KR102587105B1 - 무선 통신 시스템에서 전력과 정보를 수신하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents
무선 통신 시스템에서 전력과 정보를 수신하기 위한 장치 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
Description
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 수신 장치의 기능에 관한 블록도의 일 예를 도시한다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 전력 분배부의 입출력 신호에 관한 모식도를 도시한다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 전력 분배부가 전력 신호를 분배하는 방법에 관한 모식도를 도시한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 전력 분배부가 정보 신호를 분배하는 방법에 관한 모식도를 도시한다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 전력 분배부의 회로도에 관한 일 예를 도시한다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 전력 분배부의 회로도에 관한 다른 일 예를 도시한다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 수신 장치의 구성의 일 예를 도시한다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 수신 장치의 회로도에 관한 일 예를 도시한다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 수신 장치의 동작 방법에 관한 흐름도를 도시한다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 수신 장치의 전력 변환 효율에 관한 그래프를 도시한다.
도 12는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 수신 장치의 S-파라미터 특성에 관한 그래프를 도시한다.
105 전력 분배부 107 임피던스 정합부
109 전력 신호 획득부 221 DC 필터부
219-1 내지 219-2 제1 정류부 내지 제2 정류부
601 제1 포트 602 제2 포트
603 제3 포트 604 제4 포트
801 RF 안테나 803 정보 신호 획득부
805 통합 전력 분배부 807 전력 신호 획득부
Claims (11)
- 무선 통신 시스템에서 수신 장치에 있어서,
제1 주파수를 가지는 전력 신호와 상기 제1 주파수를 중심 주파수로 하는 변조된 정보 신호가 결합된 RF(radio frequency) 신호를 수신하는 RF 안테나;
상기 RF 신호를 분배 전력 신호와 분배 정보 신호로 분배하기 위하여, 상기 RF 안테나에 연결되어 상기 RF 신호를 수신하는 제1 포트, 상기 분배 전력 신호를 출력하는 제2 포트 및 제3 포트, 및 상기 분배 정보 신호를 출력하는 제4 포트를 갖는 4-포트 전력 분배부;
상기 분배 전력 신호를 정류하는 정류부;
상기 4-포트 전력 분배부의 상기 제2 포트 및 상기 제3 포트와 상기 정류부 사이에 연결되고, 상기 제1 주파수에서 상기 4-포트 전력 분배부와 상기 정류부의 임피던스를 정합하는 임피던스 정합부;
상기 4-포트 전력 분배부의 상기 제4 포트에 연결되고, 상기 제1 주파수의 신호를 차단하는 대역 저지 필터; 및
상기 대역 저지 필터를 통해 상기 분배 정보 신호를 수신하는 정보 신호 획득부를 포함하는 수신 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 임피던스 정합부는 상기 제2 포트에 연결되는 제1 정합부, 및 상기 제3 포트에 연결되는 제2 정합부를 포함하고,
상기 정류부는,
상기 제1 정합부를 통해 출력되는 신호를 정류하여 제1 정류 신호를 출력하는 제1 정류부;
상기 제2 정합부를 통해 출력되는 신호를 정류하여 제2 정류 신호를 출력하는 제2 정류부; 및
상기 제1 정류 신호와 상기 제2 정류 신호를 수신하고 비정류 신호를 필터링하는 DC 필터부를 포함하는 수신 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 4-포트 전력 분배부는,
상기 제1 포트를 이용하여 상기 전력 신호를 입력 받고, 상기 전력 신호를 상기 제2 포트, 상기 제3 포트 중 적어도 하나로 전달하고,
상기 제2 포트와 상기 제3 포트에서 임피던스 부정합에 의하여 반사된 반사 전력 신호를 상기 제1 포트, 상기 제4 포트 중 적어도 하나로 전달하고,
상기 제4 포트로 전달된 반사 전력 신호를 상기 제2 포트와 상기 제3 포트로 전달하는 수신 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 4-포트 전력 분배부는,
상기 제1 포트를 이용하여 상기 정보 신호를 입력 받고, 상기 정보 신호를 상기 제2 포트, 상기 제3 포트, 상기 제4 포트 중 적어도 하나로 전달하고,
상기 제2 포트와 상기 제3 포트에서 임피던스 부정합에 의하여 반사된 제1 반사 정보 신호를 상기 제1 포트, 상기 제4 포트 중 적어도 하나로 전달하고,
상기 제4 포트로 전달된 제1 반사 정보 신호의 적어도 일부를 상기 제2 포트, 상기 제3 포트 중 적어도 하나로 전달하고,
상기 제2 포트와 상기 제3 포트로 전달된 신호가 임피던스 부정합에 의하여 반사된 제2 반사 정보 신호를 상기 제1 포트, 상기 제4 포트 중 적어도 하나로 전달하는 수신 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 4-포트 전력 분배부는,
상기 제1 포트와 상기 제2 포트 사이에 제1 특성 임피던스를 가지는 제1 선로가 연결되고,
상기 제3 포트와 상기 제4 포트 사이에 상기 제1 특성 임피던스를 가지는 제2 선로가 연결되고,
상기 제1 포트와 상기 제4 포트 사이에 제2 특성 임피던스를 가지는 제3 선로가 연결되고,
상기 제2 포트와 상기 제3 포트 사이에 상기 제2 특성 임피던스를 가지는 제4 선로가 연결되도록 구성되는 수신 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 4-포트 전력 분배부는,
상기 제1 포트와 상기 제2 포트 사이에 제1 특성 임피던스를 가지는 제1 선로와 제2 선로가 연결되고,
상기 제3 포트와 상기 제4 포트 사이에 상기 제1 특성 임피던스를 가지는 제3 선로와 제4 선로가 연결되고,
상기 제1 포트와 상기 제4 포트 사이에 제2 특성 임피던스를 가지는 제5 선로가 연결되고,
상기 제2 포트와 상기 제3 포트 사이에 상기 제2 특성 임피던스를 가지는 제6 선로가 연결되고,
상기 제1 선로와 제2 선로 사이의 제1 노드와, 상기 제3 선로와 상기 제4 선로 사이의 제2 노드 사이에, 상기 제2 특성 임피던스를 가지는 제7 선로가 연결되도록 구성되는 수신 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 4-포트 전력 분배부는,
상기 제1 포트와 상기 제2 포트 사이에, 제1 특성 임피던스를 가지는 제1 선로와 제2 선로가 연결되고,
상기 제3 포트와 상기 제4 포트 사이에, 상기 제1 특성 임피던스를 가지는 제3 선로와 제4 선로가 연결되고,
상기 제1 선로와 제2 선로 사이의 제1 노드와, 상기 제3 선로와 상기 제4 선로 사이의 제2 노드 사이에, 제2 특성 임피던스를 가지는 제5 선로가 연결되고,
상기 제1 포트와 상기 제4 포트 사이에 제1 인덕터가 직렬로 연결되고, 상기 제1 인덕터의 양단과 접지 단자 사이에 커패시터들이 병렬로 연결되고,
상기 제2 포트와 상기 제3 포트 사이에 제2 인덕터가 직렬로 연결되고, 상기 제2 인덕터의 양단과 접지 단자 사이에 커패시터들이 병렬로 연결되도록 구성되는 수신 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 임피던스 정합부는 상기 임피던스 정합부와 상기 정류부 사이에서 상기 정류부로 바라본 상기 제1 주파수에서의 임피던스와 상기 임피던스 정합부로 바라본 상기 제1 주파수에서의 임피던스가 컨쥬게이트(conjugate) 정합을 이루도록 구성되는 수신 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 4-포트 전력 분배부의 상기 제4 포트에서 상기 대역 저지 필터로 바라본 상기 제1 주파수에서의 임피던스가 0 옴(ohm)인 수신 장치. - 무선 통신 시스템에서 수신 장치에 있어서,
제1 주파수를 가지는 전력 신호와 상기 제1 주파수를 중심 주파수로 하는 변조된 정보 신호가 결합된 RF(radio frequency) 신호를 수신하는 RF 안테나;
상기 RF 안테나에 연결되어 상기 RF 신호를 수신하는 제1 포트, 분배 전력 신호를 출력하는 제2 포트 및 제3 포트, 및 분배 정보 신호를 출력하는 제4 포트를 갖는 통합 전력 분배부;
상기 분배 전력 신호를 정류하는 정류부;
상기 통합 전력 분배부의 상기 제4 포트에 연결되고, 상기 제1 주파수의 신호를 차단하는 대역 저지 필터; 및
상기 대역 저지 필터를 통해 상기 분배 정보 신호를 수신하는 정보 신호 획득부를 포함하고,
상기 통합 전력 분배부는 4-포트 회로망, 제1 및 제2 노드, 및 제1 및 제2 임피던스 정합 선로를 갖고,
상기 제1 및 제2 임피던스 정합 선로는 각각 상기 제1 및 제2 노드를 통해 상기 4-포트 회로망에 연결되고, 상기 제1 주파수에서 상기 4-포트 회로망과 상기 정류부의 임피던스를 정합하는 수신 장치. - 무선 통신 시스템에서 수신 장치에 있어서,
제1 주파수를 가지는 전력 신호와 상기 제1 주파수를 중심 주파수로 하는 변조된 정보 신호가 결합된 RF 신호를 수신하는 RF 안테나;
상기 RF 신호를 분배 전력 신호와 분배 정보 신호로 분배하기 위하여, 상기 RF 안테나에 연결되어 상기 RF 신호를 수신하는 신호 수신 포트, 상기 분배 전력 신호를 출력하는 전력 출력 포트, 및 상기 분배 정보 신호를 출력하는 정보 출력 포트를 갖는 전력 분배부;
상기 분배 전력 신호를 정류하는 정류부;
상기 전력 분배부의 상기 전력 출력 포트와 상기 정류부 사이에 연결되고, 상기 제1 주파수에서 상기 전력 분배부와 상기 정류부의 임피던스를 정합하는 임피던스 정합부;
상기 전력 분배부의 상기 정보 출력 포트에 연결되고, 상기 제1 주파수의 신호를 차단하는 대역 저지 필터; 및
상기 대역 저지 필터를 통해 상기 분배 정보 신호를 수신하는 정보 신호 획득부를 포함하는 수신 장치.
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