KR20110001658A - 송신 누설 신호 제거 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 RFID(radio frequency identification) 리더기에서 송신 누설 신호를 제거하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 송신 누설 신호 제거 장치는 위상조절용 오프셋부를 포함하는 안테나와 송신 경로 및 수신 경로를 연결하는 서큘레이터 또는 방향성 결합기, 상기 송신 경로 및 수신 경로에 연결되고, 상기 송신 경로에서 발생하여 상기 수신 경로로 유입되는 제1 송신 누설 신호 및 상기 안테나에서 반사되어 상기 수신 경로로 유입되는 제2 송신 누설 신호와 동일한 크기 및 반대의 위상신호를 갖는 누설 제거 신호를 상기 수신 경로로 출력하는 제거부를 포함한다. 본 발명에 따르면, RFID 시스템이 사용되는 모든 주파수 대역에서 간단하게 송신 누설 신호를 제거할 수 있다. 또한 RFID 시스템의 외부 환경이 바뀌더라도 송신 누설 신호를 제거할 수 있도록 실시간 적응 방식을 사용하여 태그의 인식율을 높일 수 있다.
Figure P1020090059294
서큘레이터, 방향성 결합기, 송신 누설 신호, 누설신호 검출, 제거부

Description

송신 누설 신호 제거 장치{Apparatus for removing transmission leakage signal}
본 발명은 RFID(radio frequency identification) 리더기에서 송신 누설 신호를 제거하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
동일 송수신 주파수를 사용하는 시스템들 중 대표적인 예가 바로 RFID 시스템이다. 이는 무선 주파수를 통해 원하는 대상에 전자 칩(chip)을 부착, 인식 대상의 피아식별 및 전자 칩에 저장되어 있는 정보를 획득하는 무선 인식 시스템의 기술이다. 또한 전자 칩을 이용하여 인식하려는 대상의 정보를 네트워크 통합화 하는 차세대 유비쿼터스 기술 USN(ubiquitous sensor network)의 기반이 된다.
현재 널리 사용되고 있는 무선 통신 시스템의 대부분은 수신 주파수와 송신 주파수가 다른 대역을 사용하고 있다. 그러나 RFID와 같이 동일 송수신 주파수를 사용하고 있는 시스템의 경우, 송신 신호의 전력을 이용하여 수신 신호를 발생시키는 전자 칩을 위해 수신 신호를 수신하는 순간에도 송신 신호를 계속 송신해 주어야 하는 방식의 통신이 이루어 지고 있다.
크게 RFID 시스템은 인식 대상에 정보를 담고 있는 전자 칩과 정보를 수집하 는 리더기로 구성되어 있으며, 리더기의 경우 크게 인식 대상의 정보를 처리해주는 디지털 처리부(미도시)와, 송수신을 위한 송수신부(미도시)로 구성되어 있다. 일반적인 통신 시스템의 경우 하나의 안테나를 이용하며 송수신 시에 다른 주파수를 사용하므로 송수신부의 격리를 위해 듀플렉서(duplexer)와 같이 주파수에 따라 경로를 다르게 동작시키는 소자를 이용하여 송수신 신호를 분리하게 된다.
그러나 RFID 시스템에서처럼 동일 주파수를 이용하는 송수신 시스템의 경우 송수신 신호의 분리를 위해 입력 포트에 따라서 한 방향으로만 신호를 전송시키는 소자로 신호를 분리하게 된다. 그 예로 신호를 분리하기 위한 소자인 서큘레이터 또는 방향성 결합기를 이용하게 된다.
RFID 시스템은 수신 신호를 수신하면서 동시에 송신 신호도 송신을 해주어야 하는 특징을 가지고 있다. 이러한 특징에 의해서 구성되는 송수신 시스템의 경우, 송수신 신호의 분리를 위해 포트간에 격리도가 좋은 서큘레이터 또는 방향성 결합기를 이용하여 구성하게 된다. 그러나 이상적인 소자특성을 가지지 못하기 때문에 서큘레이터 또는 방향성 결합기의 출력부와 안테나가 가지는 임피던스 부정합 현상이 발생되며 이에 따라서 송신신호가 반사되는 현상이 발생하게 된다. 이와 같은 반사신호는 수신부로 유입되어 이 신호를 반사된 송신 누설 신호로 정의하며, 이 누설 신호는 수신부에 유입되면서 수신부의 성능 열화로 작용하게 된다. 또한 전자 칩에 의해 수신되는 정보를 가진 수신 신호에 비해 매우 큰 크기를 가지므로 시스템 전체의 전자 칩 인식 능력에도 열화를 가져오는 역할을 하게 된다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적인 과제는 RFID 시스템이 사용되는 모든 주파수 대역에서 간단하게 송신 누설 신호를 제거할 수 있는 송신 누설 신호 제거 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적인 과제는 RFID 시스템의 외부 환경이 바뀌더라도 송신 누설 신호를 제거할 수 있도록 실시간 적응 방식을 사용하여 태그의 인식율을 높일 수 있는 송신 누설 신호 제거 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 제1 실시 예에 따른 송신 누설 신호 제거 장치는 위상조절용 오프셋부를 포함하는 안테나와 송신 경로 및 수신 경로를 연결하는 서큘레이터; 및 상기 송신 경로 및 수신 경로에 연결되고, 상기 송신 경로에서 발생하여 상기 수신 경로로 유입되는 제1 송신 누설 신호 및 상기 안테나에서 반사되어 상기 수신 경로로 유입되는 제2 송신 누설 신호와 동일한 크기 및 반대의 위상신호를 갖는 누설 제거 신호를 상기 수신 경로로 출력하는 제거부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 제2 실시 예에 따른 송신 누설 신호 제거 장치는 위상조절용 오프셋부를 포함하는 안테나와 송신 경로 및 수신 경로를 연결하는 서큘레이터; 및 상기 안테나 경로 및 수신 경로에 연 결되고, 상기 송신 경로에서 발생하여 상기 수신 경로로 유입되는 제1 송신 누설 신호 및 상기 안테나에서 반사되어 상기 수신 경로로 유입되는 제2 송신 누설 신호와 동일한 크기 및 반대의 위상신호를 갖는 누설 제거 신호를 상기 수신 경로로 출력하는 제거부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 제3 실시 예에 따른 송신 누설 신호 제거 장치는 위상조절용 오프셋부를 포함하는 안테나와 송신 경로 및 수신 경로를 연결하는 서큘레이터; 및 상기 송신 경로에서 발생하여 상기 수신 경로로 유입되는 제1 송신 누설 신호 및 상기 안테나에서 반사되어 상기 수신 경로로 유입되는 제2 송신 누설 신호를 검출하는 누설신호 검출부; 상기 검출된 누설신호를 제거하기 위한 제어신호를 출력하는 제어부; 상기 송신 경로 및 수신 경로에 연결되고, 상기 제어신호에 의해 상기 제1 송신 누설 신호 및 상기 제2 송신 누설 신호와 동일한 크기 및 반대의 위상신호를 갖는 제거신호를 상기 수신 경로로 출력하는 제거부; 및 상기 제1 송신 누설 신호, 제2 송신 누설 신호 및 상기 제거신호를 상기 수신 경로를 통하여 수신부 및 상기 누설신호 검출부로 연결하는 방향성 결합기를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 제4 실시 예에 따른 송신 누설 신호 제거 장치는 위상조절용 오프셋부를 포함하는 안테나와 송신 경로 및 수신 경로를 연결하는 방향성 결합기; 및 상기 안테나 경로 및 수신 경로에 연결되고, 상기 송신 경로에서 발생하여 상기 수신 경로로 유입되는 제1 송신 누설 신호 및 상기 안테나에서 반사되어 상기 수신 경로로 유입되는 제2 송신 누설 신호 와 동일한 크기 및 반대의 위상신호를 갖는 누설 제거 신호를 상기 수신 경로로 출력하는 제거부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 제5 실시 예에 따른 송신 누설 신호 제거 장치는 위상조절용 오프셋부를 포함하는 안테나와 송신 경로 및 수신 경로를 연결하는 제1 방향성 결합기; 및 상기 송신 경로에서 발생하여 상기 수신 경로로 유입되는 제1 송신 누설 신호 및 상기 안테나에서 반사되어 상기 수신 경로로 유입되는 제2 송신 누설 신호를 검출하는 누설신호 검출부; 상기 검출된 누설신호를 제거하기 위한 제어신호를 출력하는 제어부; 상기 안테나 경로 및 수신 경로에 연결되고, 상기 제어신호에 의해 상기 제1 송신 누설 신호 및 상기 제2 송신 누설 신호와 동일한 크기 및 반대의 위상신호를 갖는 제거신호를 상기 수신 경로로 출력하는 제거부; 및 상기 제1 송신 누설 신호, 제2 송신 누설 신호 및 상기 제거신호를 상기 수신 경로를 통하여 수신부 및 상기 누설신호 검출부로 연결하는 제2 방향성 결합기를 포함하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, RFID 시스템이 사용되는 모든 주파수 대역에서 간단하게 송신 누설 신호를 제거할 수 있다. 또한 RFID 시스템의 외부 환경이 바뀌더라도 송신 누설 신호를 제거할 수 있도록 실시간 적응 방식을 사용하여 태그의 인식율을 높일 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 송신 누설 신호 제거 장치의 구성을 보이는 도면으로, 송신부(100), 서큘레이터(110), 안테나(120), 오프셋부(130), 수신부(140) 및 제거부(150)를 포함한다. 본 발명에서 서큘레이터(110)는 3개의 포트 즉, 송신포트(1), 안테나포트(2) 및 수신포트(3)를 구비하고 있다.
기본 동작을 살펴보면, 송신부(100)에서 송출된 신호가 송신포트(1)를 통하여 서큘레이터(110)로 입력된다. 서큘레이터(110)에서 이 송신신호는 안테나(120)로 전송되어 송신신호로 출력 신호 및 안테나(120)의 반사신호(이하, 제2 송신 누설 신호(20)라 표기함)를 생성하고, 제2 송신 누설 신호(20)는 수신포트(3)로 유입된다. 또한 서큘레이터(110)에서 송신신호의 누설 신호(이하, 제1 송신 누설 신호(10)라 표기함)가 생성되고, 제1 송신 누설 신호(10)는 수신포트(3)로 유입된다. 여기서, 수신포트(3)로 유입되는 누설신호는 제1 송신 누설 신호(10) 및 제2 송신 누설 신호(20)의 합이 된다.
수신포트(3)로 입력되는 제1 송신 누설 신호(10) 및 제2 송신 누설 신호(20)는 수신포트(3)가 수신하는 수신신호와 비교 시에 크기가 매우 크기 때문에, 장치의 설계를 어렵게 하고 장치의 성능을 저하시키는 원인이 된다. 이를 제거하기 위해서 송신포트(1) 및 수신포트(3)에 연결된 제거부(150)가 구비되어 있으며, 제거부(150)는 제1 송신 누설 신호(10) 및 제2 송신 누설 신호(20)와 동일한 크기 및 반대의 위상신호를 갖는 신호 즉, 송신누설 제거신호(30)를 생성한다.
송신누설 제거신호의 크기 및 위상 변화를 위해 제거부(150)는 저항(R), 캐패시터(C) 및 인덕터(L)의 조합이 이용되며, 오프셋부(130)를 이용하여 반사된 송 신 누설 신호의 위상 변화를 통해 더 최적화된 제거부(150)를 구성하게 된다.
저항(R)은 칩, 리드 저항과 같은 집중 수동 소자(lumped element), 전송선으로 표현할 수 있는 분포 소자(distributed element) 또는 수동으로 조정할 수 있는 가변저항으로 구성될 수 있다. 캐패시터(C)는 칩과 같은 집중 수동 소자, 마이크로스트립 라인 구조 또는 스트립 라인 구조와 같은 분포 소자 또는 수동으로 조정할 수 있는 가변저항으로 구성될 수 있다. 인덕터(L) 또한 집중 수동 소자, 마이크로스트립 라인 구조 또는 스트립 라인 구조와 같은 분포 소자로 구성될 수 있다. 오프셋부(130) 또한 집중 수동 소자, 마이크로스트립 라인 구조 또는 스트립 라인 구조와 같은 분포 소자로 구성될 수 있다.
제거부(150)는 도 3a 내지 도 3g에 도시된 바와 같이 직렬, 병렬 또는 직병렬 혼합구조로 위치 변경이 가능하고 다단으로 배치할 수 있다. 일반적으로 사용하는 저항(R), 캐패시터(C) 및 인덕터(L) 소자의 경우 수백 MHz∼수 GHz의 컷-오프 주파수를 가지므로, UHF 대역 RFID에서 사용되는 모든 주파수 대역(840∼960 MHz, 약 100 MHz)의 송신 누설 신호를 제거할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 송신 누설 신호 제거 장치의 구성을 보이는 도면으로, 송신부(200), 서큘레이터(210), 안테나(220), 오프셋부(230), 수신부(240) 및 제거부(250)를 포함한다. 본 발명에서 서큘레이터(210)는 3개의 포트 즉, 송신포트(1), 안테나포트(2) 및 수신포트(3)를 구비하고 있다.
도 2에 도시된 제2 실시 예는 도 1에 도시된 제1 실시 예와 비교 시에, 제거부(250)가 안테나포트(2) 및 수신포트(3)에 연결되어, 제1 송신 누설 신호(10) 및 제2 송신 누설 신호(20)와 동일한 크기 및 반대의 위상신호를 갖는 신호 즉, 송신누설 제거신호(30)를 생성한다. 이 밖의 다른 구성요소들은 상기에 개시된 내용과 동일하므로 생략한다.
도 4는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 송신 누설 신호 제거 장치의 구성을 보이는 도면으로, 송신부(400), 서큘레이터(410), 안테나(420), 오프셋부(430), 수신부(440), 제거부(450), 방향성 결합기(460), 누설신호 검출부(470) 및 제어부(480)를 포함한다. 본 발명에서 서큘레이터(410)는 3개의 포트 즉, 송신포트(1), 안테나포트(2) 및 수신포트(3)를 구비하고 있다.
기본 동작을 살펴보면, 송신부(400)에서 송출된 신호가 송신포트(1)를 통하여 서큘레이터(410)로 입력된다. 서큘레이터(410)에서 이 송신신호는 안테나(420)로 전송되어 송신신호로 출력 및 제2 송신 누설 신호(20)를 생성하고, 제2 송신 누설 신호(20)는 수신포트(3)로 유입된다. 또한 서큘레이터(410)에서 송신신호의 누설 신호 즉, 제1 송신 누설 신호(10)가 생성되고, 제1 송신 누설 신호(10)는 수신포트(3)로 유입된다. 여기서, 수신포트(3)로 유입되는 누설신호는 제1 송신 누설 신호(10) 및 제2 송신 누설 신호(20)의 합이 된다.
수신포트(3)로 유입되는 제1 송신 누설 신호(10) 및 제2 송신 누설 신호(20)는 방향성 결합기(460)를 통하여 수신부(440) 및 누설 신호 검출부(470)로 입력된다. 누설 신호 검출부(470)는 방향성 결합기(460)를 통하여 유입되는 제1 송신 누설 신호(10) 및 제2 송신 누설 신호(20)를 검출한다. 누설신호 검출부(470)는 검출된 신호를 전압신호로 변환하여 제어부(480)로 출력한다. 누설신호 검출부(470) 는 사용검출 칩, Schottky 다이오드 또는 트랜지스터와 같은 소자로 구성될 수 있다.
제어부(480)는 누설신호 검출부(470)에서 출력되는 누설 전압신호를 수신하고, 누설신호를 제거하기 위한 제어신호를 생성하여, 제거부(450)로 출력한다. 제어부(480)는 도 5a에 도시된 바와 같이 가변 캐패시터(Cc) 및 가변 저항(Rc) 값을 변화시키는 제어신호를 출력하거나, 도 5b에 도시된 바와 같이 버렉터 다이오드(VD)의 출력신호 조정 및 핀 다이오드(PD)의 출력신호를 조정하는 제어신호를 출력한다. 제어부(480)는 누설신호 검출부(470)에서 출력되는 누설 전압신호가 최소가 될 때까지 제어신호를 생성하여 제거부(450)로 출력한다
수신포트(3)로 입력되는 제1 송신 누설 신호(10) 및 제2 송신 누설 신호(20)는 수신포트(3)가 수신하는 수신신호와 비교 시에 크기가 매우 크기 때문에, 장치의 설계를 어렵게 하고 장치의 성능을 저하시키는 원인이 된다. 이를 제거하기 위해서, 서큘레이터(410)의 송신포트(1) 및 수신포트(3) 사이에 제거부(450)를 구비한다.
제거부(450)는 수신포트(3)로 입력되는 누설 신호 즉, 제1 송신 누설 신호(10) 및 제2 송신 누설 신호(20)와 동일한 크기 및 반대의 위상신호를 갖는 신호 즉, 송신누설 제거신호(30)를 생성하여, 수신포트(3)로 출력함으로써 누설신호를 제거할 수 있다. 이때 제거부(450)는 제어부(480)로부터 입력되는 제어신호에 따라 송신누설 제거신호(30)의 출력을 조정하여 출력한다.
도 5a 및 도 5b에는 제거부(450)의 상세도가 도시되어 있다. 제1 송신 누설 신호(10) 및 제2 송신 누설 신호(20)의 크기 및 위상 변화를 위해 제거부(450)는 제1 및 제2 실시 예와 다르게, 가변 캐패시터(Cc), 인덕터(L) 및 가변 저항(Rc)의 조합을 이용하거나, 인덕터(L), 버렉터 다이오드(VD) 및 핀 다이오드(PD)의 조합을 이용할 수 있으며, 오프셋부(430)를 이용하여 반사된 송신 누설 신호의 위상 변화를 통해 더 최적화된 제거부(450)를 구성하게 된다. 도 5b에 도시된 인덕터(L)는 집중 수동 소자, 마이크로스트립 라인 구조 또는 스트립 라인 구조와 같은 분포 소자로 구성될 수 있다. 버렉터 다이오드(VD)는 제1 및 제2 실시 예에서 캐패시터(C)의 역할을 하는 소자로서, 아날로그 또는 디지털 신호를 이용하여 전기적으로 출력을 변화시킬 수 있다. 버렉터 다이오드(VD)는 제어부(480)로부터 출력되는 제어신호에 의해 그 출력이 변환된다. 핀 다이오드(PD)는 제1 및 제2 실시 예에서 저항(R)의 역할을 하는 소자로서, 아날로그 또는 디지털 신호를 이용하여 전기적으로 출력을 변화시킬 수 있다. 핀 다이오드(PD)는 제어부(480)로부터 출력되는 제어신호에 의해 그 출력이 변환된다.
도 5b는 제거부(450)의 인덕터(L), 버렉터 다이오드(VD) 및 핀 다이오드(PD)가 직렬 구조로 되어 있는 예를 도시하고 있다. 이와 같이 제거부(450)의 인덕터(L), 버렉터 다이오드(VD) 및 핀 다이오드(PD)는 직렬, 병렬 또는 직병렬 혼합구조로 위치 변경이 가능하고 다단으로 배치할 수 있다.
제거부(450)는 제어부(480)로부터 제어신호를 수신하여 송신누설 제거신호(30)를 생성한 후, 수신포트(3)로 출력함으로써 누설신호를 제거할 수 있다.
또 다른 실시 예로 제어부(480)내부에 메모리(미도시)를 더 구비할 수도 있 다. 메모리에는 제1 송신 누설 신호(10) 및 제2 송신 누설 신호(20)에 대응하는 즉, 누설신호 검출부(470)에서 출력되는 누설 전압신호에 따른 제어신호들이 저장되어 있다. 제어부(480)가 누설신호 검출부(470)에서 출력되는 누설 전압신호를 수신한 후, 메모리로부터 해당 누설 전압신호에 따른 제어신호를 출력한다. 이후 제어부(480)는 누설신호 검출부(470)에서 출력되는 누설 전압신호가 최소가 되면, 해당 누설 전압신호 및 제어신호를 메모리에 기록한다.
도 6은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 송신 누설 신호 제거 장치의 구성을 보이는 도면으로, 송신부(600), 방향성 결합기(610), 안테나(620), 오프셋부(630), 수신부(640) 및 제거부(650)를 포함한다. 본 발명에서 방향성 결합기(610)는 4개의 포트 즉, 송신포트(1), 안테나포트(2), 수신포트(3) 및 반사포트(4)를 구비하고 있다.
기본 동작을 살펴보면, 송신부(600)에서 송출된 신호가 송신포트(1)를 통하여 방향성 결합기(610)로 입력된다. 방향성 결합기(610)에서 이 송신신호는 안테나(620)로 전송되어 송신신호로 출력 신호 및 안테나(620)의 반사신호 즉, 제2 송신 누설 신호(20)를 생성하고, 제2 송신 누설 신호(20)는 수신포트(3)로 유입된다. 또한 방향성 결합기(610)에서 송신신호의 누설 신호 즉, 제1 송신 누설 신호(10)가 생성되고, 제1 송신 누설 신호(10)는 수신포트(3)로 유입된다. 여기서, 수신포트(3)로 유입되는 누설신호는 제1 송신 누설 신호(10) 및 제2 송신 누설 신호(20)의 합이 된다.
수신포트(3)로 입력되는 제1 송신 누설 신호(10) 및 제2 송신 누설 신호(20) 는 수신포트(3)가 수신하는 수신신호와 비교 시에 크기가 매우 크기 때문에, 장치의 설계를 어렵게 하고 장치의 성능을 저하시키는 원인이 된다. 이를 제거하기 위해서 방향성 결합기(610)의 안테나포트(2) 및 수신포트(3)에 연결된 제거부(650)가 구비되어 있으며, 제거부(650)는 제1 송신 누설 신호(10) 및 제2 송신 누설 신호(20)와 동일한 크기 및 반대의 위상신호를 갖는 신호 즉, 송신누설 제거신호(30)를 생성한다.
제1 송신 누설 신호(10) 및 제2 송신 누설 신호(20)의 크기 및 위상 변화를 위해 제거부(650)는 도 3에 도시된 바와 같이 저항(R), 캐패시터(C) 및 인덕터(L)의 조합이 이용되며, 오프셋부(630)를 이용하여 반사된 송신 누설 신호의 위상 변화를 통해 더 최적화된 제거부(650)를 구성하게 된다.
저항(R)은 칩, 리드 저항과 같은 집중 수동 소자(lumped element), 전송선으로 표현할 수 있는 분포 소자(distributed element) 또는 수동으로 조정할 수 있는 가변저항으로 구성될 수 있다. 캐패시터(C)는 칩과 같은 집중 수동 소자, 마이크로스트립 라인 구조 또는 스트립 라인 구조와 같은 분포 소자 또는 수동으로 조정할 수 있는 가변저항으로 구성될 수 있다. 인덕터(L) 또한 집중 수동 소자, 마이크로스트립 라인 구조 또는 스트립 라인 구조와 같은 분포 소자로 구성될 수 있다. 오프셋부(630) 또한 집중 수동 소자, 마이크로스트립 라인 구조 또는 스트립 라인 구조와 같은 분포 소자로 구성될 수 있다.
제거부(650)는 도 3a 내지 도 3g에 도시된 바와 같이 직렬, 병렬 또는 직병렬 혼합구조로 위치 변경이 가능하고 다단으로 배치할 수 있다. 일반적으로 사용 하는 저항(R), 캐패시터(C) 및 인덕터(L) 소자의 경우 수백 MHz∼수 GHz의 컷-오프 주파수를 가지므로, UHF 대역 RFID에서 사용되는 모든 주파수 대역(840∼960 MHz, 약 100 MHz)의 송신 누설 신호를 제거할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 송신 누설 신호 제거 장치의 구성을 보이는 도면으로, 송신부(700), 제1 방향성 결합기(710), 안테나(720), 오프셋부(730), 수신부(740), 제거부(750), 제2 방향성 결합기(760), 누설신호 검출부(770) 및 제어부(780)를 포함한다. 본 발명에서 제1 방향성 결합기(710)는 3개의 포트 즉, 송신포트(1), 안테나포트(2), 수신포트(3) 및 신호 반사포트(4)를 구비하고 있다.
기본 동작을 살펴보면, 송신부(700)에서 송출된 신호가 송신포트(1)를 통하여 제1 방향성 결합기(710)로 입력된다. 제1 방향성 결합기(710)에서 이 송신신호는 안테나(720)로 전송되어 송신신호로 출력 및 제2 송신 누설 신호(20)를 생성하고, 제2 송신 누설 신호(20)는 수신포트(3)로 유입된다. 또한 제1 방향성 결합기(710)에서 송신신호의 누설 신호 즉, 제1 송신 누설 신호(10)가 생성되고, 제1 송신 누설 신호(10)는 수신포트(3)로 유입된다. 여기서, 수신포트(3)로 유입되는 누설신호는 제1 송신 누설 신호(10) 및 제2 송신 누설 신호(20)의 합이 된다.
수신포트(3)로 유입되는 제1 송신 누설 신호(10) 및 제2 송신 누설 신호(20)는 제2 방향성 결합기(760)를 통하여 수신부(740) 및 누설 신호 검출부(770)로 입력된다. 누설 신호 검출부(770)는 제2 방향성 결합기(760)를 통하여 유입되는 제1 송신 누설 신호(10) 및 제2 송신 누설 신호(20)를 검출한다. 누설신호 검출 부(770)는 검출된 신호를 전압신호로 변환하여 제어부(780)로 출력한다.
제어부(780)는 누설신호 검출부(770)에서 출력되는 누설 전압신호를 수신하고, 누설신호를 제거하기 위한 제어신호를 생성하여, 제거부(750)로 출력한다. 제어부(780)는 도 5a에 도시된 바와 같이 가변 캐패시터(Cc) 및 가변 저항(Rc) 값을 변화시키는 제어신호를 출력하거나, 도 5b에 도시된 바와 같이 버렉터 다이오드(VD)의 출력신호 조정 및 핀 다이오드(PD)의 출력신호를 조정하는 제어신호를 출력한다. 제어부(780)는 누설신호 검출부(770)에서 출력되는 누설 전압신호가 최소가 될 때까지 제어신호를 생성하여, 제거부(750)로 출력한다
수신포트(3)로 입력되는 제1 송신 누설 신호(10) 및 제2 송신 누설 신호(20)는 수신포트(3)가 수신하는 수신신호와 비교 시에 크기가 매우 크기 때문에, 장치의 설계를 어렵게 하고 장치의 성능을 저하시키는 원인이 된다. 이를 제거하기 위해서, 제1 방향성 결합기(710)의 안테나포트(2) 및 수신포트(3) 사이에 제거부(750)를 구비한다.
제거부(750)는 수신포트(3)로 입력되는 반사신호 즉, 제1 송신 누설 신호(10) 및 제2 송신 누설 신호(20)와 동일한 크기 및 반대의 위상신호를 갖는 신호 즉, 송신누설 제거신호(30)를 생성하여, 수신포트(3)로 출력함으로써 누설신호를 제거할 수 있다. 이때 제거부(750)는 제어부(780)로부터 입력되는 제어신호에 따라 송신누설 제거신호(30)의 출력을 조정하여 출력한다. 도 5a 및 도 5b에는 제거부(750)의 상세도가 도시되어 있으며, 상기에 개시되어 있으므로 생략한다. 제거부(750)는 제어부(780)로부터 제어신호를 수신하여 송신누설 제거신호(30)를 생성 한 후, 수신포트(3)로 출력함으로써 누설신호를 제거할 수 있다.
또 다른 실시 예로 제어부(780)내부에 메모리(미도시)를 더 구비할 수도 있다. 메모리에는 제1 송신 누설 신호(10) 및 제2 송신 누설 신호(20)에 대응하는 즉, 누설신호 검출부(770)에서 출력되는 누설 전압신호에 따른 제어신호들이 저장되어 있다. 제어부(780)가 누설신호 검출부(770)에서 출력되는 누설 전압신호를 수신한 후, 메모리로부터 해당 누설 전압신호에 따른 제어신호를 출력한다. 이후 제어부(780)는 누설신호 검출부(770)에서 출력되는 누설 전압신호가 최소가 되면, 해당 누설 전압신호 및 제어신호를 메모리에 기록한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 송신 누설 신호 제거 장치의 구성을 보이는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 송신 누설 신호 제거 장치의 구성을 보이는 도면이다.
도 3은 도 1 및 도 2 중 제거부의 상세도 이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 송신 누설 신호 제거 장치의 구성을 보이는 도면이다.
도 5는 도 4 중 제거부의 상세도 이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 송신 누설 신호 제거 장치의 구성을 보이는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 송신 누설 신호 제거 장치의 구성을 보이는 도면이다.

Claims (17)

  1. 위상조절용 오프셋부를 포함하는 안테나와 송신 경로 및 수신 경로를 연결하는 서큘레이터; 및
    상기 송신 경로 및 수신 경로에 연결되고, 상기 송신 경로에서 발생하여 상기 수신 경로로 유입되는 제1 송신 누설 신호 및 상기 안테나에서 반사되어 상기 수신 경로로 유입되는 제2 송신 누설 신호와 동일한 크기 및 반대의 위상신호를 갖는 누설 제거 신호를 상기 수신 경로로 출력하는 제거부를 포함하는 송신 누설 신호 제거 장치.
  2. 위상조절용 오프셋부를 포함하는 안테나와 송신 경로 및 수신 경로를 연결하는 서큘레이터; 및
    상기 안테나 경로 및 수신 경로에 연결되고, 상기 송신 경로에서 발생하여 상기 수신 경로로 유입되는 제1 송신 누설 신호 및 상기 안테나에서 반사되어 상기 수신 경로로 유입되는 제2 송신 누설 신호와 동일한 크기 및 반대의 위상신호를 갖는 누설 제거 신호를 상기 수신 경로로 출력하는 제거부를 포함하는 송신 누설 신호 제거 장치.
  3. 제 1 및 2항에 있어서, 상기 오프셋부는
    집중 수동 소자 또는 분포 소자로 구성된 것을 특징으로 하는 송신 누설 제 거 장치.
  4. 제 1 및 2항에 있어서, 상기 제거부는
    집중 수동 소자 또는 분포 소자로 구성된 저항(R), 인덕터(L), 캐패시터(C)를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 누설 신호 제거 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 저항(R), 인덕터(L) 및 캐패시터(C)는 직렬, 병렬 또는 직병렬 혼합구조로 위치 변경이 가능하고 다단으로 배치 가능한 것을 특징으로 하는 송신 누설 신호 제거 장치.
  6. 위상조절용 오프셋부를 포함하는 안테나와 송신 경로 및 수신 경로를 연결하는 서큘레이터; 및
    상기 송신 경로에서 발생하여 상기 수신 경로로 유입되는 제1 송신 누설 신호 및 상기 안테나에서 반사되어 상기 수신 경로로 유입되는 제2 송신 누설 신호를 검출하는 누설신호 검출부;
    상기 검출된 누설신호를 제거하기 위한 제어신호를 출력하는 제어부;
    상기 송신 경로 및 수신 경로에 연결되고, 상기 제어신호에 의해 상기 제1 송신 누설 신호 및 상기 제2 송신 누설 신호와 동일한 크기 및 반대의 위상신호를 갖는 제거신호를 상기 수신 경로로 출력하는 제거부; 및
    상기 제1 송신 누설 신호, 제2 송신 누설 신호 및 상기 제거신호를 상기 수 신 경로를 통하여 수신부 및 상기 누설신호 검출부로 연결하는 방향성 결합기를 포함하는 송신 누설 신호 제거 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 제어부는
    집중 수동 소자 또는 분포 소자로 구성된 인덕터(L), 상기 제어신호에 의해 전기적으로 출력값을 조정할 수 있는 제1 다이오드 및 제2 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 누설 신호 제거 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 인덕터(L), 제1 다이오드 및 제2 다이오드는 직렬 구조로 위치 변경이 가능하고 다단으로 배치 가능한 것을 특징으로 하는 송신 누설 신호 제거 장치.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 검출된 누설신호가 최소가 될 때까지 상기 제거부로 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 송신 누설 신호 제거 장치.
  10. 위상조절용 오프셋부를 포함하는 안테나와 송신 경로 및 수신 경로를 연결하는 방향성 결합기; 및
    상기 안테나 경로 및 수신 경로에 연결되고, 상기 송신 경로에서 발생하여 상기 수신 경로로 유입되는 제1 송신 누설 신호 및 상기 안테나에서 반사되어 상기 수신 경로로 유입되는 제2 송신 누설 신호와 동일한 크기 및 반대의 위상신호를 갖는 누설 제거 신호를 상기 수신 경로로 출력하는 제거부를 포함하는 송신 누설 신호 제거 장치.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 오프셋부는
    집중 수동 소자 또는 분포 소자로 구성된 것을 특징으로 하는 송신 누설 제거 장치.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 제거부는
    집중 수동 소자 또는 분포 소자로 구성된 저항(R), 인덕터(L), 캐패시터(C)를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 누설 신호 제거 장치.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 저항(R), 인덕터(L) 및 캐패시터(C)는 직렬, 병렬 또는 직병렬 혼합구조로 위치 변경이 가능하고 다단으로 배치 가능한 것을 특징으로 하는 송신 누설 신호 제거 장치.
  14. 위상조절용 오프셋부를 포함하는 안테나와 송신 경로 및 수신 경로를 연결하는 제1 방향성 결합기; 및
    상기 송신 경로에서 발생하여 상기 수신 경로로 유입되는 제1 송신 누설 신호 및 상기 안테나에서 반사되어 상기 수신 경로로 유입되는 제2 송신 누설 신호를 검출하는 누설신호 검출부;
    상기 검출된 누설신호를 제거하기 위한 제어신호를 출력하는 제어부;
    상기 안테나 경로 및 수신 경로에 연결되고, 상기 제어신호에 의해 상기 제1 송신 누설 신호 및 상기 제2 송신 누설 신호와 동일한 크기 및 반대의 위상신호를 갖는 제거신호를 상기 수신 경로로 출력하는 제거부; 및
    상기 제1 송신 누설 신호, 제2 송신 누설 신호 및 상기 제거신호를 상기 수신 경로를 통하여 수신부 및 상기 누설신호 검출부로 연결하는 제2 방향성 결합기를 포함하는 송신 누설 신호 제거 장치.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 제어부는
    집중 수동 소자 또는 분포 소자로 구성된 인덕터(L), 상기 제어신호에 의해 전기적으로 출력값을 조정할 수 있는 제1 다이오드 및 제2 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 누설 신호 제거 장치.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 인덕터(L), 제1 다이오드 및 제2 다이오드는 직렬 구조로 위치 변경이 가능하고 다단으로 배치 가능한 것을 특징으로 하는 송신 누설 신호 제거 장치.
  17. 제 15항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 검출된 누설신호가 최소가 될 때까지 상기 제거부로 제어신호를 출력하 는 것을 특징으로 하는 송신 누설 신호 제거 장치.
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