력선이 형성될 수 있다.
제2 송신 안테나(120)의 제1 부분(126)으로부터 형성되는 자기력선들은 서로 크기와 방향이 같게 형성될 수 있다.
또한, 제2 송신 안테나(120)의 제2 부분(128)으로부터 제1 송신 안테나(110)의 제1 부분(112)으로 자기력선이 형성되고, 제2 송신 안테나(120)의 제2 부분(128)으로부터 제1 송신 안테나(110)의 제2 부분(114)으로 자기력선이 형성될 수 있다.
제2 송신 안테나(120)의 제2 부분(128)으로부터 형성되는 자기력선들은 서로 크기와 방향이 같게 형성될 수 있다.
제2 송신 안테나(120)의 제1 부분(126)으로부터 형성된 자기력선은 제2 송신 안테나(120)의 제2 부분(128)으로부터 형성된 자기력선과 제1 송신 안테나(110)의 제1 부분(112)과 제2 부분(114)에서 서로 크기와 방향이 같게 형성될 수 있다.
그러므로, 제1 송신 안테나(110)와 제2 송신 안테나(120) 사이의 자기장은 상쇄될 수 있다.
도 4(b)를 참조하여, 제1 송신 안테나(110)의 제1 부분(112)으로부터 제2 송신 안테나(120)의 제1 부분(126) 방향으로 자기력선이 형성되고, 제1 송신 안테나(110)의 제2 부분(114)으로부터 제2 송신 안테나(120)의 제1 부분(126) 방향으로 자기력선이 형성될 수 있다.
제1 송신 안테나(110)의 제1 부분(112)과 제2 부분(114)으로부터 제2 송신 안테나(120)의 제1 부분(126) 방향으로 형성되는 자기력선들은 서로 크기는 같고 방향은 반대로 될 수 있다.
또한, 제1 송신 안테나(110)의 제1 부분(112)으로부터 제2 송신 안테나(120)의 제2 부분(128) 방향으로 자기력선이 형성되고, 제1 송신 안테나(110)의 제2 부분(114)으로부터 제2 송신 안테나(120)의 제2 부분(128) 방향으로 자기력선이 형성될 수 있다.
제1 송신 안테나(110)의 제1 부분(112)과 제2 부분(114)으로부터 제2 송신 안테나(120)의 제2 부분(128) 방향으로 형성되는 자기력선들은 서로 크기는 같고 방향은 반대로 될 수 있다.
그러므로, 제1 송신 안테나(110)와 제2 송신 안테나(120) 사이의 자기장은 상쇄될 수 있다.
따라서, 제1 송신 안테나(110)로부터 송신된 신호와 제2 송신 안테나(120)로부터 송신된 신호는 서로 비간섭적으로 전달될 수 있다.
그리고, 자기장의 상쇄 효과에 의해서, 제1 송신 안테나(110)으로부터의 신호와 제2 송신 안테나(120)로부터의 신호는 분리될 수 있다.
더 나아가, 도 4(c)를 참조하여, 제1 송신 안테나(110)는 동일한 직경 및 동일한 턴(turn)수를 구비하는 코일들(112a, 114a)로 마련되고, 제2 송신 안테나(120)는 동일한 직경 및 다른 턴수를 구비하는 코일들(116a, 118a)로 마련될 수 있다.
이때, 제1 송신 안테나(110)의 제1 부분(112a)과 제2 부분(114a)의 직경은 제2 송신 안테나(120)의 제1 부분(126a)의 직경과 동일하고, 제2 송신 안테나(120)에서 제1 부분(126a)은 제2 부분(128a)보다 제1 송신 안테나(110)에 상대적으로 가까이 위치될 수 있다.
제1 송신 안테나(110)의 제1 부분(112a)과 제2 부분(114a)의 턴수는 제2 송신 안테나(120)의 제1 부분(126a)의 턴수와 동일하고, 제2 송신 안테나(120)의 제2 부분(128a)의 턴수는 제1 부분(126a)보다 턴수가 크게 마련될 수 있으며, 예를 들어, 제1 부분(126a)의 턴수는 3이고, 제2 부분(128a)의 턴수는 6일 수 있다.
이와 같이 제2 송신 안테나(120)에서 제1 부분(126a)과 제2 부분(128a)의 턴수를 달리함으로써, 제1 송신 안테나(110)와 제2 송신 안테나(120) 사이의 자기장 상쇄 효과를 얻을 수 있다.
도 4(c)에는 동형 사중 극자 안테나와 이형 사중 극자 안테나가 코일 형태로 마련된 경우를 예로 들어 설명하였으나, 원형 안테나 또는 다중 극자 안테나 모두 코일의 형태로 마련될 수 있음은 당연하다.
또한, 도 5(a) 및 (b)를 참조하여, 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템의 상쇄 구조는 복합 상쇄의 형태로 될 수 있다.
제1 송신 안테나(110)는 사중 극자 안테나로 마련되고, 제2 송신 안테나(120)는 다중 극자 안테나, 특히 팔중 극자로 마련될 수 있다.
이때, 제1 송신 안테나(110)에서 제1 부분(112)과 제2 부분(114)은 수직하게 배치되고, 동일한 직경을 구비할 수 있다.
그리고 제2 송신 안테나(120)에서 제1 부분(1222), 제2 부분(1224), 제3 부분(1226) 및 제4 부분(1228)은 수직하게 배치되고, 동일한 직경을 구비할 수 있다.
제2 송신 안테나(120)의 제1 부분(1222)으로부터 제1 송신 안테나(110)의 제1 부분(112)으로 자기력선이 형성되고, 제2 송신 안테나(120)의 제2 부분(1224)으로부터 제1 송신 안테나(110)의 제1 부분(2122)으로 자기력선이 형성될 수 있다.
제2 송신 안테나(120)의 제1 부분(1222)과 제2 부분(1224)으로부터 형성되는 자기력선들은 서로 크기는 같고 방향은 반대가 될 수 있다.
또한, 제2 송신 안테나(120)의 제3 부분(1226)으로부터 제1 송신 안테나(110)의 제2 부분(114)으로 자기력선이 형성되고, 제2 송신 안테나(120)의 제4 부분(1228)으로부터 제1 송신 안테나(110)의 제2 부분(114)으로 자기력선이 형성될 수 있다.
제2 송신 안테나(120)의 제3 부분(1226)과 제4 부분(1228)으로부터 형성되는 자기력선들은 서로 크기는 같고 방향은 반대가 될 수 있다.
그러므로, 제1 송신 안테나(110)와 제2 송신 안테나(120) 사이의 자기장은 상쇄될 수 있다.
도 5(b)를 참조하여, 제1 송신 안테나(110)의 제1 부분(112)으로부터 제2 수신 안테나(120)의 제1 부분(1222), 제2 부분(1224), 제3 부분(1226) 및 제4 부분(1228)으로 각각 자기력선이 형성될 수 있고, 제1 송신 안테나(110)의 제2 부분(114)으로부터 제2 송신 안테나(120)의 제1 부분(1222), 제2 부분(1224), 제3 부분(1226) 및 제4 부분(1228)으로 각각 자기력선이 형성될 수 있다.
이때, 제1 송신 안테나(110)의 제1 부분(112)과 제2 부분(114)으로부터 형성되는 자기력선들은 서로 크기는 같고 방향은 반대로 될 수 있다.
다만, 도 5(b)에 도시된 바와 같이 제1 송신 안테나(110)로부터 제2 송신 안테나(120)로 형성된 자기력선의 양 끝은 일정한 거리차가 발생하여, 완벽한 상쇄 효과가 발생하지 않을 수 있다.
이와 같이, 제1 송신 안테나(110)와 제2 송신 안테나(120) 사이에는 자기장이 상쇄되는 부분과 자기장이 상쇄되지 않는 부분이 복합적으로 형성될 수 있다.
이러한 복합 상쇄 구조를 활용하여, 제1 송신 안테나(110)로부터 송신된 신호와 제2 송신 안테나(120)로부터 송신된 신호는 서로 비간섭적으로 전달될 수 있다.
그리고, 자기장의 상쇄 효과에 의해서, 제1 송신 안테나(110)로부터의 신호는 제2 송신 안테나(120)로부터의 신호와 분리될 수 있다.
도 3 내지 5에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템은 자기장의 상쇄 효과를 위하여 다양한 이종의 안테나를 송신 안테나부(100) 및 수신 안테나부(200)에 배치시킬 수 있다.
송신 안테나부(100) 및 수신 안테나부(200)는 원형 안테나, 사중 극자 안테나, 팔중 극자 안테나 또는 이종의 어떠한 안테나 중에서 선택적으로 배치될 수 있으며, 도면에 도시된 안테나의 종류와 배치에 국한되지 않는다.
도 6은 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템의 양방향 상쇄를 도시하고, 도 7은 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템의 단방향 상쇄를 도시한다.
도 6을 참조하여, 송신 안테나부 또는 수신 안테나부가 동형 사중 극자 안테나로 마련된 경우, 자기력선은 동형 사중 극자 안테나의 제1 부분으로부터 수평방향으로 형성되고, 동형 사중 극자 안테나의 제2 부분으로부터 수평방향으로 형성될 수 있다.
이때, 동형 사중 극자 안테나의 제1 부분으로부터의 두 개의 자기력선이 형성되고, 동형 사중 극자 안테나의 제2 부분으로부터 두 개의 자기력선이 형성될 수 있다.
동형 사중 극자 안테나의 제1 부분으로부터의 두 개의 자기력선은 크기는 같고 반대 방향으로 형성되고, 동형 사중 극자 안테나의 제2 부분으로부터의 두 개의 자기력선은 크기는 같고 반대 방향으로 형성될 수 있다.
게다가, 동형 사중 극자 안테나의 좌측에서 제1 부분과 제2 부분으로부터 두 개의 자기력선은 크기는 같고 반대 방향으로 형성되고, 동형 사중 극자 안테나의 우측에서 제1 부분과 제2 부분으로부터 두 개의 자기력선은 크기는 같고 반대 방향으로 형성될 수 있다.
그러므로, 자기력선들은 제1 부분과 제2 부분에서 각각 수평방향뿐만 아니라 수직방향으로 대칭되게 형성되므로, 자기장은 양방향으로 상쇄될 수 있다.
도 7을 참조하여, 송신 안테나부 또는 수신 안테나부는 제1 부분과 제2 부분이 수평하게 배치되고, 서로 다른 직경을 구비하는 이형 사중 극자 안테나로 마련될 수 있다.
이때, 이형 사중 극자 안테나의 제1 부분으로부터의 두 개의 자기력선은 크기는 같고 반대 방향으로 형성되고, 이형 사중 극자 안테나의 제2 부분으로부터의 두 개의 자기력선은 크기는 같고 반대 방향으로 형성될 수 있다.
그리고, 이형 사중 극자 안테나의 좌측에서는 제1 부분과 제2 부분으로부터의 자기력선이 서로 상쇄될 수 있으나, 이형 사중 극자 안테나의 우측에서는 제1 부분과 제2 부분으로부터의 자기력선이 서로 상쇄될 수 없다.
그러므로, 자기력선들은 이형 사중 극자 안테나의 제1 부분과 제2 부분에서 각각 수평방향으로만 대칭되게 형성되고, 이형 사중 극자 안테나의 좌측에서만 상쇄되므로, 자기장은 단방향으로 상쇄될 수 있다.
도 6 내지 7에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템에서 자기장은 단방향 또는 양방향으로 상쇄될 수 있다.
이하에서는 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템에서 상쇄가 일어나기 위한 일반적인 안테나 배치에 대하여 설명된다.
도 8(a) 및 (b)는 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템에서 상쇄가 일어나는 수평 대칭 구조의 안테나 배치를 도시하고, 도 9는 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템에서 상쇄가 일어나는 수직 대칭 구조의 안테나 배치를 도시하고, 도 10은 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템에서 상쇄의 기준 및 상쇄 효과의 범위를 도시한다.
도 8(a) 및 (b)를 참조하여, 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템에서 안테나는 수평 대칭 구조를 구비할 수 있다.
예를 들어, n번째 안테나의 중심은 항상 첫 번째 안테나의 원점을 수평으로 지나는 벡터 C를 지나며, 벡터 C를 기준으로 대칭 구조를 갖는다.
도 8(a)를 참조하여, 첫 번째 안테나가 원형 안테나로 마련되고, 두 번째 안테나가 동형 사중 극자 안테나로 마련되고, 세 번째 안테나가 팔중 극자 안테나로 마련된 경우, 원형 안테나의 중심, 동형 사중 극자 안테나의 중심 및 팔중 극자 안테나의 중심은 동일한 선, 벡터 C상에 위치될 수 있다.
더 나아가, 동형 사중 극자의 제1 부분의 중심은 팔중 극자의 제1 부분과 제2 부분의 중심과 동일한 선상에 위치되고, 동형 사중 극자의 제2 부분의 중심은 팔중 극자의 제3 부분과 제4 부분의 중심과 동일한 선상에 위치될 수 있다.
또한, 원형 안테나의 반경(r)은 동형 사중 극자의 제1 부분의 반경의 두 배이고, 팔중 극자의 제1 부분의 반경의 네 배가 될 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 송신 안테나가 원형 안테나로 마련되고, 제2 송신 안테나가 동형 사중 극자 안테나로 마련되고, 제3 송신 안테나가 팔중 극자 안테나로 마련된 경우, 제1 송신 안테나, 제2 송신 안테나 및 제3 송신 안테나의 중심은 수평 대칭 구조를 구비할 수 있다.
이와 마찬가지로, 제1 수신 안테나가 원형 안테나로 마련되고, 제2 수신 안테나가 동형 사중 극자 안테나로 마련되고, 제3 수신 안테나가 팔중 극자 안테나로 마련된 경우, 제1 수신 안테나, 제2 수신 안테나 및 제3 수신 안테나의 중심은 수평 대칭 구조를 구비할 수 있다.
또한, 도 8(b)를 참조하여, 첫 번째 안테나가 원형 안테나로 마련되고, 두 번째 안테나가 팔중 극자 안테나로 마련되고, 세 번째 안테나가 동형 사중 극자 안테나로 마련되고, 네 번째 안테나가 이형 사중 극자 안테나로 마련된 경우, 원형 안테나의 중심, 팔중 극자 안테나의 중심, 동형 사중 극자 안테나의 중심 및 이형 사중 극자 안테나의 중심은 동일한 선, 벡터 C상에 위치될 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 송신 안테나가 원형 안테나로 마련되고, 제2 송신 안테나가 팔중 극자 안테나로 마련되고, 제3 송신 안테나가 동형 사중 극자 안테나로 마련되고, 제4 송신 안테나가 이형 사중 극자 안테나로 마련된 경우, 제1 송신 안테나, 제2 송신 안테나, 제3 송신 안테나 및 제4 송신 안테나의 중심은 수평 대칭 구조를 구비할 수 있다.
이와 마찬가지로, 제1 수신 안테나가 원형 안테나로 마련되고, 제2 수신 안테나가 팔중 극자 안테나로 마련되고, 제3 수신 안테나가 동형 사중 극자 안테나로 마련되고, 제4 수신 안테나가 이형 사중 극자 안테나로 마련된 경우, 제1 수신 안테나, 제2 수신 안테나, 제3 수신 안테나 및 제4 수신 안테나의 중심은 수평 대칭 구조를 구비할 수 있다.
이와 같이 송신 안테나부 또는 수신 안테나부는 각각 2쌍 이상의 이종 안테나로 마련되어, 송신 안테나부와 수신 안테나부에서 각각 자기장의 상쇄 효과를 얻을 수 있다.
도 9를 참조하여, 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템에서 안테나는 수직 대칭 구조를 구비할 수 있다.
예를 들어, n번째 안테나는 자신의 중심을 지나는 수직 벡터 V를 기준으로 대칭구조를 갖는다.
구체적으로 첫 번째 안테나가 원형 안테나로 마련된 경우, 원형 안테나는 수직 벡터 V를 기준으로 대칭되게 형성되고, 두 번째 안테나가 동형 사중 극자 안테나로 마련된 경우, 동형 사중 극자 안테나는 수직 벡터 V를 기준으로 대칭되게 형성되고, 세 번째 안테나가 팔중 극자 안테나로 마련된 경우, 팔중 극자 안테나는 수직 벡터 V를 기준으로 대칭되게 형성될 수 있다.
이때, 원형 안테나, 동형 사중 극자 안테나 및 팔중 극자 안테나를 지나는 수직 벡터 V는 각각 평행하게 이격되어 배치될 수 있다.
도 10을 참조하여, 안테나는 방향은 반대이고, 크기가 같은 자기력선을 갖는 각각의 루프를 구비할 수 있다.
이때, 각기 다른 방향의 자기력선을 형성하는 루프의 개수는 동일하다.
예를 들어 +Z 방향의 자기력선을 형성하는 루프의 개수가 두 개라면, -Z 방향의 자기력선을 형성하는 루프의 개수는 두 개이다.
이때, Z 방향은 구체적으로 도시되지 않았으나, 점선에 대하여 상하방향으로 형성될 수 있다.
이상적인 경우, 예를 들어, 양방향으로 상쇄되는 경우, 상쇄가 가능한 방향에서는 같은 거리에서의 자기력선의 총합은 항상 0이 될 수 있다.
그러나, 단방향으로 상쇄되는 경우에는 상쇄가 가능한 방향에서 같은 거리에서의 자기력선의 총합은 0이 되나, 상쇄가 불가능한 방향에서 같은 거리에서 자기력선의 총합은 0이 되지 않을 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템에서 송신부에서 분리된 신호가 수신되는 모습을 도시한다.
도 11을 참조하여, 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템에서 두 개의 송신 안테나 및 두 개의 수신 안테나가 구비된 경우, 신호는 직렬방향으로만 존재할 수 있다.
이미 처음부터 두 개의 송신 안테나에서 신호가 분리되어 있으므로, 추가적인 채널의 추정이 필요하지 않다. 이때 채널 추정은 신호가 대각방향으로 존재할 경우, 혼합된 신호를 분리하기 위한 것이다.
또한, 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템에서 다중 입출력 구조(MIMO)를 구비함으로써, 기존과 동일한 전력으로 다른 데이터를 전송할 경우, 데이터 전송 속도가 향상될 수 있고, 전력을 낮춰도 기존과 동일한 데이터 전송 속도를 유지시킬 수 있으며, 같은 데이터를 동시에 전송할 경우 에러율을 낮출 수 있어 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이와 같이 일 실시예에 따른 근거리 자기장 시스템은 다중 입출력(MIMO) 시스템에 이종의 안테나를 배치함으로써, MIMO 구조 송신단 간 또는 수신단 간이 이종 안테나의 상쇄효과로 신호가 분리되어 서로 영향을 주지 않을 수 있고, 송수신 신호를 분리하여 기존 전자파 기반의 MIMO에서 필요한 채널 추정이 필요 없으므로 시스템의 복잡도를 낮출 수 있으며, 매질의 유전율에 영향을 받지 않으므로, 수중통신, 지중통신, 인체 삽입형 임플란트 등에 적용 가능하다. 게다가 기존의 전자파 재밍(jamming)이나, 신호의 도청이 불가능하므로 보안이 필요한 근거리 통신 및 군사용 어플리케이션에 적용 가능하고, 무선 전력 전송과 동시에 통신이 가능하여, 무선 전력 전송 이동수단에 적용되어, 도로 정보 등 운행에 필요한 정보를 실시간으로 전송 받을 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 근거리 자기장 시스템
100: 송신 안테나부
110: 제1 송신 안테나
112: 제1 부분
114: 제2 부분
112a, 114b: 코일
120: 제2 송신 안테나
122: 제1 부분
124: 제2 부분
126: 제1 부분
128: 제2 부분
126a, 128b: 코일
1222: 제1 부분
1224: 제2 부분
1226: 제3 부분
1228: 제4 부분
200: 수신 안테나부
210: 제1 수신 안테나
220: 제2 수신 안테나

Claims (11)

  1. 송신단에 위치된 송신 안테나부; 및
    수신단에 상기 송신 안테나부와 마주보도록 위치된 수신 안테나부;
    를 포함하고,
    상기 송신 안테나부 또는 상기 수신 안테나부 주위에 형성된 자기장이 상쇄될 수 있고,
    상기 송신 안테나부와 상기 수신 안테나부는 복수 개의 송신 안테나와 복수 개의 수신 안테나로 마련될 수 있고,
    상기 복수 개의 송신 안테나 또는 상기 복수 개의 수신 안테나는 서로 자기장 상쇄 효과를 갖는 이종의 안테나로 구성될 수 있으며, 상기 이종의 안테나는 원형 안테나 또는 다중 극자 안테나를 포함하며,
    상기 다중 극자 안테나는 사중 극자 안테나를 포함하고, 상기 사중 극자 안테나는 두 개의 루프의 직경이 동일한 동형 사중 극자 안테나 및 두 개의 루프의 직경이 다른 이형 사중 극자 안테나를 포함하는 근거리 자기장 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 송신 안테나부로부터 송신된 신호는 상기 수신 안테나부에 비간섭적으로 수신되는 근거리 자기장 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이형 사중 극자 안테나의 두 개의 루프는 상기 동형 사중 극자 안테나의 두 개의 루프와 수직 방향으로 배치되는 근거리 자기장 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수 개의 송신 안테나 또는 상기 복수 개의 수신 안테나는 상기 동형 사중 극자 안테나와 상기 이형 사중 극자 안테나를 포함하고, 상기 이형 사중 극자 안테나 중 상기 동형 사중 극자 안테나에 근접한 루프의 직경은 상기 동형 사중 극자 안테나에 멀리 위치된 루프의 직경보다 작게 마련되는 근거리 자기장 시스템.
  8. 송신단에 위치된 송신 안테나부; 및
    수신단에 상기 송신 안테나부와 마주보도록 위치된 수신 안테나부;
    를 포함하고,
    상기 송신 안테나부 또는 상기 수신 안테나부 주위에 형성된 자기장이 상쇄될 수 있고,
    상기 송신 안테나부와 상기 수신 안테나부는 복수 개의 송신 안테나와 복수 개의 수신 안테나로 마련될 수 있고,
    상기 복수 개의 송신 안테나 또는 상기 복수 개의 수신 안테나는 서로 자기장 상쇄 효과를 갖는 이종의 안테나로 구성될 수 있으며, 상기 이종의 안테나는 원형 안테나 또는 다중 극자 안테나를 포함하며,
    상기 다중 극자 안테나는 팔중 극자 안테나를 포함하고, 상기 팔중 극자 안테나는 직경이 동일한 복수 개의 루프로 마련되는 근거리 자기장 시스템.
  9. 송신단에 위치된 송신 안테나부; 및
    수신단에 상기 송신 안테나부와 마주보도록 위치된 수신 안테나부;
    를 포함하고,
    상기 송신 안테나부 또는 상기 수신 안테나부 주위에 형성된 자기장이 상쇄될 수 있고,
    상기 송신 안테나부와 상기 수신 안테나부는 복수 개의 송신 안테나와 복수 개의 수신 안테나로 마련될 수 있고,
    상기 복수 개의 송신 안테나 또는 상기 복수 개의 수신 안테나는 서로 자기장 상쇄 효과를 갖는 이종의 안테나로 구성될 수 있으며, 상기 이종의 안테나는 원형 안테나 또는 다중 극자 안테나를 포함하며,
    상기 원형 안테나 또는 상기 다중 극자 안테나는 코일의 형태로 마련될 수 있으며, 상기 코일의 턴수가 조절될 수 있는 근거리 자기장 시스템.
  10. 송신단에 위치된 송신 안테나부; 및
    수신단에 상기 송신 안테나부와 마주보도록 위치된 수신 안테나부;
    를 포함하고,
    상기 송신 안테나부 또는 상기 수신 안테나부 주위에 형성된 자기장이 상쇄될 수 있고,
    상기 송신 안테나부와 상기 수신 안테나부는 복수 개의 송신 안테나와 복수 개의 수신 안테나로 마련될 수 있고,
    상기 복수 개의 송신 안테나 또는 상기 복수 개의 수신 안테나의 중심은 동일 직선 상에 위치되고, 상기 복수 개의 송신 안테나 또는 상기 복수 개의 수신 안테나는 상기 동일 직선에 대하여 대칭되게 형성될 수 있는 근거리 자기장 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수 개의 송신 안테나 또는 상기 복수 개의 수신 안테나는 평행하게 이격 배치되는 근거리 자기장 시스템.
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