KR102562815B1 - Rf 신호 변환 장치 - Google Patents

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박민식
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 RF 신호 변환 장치는 사용자 단말기의 신호를 RF 카드 리더기에서 처리가능한 신호로 변환하고, 안테나부 주변의 전파를 직류 전기로 변환하여 전원으로 사용할 수 있다.

Description

RF 신호 변환 장치{APPARATUS FOR CONVERTING RF SIGNAL}
본 발명은 RF 신호 변환 장치에 관한 것이다.
스마트 폰을 활용한 모바일 신분증이 신원확인 및 출입관리의 수단으로 점차 확산됨에 따라 현재 RF 카드를 대체할 차세대 인증 수단으로 주목받고 있다. 이미 행안부 주도로 모바일 공무원증의 본격 도입으로 온·오프라인을 아우르는 통합형 디지털 신분증 시대 도래하고 있다.
그러나, 많은 수의 출입관리시스템은 RF 카드 리더기로 모바일 신분증을 활용하기 위해서는 사용자 단말기와 통신이 가능한 장치로 교체가 필요하며 이로 인해 많은 시간과 비용이 소요될 수 있다.
등록특허 10-1132737 (공고일 : 2012년4월6일)
본 발명의 실시예에 따른 RF 신호 변환 장치는 단말기 신호를 RF 신호로 변환하기 위한 것이다.
본 출원의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 사용자 단말기의 확인을 위한 단말기 확인 신호의 송신과 상기 단말기 확인 신호에 따라 사용자 단말기에서 송신된 단말기 신호의 수신이 이루어지고, 상기 단말기 신호의 수신이 완료된 이후에 주변의 전파를 수신하도록 구성된 제1 안테나; 상기 제1 안테나를 통하여 수신된 상기 주변의 전파를 직류 전기로 변환하도록 구성된 컨버팅부; 상기 컨버팅부에서 출력된 직류 전기를 저장하도록 구성된 에너지 저장부; 상기 에너지 저장부에 저장된 직류 전기로 동작하도록 구성되며, 상기 단말기 확인 신호를 출력하고, 상기 제1 안테나를 통하여 수신된 단말기 신호를 RF 카드 리더기에서 처리가능한 제1 RF 신호로 변환하도록 구성된 제어부; 상기 제1 안테나와 연결되고, 상기 단말기 확인 신호를 상기 제1 안테나로 출력한 후 상기 제1 안테나를 통하여 상기 단말기 신호를 상기 제어부로 전송하기 위한 경로와 상기 제어부가 상기 단말기 신호에 대한 수신 완료를 체크한 후에 상기 주변의 전파를 상기 컨버팅부로 전송하기 위한 경로를 형성하도록 구성된 제1 스위치; 상기 제어부의 제어에 따라 상기 제1 RF 신호를 상기 RF 카드 리더기로 송신하기 위한 경로를 형성하도록 구성된 제2 스위치; 상기 제2 스위치와 연결되어 상기 제2 스위치를 통하여 전송된 상기 제1 RF 신호를 상기 RF 카드 리더기로 방출하도록 구성된 제2 안테나를 포함하는 RF 신호 변환 장치가 제공된다.
상기 제어부는 상기 단말기 신호의 수신 완료가 체크된 후에 상기 제2 안테나를 통하여 상기 RF 카드 리더기로부터 수신된 RF 카드 동작을 위한 제2 RF 신호를 상기 컨버팅부로 전송하도록 상기 제2 스위치를 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 사용자 단말기로부터 송신된 상기 단말기 신호를 수신하기에 앞서 상기 단말기 확인 신호를 상기 제1 스위치를 제어하여 상기 제1 안테나를 통하여 전송하고, 상기 제1 스위치의 스위칭 상태를 유지한 상태에서 상기 단말기 확인 신호에 대응하는 상기 단말기 신호를 상기 제1 안테나를 통하여 수신할 수 있다.
상기 제어부는 상기 단말기 확인 신호가 송신되는 제1 구간 및 상기 단말기 신호의 수신을 위한 제2 구간 이후의 제3 구간에서 상기 제1 스위치의 스위칭 상태를 변경시켜 상기 제1 안테나를 통하여 상기 주변의 전파를 상기 컨버팅부로 전송할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따른 RF 신호 변환 장치는 상기 제1 안테나, 상기 제2 안테나, 상기 컨버팅부, 상기 에너지 저장부, 상기 제어부, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치가 구비되는 하우징부를 더 포함하고, 상기 하우징부는, RF 카드가 인접 또는 접촉가능한 상기 RF 카드 리더기의 표면에 부착되도록 구성될 수 있다.
상기 RF 카드의 RF 카드 신호를 상기 RF 카드 리더기로 전달하도록 구성된 중계 안테나를 더 포함하며, 상기 중계 안테나는 상기 하우징부에 구비될 수 있다.
본 발명의 일측면에 따른 RF 신호 변환 장치는 외부의 광을 전기 에너지로 변환하는 광전지를 더 포함하고, 상기 광전지는 상기 변환된 전기 에너지를 상기 컨버팅부로 전달하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 RF 신호 변환 장치는 노이즈 신호나 RF 카드 리더기에서 전송되는 제2 RF 신호의 에너지를 직류 전기로 변환하여 저장함으로써 단말기 신호를 제1 RF 신호로 변환하는데 필요한 전력을 별도의 배터리 없이 수행할 수 있다.
본 출원의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 RF 신호 변환 장치를 나타낸다.
도 4는 단말기 확인 신호 및 단말기 신호의 송수신을 위한 제1 스위치 및 제2 스위치의 스위칭 상태를 나타낸다.
도 5는 주변 전파의 에너지를 수집하기 위한 제3 구간을 나타낸다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 RF 신호 변환 장치(이하, 변환 장치)를 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 RF 신호 변환 장치는 안테나부(100), 컨버팅(converting)부(300), 에너지 저장부(500), 제어부(700), 및 스위칭부(900)를 포함한다.
안테나부(100)는 사용자 단말기(10)에서 송신된 단말기 신호를 수신하고, 단말기 신호의 수신이 완료된 후 안테나부(100) 주변의 전파를 수신하도록 구성된다.
안테나부(100)는 사용자 단말기(10)와의 통신을 위하여 사용될 뿐만 아니라 안테나부(100) 주변의 전파 및 RF 카드 리더기(30)의 신호의 에너지를 수집하기 위하여 사용될 수 있다. 이에 대해서는 이후에 보다 상세히 설명하도록 한다.
컨버팅부(300)는 안테나부(100)를 통하여 수신된 주변의 전파를 직류 전기로 변환하도록 구성된다. 주변의 전파 및 앞서 언급된 RF 카드 리더기(30)의 신호는 교류 전기 성분을 포함하며, 컨버팅부(300)는 교류 전기 성분을 직류 전기로 변환할 수 있는 AC/DC 컨버터를 포함할 수 있다. 이후에서 RF 카드 리더기(30)의 신호는 제2 RF 신호로 표현될 것이다.
에너지 저장부(500)는 컨버팅부(300)에서 출력된 직류 전기를 저장하도록 구성된다. 에너지 저장부(500)는 슈퍼 캐패시터(super capacitor)를 포함할 수 있다. 슈퍼 캐패시터는 수십 mF의 용량을 지닐 수 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 슈퍼 캐패시터를 포함함으로써 최대 충전 시 전원 입력 없이 1분 이상 전원을 에너지 저장부(500)로부터 공급받을 수 있다. 이에 따라 본 발명은 별도의 배터리 없이도 동작가능하며, 별도의 배터리를 포함하지 않으므로 부피, 무게 및 제조원가를 줄일 수 있다.
제어부(700)는 에너지 저장부(500)에 저장된 직류 전기로 동작하도록 구성된다. 즉, 에너지 저장부(500)가 본 발명의 전원 역할을 할 수 있다.
제어부(700)는 안테나부(100)를 통하여 수신된 단말기 신호를 RF 카드 리더기(30)에서 처리가능한 제1 RF 신호로 변환하도록 구성한다. 이를 위하여 제어부(700)는 단말기 신호를 제1 RF 신호로 변환할 수 있다.
단말기 신호는 사용자 단말기(10)(예를 들어, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 웨어러블 장치 등)의 블루투스 모듈(bluetooth module) 과 같은 단거리 통신 모듈에서 출력된 신호일 수 있다.
제어부(700)가 단말기 신호를 수신하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 변환 장치와 사용자 단말기(10)은 블루투스 연결될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 변환 장치와 사용자 단말기(10) 사이의 블루투스 연결에 대해서는 이후에 상세히 설명하도록 한다.
블루투스 연결된 이후 제어부(700)는 단말기 신호의 주파수 대역을 하향 변환하여 기저 대역의 아날로그 신호를 생성하고, 기저 대역의 아날로그 신호를 아날로그-디지털 변환하여 디지털 신호를 생성할 수 있다.
제어부(700)는 디지털 신호에 포함된 데이터를 RF 카드 리더기(30)에서 처리가능한 RFID 카드 데이터로 변환할 수 있다. 이 때 제어부(700)는 ISO/IEC 14443 표준에 따라 RFID 카드 데이터를 생성할 수 있으나 본 발명이 이와 같은 표준에 한정되는 것은 아니다.
제어부(700)는 변환된 RFID 카드 데이터를 디지털-아날로그 변환하여 아날로그 신호 형태의 제1 RF 신호로 변환한다.
단거리 통신 모듈에서 송신된 단말기 신호의 주파수 대역은 수 GHz이고, 제1 RF 신호의 주파수 대역은 수십 MHz 일 수 있다. 또한, 이후에 설명될 제2 RF 신호 및 RF 카드 신호의 주파수 대역 역시 수십 MHz 일 수 있다.
단말기 신호가 가지는 정보는 기존 RF 카드가 RF 카드 리더기(30)로 전송하는 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 단말기 신호는 출입 인증과 관련된 정보 또는 신용카드 거래에 대한 정보를 포함할 수 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
제어부(700)는 에너지 저장부(500)의 전력을 통하여 구동될 수 있다. 제어부(700)는 에너지 저장부(500)의 전력량을 확인하고, 상기 전력량이 기준값보다 낮을 경우 신호의 송수신에 비하여 에너지 수집을 우선적으로 수행하도록 스위칭부(900)를 제어할 수 있다.
제어부(700)는 SoC(System On Chip) 형태로 구현될 수 있으며, SoC는 칩(chip) 안에 MCU 및 Memory 등이 집약된 것이다. 본 발명은 SoC 형태의 제어부(700)에 한정되는 것은 아니다.
스위칭부(900)는 안테나부(100)와 연결되고, 제어부(700)의 제어에 따라 제1 RF 신호를 RF 카드 리더기(30)로 송신하기 위한 경로와 제어부(700)가 단말기 신호의 수신 완료에 대한 체크 후에 주변의 전파를 컨버팅부(300)로 전송하기 위한 경로를 형성하도록 구성된다.
단말기 신호에 포함된 정보는 데이터의 길이에 대한 정보 및 데이터의 전송 완료에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제어부(700)는 아날로그-디지털 변환을 통하여 생성된 디지털 신호에서 데이터의 길이에 대한 정보 및 데이터의 전송 완료에 대한 정보 중 적어도 하나를 확인함으로써 단말기 신호의 수신 완료를 체크할 수 있다.
제어부(700)는 데이터의 길이에 대한 정보와 실제 수신된 데이터의 길이를 비교함으로써 단말기 신호의 수신 완료를 체크할 수 있다. 또한 제어부(700)는 단말기 신호에 포함된 데이터의 전송 완료에 대한 정보를 확인함으로써 단말기 신호의 수신 완료를 체크할 수 있다.
스위칭부(900)는 제어부(700)의 제어에 따라 단말기 신호의 수신 및 제1 RF 신호를 RF 카드 리더기(30)로 송신하기 위한 스위칭 동작을 수행하도록 구성될 수 있다.
또한 스위칭부(900)는 제어부(700)가 단말기 신호의 수신 완료를 체크한 후에 제어부(700)의 제어에 따라 주변의 전파 및 RF 카드 리더기(30)에서 전송된 제2 RF 신호를 컨버팅부(300)로 전송하기 위한 스위칭 동작을 수행하도록 구성된다.
주변의 전파는 안테나부(100)의 제1 안테나(110) 주변의 여러 전기/전자 장치에서 방출된 것일 수 있다. 안테나부(100)를 통하여 수집되는 주변의 전파의 주파수 대역은 제1 안테나(110)가 수집가능한 주파수 대역일 수 있다.
예를 들어, 제1 안테나(110)가 ISM(industrial scientific and medical equipment) 밴드용 안테나일 수 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 안테나(110)가 ISM 밴드용 안테나인 경우, 제1 안테나(110)는 수백 MHz 대역의 전파나 수 GHz 대역의 전파를 수집할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 단말기 신호를 제1 RF 신호로 변환하는데 필요한 전력을 별도의 배터리 없이 수행할 수 있다. 이를 위하여 본 발명은 주변의 전파 및 RF 카드 리더기(30)에서 전송되는 제2 RF 신호의 에너지를 직류 전기로 변환하여 저장할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 변환장치는 복수의 에너지원(예를 들어, 주변의 전파 및 제2 RF 신호)을 이용하므로 보다 안정적으로 단말기 신호를 제1 RF 신호로 변환할 수 있다.
이를 통하여 기존 RF 카드 리더기(30)의 교체없이 RF 카드를 대신하는 모바일 신분증이나 모바일 페이(mobile pay)의 활용 인프라를 구축 및 확산시킬 수 있다.
한편, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 변환 장치는 안테나부(100), 컨버팅부(300), 에너지 저장부(500), 제어부(700) 및 스위칭부(900)가 구비되는 하우징부(800)를 더 포함할 수 있다.
하우징부(800)는, RF 카드가 인접 또는 접촉가능한 RF 카드 리더기(30)의 표면에 부착될 수 있다. 도 3에서 회로부는 안테나부(100), 컨버팅부(300), 에너지 저장부(500), 제어부(700) 및 스위칭부(900)를 포함할 수 있다.
이에 따라 본 발명의 실시예에 따른 변환 장치는 기존에 설치된 많은 RF 카드 리더기(30)에 쉽게 탈부착할 수 있으므로 모바일 신분증이나 모바일 페이의 활용 인프라를 구축하는데 필요한 비용을 줄일 수 있다.
하우징부(800)의 부착은 다양한 방법으로 이루어질 수 있다. 하우징부(800)가 접착제나 접착 테이프에 의하여 RF 카드 리더기(30)에 부착될 수도 있고, 하우징부(800)가 RF 카드 리더기(30)에 탈부착하기 위한 구조물이 RF 카드 리더기(30)나 하우징부(800)에 구비될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 변환 장치는 RF 카드의 RF 카드 신호를 RF 카드 리더기(30)로 전달하도록 구성된 중계 안테나(850)를 더 포함할 수 있다. 상기 중계 안테나(850)는 하우징부(800)에 구비될 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 변환 장치는 RF 카드가 인접 또는 접촉가능한 RF 카드 리더기(30)의 표면에 부착될 수 있다. 이에 따라 본 발명의 실시예에 따른 변환 장치가 RF 카드와 RF 카드 리더기(30) 사이의 RF 통신을 방해할 수 있다.
이를 방지하기 위하여 RF 카드와 RF 카드 리더기(30) 사이의 신호 송수신을 중계할 수 있는 중계 안테나(850)가 하우징부(800)에 구비될 수 있다. 이 때 중계 안테나(850)는 회로부와의 간섭을 피하기 위하여 회로부와 이격되어 하우징부(800)에 구비될 수 있다.
또한 도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 중계 안테나(850)는 RF 카드 리더기(30)의 RF 카드 인접 또는 접촉 영역에 인접하여 구비되고, 다른 하나의 중계 안테나(850)는 상기 하나의 중계 안테나(850)의 맞은 편에 구비될 수 있다. 이에 따라 상기 다른 하나의 중계 안테나(850)에 RF 카드가 인접하거나 접촉할 수 있으며, RF 카드의 RF 신호가 원활하게 다른 하나의 중계 안테나(850)를 통하여 RF 카드 리더기(30)에 도달할 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 안테나부(100)는 제1 안테나(110) 및 제2 안테나(130)를 포함할 수 있다. 또한, 스위칭부(900)는 제1 스위치(910) 및 제2 스위치(930)를 포함할 수 있다.
제1 안테나(110)에서는 사용자 단말기(10)의 확인을 위한 단말기 확인 신호의 송신과 단말기 확인 신호에 따라 사용자 단말기에서 송신된 단말기 신호의 수신이 이루어진다. 또한, 제1 안테나(110)는 단말기 신호의 수신이 완료된 이후에제1 안테나(110) 주변의 전파를 수신한다.
즉, 제1 안테나(110)는 주변의 전파 및 사용자 단말기(10)로부터 송신된 단말기 신호를 수신할 수 있다.
단말기 확인 신호는 단말기 신호의 송신이 가능한 사용자 단말기(10)를 확인하고 본 발명의 변환 장치가 단말기 신호를 수신할 준비가 되었음을 사용자 단말기(10)에 알리기 위한 것일 수 있다.
컨버팅부(300)는 제1 안테나(110)를 통하여 수신된 주변의 전파를 직류 전기로 변환하도록 구성된다.
에너지 저장부(500)는 컨버팅부(300)에서 출력된 직류 전기를 저장하도록 구성된다.
컨버팅부(300) 및 에너지 저장부(500)에 대해서는 앞서 상세히 설명하였으므로 이에 대한 설명은 생략된다.
제어부(700)는 에너지 저장부(500)에 저장된 직류 전기로 동작하도록 구성되며, 단말기 확인 신호를 출력하고, 제1 안테나(110)를 통하여 수신된 단말기 신호를 RF 카드 리더기(30)에서 처리가능한 제1 RF 신호로 변환하도록 구성된다.
제1 스위치(910)는 제1 안테나(110)와 연결되고, 단말기 확인 신호를 제1 안테나(110)로 출력한 후 제1 안테나(110)를 통하여 단말기 신호를 제어부(700)로 전송하기 위한 경로를 제어부(700)의 제어에 따라 형성하도록 구성된다. 또한 제1 스위치(910)는 제어부(700)가 단말기 신호에 대한 수신 완료를 체크한 후에 주변의 전파를 컨버팅부(300)로 전송하기 위한 경로를 제어부(700)의 제어에 따라 형성하도록 구성된다.
즉, 제어부(700)는 제어부(700)가 단말기 신호에 대한 수신 완료를 체크한 후에 제1 스위치(910)를 스위칭하여 주변의 전파가 제1 안테나(110)를 통하여 컨버팅부(300)으로 전송되도록 할 수 있다.
제2 스위치(930)는 제어부(700)의 제어에 따라 제1 RF 신호를 RF 카드 리더기로 송신하기 위한 경로를 형성하도록 구성된다.제2 안테나(130)는 제2 스위치(930)와 연결되어 제2 스위치(930)를 통하여 전송된 제1 RF 신호를 RF 카드 리더기(30)로 방출하도록 구성된다.
한편, 단말기 신호에 대한 수신 완료가 체크된 후에 제어부(700)는 제2 안테나(130)를 통하여 RF 카드 리더기(30)로부터 수신된 RF 카드 동작을 위한 제2 RF 신호를 컨버팅부(300)로 전송하도록 제2 스위치(930)를 제어할 수 있다.
RF 카드는 RF 신호를 출력하기 위한 전원을 구비하지 않을 수 있다. RF 카드는 RF 카드 리더기(30)에서 전송하는 제2 RF 신호를 수신하고, 수신된 제2 RF 신호의 에너지를 이용하여 RF 신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 변환 장치는 RF 카드 리더기(30)에서 전송된 제2 RF 신호를 제2 스위치(930) 및 컨버팅부(300)의 동작을 통하여 직류 전기로 전환하고, 전환된 직류 전기는 에너지 저장부(500)에 저장될 수 있다.
한편, 제어부(700)는 사용자 단말기(10)로부터 송신된 단말기 신호를 수신하기에 앞서 단말기 확인 신호를 제1 스위치(910)를 제어하여 제1 안테나(110)를 통하여 전송할 수 있다.
단말기 확인 신호의 송신 및 단말기 신호의 수신을 위하여 제1 스위치(910)는 도 4에 도시된 바와 같이, 제어부(700)와 제1 안테나(110)가 전기적으로 연결되도록 스위칭될 수 있다. 이에 따라 단말기 신호가 제1 안테나(110)를 통하여 제어부(700)로 수신될 수 있다.
단말기 확인 신호는 설정된 주기에 따라 송신될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 변환 장치와 사용자 단말기(10)은 블루투스 연결을 위한 것으로 BLE(Blue-tooth Low Energy)의 Advertising 주기에 따라 송신될 수 있으나 본 발명의 변환 장치가 Advertising 주기에 한정되는 것은 아니다.
단말기 확인 신호는 본 발명의 실시예에 따른 변환 장치의 주소 정보 및 접속 관련 정보를 포함할 수 있다. 접속 관련 정보는 본 발명의 실시예에 따른 변환 장치의 모드 정보, 서비스 고유 ID 정보, 및 장치 이름 정보를 포함할 수 있다.
단말기 확인 신호를 수신한 사용자 단말기(10)는 상기 주소 정보 및 접속 관련 정보를 이용하여 연결 요청 신호를 본 발명의 실시예에 따른 변환 장치로 송신할 수 있다.
제어부(700)는 제1 안테나(110) 및 제1 스위치(910)을 통하여 연결 요청 신호를 수신한 후 ACK 신호를 사용자 단말기(10)로 송신하여 사용자 단말기(10)와 연결함으로써 통신을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 변화장치와 사용자 단말기(10)가 통신 연결된 후 제어부(700)는 제1 스위치(910)의 스위칭 상태를 유지한 상태에서 사용자 단말기(10)로부터 단말기 신호를 제1 안테나(110)를 통하여 수신할 수 있다.
즉, 제1 스위치(910)는 제1 안테나(110)와 제어부(700)가 전기적으로 연결된 상태를 유지할 수 있다. 사용자 단말기(10)는 단말기 신호를 송신하고, 제어부(700)는 제1 안테나(110) 및 제1 스위치(910)를 통하여 단말기 신호를 수신할 수 있다.
제어부(700)는 수신한 단말기 신호를 제1 RF 신호로 변환하여 제2 스위치(930) 및 제2 안테나(130)를 통하여 RF 카드 리더기(30)로 전송할 수 있다. 이를 위하여 제2 스위치(930)는 제어부(700)의 제어에 따라 제어부(700)와 제2 안테나(130)가 전기적으로 연결되도록 스위칭할 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 구간에서는 단말기 확인 신호의 송신에 따라 본 발명의 변환 장치와 사용자 단말기(10)가 통신 연결될 수 있다.
제2 구간에서는 단말기 신호의 수신, 수신된 단말기 신호의 제1 RF 신호로의 변환 및 변환된 제1 RF 신호의 제2 스위치 및 제2 안테나를 통한 RF 카드 리더로의 전송이 이루어질 수 있다.
또한, 제2 구간에서는 단말기 신호가 제1 RF 신호로 변환되고, 제어부(700)는 제2 스위치(930)을 제어하여 제1 RF 신호가 제2 안테나(130)를 통하여 RF 카드 리더기(30)로 전송되도록 할 수 있다.
제어부(700)는 제2 구간 이후의 제3 구간에서 제1 스위치(910)의 스위칭 상태를 변경시켜 제1 안테나(110)를 통하여 제1 안테나(110) 주변의 전파를 컨버팅부(300)로 전송할 수 있다.
즉, 제어부(700)는 단말기 신호의 수신 완료를 체크한 후 제1 스위치(910)를 제어하여 제1 안테나(110)를 통하여 제1 안테나(110)에서 수집된 주변의 전파를 컨버팅부(300)로 전송할 수 있다. 컨버팅부(300)는 주변의 전파를 직류 전기로 변환하여 에너지 저장부(500)에 저장할 수 있다. 이에 따라 단말기 신호의 수신 및 제1 RF 신호로의 변환이 이루어지지 않을 수 있다.
또한, 제3 구간에서는 제어부(700)가 단말기 신호의 수신 완료를 체크한 후 제2 스위치(930)의 스위칭을 제어하여 제2 안테나(130)를 통하여 제2 RF 신호를 수신할 수 있다.
제2 RF 신호는 컨버팅부(300)로 전송되고, 컨버팅부(300)는 주변의 전파 뿐만 아니라 제2 RF 신호를 직류 전기로 변환하여 에너지 저장부(500)에 저장할 수 있다.
제3 구간에서 이어서 본 발명의 실시예에 따른 변환 장치가 설정된 주기에 따라 단말기 확인 신호를 출력함으로써 제1 구간이 다시 시작될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 변환 장치는 주변의 전파 뿐만 아니라 RF 카드 리더기(30)에서 전송되는 제2 RF 신호를 직류전기로 변환하여 사용함으로써 별도의 배터리 없이 동작할 수 있다.
도 5를 통하여 설명된 바와 같이, 제1 구간에서 단말기 확인 신호에 따라 사용자 단말기(10)과 본 발명의 실시예에 따른 변환 장치가 통신 연결될 수 있다.
이와 다르게 제1 구간에서 사용자 단말기(10)가 연결 요청 신호를 송신하지 않음으로써 단말기 확인 신호에 대해 응답하지 않을 수도 있다. 제어부(700)는 설정 시간 동안 연결 요청 신호를 사용자 단말기(10)로부터 수신받지 못할 경우, 제1 스위치(910) 및 제2 스위치(930)에 대한 스위칭 제어를 수행할 수 있다.
이에 따라 제1 스위치(910) 및 제2 스위치(930)가 스위칭되어 제1 안테나(110) 및 제2 안테나(130)를 통하여 수신된 주변의 전파 및 제2 RF 신호가 컨버팅부(300)로 전송될 수 있다. 컨버팅부(300)는 주변의 전파 및 제2 RF 신호의 교류 전기 성분을 직류 전기로 변환하고, 에너지 저장부(500)는 직류 전기를 저장할 수 있다.
한편, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 외부의 광을 전기 에너지로 변환하는 광전지(870)를 더 포함할 수 있다. 광전지(870)는 변환된 전기 에너지를 컨버팅부(300)로 전달할 수 있다.
컨버팅부(300)는 변환된 전기 에너지를 직류 전기로 변환하여 에너지 저장부(500)에 저장할 수 있다. 이를 위하여 컨버팅부(300)는 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 알고리즘에 따라 동작할 수 있다. 또한, 광전지(870)는 태양광뿐만 아니라 실내광의 에너지를 전기 에너지로 변환할 수도 있다.
이에 따라 본 발명의 변환 장치를 구동시키기 위한 에너지가 안정적으로 에너지 저장부(500)에 저장될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
사용자 단말기(10)
RF 카드 리더기(30)
안테나부(100)
제1 안테나(110)
제2 안테나(130)
컨버팅부(300)
에너지 저장부(500)
제어부(700)
하우징부(800)
중계 안테나(850)
광전지(870)
스위칭부(900)
제1 스위치(910)
제2 스위치(930)

Claims (7)

  1. 사용자 단말기의 확인을 위한 단말기 확인 신호의 송신과 상기 단말기 확인 신호에 따라 사용자 단말기에서 송신된 단말기 신호의 수신이 이루어지도록 구성된 제1 안테나;
    상기 제1 안테나를 통하여 수신되며, 상기 단말기 확인 신호 및 상기 단말기 신호가 아닌 상기 제1 안테나 주변의 전파를 직류 전기로 변환하도록 구성된 컨버팅부;
    상기 컨버팅부에서 출력된 직류 전기를 저장하도록 구성된 에너지 저장부;
    상기 에너지 저장부에 저장된 직류 전기로 동작하도록 구성되며, 상기 단말기 확인 신호를 출력하고, 상기 제1 안테나를 통하여 수신된 단말기 신호를 RF 카드 리더기에서 처리가능한 제1 RF 신호로 변환하도록 구성된 제어부;
    상기 제1 안테나와 연결되고, 상기 단말기 확인 신호를 상기 제1 안테나로 출력한 후 상기 제1 안테나를 통하여 상기 단말기 신호를 상기 제어부로 전송하기 위한 경로와 상기 주변의 전파를 상기 컨버팅부로 전송하기 위한 경로를 형성하도록 구성된 제1 스위치;
    상기 제어부의 제어에 따라 상기 제1 RF 신호를 상기 RF 카드 리더기로 송신하기 위한 경로를 형성하도록 구성된 제2 스위치;
    상기 제2 스위치와 연결되어 상기 제2 스위치를 통하여 전송된 상기 제1 RF 신호를 상기 RF 카드 리더기로 방출하도록 구성된 제2 안테나를 포함하며,
    상기 제어부는
    상기 단말기 신호의 수신 완료가 체크된 후에 상기 제2 안테나를 통하여 상기 RF 카드 리더기로부터 수신된 RF 카드 동작을 위한 제2 RF 신호를 상기 컨버팅부로 전송하도록 상기 제2 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 RF 신호 변환 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 사용자 단말기로부터 송신된 상기 단말기 신호를 수신하기에 앞서 상기 단말기 확인 신호를 상기 제1 스위치를 제어하여 상기 제1 안테나를 통하여 전송하고,
    상기 제1 스위치의 스위칭 상태를 유지한 상태에서 상기 단말기 확인 신호에 대응하는 상기 단말기 신호를 상기 제1 안테나를 통하여 수신하는 것을 특징으로 하는 RF 신호 변환 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 단말기 확인 신호가 송신되는 제1 구간 및 상기 단말기 신호의 수신을 위한 제2 구간 이후의 제3 구간에서 상기 제1 스위치의 스위칭 상태를 변경시켜 상기 제1 안테나를 통하여 상기 주변의 전파를 상기 컨버팅부로 전송하는 것을 특징으로 하는 RF 신호 변환 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나, 상기 제2 안테나, 상기 컨버팅부, 상기 에너지 저장부, 상기 제어부, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치가 구비되는 하우징부를 더 포함하고,
    상기 하우징부는, RF 카드가 인접 또는 접촉가능한 상기 RF 카드 리더기의 표면에 부착되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 RF 신호 변환 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 RF 카드의 RF 카드 신호를 상기 RF 카드 리더기로 전달하도록 구성된 중계 안테나를 더 포함하며,
    상기 중계 안테나는 상기 하우징부에 구비되는 것을 특징으로 하는 RF 신호 변환 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    외부의 광을 전기 에너지로 변환하는 광전지를 더 포함하고,
    상기 광전지는 상기 변환된 전기 에너지를 상기 컨버팅부로 전달하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 RF 신호 변환 장치.
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KR20210090050A (ko) * 2020-01-09 2021-07-19 삼성전자주식회사 Rf 신호를 이용하여 무선 전력을 수신하는 전자 장치 및 그 제어 방법

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