KR20080100581A - 무선인식(ｒｆｉｄ) 리더 수신 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선인식(RFID) 리더 수신 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 송신 반송파 주파수보다 백스캐터링 링크 주파수만큼 주파수 천이된 주파수를 가지는 수신 반송파 신호를 통해 수신 신호를 복조함으로써 집적화가 어려운 대역 통과 필터 또는 고역 통과 필터를 제거하여 최소형으로 구현이 가능한 무선인식(RFID) 리더 수신 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 무선인식(RFID) 리더 수신 장치는 태그로부터 수신한 응답 신호를 처리하는 무선인식(RFID) 리더 수신 장치에 있어서, 송신 반송파 주파수보다 백스캐터링 링크 주파수만큼 주파수 천이된 주파수를 가지는 수신 반송파 신호를 생성하는 주파수 합성부, 상기 주파수 합성부에서 출력되는 수신 반송파 신호와 안테나로부터 수신한 수신 신호를 혼합하는 믹서, 및 상기 믹서의 출력 신호를 필터링하는 저역 통과 필터를 포함한다.

Description

무선인식(ＲＦＩＤ) 리더 수신 장치 { RECEIVER FOR ＲＦＩＤ READER }
도 1은 종래 기술에 따른 무선인식(RFID) 시스템의 기본적인 구성을 보여주는 구성도.
도 2는 종래 기술에 따른 무선인식(RFID) 시스템의 기본적인 작용을 보여주는 구성도.
도 3은 무선인식(RFID) 시스템의 리더에서의 수신 스펙트럼을 나타내는 도면.
도 4는 종래의 무선인식(RFID) 리더에서의 주파수 하향 변환된 스펙트럼을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선인식(RFID) 리더 수신 장치를 나타내는 구성도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무선인식(RFID) 리더 수신 장치에서의 주파수 하향변환된 스펙트럼을 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다른 무선인식(RFID) 리더 수신 장치를 나타내는 구성도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 또 다른 무선인식(RFID) 리더 수신 장치를 나타내는 구성도.
< 도면의 주요 부분의 부호의 설명 >
100 : 안테나
110 : 주파수 합성부
120 : 믹서
130 : 저역 통과 필터
200 : 안테나
210 : 주파수 합성부
220 : 제1 믹서
230 : 제2 믹서
240 : 저역 통과 필터
300 : 안테나
310 : 주파수 합성부
320 : 위상 조정부
330 : 혼합부
340 : I 믹서
350 : Q 믹서
360 : 제1 저역 통과 필터
370 : 제2 저역 통과 필터
본 발명은 무선인식(RFID) 리더 수신 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 송신 반송파 주파수보다 백스캐터링 링크 주파수만큼 주파수 천이된 주파수를 가지는 수신 반송파 신호를 통해 수신 신호를 복조함으로써 집적화가 어려운 대역 통과 필터 또는 고역 통과 필터를 제거하여 최소형으로 구현이 가능한 무선인식(RFID) 리더 수신 장치에 관한 것이다.
일반적으로 무선인식(RFID; Radio Frequency IDentification)은 최소형 IC 칩에 고유한 식별정보를 입력하고 무선 주파수(RF)를 이용하여 이 칩이 부착된 물체나 동물 등을 인식·추적·관리할 수 있는 기술을 말한다. 이러한 RFID 시스템은 고유한 식별정보가 입력되고 물체나 동물 등에 부착되는 RFID 태그(Tag 또는 Transponder)와, 이 태그가 가지고 있는 식별정보를 비접촉식으로 읽거나 또는 쓰기 위한 리더(Reader 또는 Interrogator)로 이루어진다. 그리고 상기 리더에는 컴퓨터 등 정보처리장치가 연결되어 태그로부터 수집된 데이터를 처리한다.
도 1은 종래 기술에 따른 무선인식(RFID) 시스템의 기본적인 구성을 보여주는 구성도이다. 상기 RFID 시스템은 리더(10)와 태그(20)로 구성된다. 도시된 바와 같이, 태그(20)는 자체적으로 전원을 갖지 않는 수동형 태그로서, 소형 반도체 IC 칩과 안테나로 이루어지고, 상기 IC 칩에는 RF회로, 로직 및 메모리가 내장되어 있다. 이러한 태그(20)는 다양한 크기와 형태를 갖는다. 그리고 리더(10)는 특정 주파수대역의 RF신호를 태그(20)로 전송하는 송신부와 태그(20)에서 보내주는 신호를 수신하는 수신부 및 이를 송수신하기 위한 안테나를 포함하여 구성된다.
도 2는 종래 기술에 따른 무선인식(RFID) 시스템의 기본적인 작용을 보여주는 구성도이다. 도시된 바와 같이, 리더(10)는 고주파 캐리어 신호와 소정의 질문 신호를 포함하는 소정 주파수대역의 RF신호를 전송한다. 상기 RF신호에 의해 형성되는 리더(10)의 전자기장 내에 태그(20)가 위치되면, 태그(20)는 IC 칩을 동작시키는데 필요한 동작 전원을 리더(10)의 고주파 캐리어 신호로부터 공급받는다. 즉, 리더(10)에서 전송되는 고주파 캐리어 신호는 태그의 안테나에 교류를 발생시키고 발생된 교류는 정류된 후 IC 칩을 위한 전기에너지로 사용되는 것이다. 또한 태그(20)는 수신된 RF신호를 변조하고 이를 근거로 태그(20)에 저장된 데이터를 반사 변조하여 응답 신호로서 리더(10)로 전송한다. 이와 같이 종래의 RFID 시스템은 리더(10)와 태그(20) 사이에 정보전송은 물론 수동형 태그를 활성화 시키기 위한 전력 전송이 함께 수행된다.
도 3은 무선인식(RFID) 시스템의 리더에서의 수신 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 반송파 주파수(fLO)를 중심으로 양쪽으로 백스캐터링 링크 주파수(Backscattering link frequency, fLF) 만큼 떨어진 위치에 태그가 송신한 사이드밴드(Sideband) 스펙트럼이 위치한다. 따라서, 종래에는 RFID 리더에서 반송파 주파수(fLO)를 가지는 반송파 신호를 생성하여 수신 신호와 혼합함으로써 수신 신호를 기저대역으로 주파수 하향 변환(Frequency down-conversion) 하였다.
도 4는 종래의 무선인식(RFID) 리더에서의 주파수 하향 변환된 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 디씨(DC)를 중심으로 양쪽으로 백스캐터링 링크 주파수(fLF)만큼 떨어진 위치에 태그가 송신한 사이드밴드 스펙트럼이 위치한다. 따라서, 사이드밴드 스펙트럼 신호를 복조하기 위해서는 대역 통과 필터(Band-pass filter) 또는 고역 통과 필터(High-pass filter)와 저역 통과 필터(Low-pass filter)가 필요하다.
그러나, 대역 통과 필터나 고역 통과 필터는 집적회로로 만들기 어려운 문제점이 있다. 따라서, 종래의 RFID 리더는 집적회로로 구현하여 소형화하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 송신 반송파 주파수보다 백스캐터링 링크 주파수만큼 주파수 천이된 주파수를 가지는 수신 반송파 신호를 통해 수신 신호를 복조함으로써 집적화가 어려운 대역 통과 필터 또는 고역 통과 필터를 제거하여, 최소형으로 구현이 가능한 무선인식(RFID) 리더 수신 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 무선인식(RFID) 리더 수신 장치는 태그로부터 수신한 응답 신호를 처리하는 무선인식(RFID) 리더 수신 장치에 있어서, 송신 반송파 주파수보다 백스캐터링 링크 주파수만큼 주파수 천이된 주파 수를 가지는 수신 반송파 신호를 생성하는 주파수 합성부, 상기 주파수 합성부에서 출력되는 수신 반송파 신호와 안테나로부터 수신한 수신 신호를 혼합하는 믹서, 및 상기 믹서의 출력 신호를 필터링하는 저역 통과 필터를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 무선인식(RFID) 리더 수신 장치는 태그로부터 수신한 응답 신호를 처리하는 무선인식(RFID) 리더 수신 장치에 있어서, 반송파 신호 및 백스캐터링 링크 주파수를 생성하는 주파수 합성부, 상기 주파수 합성부에서 출력되는 반송파 신호와 안테나로부터 수신한 수신 신호를 혼합하는 제1 믹서, 상기 제1 믹서의 출력신호와 상기 주파수 합성부에서 출력되는 백스캐터링 링크 주파수를 혼합하는 제2 믹서, 및 상기 제2 믹서의 출력 신호를 필터링하는 저역 통과 필터를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 무선인식(RFID) 리더 수신 장치는 태그로부터 수신한 응답 신호를 처리하는 무선인식(RFID) 리더 수신 장치에 있어서, 반송파 신호 및 백스캐터링 링크 주파수를 생성하는 주파수 합성부, 상기 주파수 합성부에서 출력되는 반송파 신호의 위상을 조절하여 I 반송파 신호와 Q 반송파 신호를 생성하는 위상 조정부, 상기 위상 조정부에서 출력되는 I 반송파 신호와 Q 반송파 신호에 상기 주파수 합성부에서 생성된 백스캐터링 링크 주파수를 혼합하여 I 수신 반송파 신호와 Q 수신 반송파 신호를 생성하는 혼합부, 상기 혼합부에서 출력되는 I 수신 반송파 신호와 안테나로부터 수신한 수신 신호를 혼합하는 I 믹서, 상기 혼합부에서 출력되는 Q 수신 반송파 신호와 안테나로부터 수신한 수신 신호를 혼합하는 Q 믹서, 상기 I 믹서의 출력 신호를 필터링하는 제1 저역 통과 필터, 및 상기 Q 믹서의 출력 신호를 필터링하는 제2 저역 통과 필터를 포함한다.
이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선인식(RFID) 리더 수신 장치를 나타내는 구성도이다.
도 5를 참조하면, 무선인식(RFID) 리더 수신 장치는 안테나(100), 송신 반송파 주파수보다 백스캐터링 링크 주파수만큼 주파수 천이된 주파수를 가지는 수신 반송파 신호를 생성하는 주파수 합성부(110), 주파수 합성부(110)에서 출력되는 수신 반송파 신호와 안테나로부터 수신한 수신 신호를 혼합하는 믹서(120), 믹서(120)의 출력 신호를 필터링하는 저역 통과 필터(130)로 구성된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무선인식(RFID) 리더 수신 장치에서의 주파수 하향변환된 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무선인식(RFID) 리더 수신 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
도 3과 같은 수신 스펙트럼에 대해, 주파수 합성부(110)에서 생성되는 송신 반송파 주파수(fLO)보다 백스캐터링 링크 주파수(fLF)만큼 주파수 천이된 주파수(fLO+fLF)를 가지는 수신 반송파 신호를 믹서(120)에서 안테나로부터 수신한 수신 신호와 혼 합하여 주파수 하향 변환하면, 도 6과 같이 백스캐터링 링크 주파수(fLF)를 중심으로 양쪽으로 백스캐터링 링크 주파수(fLF)만큼 떨어진 위치에 태그가 송신한 사이드밴드 스펙트럼이 위치한다. 즉 디씨(DC) 영역에 태그가 송신한 사이드밴드 스펙트럼이 위치하게 된다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 무선인식(RFID) 리더 수신 장치에서는 대역 통과 필터 또는 고역 통과 필터 없이 저역 통과 필터만으로 사이드밴드 스펙트럼 신호를 복조할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다른 무선인식(RFID) 리더 수신 장치를 나타내는 구성도이다.
도 7을 참조하면, 무선인식(RFID) 리더 수신 장치는 안테나(200), 주파수 합성부(210), 제1 믹서(220), 제2 믹서(230), 저역 통과 필터(240)를 포함한다.
주파수 합성부(210)는 반송파 신호 및 백스캐터링 링크 주파수를 생성한다.
제1 믹서(220)는 주파수 합성부(210)에서 출력되는 반송파 신호와 안테나로부터 수신한 수신 신호를 혼합한다.
제2 믹서(230)는 제1 믹서(220)의 출력신호와 주파수 합성부(210)에서 출력되는 백스캐터링 링크 주파수를 혼합한다.
저역 통과 필터(240)는 제2 믹서(230)의 출력 신호를 필터링한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 또 다른 무선인식(RFID) 리더 수신 장치를 나타내는 구성도이다.
도 8을 참조하면, 무선인식(RFID) 리더 수신 장치는 안테나(300), 주파수 합성부(310), 위상 조정부(320), 혼합부(330), I 믹서(340), Q 믹서(350), 제1 저역 통과 필터(360), 제2 저역 통과 필터(370)를 포함한다.
주파수 합성부(310)는 반송파 신호 및 백스캐터링 링크 주파수를 생성한다.
위상 조정부(320)는 주파수 합성부(310)에서 출력되는 반송파 신호의 위상을 조절하여 I 반송파 신호와 Q 반송파 신호를 생성한다.
혼합부(330)는 위상 조정부(320)에서 출력되는 I 반송파 신호와 Q 반송파 신호에 백스캐터링 링크 주파수를 혼합하여 I 수신 반송파 신호와 Q 수신 반송파 신호를 생성한다.
I 믹서(340)는 혼합부(330)에서 출력되는 I 수신 반송파 신호와 안테나로부터 수신한 수신 신호를 혼합한다.
Q 믹서(350)는 혼합부(330)에서 출력되는 Q 수신 반송파 신호와 안테나로부터 수신한 수신 신호를 혼합한다.
제1 저역 통과 필터(360)는 I 믹서(340)의 출력 신호를 필터링한다. 제2 저역 통과 필터(370)는 Q 믹서(350)의 출력 신호를 필터링한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 무선인식 리더 장치는 송신 반송파 주파수보다 백스캐터링 링크 주파수만큼 주파수 천이된 주파수를 가지는 수신 반송파 신호를 통해 수신 신호를 복조함으로써 집적화가 어려운 대역 통과 필터 또는 고역 통과 필터를 제거하여, 최소형으로 구현이 가능하다.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허 청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (3)

  1. 태그로부터 수신한 응답 신호를 처리하는 무선인식(RFID) 리더 수신 장치에 있어서,
    송신 반송파 주파수보다 백스캐터링 링크 주파수만큼 주파수 천이된 주파수를 가지는 수신 반송파 신호를 생성하는 주파수 합성부,
    상기 주파수 합성부에서 출력되는 수신 반송파 신호와 안테나로부터 수신한 수신 신호를 혼합하는 믹서, 및
    상기 믹서의 출력 신호를 필터링하는 저역 통과 필터
    를 포함하는 무선인식(RFID) 리더 수신 장치.
  2. 태그로부터 수신한 응답 신호를 처리하는 무선인식(RFID) 리더 수신 장치에 있어서,
    반송파 신호 및 백스캐터링 링크 주파수를 생성하는 주파수 합성부,
    상기 주파수 합성부에서 출력되는 반송파 신호와 안테나로부터 수신한 수신 신호를 혼합하는 제1 믹서,
    상기 제1 믹서의 출력신호와 상기 주파수 합성부에서 출력되는 백스캐터링 링크 주파수를 혼합하는 제2 믹서, 및
    상기 제2 믹서의 출력 신호를 필터링하는 저역 통과 필터
    를 포함하는 무선인식(RFID) 리더 수신 장치.
  3. 태그로부터 수신한 응답 신호를 처리하는 무선인식(RFID) 리더 수신 장치에 있어서,
    반송파 신호 및 백스캐터링 링크 주파수를 생성하는 주파수 합성부,
    상기 주파수 합성부에서 출력되는 반송파 신호의 위상을 조절하여 I 반송파 신호와 Q 반송파 신호를 생성하는 위상 조정부,
    상기 위상 조정부에서 출력되는 I 반송파 신호와 Q 반송파 신호에 상기 주파수 합성부에서 생성된 백스캐터링 링크 주파수를 혼합하여 I 수신 반송파 신호와 Q 수신 반송파 신호를 생성하는 혼합부,
    상기 혼합부에서 출력되는 I 수신 반송파 신호와 안테나로부터 수신한 수신 신호를 혼합하는 I 믹서,
    상기 혼합부에서 출력되는 Q 수신 반송파 신호와 안테나로부터 수신한 수신 신호를 혼합하는 Q 믹서,
    상기 I 믹서의 출력 신호를 필터링하는 제1 저역 통과 필터, 및
    상기 Q 믹서의 출력 신호를 필터링하는 제2 저역 통과 필터,
    를 포함하는 무선인식(RFID) 리더 수신 장치.
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