KR102200470B1 - Liquid crystal based radio frequency identification tag - Google Patents

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KR102200470B1
KR102200470B1 KR1020190107691A KR20190107691A KR102200470B1 KR 102200470 B1 KR102200470 B1 KR 102200470B1 KR 1020190107691 A KR1020190107691 A KR 1020190107691A KR 20190107691 A KR20190107691 A KR 20190107691A KR 102200470 B1 KR102200470 B1 KR 102200470B1
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liquid crystal
radio frequency
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antenna
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KR1020190107691A
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오준택
양종렬
안덕주
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영남대학교 산학협력단
인천대학교 산학협력단
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, provided is a liquid crystal-based radio frequency reception device which can transmit unique information without batteries through energy harvesting using back scattering. The liquid crystal-based radio frequency reception device comprises: an antenna receiving a frequency signal; a back scattering modulation unit controlling a bias voltage for a liquid crystal having a variable dielectric constant to generate a back scattering signal including unique information for identifying a reception device; and a wireless power management unit controlling an amount of power transmitted from the frequency signal and the magnitude of the back scattering signal.

Description

액정 기반의 무선주파수 수신장치{LIQUID CRYSTAL BASED RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION TAG}Liquid crystal based radio frequency receiver {LIQUID CRYSTAL BASED RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION TAG}

본 발명은 액정 기반의 무선주파수 수신장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원거리에서도 위치 파악이 가능하고, 고유정보에 대한 식별이 가능하며, 배터리 없이도 동작이 가능한 전자기파 송수신 시스템의 수신장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal-based radio frequency receiver, and more particularly, to a receiver of an electromagnetic wave transmission/reception system capable of identifying a location even from a long distance, identifying unique information, and operating without a battery.

고정된 기지국에서 대상체까지 신호 혹은 전력을 송신함으로써 하나의 응용 서비스를 제공하는 종래의 전자기파 시스템들은 대상체의 위치 파악(또는 구분), 응용 서비스의 제공을 원하는 대상체의 구별(i.e. 대상체의 고유정보 확인), 응용 서비스의 구현을 위한 전력 에너지의 사용 관점에서 각각 기술적인 한계가 존재한다. 이는 종래의 전자기파 시스템들이 모두 전자기파 송신기술에 기반을 두고 있으나, 각 고유 응용 분야의 특성에 따라 기술개발이 이루어지고 있기 때문인 것으로 볼 수 있다.Conventional electromagnetic wave systems that provide a single application service by transmitting a signal or power from a fixed base station to an object identify the location (or distinguish) of the object, and identify the object desired to provide the application service (ie, check the object's unique information). However, there are technical limitations in terms of using power energy for realization of application services. It can be seen that this is because the conventional electromagnetic wave systems are all based on electromagnetic wave transmission technology, but technology development is being made according to the characteristics of each unique application field.

예를 들어, 종래의 전자기파 시스템 중 하나인 레이더 시스템은 거리 및 위치 분해능 이하의 환경에서 복수개의 대상체의 위치를 제대로 구분하지 못하는 기술적인 한계가 존재한다. 레이더는 대상체 고유의 반사 신호에 의한 레이더 단면적(Radar Cross Section: RCS) 측정을 이용하여 물체를 판별하는데, 이는 대상체의 형상에 의한 것으로 고유정보를 확인하는 것이 아니다. 특히, 가장 문제가 되는 것은 유사한 레이더 단면적 특성을 갖는 서로 다른 복수개의 대상체가 거리 및 위치 분해능 내 위치한 이후 다시 분리되는 경우에 발생한다. 이때, 레이더는 대상체들의 이동 경로를 명확하게 파악하기 어려우므로, 대상체 추적이 사실상 무의미하다. 이러한 문제는 다양한 피사체를 대상으로 정보를 획득해야 하는 레이더 센서 기술에서 더 큰 문제가 될 수 있다.For example, a radar system, which is one of the conventional electromagnetic wave systems, has a technical limitation in not properly distinguishing the positions of a plurality of objects in an environment with a distance and a position resolution or less. The radar identifies an object by measuring a radar cross section (RCS) based on an object's own reflection signal, which is based on the shape of the object and does not confirm unique information. In particular, the most problematic occurs when a plurality of different objects having similar radar cross-sectional characteristics are separated again after being located within the distance and position resolution. At this time, since it is difficult for the radar to clearly grasp the moving paths of the objects, tracking the objects is practically meaningless. This problem can become a bigger problem in radar sensor technology that needs to acquire information for various subjects.

또한, 종래의 전자기파 시스템 중 하나인 무선전력 전송 시스템은 대상체인 수신기의 위치 파악을 위해서는 수신기 내의 배터리 전력을 소모해야 하며, 이중대역의 주파수 및 안테나가 필요한 기술적 한계가 존재한다. 원거리에 위치한 수신기에 전력을 전송하기 위해서는 무선전력 전송의 이전에 수신기의 위치를 파악해야 하는데, 기존에는 수신기에서 방사한 등방성 파일럿 신호를 감지하여 위치를 파악하는 레트로-디렉티브(retro-directive) 방식을 이용하였다. 하지만, 이는 파일럿 신호 방사에 상당한 전력를 소모하므로, 무선전력을 공급받는 수신기의 전력 사용 효율을 역설적으로 저하시킬 수 밖다. 또한, 수신기에 파일럿 방사 신호 생성을 위한 배터리 구성 등이 필요하므로, 수신기의 구조 자체가 복잡해질 수 밖에 없는 문제가 있다.In addition, the wireless power transmission system, which is one of the conventional electromagnetic wave systems, has to consume battery power in the receiver to determine the location of the receiver, which is an object, and there is a technical limitation that requires a dual-band frequency and an antenna. In order to transmit power to a remotely located receiver, it is necessary to determine the location of the receiver before wireless power transmission. Conventionally, a retro-directive method is used to detect the location by detecting the isotropic pilot signal radiated from the receiver. Was used. However, since this consumes a considerable amount of power to radiate the pilot signal, it can paradoxically lower the power use efficiency of a receiver receiving wireless power. In addition, since the receiver needs a battery configuration for generating a pilot radiation signal, the structure of the receiver itself is inevitably complicated.

또 다른 종래의 전자기파 시스템 중 하나인 RFID 시스템은 크게 수동형 RFID 시스템과 능동형 RIFD 시스템으로 구분된다. 수동형 RFID 시스템의 경우, 대상체인 태그(tag)의 고유정보를 확인할 수 있으며 태그에 배터리가 없이도 동작 가능하지만, 태그의 위치(i.e. 리더 스테이션(reader station)과 태그 사이의 거리 및 방향각) 파악이 어려운 기술적 한계가 존재한다. 능동형 RFID 시스템의 경우, 태그 내부에 탑재된 배터리를 이용하여 파일럿 신호를 방사하는 방식을 이용하므로, 종래의 무선전력 전송 시스템과 마찬가지로 전력 사용 효율이 저하되어 응용이 제한적이고, 태그의 크기와 가격이 증가할 수 밖에 없는 문제가 있다.Another conventional RFID system, one of the electromagnetic wave systems, is largely divided into a passive RFID system and an active RIFD system. In the case of a passive RFID system, it is possible to check the unique information of a tag, which is an object, and can be operated without a battery in the tag, but it is difficult to grasp the position of the tag (ie, the distance and direction angle between the reader station and the tag). Difficult technical limitations exist. In the case of the active RFID system, since the pilot signal is radiated using the battery mounted inside the tag, the power use efficiency is lowered as in the conventional wireless power transmission system, so the application is limited, and the size and price of the tag are reduced. There is a problem that cannot but increase.

즉, 전술한 레이더 시스템, 무선전력 전송 시스템, RFID 시스템 등과 같은 종래의 전자기파 시스템은 대상체의 구별 및 구별을 위한 에너지 효율의 측면에서 뚜렷하게 구분되는 장단점이 존재한다. 이와 같이 명확히 구별되는 각 시스템들의 장단점은 최근 시장에서 요구되고 있는 여러 응용 분야를 결합시킨 새로운 서비스에 대한 개발 및 제공을 어렵게 만드는 요소이다. 따라서, 각 전자기파 시스템의 단점들을 해소하고 장점들을 통합한 새로운 전자기파 송수신 시스템을 개발하는 것이 반드시 필요한 상황이다.That is, conventional electromagnetic wave systems such as the above-described radar system, wireless power transmission system, RFID system, etc. have distinct advantages and disadvantages in terms of energy efficiency for distinguishing and distinguishing objects. The strengths and weaknesses of these clearly distinguished systems are factors that make it difficult to develop and provide a new service that combines several application fields required in the recent market. Therefore, it is indispensable to solve the disadvantages of each electromagnetic wave system and develop a new electromagnetic wave transmission/reception system incorporating the advantages.

대한민국 공개특허공보 제10-2015-0137885호 (2015.12.09)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2015-0137885 (2015.12.09)

본 발명은 전술한 바와 같은 새로운 전자기파 송수신 시스템 개발의 필요성에 따라 안출된 것으로서, 전기적 바이어스 전압에 따라 유전 특성이 달라지는 액정 물질을 기판 및 전송선에 적용하여 원거리에서 실시간으로 위치를 추적할 수 있을 뿐만 아니라 식별을 위한 고유정보를 확인할 수 있는 수동형 무선주파수 수신장치를 제공함에 목적이 있다.The present invention was conceived in accordance with the necessity of developing a new electromagnetic wave transmission/reception system as described above, and by applying a liquid crystal material whose dielectric characteristics vary according to an electrical bias voltage to a substrate and a transmission line, it is possible to track the location in real time from a distance. An object of the present invention is to provide a passive radio frequency receiver that can check unique information for identification.

또한, 후방산란을 이용한 에너지 하베스팅(energy harvesting)을 통해 배터리가 없이도 고유정보를 송신할 수 있는 수동형 무선주파수 수신장치를 제공함에 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a passive radio frequency receiver capable of transmitting unique information without a battery through energy harvesting using backscattering.

본 발명의 일 실시 예에 따른 액정 기반의 무선주파수 수신장치는, 주파수 신호를 수신하기 위한 안테나, 수신장치를 식별하기 위한 고유정보가 포함된 후방산란 신호를 생성하기 위해 유전율이 가변되는 액정에 대한 바이어스 전압을 제어하는 후방산란 변조부를 포함할 수 있다.A liquid crystal-based radio frequency receiver according to an embodiment of the present invention includes an antenna for receiving a frequency signal, and a liquid crystal having a variable permittivity to generate a backscattered signal including unique information for identifying the receiver. It may include a backscatter modulator for controlling the bias voltage.

본 발명의 일 실시 예에 따른 액정 기반의 무선주파수 수신장치에서는, 후방산란 변조부에 의해 제어되는 바이어스 전압의 크기에 따라 액정의 유전율과 후방산란 신호의 공진주파수가 변화함으로써, 수신장치를 식별하기 위한 고유정보가 달라질 수 있다.In the liquid crystal-based radio frequency receiving apparatus according to an embodiment of the present invention, the dielectric constant of the liquid crystal and the resonant frequency of the backscattered signal are changed according to the magnitude of the bias voltage controlled by the backscattering modulator, thereby identifying the receiving device. The specific information for this may vary.

본 발명의 일 실시 예에 따른 액정 기반의 무선주파수 수신장치에서는, 소정의 바이어스 전압에 대한 액정의 반응속도에 따라 후방산란 신호의 공진주파수가 변화함으로써, 수신장치를 식별하기 위한 고유정보가 달라질 수 있다.In the liquid crystal-based radio frequency receiving apparatus according to an embodiment of the present invention, the resonant frequency of the backscattered signal is changed according to the reaction speed of the liquid crystal to a predetermined bias voltage, so that unique information for identifying the receiving apparatus may vary. have.

본 발명의 일 실시 예에 따른 액정 기반의 무선주파수 수신장치에서는, 안테나의 공진구조에 따라 후방산란 신호의 공진주파수가 변화함으로써, 수신장치를 식별하기 위한 고유정보가 달라질 수 있다.In the liquid crystal-based radio frequency receiver according to an embodiment of the present invention, since the resonant frequency of the backscattered signal changes according to the resonance structure of the antenna, unique information for identifying the receiver may be different.

본 발명의 일 실시 예에 따른 후방산란 변조부는, 안테나의 임피던스 또는 정류기의 부하 임피던스를 시간에 따라 가변시킴으로써, 후방산란 신호를 변조할 수 있다.The backscatter modulator according to an embodiment of the present invention may modulate the backscatter signal by varying the impedance of the antenna or the load impedance of the rectifier over time.

본 발명의 일 실시 예에 따른 액정 기반의 무선주파수 수신장치는, 안테나로 수신되는 신호로부터 전달되는 전력량 및 후방산란 신호의 크기를 제어하는 무선전력 관리부를 더 포함할 수 있다.The liquid crystal-based radio frequency receiver according to an embodiment of the present invention may further include a wireless power management unit that controls an amount of power transmitted from a signal received through an antenna and a magnitude of a backscatter signal.

본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 관리부는, 전력량의 제어를 위해 정류기의 부하 임피던스의 변화를 실시간으로 추적할 수 있다.The wireless power management unit according to an embodiment of the present invention may track a change in a load impedance of a rectifier in real time to control an amount of power.

본 발명의 일 실시 예로서 제공되는 무선주파수 수신장치를 이용하면, 기존 기술 대비 다음과 같은 현저한 효과들을 달성할 수 있다.If the radio frequency receiver provided as an embodiment of the present invention is used, the following remarkable effects can be achieved compared to the existing technology.

(1) 단일 주파수 대역폭 내에서 대상체와의 통신 연결을 구현할 수 있으므로, 주파수 대역폭 사용 효율성을 높일 수 있다. 또한, 단일 주파수 대역폭 내에서의 전송(또는 수신) 효율 향상이 직접 서비스 제공 효율성 향상에 연결되어, 소자 및 회로 기술 향상에 의한 시스템 레벨에서의 개선 효과를 높일 수 있다.(1) Since a communication connection with an object can be implemented within a single frequency bandwidth, it is possible to increase the efficiency of using the frequency bandwidth. In addition, the improvement of transmission (or reception) efficiency within a single frequency bandwidth is directly linked to the improvement of service provision efficiency, and thus the improvement effect at the system level can be increased by improving the device and circuit technology.

(2) 무선전력 전송 서비스와 같이, 본 발명은 인접 주파수 내 높은 전력을 송신하는 주파수 대역을 사용하면서 데이터 송수신을 해야 하는 서비스의 실질적인 운용을 가능하게 한다. 또한, 연구 및 기술적인 측면에서 기존 위치 인식시스템이 갖는 공간적 특성 제약 및 세밀함을 극복하면서, 대상체의 전력 소모가 필요하지 않은 전자기파 위치 및 ID 인식 센서의 기반 기술을 제시할 수 있다.(2) Like the wireless power transmission service, the present invention enables the practical operation of a service that requires data transmission and reception while using a frequency band for transmitting high power within an adjacent frequency. In addition, it is possible to propose a base technology of an electromagnetic wave location and ID recognition sensor that does not require power consumption of an object, while overcoming the limitations and detail of spatial characteristics of the existing location recognition system in terms of research and technology.

(3) 산업 및 경제적 측면에서 다중 객체 위치 인식과 함께 수신기 판별을 통한 무선전력 전송 시스템 효율 향상이 가능하다. 예를 들어, 본 발명은 여러 위치에 있는 개개인의 건강 정보를 실시간으로 획득함과 동시에 무선 충전을 통해 사용시간이 크게 늘어난 개인 맞춤형 웨어러블 헬스케어 제품 및 서비스에서 활용될 수 있다. 또한, 본 발명은 개인 주택 및 아파트와 빌딩 내부 생활환경에서 유동적인 인구에 따른 공간 사용 현황을 모니터링하고, 이와 관련된 조명이나 개폐문, 엘리베이터 사용 등을 제어하여 에너지 및 공간 활용도를 높이고 쉽게 관리할 수 있는 스마트 빌딩 서비스에 활용될 수 있다. 또한, 본 발명은 기존 RFID 시장에서 특정 지역 내 수동형 대상체의 실시간 위치를 확인하는 관리 시스템을 구축하여, 물류 환경에서 위치 확인/추적과 함께 자동화 관리를 저가격 고효율로 가능케 할 수 있다.(3) In terms of industry and economy, it is possible to improve the efficiency of the wireless power transmission system through the recognition of the location of multiple objects and the identification of the receiver. For example, the present invention can be used in personalized wearable healthcare products and services that acquire health information of individuals in various locations in real time and at the same time increase usage time through wireless charging. In addition, the present invention monitors the use of space according to the floating population in the living environment of private houses, apartments, and buildings, and controls the use of lighting, opening doors, elevators, etc. to increase energy and space utilization and manage them easily. It can be used for smart building services. In addition, the present invention can establish a management system that checks the real-time location of a passive object within a specific area in the existing RFID market, thereby enabling automated management along with location confirmation/tracking in a logistics environment with low cost and high efficiency.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자기파 송수신 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정 기반의 무선주파수 수신장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 송신 신호를 이용하여 무선주파수 수신장치의 거리와 고유정보를 동시에 확인하는 전자기파 송수신 시스템의 동작 원리를 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나의 구조를 형상화한 그림이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정 기반의 무선주파수 수신장치의 세부 구성 및 기능을 표현한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정 기반의 무선주파수 수신장치의 회로 구조를 나타낸 그림이다.1 is a conceptual diagram illustrating an electromagnetic wave transmission/reception system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing a liquid crystal based radio frequency receiver according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram showing the operating principle of an electromagnetic wave transmission/reception system for simultaneously checking distance and unique information of a radio frequency receiver using a transmission signal according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a structure of an antenna according to an embodiment of the present invention.
5 is a conceptual diagram illustrating a detailed configuration and function of a liquid crystal-based radio frequency receiver according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram showing a circuit structure of a liquid crystal based radio frequency receiver according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.The terms used in the present specification will be briefly described, and the present invention will be described in detail.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. The terms used in the present invention have been selected from general terms that are currently widely used while considering functions in the present invention, but this may vary depending on the intention or precedent of a technician working in the field, the emergence of new technologies, and the like. In addition, in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning of the terms will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the terms used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall contents of the present invention, not a simple name of the term.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "유닛" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.When a part of the specification is said to "include" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated. In addition, terms such as "... unit" and "unit" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software or a combination of hardware and software. .

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자기파 송수신 시스템을 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating an electromagnetic wave transmission/reception system according to an embodiment of the present invention.

종래의 레이더, RFID 및 무선전력 전송 시스템과 같은 전자기파 송수신 시스템은 각 고유 응용 분야의 특성에 따라 기술개발이 이루어지고 있다. 이로 인해 종래의 전자기파 송수신 시스템 각각은 기술적 한계가 존재한다. 예를 들어, 레이더의 경우, 반사 신호에 의한 레이더 단면적(Radar Cross Section: RCS)을 측정하는 방식을 이용하다보니 거리 및 위치 분해능 이하의 환경에서 복수의 대상체의 위치를 구분하고 이동 경로를 명확하게 파악하는 것이 어려운 문제가 있다.Conventional radar, RFID, and electromagnetic wave transmission and reception systems such as wireless power transmission systems are being developed according to the characteristics of each unique application field. For this reason, each of the conventional electromagnetic wave transmission/reception systems has technical limitations. For example, in the case of radar, since a method of measuring a radar cross section (RCS) by a reflected signal is used, the position of a plurality of objects is distinguished and the movement path is clearly defined in an environment below the distance and position resolution. There is a problem that is difficult to grasp.

수동형 RFID는 배터리를 내장하지 않아 태그의 위치정보를 획득하기가 어렵고, 능동형 RFID 및 무선전력 전송 시스템은 파일럿 신호를 방사해야 하므로 반드시 배터리를 내장해야 하는 문제가 있다. 또한, 파일럿 신호를 방사하기 위해서는 상당한 전력이 소모되므로, 전력 사용 효율이 저하되고, 태그 또는 수신기의 구조가 복잡해지는 문제가 있다.Passive RFID does not have a built-in battery, so it is difficult to obtain location information of a tag, and active RFID and wireless power transmission systems have a problem in that a battery must be built-in because a pilot signal must be emitted. In addition, since considerable power is consumed to emit a pilot signal, there is a problem in that power use efficiency is deteriorated and the structure of a tag or a receiver is complicated.

본 발명의 일 실시 예에 따른 전자기파 송수신 시스템은 전술한 종래의 레이더, RFID 및 무선전력 전송 시스템의 기술적 한계를 극복할 수 있는 통합형 무선통신 시스템을 말한다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자기파 송수신 시스템은 별도의 통신 채널 없이도 원거리의 대상체에서 반사되는 검출 신호로부터 대상체의 위치를 파악하고, 고유정보를 식별할 수 있으며, 고유정보가 식별된 대상체에 대한 빔포밍 기반의 무선전력 전송이 가능할 수 있다.The electromagnetic wave transmission/reception system according to an embodiment of the present invention refers to an integrated wireless communication system capable of overcoming the technical limitations of the conventional radar, RFID, and wireless power transmission systems described above. That is, the electromagnetic wave transmission/reception system according to an embodiment of the present invention can determine the location of an object from a detection signal reflected from a distant object without a separate communication channel, identify unique information, and identify the unique information to the identified object. For beamforming-based wireless power transmission may be possible.

예를 들어, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따라 전자기파를 발생시키는 송신장치(200)는 복수개의 대상체로 전자기파 신호를 송출할 수 있다. 송신장치(200)는 복수개의 대상체 중 후술할 액정 기반의 무선주파수 수신장치(100)와 같은 배터리 없이도 고유정보를 포함하는 후방산란 신호를 발생시키는 대상체로부터 후방산란 신호를 수신할 수 있다. 송신장치(200)는 후방산란 신호로부터 대상체의 위치 및 고유정보(i.e. 아이디)를 동시에 파악하고, 파악된 위치 및 고유정보를 기초로 빔포밍 기반의 무선전력을 해당 대상체로 전송할 수 있다. 이러한 시스템 구현의 이해를 위해서 이하에서는 배터리 없이도 동작 가능한 액정 기반의 무선주파수 수신장치(100)를 보다 구체적으로 살펴보도록 한다.For example, referring to FIG. 1, the transmission apparatus 200 for generating electromagnetic waves according to an embodiment of the present invention may transmit electromagnetic wave signals to a plurality of objects. The transmitter 200 may receive a backscatter signal from an object generating a backscatter signal including unique information without a battery such as a liquid crystal-based radio frequency receiver 100 to be described later among a plurality of objects. The transmission device 200 may simultaneously grasp the location and unique information (i.e. ID) of the object from the backscattering signal, and transmit beamforming-based wireless power to the corresponding object based on the identified location and unique information. In order to understand the implementation of such a system, hereinafter, a liquid crystal-based radio frequency receiver 100 capable of operating without a battery will be described in more detail.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정 기반의 무선주파수 수신장치(100)를 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram showing a liquid crystal-based radio frequency receiver 100 according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정 기반의 무선주파수 수신장치(100)는, 주파수 신호를 수신하기 위한 안테나(10), 수신장치(100)를 식별하기 위한 고유정보가 포함된 후방산란 신호를 생성하기 위해 유전율이 가변되는 액정에 대한 바이어스 전압을 제어하는 후방산란 변조부(20) 및 안테나(10)로 수신되는 신호로부터 전달되는 전력량 및 후방산란 신호의 크기를 제어하는 무선전력 관리부(30)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, a liquid crystal-based radio frequency receiver 100 according to an embodiment of the present invention includes an antenna 10 for receiving a frequency signal, and unique information for identifying the receiving device 100 A backscatter modulator 20 that controls a bias voltage for a liquid crystal whose permittivity is variable in order to generate a backscattered signal, and a radio that controls the amount of power transmitted from the signal received from the antenna 10 and the size of the backscattered signal. It may include a power management unit 30.

본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나(10)는 전자기파 송수신 시스템의 송신장치(200)로부터 전달되는 단일 주파수 대역폭의 신호를 수신할 수 있다. 이때, 단일 주파수 대역폭의 신호는 수신장치(100)의 위치 및 고유정보를 확인하기 위해 송출되는 주파수 신호 또는 위치 및 고유정보가 확인된 수신장치(100)에 대한 전력 전송을 위해 송출되는 빔포밍 기반의 신호를 말한다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수신장치(100)는 송신장치(200)가 위치 및 고유정보를 파악할 수 있도록 후방산란 변조를 수행할 뿐만 아니라 배터리 없이도 송신장치(200)에서 송출한 신호의 무선전력을 전달받아 동작하기 위해 안테나(10)를 구비할 수 있다.The antenna 10 according to an embodiment of the present invention may receive a signal of a single frequency bandwidth transmitted from the transmission device 200 of the electromagnetic wave transmission/reception system. At this time, the signal of a single frequency bandwidth is based on a frequency signal transmitted to check the location and unique information of the receiving device 100 or a beamforming-based transmitted for power transmission to the receiving device 100 for which the location and unique information is confirmed. Say the signal. That is, the receiving device 100 according to an embodiment of the present invention not only performs backscattering modulation so that the transmitting device 200 can identify the location and unique information, but also the signal transmitted from the transmitting device 200 without a battery. An antenna 10 may be provided to operate by receiving wireless power.

본 발명의 일 실시 예에 따른 후방산란 변조부(20)는 수신장치(100)를 식별하기 위한 고유정보를 후방산란 신호에 포함시킬 수 있다. 즉, 후방산란 변조부(20)는 별도의 배터리 또는 발진기 없이 액정의 바이어스 전압을 제어하여 수신장치(100) 별로 고유정보를 생성할 수 있다. 이때, 후방산란 변조부(20)의 고유정보 생성을 위해서 수신장치(100)는 액정으로 구성된 기판 또는 액정을 포함하는 전송선 중 적어도 하나 이상으로 제작될 수 있다.The backscatter modulator 20 according to an embodiment of the present invention may include unique information for identifying the receiving device 100 in the backscatter signal. That is, the backscatter modulator 20 may generate unique information for each receiving device 100 by controlling the bias voltage of the liquid crystal without a separate battery or oscillator. In this case, in order to generate the unique information of the backscatter modulator 20, the receiving device 100 may be manufactured with at least one of a substrate composed of a liquid crystal or a transmission line including a liquid crystal.

예를 들어, 후방산란 변조부(20)는 수신장치(100)의 기판 또는 전송선을 구성하는 액정에 대한 바이어스 전압을 제어할 수 있다. 후방산란 변조부(20)는 이러한 바이어스 전압의 제어를 통해 액정의 유전율을 변화시킴으로써, 수신장치(100)와 비관심 대상체(300)를 구별하기 위한 고유정보를 결정 및 생성할 수 있다. 후방산란 변조부(20)는 전술한 과정을 통해 생성된 고유정보가 후방산란 신호에 포함되어 수신장치(100)의 고유정보가 파악될 수 있도록 후방산란 변조를 수행할 수 있다.For example, the backscatter modulator 20 may control a bias voltage for a liquid crystal constituting a substrate or a transmission line of the reception device 100. The backscatter modulator 20 may determine and generate unique information for distinguishing the receiving device 100 from the non-interested object 300 by changing the dielectric constant of the liquid crystal by controlling the bias voltage. The backscatter modulator 20 may perform backscatter modulation so that the unique information generated through the above-described process is included in the backscatter signal so that the unique information of the receiving device 100 can be recognized.

본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 관리부(30)는 고유정보가 식별된 수신장치(100)로 수신되는 주파수 신호 또는 빔포밍 기반의 신호에 포함된 무선전력을 수신장치(100)의 구성들의 동작을 위한 전원으로서 이용할 수 있다. 예를 들어, 무선전력 관리부(30)는 안테나(10)를 통해 수신되는 신호의 무선전력을 후방산란 변조부(20)로 전달하고, 후방산란 변조부(20)는 전달받은 무선전력을 고유정보의 생성 및 후방산란 변조에 사용할 수 있다. 이때, 무선전력 관리부(30)는 정류기(31) 부하의 임피던스를 제어함으로써 안테나(10)로 수신되는 신호로부터 전달되는 전력량을 제어할 수 있다. 또한, 무선전력 관리부(30)는 전력량을 제어함으로써 후방산란 신호의 크기를 제어할 수 있다.The wireless power management unit 30 according to an embodiment of the present invention receives the frequency signal received by the receiving device 100 for which unique information is identified or the wireless power included in the beamforming-based signal of the components of the receiving device 100. It can be used as a power source for operation. For example, the wireless power management unit 30 transfers the wireless power of the signal received through the antenna 10 to the backscatter modulator 20, and the backscatter modulator 20 transmits the received wireless power to the unique information. It can be used for the generation and backscatter modulation. In this case, the wireless power management unit 30 may control the amount of power transmitted from the signal received by the antenna 10 by controlling the impedance of the load of the rectifier 31. In addition, the wireless power management unit 30 may control the magnitude of the backscatter signal by controlling the amount of power.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 송신 신호를 이용하여 무선주파수 수신장치(100)의 거리와 고유정보를 동시에 확인하는 전자기파 송수신 시스템의 동작 원리를 나타낸 개념도이다.3 is a conceptual diagram showing the operating principle of an electromagnetic wave transmission/reception system that simultaneously checks the distance and unique information of the radio frequency receiver 100 by using a transmission signal according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시 예에 따른 수신장치(100)는 전자기파 송수신 시스템 상에서 식별 대상이 아닌 대상체를 구별하는 고유정보가 파악될 수 있도록 주파수 신호에 대한 후방산란 신호의 공진주파수의 변화를 발생시키는 것을 특징으로 한다. 후방산란 신호의 공진주파수의 변화(i.e. 후방산란 신호의 변조)를 위해서 수신장치(100)에는 액정의 유전율을 변화시키는 방식 또는 안테나(10)의 공진구조를 변화시키는 방식이 이용될 수 있다.The receiving apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is characterized in that a change in the resonant frequency of the backscattered signal with respect to the frequency signal is generated so that unique information that distinguishes an object other than the object to be identified can be identified in the electromagnetic wave transmission/reception system. To do. In order to change the resonant frequency of the backscattered signal (i.e. modulate the backscattered signal), a method of changing the dielectric constant of the liquid crystal or a method of changing the resonant structure of the antenna 10 may be used in the receiver 100.

액정의 유전율을 변화시키는 방식은 바이어스 전압에 따라 가변되는 액정의 유전율 특성을 이용하여 수신장치(100)의 고유정보(i.e. 고유의 아이디)를 후방산란시키는 방식을 말한다. 예를 들어, 액정에 가해지는 바이어스 전압을 수신장치(100) 별로 달리 설정하게 되면, 액정이 포함된 기판 또는 전송선으로 구성되는 안테나(10) 또는 매칭회로의 공진주파수가 수신장치(100) 별로 달라지게 된다. 이에 따라 후방산란 신호의 공진주파수 역시 수신장치(100) 별로 달라지므로, 전자기파 송수신 시스템에서는 후방산란 신호의 공진주파수의 위치를 기초로 수신장치(100)를 구별할 수 있게 된다.The method of changing the dielectric constant of the liquid crystal refers to a method of backscattering the unique information (i.e. unique ID) of the receiving device 100 by using the dielectric constant characteristic of the liquid crystal that is variable according to the bias voltage. For example, if the bias voltage applied to the liquid crystal is set differently for each receiving device 100, the resonant frequency of the antenna 10 or the matching circuit composed of a substrate or transmission line including the liquid crystal is different for each receiving device 100. You lose. Accordingly, since the resonant frequency of the backscattered signal is also different for each receiver 100, in the electromagnetic wave transmission/reception system, the receiver 100 can be distinguished based on the position of the resonant frequency of the backscattered signal.

전술하였듯이 본 발명의 일 실시 예에 따른 후방산란 변조부(20)는 수신장치(100)를 구성하는 액정에 가해지는 바이어스 전압의 크기를 제어할 수 있다. 후방산란 변조부(20)에 의해 달라지는 바이어스 전압의 크기는 액정의 유전율과 후방산란 신호의 공진주파수의 변화에 영향을 미치므로, 후방산란 변조부(20)는 바이어스 전압의 크기를 제어함으로써 액정의 유전율과 그에 따른 후방산란 신호의 공진주파수를 변화시키고, 대상체의 식별을 위한 고유정보를 결정할 수 있다.As described above, the backscatter modulator 20 according to an embodiment of the present invention may control the magnitude of a bias voltage applied to a liquid crystal constituting the reception device 100. Since the magnitude of the bias voltage that is varied by the backscatter modulator 20 affects the change in the dielectric constant of the liquid crystal and the resonant frequency of the backscatter signal, the backscatter modulator 20 controls the magnitude of the bias voltage to It is possible to change the dielectric constant and the resonant frequency of the backscattering signal accordingly, and determine the unique information for identification of the object.

예를 들어, 도 3을 참조하면, 액정의 유전율 특성을 이용한 수신장치인 Rx 1(110)은 송신장치(200)로부터 수신되는 주파수 신호에 대한 후방산란 변조를 수행할 수 있다. 이때, Rx 1(110)의 후방산란 변조부(20)는 기 설정된 바이어스 전압을 액정에 가함으로써 액정의 유전율을 변화시키고, 이를 통해 안테나(10) 또는 매칭회로의 공진주파수를 변화시켜 후방산란 변조를 수행할 수 있다. 이러한 과정을 통해 변조된 후방산란 신호의 공진주파수의 변화는 비관심 대상체(300)와의 구별을 위한 Rx 1(110)의 고유정보를 나타낸다.For example, referring to FIG. 3, the Rx 1 110, which is a receiving device using the dielectric constant characteristic of a liquid crystal, may perform backscatter modulation on a frequency signal received from the transmitting device 200. At this time, the backscatter modulator 20 of the Rx 1 (110) changes the dielectric constant of the liquid crystal by applying a preset bias voltage to the liquid crystal, and through this, the backscatter modulation by changing the resonance frequency of the antenna 10 or the matching circuit. You can do it. A change in the resonant frequency of the backscattered signal modulated through this process represents the unique information of Rx 1 (110) for distinguishing it from the uninterested object 300.

본 발명의 일 실시 예에 따른 후방산란 변조부(20)의 바이어스 전압의 크기를 제어하는 방식 이외에도 수신장치(100)를 구성하는 액정 자체의 종류를 다르게 함으로써 일정한 바이어스 전압에 대한 후방산란 신호의 공진주피수의 변화를 발생시킬 수 있다. 즉, 액정 자체의 종류가 달라지면 동일한 바이어스 전압에 대한 반응속도의 차이가 발생하므로, 소정의 바이어스 전압에 대한 액정의 반응속도 차이를 이용하여 후방산란 신호의 공진주파수를 변화시키고, 대상체의 식별을 위한 고유정보를 생성할 수 있다.In addition to the method of controlling the size of the bias voltage of the backscatter modulator 20 according to an embodiment of the present invention, the resonance of the backscatter signal for a constant bias voltage by different types of liquid crystals constituting the receiving device 100 It can cause a change in the number of main skins. In other words, when the type of liquid crystal itself is different, a difference in reaction speed to the same bias voltage occurs. Therefore, the resonant frequency of the backscatter signal is changed using the difference in reaction speed of the liquid crystal to a predetermined bias voltage. Unique information can be created.

예를 들어, 서로 다른 종류의 액정으로 구성된 2개의 수신장치가 있다고 가정하면, 2개의 수신장치 각각의 후방산란 변조부가 동일한 바이어스 전압을 액정에 가하더라도 액정의 반응속도 차이로 인해 변조되는 후방산란 신호의 공진주파수의 위치는 서로 달라질 수 있다. 다시 말해서, 2개의 수신장치 각각을 구성하는 액정의 반응속도에 따라 2개의 수신장치 각각의 고유정보는 달라지므로, 전자기파 송수신 시스템에서는 2개의 수신장치를 고유정보를 기초로 식별할 수 있게 된다.For example, assuming that there are two receivers composed of different types of liquid crystals, even if the backscatter modulators of the two receivers apply the same bias voltage to the liquid crystal, the backscatter signal is modulated due to the difference in reaction speed of the liquid crystal. The positions of the resonant frequencies of may be different from each other. In other words, since the unique information of each of the two receiving devices is different according to the reaction speed of the liquid crystal constituting each of the two receiving devices, in the electromagnetic wave transmitting and receiving system, the two receiving devices can be identified based on the unique information.

한편, 안테나(10)의 공진구조를 변화시키는 방식은 안테나(10)의 물리적 구조, 크기, 형상 등의 변화를 이용하여 수신장치(100)의 고유정보(i.e. 고유의 아이디)를 후방산란시키는 방식을 말한다. 예를 들어, 안테나(10)의 크기 및 형상을 수신장치(100) 별로 달리 설계하게 되면, 안테나(10)의 공진주파수가 수신장치(100) 별로 달라지게 된다. 이에 따라 후방산란 신호의 공진주파수 역시 수신장치(100) 별로 달라지므로, 전자기파 송수신 시스템에서는 후방산란 신호의 공진주파수의 위치를 기초로 수신장치(100)를 구별할 수 있게 된다.On the other hand, the method of changing the resonance structure of the antenna 10 is a method of backscattering the unique information (ie, unique ID) of the receiving device 100 by using a change in the physical structure, size, shape, etc. of the antenna 10 Say. For example, if the size and shape of the antenna 10 are designed differently for each receiving device 100, the resonant frequency of the antenna 10 is different for each receiving device 100. Accordingly, since the resonant frequency of the backscattered signal is also different for each receiver 100, in the electromagnetic wave transmission/reception system, the receiver 100 can be distinguished based on the position of the resonant frequency of the backscattered signal.

즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 후방산란 변조부(20)에서 바이어스 전압을 별도로 제어하지 않더라도 안테나(10)의 공진구조를 다양하게 변화시킴으로써, 수신장치(100) 별로 고유정보를 달리 설정할 수 있다. 예를 들어, 도 3을 참조하면, Rx 1(110)에 비해 크기가 큰 안테나(10)로 제작된 Rx 2(120)는 Rx 1(110)과 동일한 주파수 신호를 수신하더라도 Rx 1(110)과는 다른 공진 주파수의 위치를 가지는 후방산란 신호를 생성할 수 있다.That is, even if the bias voltage is not separately controlled by the backscatter modulator 20 according to an embodiment of the present invention, by varying the resonance structure of the antenna 10, unique information can be set differently for each receiving device 100. have. For example, referring to FIG. 3, Rx 2 (120) manufactured with an antenna 10 having a larger size than Rx 1 (110) receives the same frequency signal as Rx 1 (110) Rx 1 (110) It is possible to generate a backscattered signal having a location of a resonance frequency different from that of.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 안테나(10)의 구조를 형상화한 그림이다.4 is a diagram illustrating a structure of an antenna 10 according to an embodiment of the present invention.

안테나(10)의 공진구조는 수신장치(100)의 식별을 위한 고유정보에 영향을 미칠 뿐만 아니라 후방산란 변조 특성에도 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 안테나(10)의 크기 및 형상의 물리적인 제한을 고려하여, 도 4와 같이 안테나(10)의 구조 및 모양에 따라 후방산란 신호의 변조 특성이 크게 보일 수 있는 최적의 구조를 설계하는 것이 필요하다. 이때, 전술하였듯이 안테나(10)는 액정이 포함된 기판에 구비될 수 있으며, 안테나(10)와 나머지 구성들을 연결하는 전송선에는 액정이 포함될 수 있다.The resonance structure of the antenna 10 may affect not only the unique information for identification of the receiving device 100 but also the backscatter modulation characteristics. Therefore, in consideration of the physical limitations of the size and shape of the antenna 10, it is necessary to design an optimal structure in which the modulation characteristics of the backscattered signal can be large according to the structure and shape of the antenna 10 as shown in FIG. 4. need. In this case, as described above, the antenna 10 may be provided on a substrate including liquid crystal, and a transmission line connecting the antenna 10 and the remaining components may include liquid crystal.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정 기반의 무선주파수 수신장치(100)의 세부 구성 및 기능을 표현한 개념도이다.5 is a conceptual diagram illustrating a detailed configuration and function of a liquid crystal-based radio frequency receiver 100 according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 후방산란 변조부(20)는, 안테나(10)의 임피던스 또는 정류기(31)의 부하 임피던스를 시간에 따라 가변시킴으로써, 후방산란 신호를 변조할 수 있다. 즉, 후방산란 변조부(20)는 바이어스 전압을 제어함으로써 대상체 식별을 위한 고유정보를 생성할 뿐만 아니라 안테나(10)의 임피던스 또는 정류기(31)의 부하 임피던스를 시간에 따라 제어함으로써 생성된 고유정보를 후방산란 변조된 반사 신호를 통해 송신장치(200)로 전송할 수 있다.5, the backscatter modulator 20 according to an embodiment of the present invention modulates the backscatter signal by varying the impedance of the antenna 10 or the load impedance of the rectifier 31 over time. I can. That is, the backscatter modulator 20 not only generates unique information for object identification by controlling the bias voltage, but also unique information generated by controlling the impedance of the antenna 10 or the load impedance of the rectifier 31 according to time. May be transmitted to the transmitter 200 through the backscattered modulated reflected signal.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선전력 관리부(30)는, 전력량의 제어를 위해 정류기(31)의 부하 임피던스의 변화를 실시간으로 추적할 수 있다. 안테나(10)로부터 수신되는 신호의 전력량은 정류기(31)의 부하에 영향을 받으므로, 최대 전력수집을 위해서는 무선전력 관리부(30) 자체 또는 후방산란 변조부(20)에 의해 가변하는 정류기(31)의 부하 임피던스를 실시간으로 모니터링하는 것이 필요하다. 이러한 모니터링을 위해서 무선전력 관리부(30)는 정류기(31)의 부하 임피던스를 제어할 수 있을 뿐만 아니라 부하 임피던스의 변화를 실시간으로 추적할 수 있다.Referring to FIG. 5, the wireless power management unit 30 according to an embodiment of the present invention may track changes in the load impedance of the rectifier 31 in real time to control the amount of power. Since the amount of power of the signal received from the antenna 10 is affected by the load of the rectifier 31, the rectifier 31 is variable by the wireless power management unit 30 itself or the backscatter modulator 20 for maximum power collection. It is necessary to monitor the load impedance of) in real time. For this monitoring, the wireless power management unit 30 can control the load impedance of the rectifier 31 as well as track changes in the load impedance in real time.

예를 들어, 무선전력 관리부(30)의 전원관리회로(32)는 정류기(31)의 부하를 변조시킬 수 있다. 이때, 전원관리회로(32)는 안테나(10)로부터 수신되는 신호로부터 최대 전력량을 수집을 위해서 정류기(31)의 부하 임피던스값을 실시간으로 추적 및 확인하는 피드백 센싱을 수행할 수 있다. 전원관리회로(32)를 통해 수집된 전력은 IoT 센서 코어와 같은 DC부하(40)로 전달될 수 있으며, DC부하(40)는 전달받은 전력을 이용하여 수신장치(100)의 사용 목적에 맞는 데이터 센싱 작업을 수행할 수 있다.For example, the power management circuit 32 of the wireless power management unit 30 may modulate the load of the rectifier 31. In this case, the power management circuit 32 may perform feedback sensing to track and check the load impedance value of the rectifier 31 in real time in order to collect the maximum amount of power from the signal received from the antenna 10. Power collected through the power management circuit 32 may be transferred to a DC load 40 such as an IoT sensor core, and the DC load 40 uses the received power to meet the purpose of use of the receiving device 100. Data sensing can be performed.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정 기반의 무선주파수 수신장치(100)의 회로 구조를 나타낸 그림이다.6 is a diagram showing a circuit structure of a liquid crystal-based radio frequency receiver 100 according to an embodiment of the present invention.

도 5에서 표현된 수신장치(100)의 회로 구조는 도 6에서와 같이 간략히 나타낼 수 있다. 도 6을 참조하면, 수신장치(100)의 안테나(10) 및 제어유닛(60)과 연결된 입력단(50)은 액정이 포함된 전송선으로 구성될 수 있다. 수신장치(100)의 제어유닛(60)은 안테나(10)로부터 수신된 전력을 수집하기 위한 정류기를 포함할 수 있다. 제어유닛(60)을 통해 수집된 전력을 기초로 입력단(50)의 액정에 전압이 바이어스되면, 액정의 유전율이 변화하고 안테나(10) 또는 회로의 공진주파수가 변화하게 된다. 이러한 과정을 통해 수신장치(100)의 고유정보는 후방산란 신호에 인코딩되어 송신장치(200)로 전송될 수 있다.The circuit structure of the receiving device 100 represented in FIG. 5 can be briefly represented as in FIG. 6. Referring to FIG. 6, the antenna 10 of the reception device 100 and the input terminal 50 connected to the control unit 60 may be formed of a transmission line including liquid crystal. The control unit 60 of the receiving device 100 may include a rectifier for collecting power received from the antenna 10. When a voltage is biased to the liquid crystal of the input terminal 50 based on the power collected through the control unit 60, the dielectric constant of the liquid crystal changes and the resonant frequency of the antenna 10 or the circuit changes. Through this process, the unique information of the receiving device 100 may be encoded in a backscattered signal and transmitted to the transmitting device 200.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes only, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative and non-limiting in all respects. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. .

10: 안테나 20: 후방산란 변조부
30: 무선전력 관리부 31: 정류기
32: 전원관리회로 40: DC부하
50: 입력단 60: 제어유닛
100: 무선주파수 수신장치
200: 송신장치
300: 비관심 대상체10: antenna 20: backscatter modulator
30: wireless power management unit 31: rectifier
32: power management circuit 40: DC load
50: input 60: control unit
100: radio frequency receiver
200: transmitting device
300: uninterested object

Claims (7)

액정 기반의 무선주파수 수신장치에 있어서,
주파수 신호를 수신하기 위한 안테나;
상기 수신장치를 식별하기 위한 고유정보가 포함된 후방산란 신호를 생성하기 위해 유전율이 가변되는 액정에 대한 바이어스 전압을 제어하는 후방산란 변조부를 포함하고,
소정의 바이어스 전압에 대한 액정의 반응속도에 따라 상기 후방산란 신호의 공진주파수가 변화함으로써, 상기 수신장치를 식별하기 위한 고유정보가 달라지는 것을 특징으로 하는 무선주파수 수신장치.
In the liquid crystal-based radio frequency receiver,
An antenna for receiving a frequency signal;
And a backscatter modulator for controlling a bias voltage for a liquid crystal having a variable dielectric constant to generate a backscatter signal including unique information for identifying the receiver,
The radio frequency receiving apparatus, characterized in that by changing the resonant frequency of the backscattered signal according to a reaction speed of the liquid crystal to a predetermined bias voltage, the unique information for identifying the receiving apparatus is changed.
 제 1 항에 있어서,
상기 후방산란 변조부에 의해 제어되는 바이어스 전압의 크기에 따라 상기 액정의 유전율과 상기 후방산란 신호의 공진주파수가 변화함으로써, 상기 수신장치를 식별하기 위한 고유정보가 달라지는 것을 특징으로 하는 무선주파수 수신장치.
The method of claim 1,
Radio frequency receiving apparatus, characterized in that by changing the dielectric constant of the liquid crystal and the resonant frequency of the backscattering signal according to the magnitude of the bias voltage controlled by the backscattering modulator, unique information for identifying the receiver is changed. .
 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 안테나의 공진구조에 따라 상기 후방산란 신호의 공진주파수가 변화함으로써, 상기 수신장치를 식별하기 위한 고유정보가 달라지는 것을 특징으로 하는 무선주파수 수신장치.
The method of claim 1,
The radio frequency receiving apparatus, characterized in that by changing the resonant frequency of the backscattered signal according to the resonant structure of the antenna, unique information for identifying the receiving apparatus is changed.
 제 1 항에 있어서,
상기 후방산란 변조부는,
상기 안테나의 임피던스 또는 정류기의 부하 임피던스를 시간에 따라 가변시킴으로써, 상기 후방산란 신호를 변조하는 것을 특징으로 하는 무선주파수 수신장치.
The method of claim 1,
The backscatter modulator,
And modulating the backscattered signal by varying the impedance of the antenna or the load impedance of the rectifier over time.
 제 1 항에 있어서,
상기 안테나로 수신되는 신호로부터 전달되는 전력량 및 상기 후방산란 신호의 크기를 제어하는 무선전력 관리부를 더 포함하는 무선주파수 수신장치.
The method of claim 1,
Radio frequency receiver further comprising a wireless power management unit for controlling the amount of power transmitted from the signal received by the antenna and the magnitude of the backscattered signal.
 제 6 항에 있어서,
상기 무선전력 관리부는,
상기 전력량의 제어를 위해 정류기의 부하 임피던스의 변화를 실시간으로 추적하는 것을 특징으로 하는 무선주파수 수신 장치.The method of claim 6,
The wireless power management unit,
Radio frequency receiving apparatus, characterized in that tracking the change in the load impedance of the rectifier in real time to control the amount of power.
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