KR102565276B1 - 코일 공유 구조를 가지는 무선 장치 - Google Patents

코일 공유 구조를 가지는 무선 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102565276B1
KR102565276B1 KR1020160152425A KR20160152425A KR102565276B1 KR 102565276 B1 KR102565276 B1 KR 102565276B1 KR 1020160152425 A KR1020160152425 A KR 1020160152425A KR 20160152425 A KR20160152425 A KR 20160152425A KR 102565276 B1 KR102565276 B1 KR 102565276B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
coil
bandwidth
receiving circuit
wireless device
signal
Prior art date
Application number
KR1020160152425A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180055069A (ko
Inventor
이재천
김종팔
홍영준
강준성
서준엽
이원석
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020160152425A priority Critical patent/KR102565276B1/ko
Priority to US15/605,122 priority patent/US10608339B2/en
Priority to EP17184377.4A priority patent/EP3324514B1/en
Priority to CN201710665034.6A priority patent/CN108075239B/zh
Publication of KR20180055069A publication Critical patent/KR20180055069A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102565276B1 publication Critical patent/KR102565276B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14—Inductive couplings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/40—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
    • H02J50/402—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices the two or more transmitting or the two or more receiving devices being integrated in the same unit, e.g. power mats with several coils or antennas with several sub-antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q23/00—Antennas with active circuits or circuit elements integrated within them or attached to them
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/1242—Rigid masts specially adapted for supporting an aerial
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2208—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2291—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles used in bluetooth or WI-FI devices of Wireless Local Area Networks [WLAN]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/314—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors
    • H01Q5/335—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors at the feed, e.g. for impedance matching
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H04B5/24—
    • H04B5/79—
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices

Abstract

이하, 코일을 공유하는 구조의 무선 장치가 제공된다. 일 실시예에 따른 무선 장치는 코일을 공유하면서도, 복수의 대역폭의 신호를 선택적으로 수신하는 복수의 수신 회로를 포함한다.

Description

코일 공유 구조를 가지는 무선 장치{WIRELESS DEVICE WITH SHARED COIL}
이하, 코일 공유 구조를 가지는 무선 장치가 제공된다.
근거리 무선통신이나 블루투스 등의 통신 기술 및 무선 전력 전송 기술이 발달하면서, 전자 장치 예컨대, 이동통신 단말기는 서로 다른 다양한 주파수 대역에서 동작하는 안테나 장치가 요구된다.
복수개의 안테나 모듈을 실장하게 될 경우, 다양한 주파수 대역의 무선 신호 및 무선 전력을 송수신 할 수 있으며, 송수신 시 데이터 전송 속도 및 무선 전력 전송 속도 등을 빠르게 할 수 있으나, 안테나 모듈의 실장 공간의 제약으로 인해 실장되는 안테나 모듈의 수는 제한된다.
일 실시예에 따른 무선 장치는, 복수의 루프들을 포함하는 코일; 상기 복수의 루프들 중 부분 루프(partial loop)를 통해 제1 대역폭의 신호를 수신하는 제1 수신 회로; 및 상기 복수의 루프들을 통해 상기 제1 대역폭의 신호를 차단하는 제2 수신 회로를 포함할 수 있다.
무선 장치는 상기 제1 수신 회로 및 상기 제2 수신 회로는 상기 코일의 적어도 일부를 서로 공유하도록 상기 코일과 연결될 수 있다.
상기 제2 수신 회로는, 상기 제1 대역폭보다 낮은 제2 대역폭의 신호를 수신할 수 있다.
상기 제1 수신 회로는, 상기 제1 대역폭보다 낮은 제2 대역폭의 신호를 차단할 수 있다.
상기 코일의 적어도 일부는 제1 방향의 자속을 수신하도록 배치되고, 상기 코일의 나머지는 상기 제1 방향과 다른 제2 방향의 자속을 수신하도록 배치될 수 있다.
상기 코일의 나머지는, 상기 제1 방향에 대해 직교하는 제2 방향의 자속을 수신하도록 배치될 수 있다.
상기 코일은 제1 방향의 자속을 수신하는 루프 및 제2 방향의 자속을 수신하는 루프를 포함하고, 상기 제2 수신 회로는, 상기 제2 방향의 자속을 수신하는 루프를 이용하여, 상기 코일을 통해 수신되는 외부 신호로부터 상기 제1 대역폭의 신호를 차단할 수 있다.
상기 제1 수신 회로는, 상기 제1 대역폭과 구별되는 제2 대역폭의 신호를 차단함으로써, 상기 제2 대역폭을 통해 무선으로 전송되는 전력의 상기 제1 수신 회로로의 유입을 차단하는 대역 차단 필터(band stop filter)를 포함할 수 있다.
상기 제2 수신 회로는, 상기 제1 대역폭의 신호를 차단함으로써, 상기 제1 대역폭을 통해 무선으로 전송되는 데이터의 상기 제2 수신 회로로의 유입을 차단하는 대역 차단 필터를 포함할 수 있다.
상기 제2 수신 회로는, 상기 제1 대역폭의 신호에 대응하는 전류 흐름(current flow)을 차단(prevent)하고, 상기 제1 대역폭과 구별되는 제2 대역폭의 신호에 대응하는 전류 흐름을 통과(pass)시킬 수 있다.
상기 제1 수신 회로는, 상기 제1 대역폭의 신호에 대응하는 전류 흐름을 통과시키고, 상기 제1 대역폭과 구별되는 제2 대역폭의 신호에 대응하는 전류 흐름을 차단할 수 있다.
상기 제2 수신 회로는, 상기 제1 대역폭의 신호가 수신되는 경우에 응답하여 임계 임피던스(threshold impedance)보다 큰 임피던스로서 동작하고, 상기 제1 대역폭과 구별되는 나머지 대역폭의 신호가 수신되는 경우에 응답하여 상기 임계 임피던스 이하의 임피던스로서 동작하는 회로를 포함할 수 있다.
상기 제2 수신 회로는, 상기 제1 대역폭의 중심 주파수(center frequency)를 공진 주파수(resonant frequency)로 가지는 공진 회로(resonant circuit)를 포함할 수 있다.
상기 제2 수신 회로는, 상기 제1 대역폭의 중심 주파수에 대응하는 파장의 1/4 길이를 가지고 상기 코일의 루프들과 연결되는 도선; 및 상기 도선 및 접지 사이에 연결되는 커패시터(capacitor)를 포함할 수 있다.
상기 코일은, 상기 제1 대역폭의 중심 주파수에 대응하는 파장의 1/4 길이를 가지는 도선을 포함할 수 있다.
상기 코일에서 상기 제2 수신 회로와 연결되는 제1 부분 코일 및 제2 부분 코일은 상기 제1 수신 회로를 기준으로 전기적으로 대칭되도록 배치되고, 상기 코일에서 상기 제1 수신 회로와 연결되는 제3 부분 코일은 전기적 으로 중심에 배치될 수 있다.
상기 제1 수신 회로는, 상기 코일에서 상기 코일의 가상 접지(virtual ground)를 기준으로 전기적으로 대칭되는 부분 루프와 연결되고, 상기 제2 수신 회로는, 상기 코일에서 상기 코일의 가상 접지를 기준으로 전기적으로 대칭되는 두 지점을 연결하는 커패시터를 포함할 수 있다.
상기 제1 수신 회로는, 상기 코일에서 상기 코일의 가상 접지를 기준으로 전기적으로 대칭되는 부분 루프와 연결되고, 상기 제2 수신 회로는, 상기 코일의 적어도 하나의 루프와 병렬적으로 연결되는 제1 커패시터, 및 상기 가상 접지를 기준으로 상기 제1 커패시터와 전기적으로 대칭되도록 상기 코일의 적어도 하나의 루프와 병렬적으로 연결되는 제2 커패시터를 포함할 수 있다.
무선 장치는 상기 복수의 루프들 중 부분 루프를 통해, 상기 제1 대역폭과 구별되는 제3 대역폭의 신호를 수신하는 제3 수신 회로를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 수신 회로는, 상기 코일의 부분 루프와 연결되고, 상기 제2 수신 회로는, 상기 부분 루프의 적어도 일부를 서로 공유하도록 상기 코일과 연결될 수 있다.
상기 코일의 적어도 일부는 회로 기판의 제1 레이어에 배치되고, 상기 코일의 나머지는 상기 회로 기판에서 상기 제1 층과 구별되는 제2 레이어에 배치될 수 있다.
상기 코일의 적어도 일부는 회로 기판의 제1 레이어에 배치되고, 상기 코일의 나머지는 상기 회로 기판에서 상기 제1 층과 구별되는 제2 레이어에 배치될 수 있다.
상기 제2 레이어는, 자속의 흐름을 방해하는 마그네틱 물질(magnetic material)로 구성될 수 있다.
상기 제2 레이어는, 제3 레이어 및 상기 제1 레이어 사이에 배치될 수 있고, 상기 제3 레이어 및 상기 제1 레이어를 자기적으로 격리시킬 수 있다.
제1 방향의 자속을 수신하도록 배치되는 상기 코일의 적어도 일부 및 상기 제1 방향과 다른 제2 방향의 자속을 수신하도록 배치되는 상기 코일의 나머지는, 동일한 레이어 상에 서로 수평적으로 배치될 수 있다.
다른 일 실시예에 따른 무선 장치는 복수의 루프들을 포함하는 코일; 상기 코일을 통해 외부 신호를 수신하는 복수의 수신 회로들을 포함하고, 상기 복수의 수신 회로들의 각각은, 상기 외부 신호 중에서 상기 복수의 수신 회로들의 각각에 지정된 대역폭의 신호만 수신하고, 나머지 대역폭의 신호는 상기 복수의 루프들 중 적어도 일부 루프를 이용하여 차단할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 무선 장치의 구성을 개괄적으로 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 무선 장치의 제1 대역폭에서의 동작을 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 6은 일 실시예에 따른 제2 수신 회로의 구성을 도시한 도면이다.
도 7 내지 도 10은 일 실시예에 따른 무선 장치의 코일 구조를 도시한 도면이다.
도 11 내지 도 14는 일 실시예에 따른 무선 장치의 차동 코일 구조를 도시한 도면이다.
도 15는 다른 일 실시예에 따른 무선 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 16 및 도 17은 일 실시예에 따른 제1 수신 회로의 구성을 도시한 도면이다.
도 18은 일 실시예에 따른, 복수의 수신 회로를 포함하는 무선 장치를 도시한 도면이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수 개의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 일 실시예에 따른 무선 장치의 구성을 개괄적으로 도시한 도면이다.
무선 장치(100)는 코일(110), 제1 수신 회로(120), 및 제2 수신 회로(130)를 포함한다.
코일(110)은 인덕턴스를 가지는 전선을 감은 꼴의 수동 소자로서, 복수의 루프(loop)들을 포함할 수 있다. 복수의 루프들의 각각의 형태는 원형일 수 있으나, 이로 한정하는 것은 아니고, 다각형으로 구성될 수도 있다. 코일(110)은 예를 들어, 안테나로서 동작할 수 있고, 코일(110)의 중심 축에 대응하는 방향의 자속을 수신할 수 있다. 코일(110)은 자속의 수신에 응답하여, 전류 흐름을 생성할 수 있다.
제1 수신 회로(120)는 복수의 루프들 중 부분 루프(partial loop)를 통해 제1 대역폭의 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 제1 수신 회로(120)는 복수의 루프들 중 부분 루프와 연결될 수 있고, 부분 루프를 통해 제1 대역폭의 신호를 수신할 수 있다. 또한, 제1 수신 회로(120)는 제1 대역폭과 구별되는 제2 대역폭의 신호는 차단할 수 있다. 부분 루프는 코일(110)을 구성하는 복수의 루프들 중 일부에 해당하는 루프를 나타낼 수 있다.
제2 수신 회로(130)는 복수의 루프들을 통해 제1 대역폭의 신호를 차단할 수 있다. 제2 수신 회로(130)는 복수의 루프들 전체(예를 들어, 코일(110))과 연결되어 제1 대역폭의 신호를 차단할 수 있다. 예를 들어, 제2 수신 회로(130)는 복수의 루프들 및 해당 루프들 중 적어도 일부와 연결되는 커패시터로 구성되는 회로를 포함할 수 있고, 해당 회로의 주파수 응답 특성(frequency response characteristic)을 이용하여 제1 대역폭의 신호를 차단할 수 있다. 또한, 제2 수신 회로(130)는 제1 대역폭과 구별되는 제2 대역폭의 신호를 수신할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 수신 회로(120) 및 제2 수신 회로(130)는 코일(110)의 복수의 루프 중 적어도 일부를 공유할 수 있다. 따라서, 무선 장치(100는 제1 대역폭(예를 들어, RF로서 433MHz 대역)의 수신을 위한 안테나와 제2 대역폭(예를 들어, 무선 전력 전송으로서 13.56 MHz 대역)을 위한 코일(110)을 함께 공유함으로써, 장치(100)의 크기가 소형화될 수 있다. 예를 들어, 제1 수신 회로(120)를 커패시터 1개를 포함하는 고대역 통과 필터, 제2 수신 회로(130)를 커패시터 1개 및 인덕터 1개를 포함하는 공진회로로 구현할 수 있는 바, 적은 개수의 소자로도 각 수신 회로들을 효율적으로 격리할 수 있다.
또한, 제2 수신 회로(130)가 제1 대역폭의 신호를 차단하는 회로 구조를 통해, 제1 대역폭의 신호의 제2 수신 회로로의 유입을 방지함으로써 송수신 성능의 저하를 방지할 수 있다. 예를 들어, 제2 수신 회로(130)는 제1 대역폭의 신호에 의한 전력 소모를 차단하고, 부분 루프를 통해 제1 대역폭이 수신되는 경우 나머지 루프에서 제1 대역폭의 신호 방사를 상쇄시킬 수 있는 전류의 발생을 억제할 수 있다.
따라서, 제1 수신 회로(120) 및 제2 수신 회로(130)는 코일(110)을 일부 공유하면서도, 제1 수신 회로(120)는 제2 대역폭의 신호를 격리(isolate)하는 구조일 수 있고, 제2 수신 회로(130)는 제1 대역폭의 신호를 격리하는 구조일 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 무선 장치의 제1 대역폭에서의 동작을 도시한 도면이다.
무선 장치(100)는 코일(110)을 통해 외부 신호를 수신할 수 있다. 외부 신호는 임의의 대역폭의 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 장치(100)는 제1 대역폭의 신호 또는 제2 대역폭의 신호를 코일(110)을 통해 수신할 수 있다. 코일(110)에서 신호의 수신에 사용되는 루프의 갯수, 코일의 길이, 및 권선 수 등에 따라, 코일(110)에 의해 수신 가능한 외부 신호의 대역폭이 달라질 수 있다. 예를 들어, 제1 수신 회로(120)는 제2 수신 회로(130)보다 적은 갯수의 루프와 연결되므로, 제2 수신 회로(130)에 의해 수신 가능한 제2 대역폭보다 높은 제1 대역폭의 신호를 수신할 수 있다.
코일(110)은 제1 대역폭의 신호를 수신하는 경우에 응답하여, 제1 대역폭의 신호에 대응하는 전류 흐름(current flow)(221, 222)을 생성할 수 있다. 또한, 코일(110)은 제2 대역폭의 신호를 수신하는 경우에 응답하여, 제2 대역폭의 신호에 대응하는 전류 흐름을 생성할 수 있다.
제1 수신 회로(120)는 제1 대역폭의 신호를 통과시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 수신 회로(120)는 제1 대역폭의 신호에 대응하는 전류 흐름(221)을 통과시킬 수 있다. 여기서, 제1 수신 회로(120)는 코일(110)의 복수의 루프들 중 부분 루프(230)와 연결될 수 있고, 제1 수신 회로(120)는 부분 루프(230)를 이용하여 제1 대역폭의 신호를 수신할 수 있다.
제2 수신 회로(130)는 제1 대역폭의 신호를 차단할 수 있다. 예를 들어, 제2 수신 회로(130)는 제1 대역폭의 신호에 대응하는 전류 흐름(222)을 차단(prevent)할 수 있다. 여기서, 제2 수신 회로(130)는 부분 루프(230)를 통해 제1 수신 회로(120)로 제1 대역폭의 신호가 수신되는 경우에 응답하여 발생하는, 전류 흐름(222)이 제2 수신 회로(130)로 유입되는 것을 차단함으로써 전력 낭비를 방지할 수 있다. 예를 들어, 제2 수신 회로(130)는 제1 대역폭의 신호에 대해서는 전기적 연결이 개방 상태가 되고, 제2 대역폭의 신호에 대해서는 전기적 연결이 단락 상태가 되도록 구성되는 회로일 수 있다.
또한, 코일(110)을 통해 제2 대역폭의 신호가 수신되는 경우에 응답하여, 제1 수신 회로(120)는 제1 대역폭과 구별되는 제2 대역폭의 신호에 대응하는 전류 흐름을 차단할 수 있다. 반면, 코일(110)을 통해 제2 대역폭의 신호가 수신되는 경우에 응답하여 제2 수신 회로(130)는 제1 대역폭과 구별되는 제2 대역폭의 신호에 대응하는 전류 흐름을 통과(pass)시킬 수 있다.
따라서, 제1 수신 회로(120) 및 제2 수신 회로(130)는 각각 자신에게 할당된 대역폭의 신호만을 수신할 수 있다. 또한, 제1 수신 회로(120) 및 제2 수신 회로(130)의 각각은 자신에게 할당되지 않은 대역폭의 신호가 수신되는 경우에는 회로를 개방함으로써 불필요한 전력 소모를 절감할 수 있다.
다만, 도 2에서는 제1 수신 회로(120)와 연결된 부분 루프(230)를 제2 수신 회로(130)가 모두 사용 가능하도록 연결되는 것으로 도시되었는데, 이로 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 수신 회로(120)는, 코일의 부분 루프(230)와 연결되고, 제2 수신 회로(130)는, 부분 루프(230)의 적어도 일부를 서로 공유하도록 코일과 연결될 수 있다. 따라서, 코일(110)에서 제1 수신 회로(120)와 연결되는 부분 및 제2 수신 회로(130)와 연결되는 부분은 일부분만 공유될 수도 있다.
도 3 내지 도 6은 일 실시예에 따른 제2 수신 회로의 구성을 도시한 도면이다.
제2 수신 회로(330, 530)는 제1 대역폭의 신호가 수신되는 경우에 응답하여 코일(110)에 대해 임계 임피던스(threshold impedance)보다 큰 임피던스로서 동작하고, 제1 대역폭과 구별되는 나머지 대역폭의 신호가 수신되는 경우에 응답하여 임계 임피던스 이하의 임피던스로서 동작하는 회로를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 3 및 도 4에 도시된 제2 수신 회로(330)는 제1 대역폭의 중심 주파수(center frequency)를 공진 주파수(resonant frequency)로 가지는 공진 회로(resonant circuit)를 포함할 수 있다. 공진 회로는 인덕터(312) 및 커패시터(333)를 포함하는 회로로서, 도 3및 도 4에서는 서로 병렬로 연결될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 수신 회로(330)는 공진 주파수인 에서 최대 임피던스를 가지는 공진 회로일 수 있다. 여기서, L은 인덕터(312)의 인덕턴스, C는 커패시터(333)의 커패시턴스 값을 나타낼 수 있다. 제2 수신 회로(330)는 공진 회로의 공진 주파수가 제1 대역폭의 중심 주파수가 되도록 설계될 수 있다. 따라서 제2 수신 회로(330)는 제1 대역폭의 신호가 수신될 경우에 응답하여 공진 회로의 양단 사이가 개방되도록 동작할 수 있다.
코일의 일부(312)는 제2 수신 회로(330)에 포함되는 인덕터(312)로서 동작할 수도 있다. 코일의 나머지(311)는 외부 신호를 수신하는 안테나로서 동작할 수 있다. 더 나아가, 코일의 일부(312)에 의해 수신 가능한 자속의 방향과 코일의 나머지(311)에 의해 수신 가능한 자속의 방향은 서로 다르게 설계될 수도 있고, 이는 하기 도 7 내지 도 10에서 설명한다.
다른 예를 들어, 도 5 및 도 6에 도시된 제2 수신 회로(530)는 제1 대역폭의 중심 주파수에 대응하는 파장의 1/4 길이를 가지고 코일(110)의 루프들(511)과 연결되는 도선(512) 및 도선(512) 및 접지 사이에 연결되는 커패시터(533)를 포함할 수 있다. 제2 수신 회로(530)는 도선(512)의 길이가 수신되는 신호의 파장(wavelength)의 1/4인 경우에 최대 임피던스를 가지는 회로일 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 도선(512)의 길이가 신호 파장의 1/4인 경우, 제2 수신 회로(530)의 최대 임피던스는 일 수 있다. 여기서, Z0는 도선(512) 자체의 임피던스, ZL은 커패시터(533)를 포함하는 부하(load)의 임피던스를 나타낼 수 있다. Zin은 코일(110)로부터 제2 수신 회로(530)에 대한 입력 임피던스를 나타낼 수 있다. 제2 수신 회로(530)는 코일(110)에 대해서는 제1 대역폭에서 높은 임피던스를 가지고, 부하(load)에 대해서는 낮은 임피던스를 가질 수 있다.
도 5에서는 설명의 편의를 위해, 코일(110)을 안테나(511)와 도선(512)으로 분리하여 도시하였으나, 이로 한정하는 것은 아니다. 코일(110)은, 제1 대역폭의 중심 주파수에 대응하는 파장의 1/4 길이를 가지는 도선(512)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 코일(110)의 루프들(511)이 제2 수신부에 포함되는 도선(512)으로서 동작할 수 있다. 따라서, 코일(110)은 루프들(511)을 통해 안테나로서 외부 신호를 수신하면서, 동시에 도선(512)으로서 제1 대역폭에서 높은 입력 임피던스를 가짐으로써 제1 대역폭의 신호의 제2 수신 회로(530)로의 유입을 차단할 수 있다.
도 7 내지 도 10은 일 실시예에 따른 무선 장치의 코일 구조를 도시한 도면이다.
일 실시예에 따르면, 복수의 방향으로부터 자속을 수신할 수 있도록, 코일은 제1 방향의 자속을 수신하는 루프 및 제2 방향의 자속을 수신하는 루프를 포함할 수 있다. 예를 들어, 코일의 적어도 일부는 제1 방향의 자속을 수신하도록 배치될 수 있다. 코일의 나머지는 제1 방향과 다른 제2 방향의 자속을 수신하도록 배치될 수 있다. 여기서, 코일의 나머지는, 제1 방향에 대해 직교하는 제2 방향의 자속을 수신하도록 배치될 수 있다. 다만, 코일이 제1 방향 및 제2 방향의 자속을 수신하는 것으로 설명하였으나, 이로 한정하는 것은 아니고, 코일은 n개의 방향의 자속을 수신할 수도 있다. 여기서, n은 1 이상의 정수를 나타낼 수 있다.
또한, 제2 수신 회로는, 제2 방향의 자속을 수신하는 루프를 이용하여, 코일을 통해 수신되는 외부 신호로부터 제1 대역폭의 신호를 차단할 수 있다. 구체적으로는 도 7 및 도 10에서 상세히 설명한다.
도 7은 도 3 및 도 4에서 상술한 회로의 예시적인 코일 구조를 설명한다.
무선 장치의 코일은 도 7에 도시된 바와 같이 제1 방향을 기준 축(예를 들어, 제1 축)으로 하는 루프(711, 712) 및 제2 방향을 기준 축(예를 들어, 제2 축)으로 하는 루프(713)를 포함할 수 있다. 무선 장치는 제1 축을 기준으로 하는 루프(711, 712)를 통해, 제1 방향의 자속(701)을 수신할 수 있고, 제2 축을 기준으로 하는 루프(713)를 통해 제2 방향의 자속(702)을 수신할 수 있다.
제1 수신 회로(120)는 제1 축을 기준으로 하는 부분 루프(711)와 연결될 수 있고, 부분 루프(711)를 통해 수신한 제1 대역폭의 신호(791)를 통과시킬 수 있다.
제2 수신 회로는 제1 축을 기준으로 하는 루프(711, 712) 및 제2 축을 기준으로 하는 루프(713) 모두와 연결될 수 있다. 제2 수신 회로는 각 축을 기준으로 하는 루프를 통해 제2 대역폭의 신호(792)를 수신할 수 있다. 여기서, 제2 수신 회로는, 제2 방향의 자속을 수신하는 루프(713) 및 제2 방향의 자속을 수신하는 루프(713)와 병렬적으로 연결된 커패시터(734)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 코일의 복수의 루프들(711, 712, 713) 중 제1 수신 회로(120)와 연결되지 않은 나머지 루프들(712, 713) 중 일부 루프(713)가 커패시터(734)와 병렬적으로 연결될 수 있다. 따라서, 제2 수신 회로는 제2 방향의 자속을 수신하는 루프(713) 및 커패시터(734)를 통해 도 3 및 도 4에서 상술한 공진 회로로서 동작할 수 있다. 결과적으로 제2 수신 회로는 코일을 통해 수신되는 외부 신호로부터 제1 대역폭의 신호(791)를 차단할 수 있다.
또한, 제1 수신 회로(120) 및 제2 수신 회로는 서로 다른 레이어 상에 구현되는 다층 구조일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 코일의 적어도 일부(711)(예를 들어, 제1 수신 회로(120)와 제2 수신 회로가 공유하는 부분)는 회로 기판의 제1 레이어에 배치되고, 코일의 나머지(713)(예를 들어, 제2 수신 회로에만 전용되는(dedicated) 부분)는 회로 기판에서 제1 층과 구별되는 제2 레이어에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 레이어는 자속의 흐름을 방해하는 마그네틱 물질(magnetic material)(예를 들어, 페라이트 등)로 구성될 수 있다. 여기서, 제2 레이어는, 제3 레이어 및 제1 레이어 사이에 배치될 수 있고, 제3 레이어 및 제1 레이어를 자기적으로 격리시킬 수 있다.
예를 들어, 도 7에서 제2 축을 기준으로 하는 루프(713) 및 해당 루프(713)와 병렬적으로 연결되는 커패시터(734)를 포함하는 공진 회로는 페라이트(ferrite)와 같은 마그네틱 물질로 구성되는 기판을 통해 구현될 수 있다. 공진 회로가 구현된 기판 아래로 신호 처리를 위한 회로가 배치될 수 있다. 따라서, 공진 회로가 구현된, 마그네틱 물질로 구성되는 기판은 제1 방향의 자속을 수신하는 루프들(711, 712)과 신호 처리를 위한 회로 사이에 위치됨으로써, 제1 방향의 자속을 수신하는 루프들(711, 712)과 신호 처리를 위한 회로를 자기적으로 분리할 수 있다.
도 8은 도 3 및 도 4에서 상술한 회로의 다른 예시적인 코일 구조를 설명한다.
코일은 제1 축을 기준으로 하는 루프(811, 812) 및 제2 축을 기준으로 하는 루프(813)를 포함할 수 있다. 루프(811, 812)는 제1 방향의 자속(801)을 수신하고, 루프(813)는 제2 방향의 자속(802)을 수신할 수 있다. 제2 수신 회로는 도 7과 유사하게, 제2 축을 기준으로 하는 루프(813)와 병렬적으로 연결된 커패시터(834)를 포함함으로써 제1 대역폭의 신호(891)를 차단하고, 제2 대역폭의 신호(892)를 수신할 수 있다. 제1 수신 회로는 제1 축을 기준으로 하는 루프(811)를 통해 수신된 제1 대역폭의 신호(891)를 통과시킬 수 있다. 제1 축을 기준으로 하는 루프(811, 812)는 기판 상에 구현될 수 있고, 제2 축을 기준으로 하는 루프(813)는 마그네틱 코어 로드(magnetic core rod)를 중심으로 하는 권선의 형태로 구현될 수 있다.
예를 들어, 제1 방향의 자속을 수신하도록 배치되는 코일의 적어도 일부(811) 및 제1 방향과 다른 제2 방향의 자속을 수신하도록 배치되는 코일의 나머지(813)는, 동일한 레이어 상에 서로 수평적으로 배치될 수 있다.
도 7 및 도 8에서는 제1 축을 z축, 제2 축을 y축으로 도시하였으나, 이로 한정하는 것은 아니고, 다른 축으로 설계될 수도 있다.
도 9는 도 5 및 도 6에서 상술한 회로의 예시적인 코일 구조를 설명한다.
도 9에 도시된 루프들(911, 912, 913), 제1 방향의 자속(901), 제2 방향의 자속(902), 제1 대역폭의 신호(991), 제2 대역폭의 신호(992), 제1 수신 회로(120)는 도 7에서 상술한 바와 같다.
제2 수신 회로는 제1 축을 기준으로 하는 루프(911, 912) 및 제2 축을 기준으로 하는 루프(913) 모두와 연결될 수 있다. 도 9에 도시된 제2 수신 회로와 연결된 코일은 제1 대역폭의 중심 주파수에 대응하는 파장의 1/4에 대응하는 길이의 도선으로 구성될 수 있고, 제2 수신 회로는 해당 코일과 접지 사이에 연결되는 커패시터(934)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 코일의 복수의 루프들(911, 912, 913) 중 제1 수신 회로(120)와 연결되지 않은 나머지 루프들(912, 913) 중 일부 루프(913)는 제1 대역폭의 중심 주파수에 대응하는 파장의 1/4에 대응하는 길이의 도선으로서 임피던스를 가질 수 있고, 해당 도선은 커패시터(934)를 통해 접지로 연결될 수 있다. 따라서, 도 9에 도시된 무선 장치의 제2 수신 회로는, 도 5에 도시된 회로로서 동작할 수 있다. 결과적으로 제2 수신 회로는 코일을 통해 수신되는 외부 신호로부터 제1 대역폭의 신호(991)를 차단할 수 있다. 도 9에서 제1 축을 기준으로 하는 루프(911, 912) 및 제2 축을 기준으로 하는 루프(913)는 다층(ferrite) 기판에 의해 자기적으로 분리될 수 있다.
도 10은 도 5 및 도 6에서 상술한 회로의 다른 예시적인 코일 구조를 설명한다.
도 10에 도시된 루프들(1011, 1012, 1013), 제1 방향의 자속(1001), 제2 방향의 자속(1002), 제1 대역폭의 신호(1091), 제2 대역폭의 신호(1092), 제1 수신 회로(120)는 도 8에서 상술한 바와 같다. 또한, 코일은 도 9와 유사하게, 제1 대역폭의 중심 주파수에 대응하는 파장의 1/4에 대응하는 길이의 도선으로 구성될 수 있다.
제2 수신 회로는 도 9와 유사하게, 해당 코일과 접지 사이에 연결되는 커패시터(1034)를 포함함으로써 도 5에 도시된 회로로서 동작하여 제1 대역폭의 신호(1091)를 차단하고, 제2 대역폭의 신호(1092)를 수신할 수 있다. 제1 축을 기준으로 하는 루프(1011, 1012)는 기판 상에 구현될 수 있고, 제2 축을 기준으로 하는 루프(1013)는 마그네틱 코어 로드를 중심으로 하는 권선의 형태로 구현될 수 있다.
도 9 및 도 10에서는 제1 축을 z축, 제2 축을 y축으로 도시하였으나, 이로 한정하는 것은 아니고, 다른 축으로 설계될 수도 있다.
도 11 내지 도 14는 일 실시예에 따른 무선 장치의 차동 코일 구조를 도시한 도면이다.
코일에서 제2 수신 회로와 연결되는 제1 부분 코일(1111, 1211, 1311, 1411) 및 제2 부분 코일(1112, 1212, 1312, 1412)은 제1 수신 회로를 기준으로 전기적으로 대칭 되도록 배치될 수 있다. 또한, 코일에서 제1 수신 회로와 연결되는 제3 부분 코일(1113, 1213, 1313, 1413)은 전기적으로 중심에 배치될 수 있다. 따라서, 코일의 각 부분 코일은 가상 접지(virtual ground)를 기준으로 전기적으로 대칭이 되도록, 제1 수신 회로 및 제2 수신 회로와 연결될 수 있다. 가상 접지는 코일의 중심 지점에 대응할 수 있다.
도 11은 차동 코일 구조에 있어서 제2 수신 회로가 공진 회로를 포함하는 예시를 설명한다.
코일은 제2 수신 회로(130)와 연결되는 제1 부분 코일(1111) 및 제2 부분 코일(1112)을 포함하고, 제1 부분 코일(1111) 및 제2 부분 코일(1112) 사이에 제1 수신 회로와 연결되는 제3 부분 코일(1113)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 수신 회로는, 코일에서 코일의 가상 접지를 기준으로 전기적으로 대칭되는 부분 루프(예를 들어, 제3 부분 코일(1113))와 연결될 수 있다. 제2 수신 회로(130)는, 코일의 적어도 하나의 루프와 병렬적으로 연결되는 제1 커패시터(1131), 및 가상 접지를 기준으로 제1 커패시터(1131)와 전기적으로 대칭되도록 코일의 적어도 하나의 루프와 병렬적으로 연결되는 제2 커패시터(1132)를 포함할 수 있다. 도 11에서 L0는 제1 커패시터(1131) 또는 제2 커패시터(1132)에 대해 병렬적으로 연결된 루프의 인덕턴스를 나타낼 수 있고, C0는 제1 커패시터(1131) 및 제2 커패시터(1132)의 커패시턴스 값을 나타낼 수 있다.
도 12는 도 11의 회로가 구현된 코일 구조를 나타낼 수 있다.
제1 부분 코일(1211) 및 제2 부분 코일(1212)는 가상 접지를 기준으로 서로 전기적으로 대칭하도록 배치될 수 있고, 제1 부분 코일(1211) 및 제2 부분 코일(1212) 중에서 각각의 적어도 하나의 루프는 커패시터와 병렬적으로 연결될 수 있다. 제3 부분 코일(1213)은 가상 접지를 기준으로 전기적으로 대칭하는 루프를 포함할 수 있다.
또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 코일의 적어도 일부 루프(1213)는 제1 방향의 자속을 수신하도록 배치될 수 있고, 나머지 루프(1211, 1212)는 제2 방향의 자속을 수신하도록 배치될 수 있다. 각 방향의 자속을 수신하는 루프는 가상 접지를 기준으로 전기적으로 대칭되도록 배치될 수 있다.
도 13은 차동 코일 구조에 있어서 제2 수신 회로가 파장의 1/4 길이의 도선만큼을 이용하는 예시를 설명한다.
코일은 제2 수신 회로(130)와 연결되는 제1 부분 코일(1311) 및 제2 부분 코일(1312)을 포함하고, 제1 부분 코일(1311) 및 제2 부분 코일(1312) 사이에 제1 수신 회로와 연결되는 제3 부분 코일(1313)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제2 수신 회로(130)는, 코일에서 코일의 중심을 기준으로 전기적으로 대칭되는 두 지점을 연결하는 커패시터(1331)를 포함할 수 있다. 커패시터(1331)가 연결되는 두 지점 중 제1 지점은, 코일의 중심으로부터 제1 대역폭 신호의 중심 주파수에 대응하는 파장의 1/4 길이(예를 들어, )인 지점일 수 있다. 커패시터(1331)가 연결되는 나머지 제2 지점은, 코일의 중심(예를 들어, 가상 접지에 대응하는 지점)으로부터 반대편으로 제1 대역폭 신호의 파장의 1/4 길이인 지점일 수 있다. 도 13에서 Csho는 코일의 중심으로부터 제1 대역폭 신호의 파장의 1/4 길이에 대응하는 두 지점을 연결하는 커패시터(1331)의 커패시턴스 값을 나타낼 수 있다. 제2 수신 회로(130)는 제1 인덕터(1341) 및 제2 인덕터(1342) 간에 커패시터(1331)를 연결함으로써 도 6에 도시된 임피던스 특성을 가지는 회로로 구현될 수 있다.
도 14는 도 13의 회로가 구현된 코일 구조를 나타낼 수 있다.
제1 부분 코일(1411) 및 제2 부분 코일(1412)는 가상 접지를 기준으로 서로 전기적으로 대칭하도록 배치될 수 있고, 커패시터는 제1 부분 코일(1411)의 제1 지점 및 제2 부분 코일(1412)의 제2 지점 사이를 연결할 수 있다. 제3 부분 코일(1413)은 가상 접지를 기준으로 전기적으로 대칭하는 루프를 포함할 수 있다. 제1 부분 코일(1411)의 제1 지점 및 제2 부분 코일(1412)의 제2 지점은 도 13에서 상술한 제1 지점 및 제2 지점과 유사하게 결정될 수 있다.
또한, 도 14에 도시된 바와 같이, 코일의 적어도 일부 루프(1413)는 제1 방향의 자속을 수신하도록 배치될 수 있고, 나머지 루프(1411, 1412)는 제2 방향의 자속을 수신하도록 배치될 수 있다. 각 방향의 자속을 수신하는 루프는 가상 접지를 기준으로 전기적으로 대칭되도록 배치될 수 있다.
도 15는 다른 일 실시예에 따른 무선 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 15에 도시된 코일(1510)은 제1 방향의 자속(1501)만을 수신하도록 설계될 수 있다. 제1 수신 회로(1520) 및 제2 수신 회로(1530)는 별도의 칩(chip)을 통해 구현될 수 있으며, 제1 수신 회로(1520) 및 제2 수신 회로(1530)는 서로 다른 기판 또는 기판 상에서 서로 다른 레이어에 구현될 수 있다.
도 16 및 도 17은 일 실시예에 따른 제1 수신 회로의 구성을 도시한 도면이다.
도 16은 제1 수신 회로(1620)로서 고역 통과 필터(HPF, High Pass Filter)를 이용하는 구성을 도시한다. 제1 수신 회로(1620)는 임계 주파수를 초과하는 대역의 신호(예를 들어, 제1 대역폭 신호)를 수신할 수 있다. 임계 주파수는 제2 대역폭의 가장 큰 주파수일 수 있다.
제2 수신 회로(1630)는 대역 차단 필터(BSF, Band Stop Filter)를 포함할 수 있고, 추가적인 스위치(1640)를 통해 제2 대역폭 중에서도 제2 대역폭 신호 A(예를 들어, WPT(wireless power transmission) 신호) 및 제2 대역폭 신호 B(예를 들어, NFC(Near Field Communication) 신호)를 구분하여 수신할 수 있다. 다만, 제1 대역폭 신호 및 제2 대역폭 신호를 상술한 바로 한정하는 것은 아니고 설계에 따라 변경될 수 있다.
도 17은 제1 수신 회로(1720) 및 제2 수신 회로(1730)가 대역 차단 필터를 포함하는 구조를 설명한다.
무선 장치는 안테나(1710)(예를 들어, 코일)을 통해 외부 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 제2 수신 회로는, 안테나(1710)를 통해 제1 대역폭보다 낮은 제2 대역폭의 신호를 수신할 수 있다. 제1 수신 회로는, 안테나(1710)를 통해 제1 대역폭보다 낮은 제2 대역폭의 신호를 차단할 수 있다.
일 실시예에 따르면 제1 수신 회로(1720)는, 제1 대역폭과 구별되는 제2 대역폭의 신호를 차단함으로써, 제2 대역폭을 통해 무선으로 전송되는 전력의 제1 수신 회로(1720)로의 유입을 차단하는 대역 차단 필터(band stop filter)를 포함할 수 있다. 또한, 제2 수신 회로(1730)는, 제1 대역폭의 신호를 차단함으로써, 제1 대역폭을 통해 무선으로 전송되는 데이터의 제2 수신 회로(1730)로의 유입을 차단하는 대역 차단 필터를 포함할 수 있다.
도 18은 일 실시예에 따른, 복수의 수신 회로를 포함하는 무선 장치를 도시한 도면이다.
무선 장치는 복수의 루프들을 포함하는 코일(1810) 및 코일(1810)을 통해 외부 신호를 수신하는 복수의 수신 회로들(1820, 1830, 1840)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면 복수의 수신 회로들의 각각은, 외부 신호 중에서 복수의 수신 회로들의 각각에 지정된 대역폭의 신호만 수신하고, 나머지 대역폭의 신호는 복수의 루프들 중 적어도 일부 루프를 이용하여 차단할 수 있다.
예를 들어, 도 1 내지 도 17에서는 제1 대역폭(도 18에 도시된 f1 band)에 관한 제1 수신 회로(1820) 및 제2 대역폭(도 18에 도시된 f2 band)에 관한 제2 수신 회로(1830)만을 설명하였으나, 이로 한정하는 것은 아니고 도 18에 도시된 바와 같이 무선 장치는 복수의 루프들 중 부분 루프를 통해, 제1 대역폭과 구별되는 제3 대역폭(도 18에 도시된 f3 band)의 신호를 수신하는 제3 수신 회로(1840)를 더 포함할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다.　 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.　　
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
100: 무선 장치
110: 코일
120: 제1 수신 회로
130: 제2 수신 회로

Claims (25)

  1. 무선 장치에 있어서,
    복수의 루프들을 포함하는 코일;
    상기 복수의 루프들 중 부분 루프(partial loop)를 통해 제1 대역폭의 신호를 수신하는 제1 수신 회로; 및
    상기 복수의 루프들을 통해 상기 제1 대역폭의 신호를 차단하는 제2 수신 회로
    를 포함하고,
    상기 코일의 적어도 일부는 제1 방향의 자속을 수신하도록 배치되고,
    상기 코일의 나머지는 상기 제1 방향에 대해 직교하는 제2 방향의 자속을 수신하도록 배치되는,
    무선 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수신 회로 및 상기 제2 수신 회로는 상기 코일의 적어도 일부를 서로 공유하도록 상기 코일과 연결되는,
    무선 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 수신 회로는,
    상기 제1 대역폭보다 낮은 제2 대역폭의 신호를 수신하는,
    무선 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수신 회로는,
    상기 제1 대역폭보다 낮은 제2 대역폭의 신호를 차단하는,
    무선 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 코일은,
    제1 방향의 자속을 수신하는 루프 및 제2 방향의 자속을 수신하는 루프를 포함하고,
    상기 제2 수신 회로는,
    상기 제2 방향의 자속을 수신하는 루프를 이용하여, 상기 코일을 통해 수신되는 외부 신호로부터 상기 제1 대역폭의 신호를 차단하는,
    무선 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수신 회로는,
    상기 제1 대역폭과 구별되는 제2 대역폭의 신호를 차단함으로써, 상기 제2 대역폭을 통해 무선으로 전송되는 전력의 상기 제1 수신 회로로의 유입을 차단하는 대역 차단 필터(band stop filter)
    를 포함하는 무선 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 수신 회로는,
    상기 제1 대역폭의 신호를 차단함으로써, 상기 제1 대역폭을 통해 무선으로 전송되는 데이터의 상기 제2 수신 회로로의 유입을 차단하는 대역 차단 필터
    를 포함하는 무선 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 수신 회로는,
    상기 제1 대역폭의 신호에 대응하는 전류 흐름(current flow)을 차단(prevent)하고, 상기 제1 대역폭과 구별되는 제2 대역폭의 신호에 대응하는 전류 흐름을 통과(pass)시키는,
    무선 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수신 회로는,
    상기 제1 대역폭의 신호에 대응하는 전류 흐름을 통과시키고, 상기 제1 대역폭과 구별되는 제2 대역폭의 신호에 대응하는 전류 흐름을 차단하는,
    무선 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제2 수신 회로는,
    상기 제1 대역폭의 신호가 수신되는 경우에 응답하여 임계 임피던스(threshold impedance)보다 큰 임피던스로서 동작하고, 상기 제1 대역폭과 구별되는 나머지 대역폭의 신호가 수신되는 경우에 응답하여 상기 임계 임피던스 이하의 임피던스로서 동작하는 회로
    를 포함하는 무선 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제2 수신 회로는,
    상기 제1 대역폭의 중심 주파수(center frequency)를 공진 주파수(resonant frequency)로 가지는 공진 회로(resonant circuit)
    를 포함하는 무선 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제2 수신 회로는,
    상기 제1 대역폭의 중심 주파수에 대응하는 파장의 1/4 길이를 가지고 상기 복수의 루프들과 연결되는 도선; 및
    상기 도선 및 접지 사이에 연결되는 커패시터(capacitor)
    를 포함하는 무선 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 코일은,
    상기 제1 대역폭의 중심 주파수에 대응하는 파장의 1/4 길이를 가지는 도선을 포함하는,
    무선 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 코일에서 상기 제2 수신 회로와 연결되는 제1 부분 코일 및 제2 부분 코일은 상기 제1 수신 회로를 기준으로 전기적으로 대칭되도록 배치되고,
    상기 코일에서 상기 제1 수신 회로와 연결되는 제3 부분 코일은 전기적으로 중심에 배치되는,
    무선 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수신 회로는,
    상기 코일에서 상기 코일의 가상 접지(virtual ground)를 기준으로 전기적으로 대칭되는 부분 루프와 연결되고,
    상기 제2 수신 회로는,
    상기 코일에서 상기 코일의 가상 접지를 기준으로 전기적으로 대칭되는 두 지점을 연결하는 커패시터를 포함하는,
    무선 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수신 회로는,
    상기 코일에서 상기 코일의 가상 접지를 기준으로 전기적으로 대칭되는 부분 루프와 연결되고,
    상기 제2 수신 회로는,
    상기 코일의 적어도 하나의 루프와 병렬적으로 연결되는 제1 커패시터, 및 상기 가상 접지를 기준으로 상기 제1 커패시터와 전기적으로 대칭되도록 상기 코일의 적어도 하나의 루프와 병렬적으로 연결되는 제2 커패시터
    를 포함하는 무선 장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 루프들 중 부분 루프를 통해, 상기 제1 대역폭과 구별되는 제3 대역폭의 신호를 수신하는 제3 수신 회로
    를 더 포함하는 무선 장치.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수신 회로는,
    상기 코일의 부분 루프와 연결되고,
    상기 제2 수신 회로는,
    상기 부분 루프의 적어도 일부를 서로 공유하도록 상기 코일과 연결되는,
    무선 장치.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 코일의 적어도 일부는 회로 기판의 제1 레이어에 배치되고,
    상기 코일의 나머지는 상기 회로 기판에서 상기 제1 레이어와 구별되는 제2 레이어에 배치되는,
    무선 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제2 레이어는,
    자속의 흐름을 방해하는 마그네틱 물질(magnetic material)로 구성되는,
    무선 장치.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 제2 레이어는,
    제3 레이어 및 상기 제1 레이어 사이에 배치될 수 있고, 상기 제3 레이어 및 상기 제1 레이어를 자기적으로 격리시키는,
    무선 장치.
  24. 제1항에 있어서,
    제1 방향의 자속을 수신하도록 배치되는 상기 코일의 적어도 일부 및 상기 제1 방향과 다른 제2 방향의 자속을 수신하도록 배치되는 상기 코일의 나머지는, 동일한 레이어 상에 서로 수평적으로 배치되는,
    무선 장치.
  25. 무선 장치에 있어서,
    복수의 루프들을 포함하는 코일;
    상기 코일을 통해 외부 신호를 수신하는 복수의 수신 회로들
    을 포함하고,
    상기 복수의 수신 회로들의 각각은,
    상기 외부 신호 중에서 상기 복수의 수신 회로들의 각각에 지정된 대역폭의 신호만 수신하고, 나머지 대역폭의 신호는 상기 복수의 루프들 중 적어도 일부 루프를 이용하여 차단하며,
    상기 코일의 적어도 일부는 제1 방향의 자속을 수신하도록 배치되고,
    상기 코일의 나머지는 상기 제1 방향에 대해 직교하는 제2 방향의 자속을 수신하도록 배치되는,
    무선 장치.
KR1020160152425A 2016-11-16 2016-11-16 코일 공유 구조를 가지는 무선 장치 KR102565276B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160152425A KR102565276B1 (ko) 2016-11-16 2016-11-16 코일 공유 구조를 가지는 무선 장치
US15/605,122 US10608339B2 (en) 2016-11-16 2017-05-25 Wireless device with shared coil
EP17184377.4A EP3324514B1 (en) 2016-11-16 2017-08-02 Wireless device with shared coil
CN201710665034.6A CN108075239B (zh) 2016-11-16 2017-08-07 具有共享线圈的无线装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160152425A KR102565276B1 (ko) 2016-11-16 2016-11-16 코일 공유 구조를 가지는 무선 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180055069A KR20180055069A (ko) 2018-05-25
KR102565276B1 true KR102565276B1 (ko) 2023-08-09

Family

ID=59686732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160152425A KR102565276B1 (ko) 2016-11-16 2016-11-16 코일 공유 구조를 가지는 무선 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10608339B2 (ko)
EP (1) EP3324514B1 (ko)
KR (1) KR102565276B1 (ko)
CN (1) CN108075239B (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180072350A (ko) 2016-12-21 2018-06-29 삼성전자주식회사 무선 전력 전송 방법 및 장치
US10523258B2 (en) 2017-03-06 2019-12-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Communication device to perform wireless communication and wireless power transfer, and electrode device to transmit and receive electrical signal from target
KR20200082252A (ko) * 2018-12-28 2020-07-08 삼성전자주식회사 Nfc 보조 장치 및 방법
CN114730100A (zh) * 2019-11-12 2022-07-08 美国斯耐普公司 眼戴设备的nfc通信和qi无线充电
CN113949407B (zh) * 2020-07-16 2023-06-20 华为技术有限公司 一种电子设备及天线结构
US11804874B2 (en) 2021-05-03 2023-10-31 Electronics And Telecommunications Research Institute Method and apparatus for magnetic field communication

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160308395A1 (en) * 2015-04-16 2016-10-20 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Wireless power receiving device and apparatus including the same

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004248063A (ja) * 2003-02-14 2004-09-02 Tateyama Kagaku Kogyo Kk システム共用無線機
JP2006080721A (ja) * 2004-09-08 2006-03-23 Nec Corp アンテナ装置および携帯無線機
JP2008165744A (ja) 2006-12-07 2008-07-17 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置
DE102008045346B4 (de) * 2008-09-01 2018-06-07 Snaptrack Inc. Duplexer und Verfahren zum Erhöhen der Isolation zwischen zwei Filtern
US20140349572A1 (en) 2008-09-23 2014-11-27 Powermat Technologies Ltd. Integrated inductive power receiver and near field communicator
US8682261B2 (en) 2009-02-13 2014-03-25 Qualcomm Incorporated Antenna sharing for wirelessly powered devices
US20110212696A1 (en) * 2010-02-26 2011-09-01 Intersil Americas Inc. System and Method for Reducing In-Band Interference for a Shared Antenna
AU2012236492B2 (en) 2011-03-29 2016-05-26 The United States Of America, As Represented By The Secretary, Department Of Health And Human Services Office Of Technology Transfer Wirelessly powered MRI signal amplification system and method
JP2013090172A (ja) * 2011-10-19 2013-05-13 Sharp Corp 無線回路
US20140327398A1 (en) 2011-12-14 2014-11-06 Nec Casio Mobile Communications, Ltd. Portable terminal apparatus and method for adjusting rfid antenna resonance frequency
WO2013161953A1 (ja) 2012-04-27 2013-10-31 株式会社豊田自動織機 給電装置、給電方法、給電プログラム、充電装置、及び充電制御方法
JP6509110B2 (ja) 2012-05-10 2019-05-08 フィリップス アイピー ベンチャーズ ビー ヴィ 無線センサにおける可変インピーダンス素子を測定するためのシステム及び方法
US9973021B2 (en) 2012-07-06 2018-05-15 Energous Corporation Receivers for wireless power transmission
DE102012108030B4 (de) * 2012-08-30 2018-05-09 Snaptrack, Inc. Multiplexer mit verringerten Intermodulationsprodukten
JP2014082280A (ja) * 2012-10-15 2014-05-08 Murata Mfg Co Ltd 積層コイル部品
KR101350312B1 (ko) 2012-12-27 2014-01-16 전자부품연구원 저주파 대역의 무선전력 전송 및 근거리 통신을 위한 재구성 가능한 안테나 장치
JP5324008B1 (ja) 2013-03-28 2013-10-23 Ｎｅｃトーキン株式会社 非接触電力伝送装置
JP6380400B2 (ja) * 2013-09-26 2018-08-29 株式会社村田製作所 周波数可変フィルタ
US9780573B2 (en) 2014-02-03 2017-10-03 Witricity Corporation Wirelessly charged battery system
US9947807B2 (en) 2014-02-06 2018-04-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Solar module with wireless power transfer
US9787102B2 (en) 2014-02-12 2017-10-10 The University Of Hong Kong Auxiliary circuits for selection and enhancement of multi-frequency wireless power transfer to multiple loads
JP2016067074A (ja) 2014-09-22 2016-04-28 キヤノン株式会社 電子機器
US9923387B2 (en) * 2015-01-09 2018-03-20 Mediatek Inc. Multi-mode wireless receiver apparatus and resonator circuit design
CN205104335U (zh) * 2015-09-15 2016-03-23 臻绚电子科技(上海)有限公司 线圈及用其制备的电感元件和电路

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160308395A1 (en) * 2015-04-16 2016-10-20 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Wireless power receiving device and apparatus including the same

Also Published As

Publication number Publication date
US20180138596A1 (en) 2018-05-17
US10608339B2 (en) 2020-03-31
EP3324514A1 (en) 2018-05-23
CN108075239A (zh) 2018-05-25
CN108075239B (zh) 2021-10-01
KR20180055069A (ko) 2018-05-25
EP3324514B1 (en) 2020-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102565276B1 (ko) 코일 공유 구조를 가지는 무선 장치
US10505590B2 (en) Antenna device and electronic apparatus
US9543068B2 (en) Inductor structure and application thereof
US9905926B2 (en) Antenna device and wireless communication apparatus
US9685994B2 (en) Antenna for wireless power transmission and near field communication
JP6579203B2 (ja) アンテナ装置および電子機器
US10454440B2 (en) Directional coupler and wireless communication device using the same
JP2010165953A (ja) コイル部品及びこれを用いた差動伝送回路用ｌｃフィルタ
JPWO2019176637A1 (ja) アンテナ装置、通信システム、及び電子機器
CN106329061A (zh) 天线装置及具有该天线装置的移动终端
US20180323765A1 (en) Compact scalable on-chip inductor-capacitor (lc) resonator using conformally distributed capacitors
WO2019176636A1 (ja) アンテナ装置、通信システム、及び電子機器
CN111066199B (zh) 包括具有恒定匝间隙的接收线圈的无线电力传输系统
Ghaffar et al. A ferrite LTCC based dual purpose helical antenna providing bias for tunability
US10629988B2 (en) Antenna device and electronic device
KR20110129331A (ko) 집적 회로 인덕터 구조체, 전자 시스템 및 집적 회로 인덕터 사이의 자기 커플링 감소 방법
US9881731B2 (en) Integrated tunable inductors
KR102399600B1 (ko) 상호 결합된 안테나 소자들을 포함하는 안테나 장치
JP6278117B2 (ja) 高周波モジュール
JP7222675B2 (ja) 無線装置
KR20180071827A (ko) 자성코어, 인덕터 및 이를 포함하는 emi 필터
JP6414622B2 (ja) アンテナ装置および電子機器
US9929781B2 (en) Antenna device
US20210110962A1 (en) Coil component and wireless communication device having the same
US11881343B2 (en) Layered process-constructed double-winding embedded solenoid inductor

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right