KR20070096542A

KR20070096542A - Ｒｆｉｄ 송수신 시스템

Info

Publication number: KR20070096542A
Application number: KR1020060027226A
Authority: KR
Inventors: 김남윤
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2006-03-26
Filing date: 2006-03-26
Publication date: 2007-10-02
Also published as: KR100765007B1

Abstract

본 발명은 국가별 할당 주파수에 따라 선택적으로 신호를 처리하는 RFID 송수신 시스템에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 RFID 송수신 시스템은 다수개의 위상동기회로를 구비하여 국가별로 할당된 RFID 주파수에 따른 기준주파수신호를 생성하고, 생성된 기준주파수신호를 스위칭하여 선택적으로 제공하는 위상동기회로부; 상기 기준주파수신호를 통하여 송신신호를 믹싱하고, 믹싱된 송신신호를 송출하는 송신부; 및 수신되는 신호를 상기 국가별 할당 주파수에 따라 선택적으로 필터링하고, 상기 기준주파수신호와 선택적으로 믹싱처리하는 수신부를 포함한다.

본 발명에 의하면, 하나의 시스템 상에서 지역(국가)별 할당 주파수에 따라 차별화되는 신호를 선택적으로 처리할 수 있으므로 회로 구성을 단순화하고, 생산비용을 절감할 수 있으며, 하나의 제품을 구매하여 여러 국가에서 사용하고자 하는 소비자의 욕구를 충족시켜줄 수 있는 효과가 있다.

Description

ＲＦＩＤ 송수신 시스템{Transmitting and receiving system of Radio Frequency IDentification}

도 1은 일반적인 RFID 송수신 시스템의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 RFID 송수신 시스템의 전체 구성요소를 개략적으로 도시한 블록도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 RFID 송수신 시스템에 구비되는 위상동기회로부의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 RFID 송수신 시스템에 구비되는 송신RF처리부 및 송신 베이스밴드 처리부의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 RFID 송수신 시스템에 구비되는 수신RF처리부 및 수신 베이스밴드 처리부의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

100: 본 발명에 의한 RFID 송수신 시스템

110: 송신RF처리부 120: 송신IF처리부

130: 제1스위치 140: 수신RF처리부

143: 제2스위치 144: 제3대역통과필터

145: 제4대역통과필터 146: 제5대역통과필터

150: 수신 베이스밴드 처리부 160: 위상동기회로부

161: TCXO 162: 제1위상동기회로

163: 제2위상동기회로 164: 제3위상동기회로

170: 제어부

본 발명은 RFID 송수신 시스템에 관한 것이다.

현재, 유비쿼터스(ubiquitous) 네트워크 기술이 많은 이들의 주목을 받고 있는데, 유비쿼터스 네트워크 기술이란 시간과 장소에 구애됨이 없이 다양한 네트워크에 자연스럽게 접속할 수 있도록 하는 기술을 의미한다.

이러한 유비쿼터스 네트워크 기술의 차세대 기술로서 RFID 기술을 들 수 있으며, 그 중에서 상거래에 도입된 RFID 기술이 대표적이다.

일반적으로, 상거래형 RFID 시스템은 상품에 부착되어 세부정보가 내장된 RFID 태그, RFID 태그의 정보를 RF통신을 이용하여 읽는 RFID리더로 이루어지며, 상품에 부착된 상기 RFID 태그는 RFID리더가 위치되는 지역을 통과하며 RF통신을 이용하여 정보를 전달하게 되므로 상품의 유통, 조립, 가격 변동, 판매 등의 물류/유통 관리가 효율적으로 처리될 수 있는 기반을 제공한다.

특히, RFID 태그의 판독 거리 및 인식률은 RFID 리더의 송신 전력이 가지는 피드백(Feedback) 성분에 큰 영향을 받는데, 종래의 RFID 리더의 경우 송신단과 수신단의 격리도(Isolation)가 떨어지고, 주파수 분리가 힘들며, 피드백 성분을 억제시킬 수 있는 방안이 없으므로 해당 대역의 주파수 신호를 필터링하는데 많은 어려움이 있다.

도 1은 일반적인 RFID 송수신 시스템의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 1에 의하면, 일반적인 RFID 리더(10)는 안테나(11), 송수신신호분리부(12), RF수신부(13), 베이스밴드수신부(14), Rx PLL(Phase Locked Loop)(15), RF송신부(16), 베이스밴드송신부(17), Tx PLL(18) 및 제어부(19)를 포함하여 이루어진다.

상기 안테나(11)는 송수신신호를 함께 송신 또는 수신하는 구조를 가지며, 송수신신호분리부(12)는 송신 신호와 수신 신호를 분리하여 송신신호를 안테나(11)로 전달하거나 수신신호를 RF수신부(13)로 전달하는 기능을 수행하는데, 가령 서큘레이터와 같은 소자로 구현될 수 있다.

서큘레이터(12)의 제1포트는 안테나(11)와 연결되고, 제2포트 및 제3포트는 각각 RF수신부(13) 및 RF송신부(16)와 연결된다.

상기 서큘레이터(12)는 어느 포트에서 전력이 입력되면, 왼쪽 혹은 오른쪽 포트중 어느 한쪽 포트에만 전력을 전달시키고 나머지 포트로는 전력을 전달시키지 않음으로써 한쪽 방향으로 신호가 회전하듯이 방향성을 갖고 전달되도록 한다. 따라서, 서큘레이터는 안테나(11)를 통하여 수신되는 신호는 시계 반대 방향의 RF수 신부(13)로 전달하고, RF송신부(16)로부터의 송신 신호는 안테나(11)로 전달한다.

또한, 상기 베이스밴드수신부(14)는 Rx PLL(15)로부터 기준주파수신호를 전달받아 RF수신신호를 베이스밴드신호로 변환하고, 상기 베이스밴드송신부(17)는 Tx PLL(18)로부터 기준주파수신호를 전달받아 제어부(19)로부터 전달된 베이스밴드신호를 RF송신신호로 변환한다.

이때, Rx PLL(15)과 Tx PLL(18)로부터 기준주파수신호를 전달받아 베이스밴드 수신신호 또는 RF 송신신호를 믹싱하는 경우, 송신단과 수신단 사이에 피드백 성분의 신호가 서로의 신호 경로에 유입되기 쉬우므로 태그로의 에너지 공급 및 인식률이 불안정해지는 문제점이 있다.

한편, RFID 통신은 지역(국가)별로 할당된 주파수 대역이 다른데, 예를 들어 800 MHz(유럽형 RFID), 900 MHz(미국&한국형 RFID), 2.4 GHz(기타 RFID) 등으로 지역별로 할당된 주파수 대역이 상이하다.

따라서, 전술한 일반적인 RFID 송수신 시스템에 의하여 브로드밴드(Broad bnad) 영역의 주파수를 처리하려면 각 주파수 대역에 대응되는 시스템들을 다수개로 구비하여 하나의 제품으로 생산해야 하므로, 회로의 구성이 복잡해지고 생산 비용이 증가하며 제품의 부피가 커지는 문제점이 있다.

이러한 이유로, 현재 RFID 송수신 시스템은 하나의 통신 규격 또는 하나의 지역에서 사용가능한 모델로 분리되어 제품화되고 있는 실정이다.

본 발명은 지역별로 할당된 RFID 주파수에 따라 다양한 제품으로 구분될 필 요 없이, 송수신단의 일부 회로 구조가 개선됨으로써 하나의 시스템 상에서 다양한 신호를 선택적으로 처리할 수 있는 RFID 송수신 시스템을 제공한다.

본 발명에 의한 RFID 송수신 시스템은 국가별로 할당된 RFID 주파수에 따라 기준주파수신호를 차별적으로 제공하는 위상동기회로부; 상기 기준주파수신호를 통하여 송신신호를 믹싱하고, 믹싱된 송신신호를 송출하는 송신부; 및 수신되는 신호를 상기 국가별 할당 주파수에 따라 선택적으로 필터링하고, 상기 기준주파수신호와 선택적으로 믹싱처리하는 수신부를 포함한다.

또한, 본 발명에 의한 RFID 송수신 시스템에 구비되는 상기 위상동기회로부는 다수개의 위상동기회로를 통하여 상기 기준주파수신호를 차별적으로 생성하고, 상기 다수개의 위상동기회로와 연결되고 기준주파수신호를 선택적으로 전달하는 스위치가 더 구비된다.

또한, 본 발명에 의한 RFID 송수신 시스템의 상기 위상동기회로부는 상기 국가별 할당 주파수에 따라 차별적으로 기준주파수신호를 제공하는 다수개의 위상동기회로와, 상기 기준주파수신호를 선택적으로 전달하는 스위치를 구비하고, 상기 송신부는 상기 선택적으로 전달된 기준주파수신호와 I 베이스밴드 송신신호를 믹싱하여 I RF송신신호를 생성하는 제1믹서와 상기 기준주파수신호와 Q 베이스밴드 송신신호를 믹싱하여 Q RF송신신호를 생성하는 제2믹서를 구비하는 믹서부; 및 상기 I RF송신신호 및 상기 Q RF송신신호를 RF송신신호로 합성하는 합성기를 구비한다.

또한, 본 발명에 의한 RFID 송수신 시스템의 상기 위상동기회로부는 800MHz 주파수 대역의 송신신호를 믹싱하기 위한 제1기준주파수신호를 공급하는 제1위상동기회로; 900MHz 주파수 대역의 송신신호를 믹싱하기 위한 제2기준주파수신호를 공급하는 제2위상동기회로; 및 2.4GHz 주파수 대역의 송신신호를 믹싱하기 위한 제3기준주파수신호를 공급하는 제3위상동기호로를 포함한다.

또한, 본 발명에 의한 RFID 송수신 시스템의 상기 수신부는 RFID 신호를 수신하는 안테나; 상기 수신신호를 종류에 따라 선택적으로 전달하는 스위치; 상기 스위치와 연결되는 다수개의 필터; 및 상기 위상동기회로로부터 기준주파수신호를 선택적으로 전달받고 상기 필터와 연결되어 I신호 및 Q신호를 믹싱하는 믹서부를 포함한다.

또한, 본 발명에 의한 RFID 송수신 시스템의 상기 스위치는 상기 위상동기회로부가 구비하는 위상동기회로의 개수에 대응되는 개수로 구비된다.

또한, 본 발명에 의한 RFID 송수신 시스템의 상기 송신부는 안테나단에 VGA(Voltage Gain Amplifier)를 포함하는 증폭단이 더 구비된다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 RFID 송수신 시스템에 대하여 상세히 설명하는데, 본 발명의 실시예에서 RFID 송수신 시스템은 RFID리더인 것으로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 RFID 송수신 시스템(100)의 전체 구성요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 2에 의하면, 본 발명의 실시예에 따른 RFID 송수신 시스템(100)은 제1안테나(105), 송신(Tx)RF처리부(110), 송신 베이스밴드(Baseband)처리부(120), 위상 동기회로부(160), 제1스위치(130), 제2안테나(135), 수신(Rx)RF처리부(140), 수신 베이스밴드 처리부(150) 및 제어부(170)를 포함하여 이루어진다.

그리고, 상기 위상동기회로부(160)는 TCXO(Temperature Compensated X-tal Oscillator)(161), 제1위상동기회로(162), 제2위상동기회로(163), 제3위상동기회로(164)를 구비하고, 위상동기회로들(162, 163, 164)은 제1스위치(130)와 연결된다.

본 발명에 의한 RFID 송수신 시스템(100)은, 지역(국가) 별로 할당된 주파수 대역에 따라 서로 상이한 RFID 신호를 처리할 수 있는데, 이를 가능하게 하는 이유 중의 하나가, 신호의 종류에 따라 다양하게 구비되는 위상동기회로이다.

본 발명의 실시예에서, 상기 위상동기회로부(160)는 국가별로 할당된 주파수 대역, 가령 800 MHz(유럽형 RFID), 900 MHz(미국&한국형 RFID), 2.4 GHz(기타 RFID)에 따라 세 개의 위상동기회로(162, 163, 164)를 구비하는 것으로 한다.

상기 수신RF처리부(140)는 제2안테나(135)를 통하여 인입된 수신신호를 RF신호로서 필터링/증폭처리하고, 상기 수신 베이스밴드 처리부(150)는 위상동기회로부(160)로부터 기준주파수신호를 전달받아 RF수신신호와 믹싱함으로써 베이스밴드 수신신호를 생성한다.

상기 수신 베이스밴드 처리부(150)는 베이스밴드 수신신호를 필터링/증폭처리하고, AD(Analog to Digital)컨버팅하여 제어부(170)로 전달한다.

상기 제어부(170)는 RFID 태그와의 무선 통신을 제어하고, 수신 베이스밴드 처리부(150)로부터 전달된 신호를 응용 계층 상에서 디지털 신호로 처리하거나, 처리된 디지털 신호를 송신 베이스밴드 처리부(120)로 전달한다.

그리고, 상기 송신 베이스밴드 처리부(120)는 상기 제어부(170)로부터 디지털 신호를 전달받아 DA컨버팅처리하고, 아날로그 신호로 변환된 송신신호를 필터링/증폭처리한다.

상기 송신 베이스밴드 처리부(120)는 제1스위치(130)로부터 해당 기준주파수신호를 전달받아 증폭처리된 베이스밴드 송신신호와 믹싱함으로써 RF송신신호를 생성한다.

RF송신신호가 생성되면 상기 송신RF처리부(110)는 이를 필터링/증폭하고, 제1안테나(105)를 통하여 송출한다.

우선, 도 3을 참조하여 상기 위상동기회로부(160)에 대하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 RFID 송수신 시스템(100)에 구비되는 위상동기회로부(160)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 3에 의하면, 상기 위상동기회로부(160)는 TCXO(161), 제1위상동기회로(162), 제2위상동기회로(163), 제3위상동기회로(164)를 포함하여 이루어지며, 각 위상동기회로들(162, 163, 164)은 제1스위치(130)와 연결된다.

도 3에는 제1위상동기회로(162)의 구성 요소만이 도시되어 있는데, 각 위상동기회로들(162, 163, 164)은 처리하는 주파수 대역이 상이할 뿐 회로 구성 및 동작에는 큰 차이가 없으므로 제1위상동기회로(162)만을 예로 들어 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에서 제1위상동기회로(162)는 800MHz 주파수 대역의 송신신호를 믹싱하기 위한 제1기준주파수신호를 공급하고, 제2위상동기회로(163)는 900MHz 주파수 대역의 송신신호를 믹싱하기 위한 제2기준주파수신호를 공급한다.

또한, 제3위상동기회로(164)는 2.4GHz 주파수 대역의 송신신호를 믹싱하기 위한 제3기준주파수신호를 공급한다.

제1위상동기회로(162)는 제1분주기(162a), 주파수검출기(162b), 챠지펌프(Charge pump)(162c), 루프필터(162d), VCO(Voltage Controlled Oscillator)(162e), 제2분주기(162f)를 포함하여 구성된다.

TCXO(161)는 수정발진기를 구비하고 온도변화에 따른 주파수 교란을 통제하는 회로로서, 온도변화에 대하여 일정한 값의 주파수를 갖는 발진주파수신호를 제1분주기(162a)로 제공한다.

상기 제1분주기(162a)는 제어부(170)의 제어신호에 따라 발진주파수신호를 소정 비율로 축소시킴으로써 제1위상동기회로(162)로부터 출력되는 최종 기준주파수신호의 대역을 이동시킬 수 있게 한다. 이러한 구성을 통하여 제2위상동기회로(163), 제3위상동기회로(164)는 각각 해당 주파수 대역 신호를 믹싱하기 위한 발진주파수신호를 공급할 수 있게 된다.

상기 주파수검출기(162b)는 VCO(162e)로부터 출력되는 기준주파수신호를 검출하여 TCXO(161)로부터 전달된 발진주파수신호와 비교한다.

일반적으로 상기 기준주파수신호는 고주파수(가령, "㎓" 단위의 주파수신호)신호이며, 상기 발진주파수신호는 기준주파수신호에 비해서 상대적으로 낮은주파수신호(가령, "㎒" 단위의 주파수신호)이다.

따라서, 제2분주기(162f)는 VCO(162e)로부터 출력된 기준주파수신호를 발진 주파수신호와 비교가능한 크기로 변환하기 위하여 기준주파수신호를 상대적으로 낮은 주파수로 전환시킨다.

예를 들어, 상기 TCXO(161)가 100㎒의 발진주파수신호를 제공하고 VCO(162e)가 1.1㎓의 기준주파수신호를 제공하면, 제2분주기(162f)는 기준주파수신호를 1/10의 크기로 전환한다.

상기 주파수검출기(162b)는 발진주파수신호 및 전환된 기준주파수신호의 주파수를 비교하여 주파수 차이에 대응되는 제어신호를 챠지펌프(162c)로 전달하고 챠지펌프(162c)는 제어신호에 따라 전류값을 조정한다.

상기 챠지펌프(162c)는 제어신호에 따라 특정량의 전하를 공급하거나 흡수하는 전자회로이며, 발진주파수신호에 비하여 기준주파수신호의 전압이 크면 분기회로에 의하여 특정량의 전하를 루프필터(162d)로 공급하고, 기준주파수신호의 전압이 발진주파수신호에 비하여 작으면 분기회로에 의하여 특정량의 전하를 루프필터(162d)로부터 끌어당긴다.

그리고, 상기 루프필터(162d)는 챠지펌프(162c) 상에서 혼재된 잡음 성분의 신호를 필터링하는데, 가령 다수개의 커패시터와 저항으로 구성된 2차 필터를 이용할 수 있다.

저항과 병렬로 연결된 커패시터에서는 상기 챠지펌프(162c)에서 밀고 당기는 전하량을 조절하여 VCO(162e)의 전압을 조정하고, 위상동기회로(162, 163, 164) 상에서 발생하는 스퓨리어스 특성을 감소시킨다.

상기 VCO(162e)는 공진부와 전원부(도시되지 않음) 등으로 구성되며, 루프필 터(162d)를 거친 제어신호에 따라 흔들림이 없는 기준주파수신호를 공진시킨다.

따라서, 가령 온도와 같은 외부 환경 변화 요인 등에 의하여 기준주파수신호가 미세하게 유동되어 불안정한 상태가 되고, 중간주파수신호에 왜곡이 발생되는 막을 수 있다.

상기 제1스위치(130)는 여러가지 스위치 회로로 구현될 수 있는데, SP3T(Single Pole Three Throw) 스위치 소자로 구비되는 것이 바람직하다.

상기 제1스위치(130)는 온/오프용 제어전압을 인가받는 2개의 제어용 단자를 각각 구비하고, 제어전압의 종류에 따라 진행파 신호의 경로와 반사파 신호의 경로를 개방 또는 폐쇄시킨다.

상기 제1스위치(130)는 제어 논리 회로와 스위치 회로를 포함하며, 제어 논리 회로는 전원단(Vcc), 3개의 제어 전압단(vctrl1, vctrl2, vctrl3)을 구비한다.

상기 전원단은 스위치부의 전원이 입력되는 단자이고, 제어 전압단들은 제어부(170)와 연결되어 스위칭 동작의 제어용 전압이 입력되는 단자이다.

상기 3개의 제어 전압단들을 통하여 제어 전압이 인가되고, 제어 논리 회로는 인가된 제어 전압의 조합(논리 연산)을 해석하여 디코딩 신호를 생성한다.

상기 스위치 회로는 제어 논리 회로로부터 디코딩 신호를 전달받고, 디코딩 신호에 따라 세 개의 신호 경로를 개폐시킨다. 따라서, 어느 하나의 위상동기회로가 생성한 기준주파수신호가 선택적으로 송신 베이스밴드 처리부(120) 또는 수신 베이스밴드 처리부(150)로 전달될 수 있다.

상기 제1스위치(130)를 통과한 기준주파수신호는 증폭/감쇄기(185)를 통하여 증폭되는데, 증폭되기 전에 제1대역통과필터(BPF; Band Pass Filter)(180)에서 잡음성분이 제거된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 RFID 송수신 시스템(100)에 구비되는 송신RF처리부(110) 및 송신 베이스밴드 처리부(120)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 4에 의하면, 상기 송신RF처리부(110)는 안테나와 연결되는 전력증폭기(PA; Power Amplifier)(112), 중간증폭기(IA; Intermediate Amplifier)(114), 전압이득증폭기(VGA; Voltage Gain Amplifier)(116), 제2대역통과필터(118)를 포함하고, 상기 송신 베이스밴드 처리부(120)는 합성기(127), 제1믹서(125), 제2믹서(124), 제1BA(Baseband)필터(123), 제2BA필터(124), 제1DA(121), 제2DA(122)를 포함하여 이루어진다.

상기 제어부(170)가 정보요청신호와 같은 디지털 신호를 처리하면, 디지털 신호 상태인 I(In-phase)신호와 Q(Quadrature-phase)신호는 제1DA(Digital to Analog converter)(121)와 제2DA(122)를 통하여 각각 아날로그 신호로 변환되고, 제1BA필터(123)와 제2BA필터(124)는 컨버팅 과정에서 베이스밴드 I송신신호와 베이스밴드 Q송신신호 상에 인입된 잡음성분의 신호를 필터링한다.

상기 제1믹서(125)와 제2믹서(124)는 증폭/감쇄기(185)로부터 소정 크기로 전력이 조정된 기준주파수신호를 전달받고, 베이스밴드 I송신신호와 베이스밴드 Q송신신호를 기준주파수신호와 믹싱하여 각각 RF I송신신호 및 RF Q송신신호로 변환한다.

상기 합성기(127)는 RF I송신신호와 RF Q송신신호를 합하여 하나의 RF신호로 생성하고, RF 송신신호는 제2대역통과필터(118)를 거쳐 증폭 과정을 거친다.

상기 전압이득증폭기(116)는 제어전압에 의하여 이득이 조정됨으로써 RF 송신신호를 증폭시키는데, 이와 같은 기능을 통하여, 안테나단으로 인가되는 고주파 입력신호의 전계 강도에 따라 이득이 자동제어되며, 송신신호의 출력은 일정하게 유지된다.

전압이득증폭된 RF 송신신호는 차례대로 중간증폭기(114)와 전력증폭기(112) 상에서 증폭되고, 최종적으로 안테나를 통하여 송출될 수 있는 크기의 신호로 증폭된다.

일반적으로, 이상과 같은 전압이득제어(VGC) 방식은 증폭단의 전계 강도와 상관성이 있으므로 중전계 및 약전계 영역에서 사용된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 RFID 송수신 시스템(100)에 구비되는 수신RF처리부(140) 및 수신 베이스밴드 처리부(150)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 5에 의하면, 상기 수신RF처리부(140)는 제2대역통과필터(141), 저잡음증폭기(LNA; Low Noise Amplifier)(142), 제2스위치(143), 제3대역통과필터(144), 제4대역통과필터(145) 및 제5대역통과필터(146)를 포함하고, 상기 수신 베이스밴드 처리부(150)는 발룬회로(159), 제3믹서(157), 제4믹서(158), 제1저대역필터(LPF; Low Pass Filter)(155), 제2저대역필터(156), 제1BA(Baseband Amplifier)(153), 제2BA(154), 제1AD(Analog to Digital converter)(151) 및 제2AD(152)를 포함하여 이 루어진다.

상기 제2대역통과필터(일반적으로, 쏘우(Saw) 필터로 구비됨)(141)는 제2안테나(135)를 통하여 수신되는 신호 중 해당 RFID 대역의 수신신호만을 필터링한다.

이 때의 신호가 가지는 전력은 감쇄 및 잡음의 영향으로 인해 매우 낮은 전력레벨을 갖으므로 저잡음증폭기(142)는 필터링된 수신신호를 증폭시키는데, 수신신호는 외부의 잡음을 포함하고 있으므로 잡음 성분이 최대한 억제되어 수신신호가 증폭된다.

즉, 통신 시스템의 잡음 지수를 결정하는 중요한 부분은 시스템의 초반 블록의 잡음 지수값인데, 그 이유는 초반 블록이 잡음 지수가 작고 이득이 큰 경우 전체 잡음 지수가 가장 크게 개선되기 때문이다. 따라서, 상기 저잡음증폭기(142)는 잡음 지수(Noise Figure)가 작은 값을 갖도록 동작점과 매칭포인트를 잡아서 설계된다.

제2스위치(143)는 위상동기회로부(160)에 연결되는 제1스위치(130)와 같이 SP3T 스위치 소자로 구비되는 것이 바람직한데, 입력단은 저잡음증폭기(142)와 연결되고 출력단은 세 개의 경로를 가지는 것으로서, 제3저대역통과필터(144), 제4저대역통과필터(145) 및 제5대역통과필터(146)와 연결된다.

상기 제2스위치(143)는 전술한 제1스위치(130)와 동일한 구성을 가지며 제어부(170)로부터 제어전압을 인가받아 스위칭 동작을 수행한다.

가령, 본 발명에 의한 RFID 송수신 시스템(100)이 위치되는 지역에 따라 제어부(170)는 해당 제어전압을 인가하고, 상기 제2스위치(143)는 신호 전달 경로를 제3대역통과필터(144), 제4대역통과필터(145), 제5대역통과필터(146) 중 어느 하나의 대역통과필터로 연결시킨다.

상기 제3대역통과필터(144), 제4대역통과필터(145), 제5대역통과필터(146)는 각각 제1위상동기회로(162), 제2위상동기회로(163), 제3위상동기회로(164)와 대응되는 필터들로서, 이들이 필터링한 해당 RF수신신호는 각각 제1기준주파수신호, 제2기준주파수신호, 제3기준주파수신호와 믹싱된다.

따라서, 제3대역통과필터(144)를 통과한 RF 수신신호는 800MHz 주파수 대역의 신호로 믹싱되고, 제4대역통과필터(145)를 통과한 RF 수신신호는 900MHz 주파수 대역의 신호로 믹싱된다.

또한, 제5대역통과필터(146)를 통과한 RF 수신신호는 2.4GHz 주파수 대역의 신호로 믹싱된다.

상기 제어부(170)는 제어전압을 위상동기회로부(160)와 연결된 제1스위치(130)와 제2스위치(143)로 동일하게 전달함으로써, 위상동기회로부(160)가 제공하는 기준주파수신호의 종류와 상기 대역통과필터들(144, 145, 146)이 필터링한 RF 수신신호가 대응되게 된다.

상기 발룬회로(159)는 Rx RF처리부로부터 전달된 RF 수신신호를 I신호 및 Q신호로 분리시킨다. 여기서, "발룬(Balun)"이란 "Balance-Unbalance"의 줄임말로서, Balanced Signal 을 Unbalanced Signal로(또는 그 역으로) 변환해주는 회로를 의미한다.

상기 발룬회로(159)는 출력단이 각각 제3믹서(157)와 제4믹서(158)로 연결되 는데, 같은 전송 대역을 사용하는 I신호와 Q신호가 존재하는 경우 한측을 GND로 만들고 다른 측으로 신호를 몰아(일종의 신호 변환임) I신호 또는 Q신호를 분리시키게 된다.

상기 발룬회로(159)는 선로 조합, 럼프드 소자, 공진도파관 방식 등을 통하여 구현될 수 있다.

상기 제3믹서(157)와 제4믹서(158)는 제1스위치(130)와 연결된 로컬 제너레이터(도시되지 않음)로부터 소정 기준주파수신호를 전달받고, 분리된 RF I수신신호 및 RF Q수신신호를 이와 합성하여 베이스밴드 I수신신호 및 베이스밴드 Q수신신호로 생성한다.

상기 베이스밴드 I수신신호와 베이스밴드 Q수신신호는 각각 제1LPF(155)와 제2LPF(156)를 거쳐 믹싱 과정에서 혼재된 잡음 성분이 제거되고, 제1BA(153)와 제2BA(154)를 거쳐 중간주파 증폭된다.

중간주파 증폭된 베이스밴드 I수신신호 및 베이스밴드 Q수신신호는 각각 제1AD(Analog to Digital converter)(151)와 제2AD(152)에서 디지털 신호로 변환되고, 제어부(170)는 이를 전달받아 신호 해석하고, 응용 프로그램 계층 상에서 처리한다.

상기 제어부(170)는 통신프로토콜을 구비하여 RFID 태그와의 무선통신을 제어하고, RFID 태그로부터 수신된 태그식별정보의 코드를 분석하는데, 이때 데이터 포맷을 변환하고, 필요한 정보를 추출하기 위하여 필터링을 처리한다.

이러한 제어부(170)는 FPGA(Field Programmable Gate Array)회로나 DSP(Digital Signal Processing)회로가 사용될 수 있으며, FPGA회로는 칩의 생산 공정을 벗어나 RFID리더(100) 수신기의 기능을 구현하는 경우 필요에 따라 프로그래밍을 추가할 수 있는 게이트 배열 회로(논리 집적 회로)를 의미한다.

또한, DSP(Digital Signal Processing)회로는 아날로그 신호를 A/D변환하여 얻어진 디지털 데이터에 대수적인 연산을 처리하여 필터링하거나 스펙트럼 분석 등의 신호처리를 수행하는 회로이다.

이상에서 본 발명에 대하여 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명에 의한 RFID 송수신 시스템에 의하면, 하나의 시스템 상에서 지역별로 할당된 RFID 주파수에 따라 차별화되는 신호를 선택적으로 처리할 수 있으므로 회로 구성을 단순화하고, 생산비용을 절감할 수 있으며, 하나의 제품을 구매하여 여러 국가에서 사용하고자 하는 소비자의 욕구를 충족시켜줄 수 있는 효과가 있다.

Claims

국가별로 할당된 RFID 주파수 종류에 따라 기준주파수신호를 차별적으로 제공하는 위상동기회로부;

상기 기준주파수신호를 통하여 송신신호를 믹싱하고, 믹싱된 송신신호를 송출하는 송신부; 및

수신되는 신호를 상기 국가별 할당 주파수에 따라 선택적으로 필터링하고, 상기 기준주파수신호와 선택적으로 믹싱처리하는 수신부를 포함하는 RFID 송수신 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 위상동기회로부는

다수개의 위상동기회로를 통하여 상기 기준주파수신호를 차별적으로 생성하는 것을 특징으로 하는 RFID 송수신 시스템.
제 2항에 있어서, 상기 위상동기회로부는

상기 다수개의 위상동기회로와 연결되고 기준주파수신호를 선택적으로 전달하는 스위치가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 RFID 송수신 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 위상동기회로부는 국가별 할당 주파수에 따라 차별적으로 기준주파수신 호를 제공하는 다수개의 위상동기회로와, 상기 기준주파수신호를 선택적으로 전달하는 스위치를 구비하고,

상기 송신부는 상기 선택적으로 전달된 기준주파수신호와 I 베이스밴드 송신신호를 믹싱하여 I RF송신신호를 생성하는 제1믹서와 상기 기준주파수신호와 Q 베이스밴드 송신신호를 믹싱하여 Q RF송신신호를 생성하는 제2믹서를 구비하는 믹서부; 및 상기 I RF송신신호 및 상기 Q RF송신신호를 RF송신신호로 합성하는 합성기를 구비하는 것을 특징으로 하는 RFID 송수신 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 위상동기회로부 및 상기 송신부 사이에는

필터, 감쇄/증폭기 중 어느 하나 이상의 회로가 구비되는 것을 특징으로 하는 RFID 송수신 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 위상동기회로부는

800MHz 주파수 대역의 송신신호를 믹싱하기 위한 제1기준주파수신호를 공급하는 제1위상동기회로;

900MHz 주파수 대역의 송신신호를 믹싱하기 위한 제2기준주파수신호를 공급하는 제2위상동기회로; 및

2.4GHz 주파수 대역의 송신신호를 믹싱하기 위한 제3기준주파수신호를 공급하는 제3위상동기호로를 포함하는 RFID 송수신 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 수신부는

RFID 신호를 수신하는 안테나;

상기 수신신호를 종류에 따라 선택적으로 전달하는 스위치;

상기 스위치와 연결되는 다수개의 필터; 및

상기 위상동기회로로부터 기준주파수신호를 선택적으로 전달받고 상기 필터와 연결되어 I신호 및 Q신호를 믹싱하는 믹서부를 포함하는 RFID 송수신 시스템.
제 7항에 있어서, 상기 스위치는

상기 위상동기회로부가 구비하는 위상동기회로의 개수에 대응되는 개수로 구비되는 것을 특징으로 하는 RFID 송수신 시스템.
제 7항에 있어서, 상기 안테나 및 상기 스위치 사이에는

필터, 저잡음증폭기 중 어느 하나 이상의 회로가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 RFID 송수신 시스템.
제 7항에 있어서, 상기 송신부는

안테나단에 VGA(Voltage Gain Amplifier)를 포함하는 증폭단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 RFID 송수신 시스템.