KR20110023541A - 알에프아이디(ｒｆｉｄ)의 리더 - Google Patents

알에프아이디(ｒｆｉｄ)의 리더 Download PDF

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KR20110023541A
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김수겸
김영식
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삼성테크윈 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 알에프아이디(RFID)의 리더는 발진부, 송신부, 수신부, 송수신 안테나, 신호 분기 소자 및 누설 상쇄부를 포함한다. 신호 분기 소자는, 송신부로부터의 송신 신호를 송수신 안테나에 인가하고, 송수신 안테나로부터의 수신 신호를 수신부에 입력시킨다. 누설 상쇄부는, 신호 분기 소자로부터의 수신 신호의 전압을 검출하고, 검출된 수신 신호의 전압에 따라 발진부로부터의 발진 신호들을 조정 및 결합하여 누설 상쇄 신호를 발생시키며, 발생된 누설 상쇄 신호를 수신 신호에 결합시킨다.
Figure P1020090081497
알에프아이디(RFID), 리더

Description

알에프아이디(ＲＦＩＤ)의 리더{Reader of RFID}
본 발명은, 알에프아이디(RFID)의 리더에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 신호 분기 소자를 채용함에 의하여 한 개의 송수신 안테나만을 사용하는 알에프아이디(RFID)의 리더에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 알에프아이디(RFID)의 리더에서 발생될 수 있는 누설 신호의 양태를 보여준다. 도 2는 일반적인 알에프아이디(RFID)의 시스템을 보여준다.
도 1 및 2를 참조하면, 일반적인 알에프아이디(RFID)의 시스템에 있어서, 알에프아이디(RFID)의 리더들(111a 내지 111m) 각각은, 복수의 알에프아이디(RFID)의 태그들(121a 내지 121n, 191a 내지 191n)로부터 태그 정보를 수신하여, 통신망(21)을 통하여 서버 장치(22)에 전송한다.
알에프아이디(RFID)의 리더들(111a 내지 111m) 각각에 있어서, 송신 안테나와 수신 안테나가 개별적으로 사용될 경우, 안테나의 설치 공간이 넓어질 뿐만 아니라 제조 비용이 많아지는 단점들이 있다.
이러한 단점을 개선하기 위해서, 한 개의 송수신 안테나(104)만이 사용되고, 송수신 신호를 분리할 수 있는 신호 분기 소자(103)가 사용된다.
여기에서, 알에프아이디(RFID)의 리더들(111a 내지 111m) 각각은 수신 모드에서도 알에프아이디(RFID)의 태그(121a 내지 121n 및 191a 내지 191n 중에서 어느 한 통신 대상)에 전력 공급용 신호를 송신하여야 한다.
따라서, 한 개의 송수신 안테나(104)를 위한 신호 분기 소자(103)가 사용될 경우, 송신 신호의 일부(Sle,Sre)가 수신 신호의 라인으로 누설될 수 있다. 이러한 현상은 송수신 회로와 안테나가 부정합될 경우에 두드러지게 나타난다.
예를 들어, 송신부(101)로부터의 송신 신호의 일부(Sle)가 신호 분기 소자(103)에서 누설되어 수신부(102)로 입력될 수 있다.
또한, 송신부(101)로부터의 송신 신호의 일부(Sre)가 송수신 안테나(104)에서 반사되어 신호 분기 소자(103)를 통하여 수신부(102)로 입력될 수 있다.
잘 알려져있는 바와 같이 송신 신호가 수신 신호에 비하여 훨씬 더 크다.
따라서, 상기와 같은 누설 신호(Sle,Sre)가 수신 신호에 섞일 경우에 수신 오류가 발생되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 신호 분기 소자를 채용함에 의하여 한 개의 송수신 안테나만을 사용하는 알에프아이디(RFID)의 리더에 있어서, 송신 신호의 누설에 의한 수신 오류를 효율적으로 방지할 수 있는 알에프아이디(RFID)의 리더를 제공하는 것이다.
본 발명의 알에프아이디(RFID)의 리더는 발진부, 송신부, 수신부, 송수신 안테나, 신호 분기 소자 및 누설 상쇄부를 포함한다.
상기 발진부는 서로 다른 위상의 발진 신호들을 발생시킨다.
상기 송신부는 상기 발진부로부터의 발진 신호들을 사용하면서 송신 동작을 수행한다.
상기 수신부는 상기 발진부로부터의 발진 신호들을 사용하면서 수신 동작을 수행한다.
상기 신호 분기 소자는, 상기 송신부로부터의 송신 신호를 상기 송수신 안테나에 인가하고, 상기 송수신 안테나로부터의 수신 신호를 상기 수신부에 입력시킨다.
상기 누설 상쇄부는, 상기 신호 분기 소자로부터의 수신 신호의 레벨을 검출하고, 검출된 수신 신호의 레벨에 따라 상기 발진부로부터의 발진 신호들을 조정 및 결합하여 누설 상쇄 신호를 발생시키며, 발생된 누설 상쇄 신호를 상기 수신 신 호에 결합시킨다.
본 발명의 상기 알에프아이디(RFID)의 리더에 의하면, 상기 신호 분기 소자로부터의 수신 신호의 레벨에 따라 상기 누설 상쇄 신호가 발생되고, 발생된 누설 상쇄 신호가 상기 수신 신호에 결합된다. 이에 따라, 상기 수신 신호에 포함된 누설 신호가 상쇄될 수 있으므로, 상기 신호 분기 소자에서의 송신 신호 누설에 의한 수신 오류가 효율적으로 방지될 수 있다.
또한, 상기 발진부로부터의 발진 신호들이 조정 및 결합되어 상기 누설 상쇄 신호가 발생되므로, 별도의 신호 생성 회로가 추가되지 않고서도 수신 오류가 효율적으로 방지될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 알에프아이디(RFID)의 리더의 내부 구성을 보여준다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 알에프아이디(RFID)의 리더는 발진부(34), 송신부(33), 수신부(36), 송수신 안테나(39), 신호 분기 소자(38) 및 누설 상쇄부(37)를 포함한다.
발진부(34)는 서로 다른 위상의 발진 신호들을 발생시킨다.
송신부(33)는 발진부(34)로부터의 발진 신호들을 사용하면서 송신 동작을 수행한다.
수신부(36)는 발진부(34)로부터의 발진 신호들을 사용하면서 수신 동작을 수 행한다.
신호 분기 소자(38) 예를 들어, 서큘레이터(circulator)는, 송신부(33)로부터의 송신 신호를 송수신 안테나(39)에 인가하고, 송수신 안테나(39)로부터의 수신 신호를 수신부(36)에 입력시킨다.
누설 상쇄부(37)는, 신호 분기 소자(38)로부터의 수신 신호의 레벨을 검출하고, 검출된 수신 신호의 레벨에 따라 발진부(34)로부터의 발진 신호들을 조정 및 결합하여 누설 상쇄 신호를 발생시키며, 발생된 누설 상쇄 신호를 수신 신호에 결합시킨다.
즉, 신호 분기 소자(38)로부터의 수신 신호의 레벨에 따라 누설 상쇄 신호가 발생되고, 발생된 누설 상쇄 신호가 수신 신호에 결합된다. 이에 따라, 수신 신호에 포함된 누설 신호가 상쇄될 수 있으므로, 신호 분기 소자(38)에서의 송신 신호 누설에 의한 수신 오류가 효율적으로 방지될 수 있다.
또한, 발진부(34)로부터의 발진 신호들이 조정 및 결합되어 누설 상쇄 신호가 발생되므로, 별도의 신호 생성 회로가 추가되지 않고서도 수신 오류가 효율적으로 방지될 수 있고, 발진부(34)에서 적용될 수 있는 모든 주파수 영역에서 누설 상쇄 신호가 발생될 수 있는 광대역의 효과를 얻을 수 있다.
보다 상세하게는, 발진부(34)로부터의 발진 신호들은, 0o 위상의 발진 신호, 90o 위상의 발진 신호, 180o 위상의 발진 신호, 및 270o 위상의 발진 신호이다.
누설 상쇄부(37)는 제1 디코더(373), 제2 디코더(374), 제1 가변 증폭 기(377), 제2 가변 증폭기(378), 제1 신호 결합기(379), 게인(gain) 증폭기(380), 제2 신호 결합기(381), 고조파 필터(382), 레벨 검출기(371), 보조 제어부(372), 제1 디지털-아날로그 변환기(375), 및 제2 디지털-아날로그 변환기(376)를 포함한다.
여기에서, 보조 제어부(372)의 기능을 주 제어부(31)에서 대행할 수 있음은 물론이다.
제1 디코더(373)는 보조 제어부(372)로부터의 제1 디지털 제어 데이터에 따라 상기 0o 위상의 발진 신호, 90o 위상의 발진 신호, 180o 위상의 발진 신호, 및 270o 위상의 발진 신호 중에서 어느 하나를 출력한다.
제2 디코더(374)는 보조 제어부(372)로부터의 제2 디지털 제어 데이터에 따라 상기 0o 위상의 발진 신호, 90o 위상의 발진 신호, 180o 위상의 발진 신호, 및 270o 위상의 발진 신호 중에서 어느 하나를 출력한다.
제1 가변 증폭기(377)는 제1 디지털-아날로그 변환기(375)로부터의 제3 아날로그 제어 신호에 따라 제1 디코더(373)로부터의 발진 신호의 레벨을 조정한다.
제2 가변 증폭기(378)는 제2 디지털-아날로그 변환기(376)로부터의 제4 아날로그 제어 신호에 따라 제2 디코더(374)로부터의 발진 신호의 레벨을 조정한다.
제1 신호 결합기(379)는 제1 가변 증폭기(377)로부터의 제1 발진 신호 및 제2 가변 증폭기(378)로부터의 제2 발진 신호를 결합하여 누설 상쇄 신호를 발생시킨 다.
게인(gain) 증폭기(380)는 제1 신호 결합기(379)로부터의 누설 상쇄 신호의 레벨이 누설 신호의 레벨과 동일해지도록 누설 상쇄 신호를 증폭한다.
제2 신호 결합기(381)는 제1 신호 결합기(379)로부터의 누설 상쇄 신호와 신호 분기 소자(38)로부터의 수신 신호를 결합시킨다. 제2 신호 결합기(381)로서 잘 알려져 있는 혼성 결합기(Hybrid coupler), 방향성 결합기(Directional coupler), 및 전력 결합기(Power combiner) 중에서 어느 하나가 사용될 수 있다.
고조파 필터(382)는 제2 신호 결합기(381)와 레벨 검출기(371) 사이에 연결된다. 이와 같이 발진부(34)에 의한 누설 상쇄 신호의 고조파 성분이 제거됨에 따라, 수신 신호의 성능이 향상될 수 있다.
레벨 검출기(371)는 신호 결합기(381), 고조파 필터(382) 및 수신부(36) 내의 수신용 밸룬(BALUN : BALance to UNbalance transformer, 361)으로부터의 수신 신호의 레벨을 검출한다.
보조 제어부(372)는, 레벨 검출기(371)로부터의 레벨 검출 신호에 따라, 상기 제3 아날로그 제어 신호의 디지털 데이터인 제3 디지털 제어 데이터, 상기 제4 아날로그 제어 신호의 디지털 데이터인 제4 디지털 제어 데이터, 상기 제1 디지털 제어 데이터, 및 상기 제2 디지털 제어 데이터를 발생시킨다.
제1 디지털-아날로그 변환기(375)는 보조 제어부(372)로부터의 상기 제3 디지털 제어 데이터를 상기 제3 아날로그 제어 신호로 변환하여 제1 가변 증폭기(377)에 입력시킨다.
제2 디지털-아날로그 변환기(376)는 보조 제어부(372)로부터의 상기 제4 디지털 제어 데이터를 상기 제4 아날로그 제어 신호로 변환하여 제2 가변 증폭기(378)에 입력시킨다.
따라서, 상기와 같은 누설 상쇄부(37)의 구성 및 동작에 의하면, 신호 분기 소자(38)로부터의 수신 신호의 레벨에 따라 누설 상쇄 신호가 발생되고, 발생된 누설 상쇄 신호가 수신 신호에 결합된다. 이에 따라, 수신 신호에 포함된 누설 신호가 상쇄될 수 있으므로, 신호 분기 소자(38)에서의 송신 신호 누설에 의한 수신 오류가 효율적으로 방지될 수 있다.
또한, 발진부(34)로부터의 발진 신호들이 조정 및 결합되어 누설 상쇄 신호가 발생되므로, 별도의 신호 생성 회로가 추가되지 않고서도 수신 오류가 효율적으로 방지될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 알에프아이디(RFID)의 리더는 주 제어부(31), 디지털-아날로그 변환기(32), 제1 아날로그-디지털 변환기(351), 및 제2 아날로그-디지털 변환기(352)를 더 포함한다.
주 제어부(31)는 전체적 제어를 수행한다.
보다 상세하게는, 주 제어부(31)는, 각 부에 제어 신호들을 발생시키면서, 태그 명령 데이터(St)를 디지털-아날로그 변환기(32)에 출력한다. 또한, 주 제어부(31)는, 제1 아날로그-디지털 변환기(351)와 제2 아날로그-디지털 변환기(352)로부터의 Q 신호의 데이터(Srq)와 I 신호의 데이터(Sri)를 변조 및 디코딩하여 서버 장치(도 2의 22)에 전송한다.
디지털-아날로그 변환기(32)는, 주 제어부(31)로부터의 태그 명령 데이터(St)를 사용하여, 제1 아날로그 차동 신호와 제2 아날로그 차동 신호를 발생시켜서 송신부(33)에 입력시킨다.
제1 아날로그-디지털 변환기(351)는 수신부(36)로부터의 제1 위상의 Q 신호를 디지털 신호(Srq)로 변환시켜서 주 제어부(31)에 입력시킨다.
제2 아날로그-디지털 변환기(352)는 수신부(36)로부터의 제2 위상의 I 신호를 디지털 신호(Sri)로 변환시켜서 주 제어부(31)에 입력시킨다.
보다 상세하게는, 수신부(36)는 수신용 밸룬(BALUN, 361), 저잡음 증폭기(LNA : Low Noise Amplifier, 362), Q 신호용 하향 믹서(Down-Mixer, 363), I 신호용 하향 믹서(Down-Mixer, 364), Q 신호용 차동 증폭기(365), I 신호용 차동 증폭기(366), Q 신호용 저역 통과 필터(367), 및 I 신호용 저역 통과 필터(368)를 포함한다.
수신용 밸룬(BALUN, 361)은 누설 상쇄부(37)에 포함된 고조파 필터(382)로부터의 수신 신호를 서로 180o (π)의 위상차를 가진 제1 차동(differential) 신호(Sr+)와 제2 차동 신호(Sr-)로 변환한다.
참고로, 누설 상쇄부(37)에 포함된 레벨 검출기(371)는, 수신부(36)에 포함된 수신용 밸룬(BALUN, 361)으로부터의 제1 차동(differential) 신호(Sr+)와 제2 차동 신호(Sr-)를 입력받아, 제2 신호 결합기(381)로부터의 수신 신호의 레벨을 검출한다.
저잡음 증폭기(LNA, 362)는 수신용 밸룬(BALUN, 361)으로부터의 제1 차동 신호(Sr+)와 제2 차동 신호(Sr-)에서 각각 신호 성분만을 증폭한다.
Q 신호용 하향 믹서(Down-Mixer, 363)는, 저잡음 증폭기(LNA, 362)로부터의 제1 차동 신호(Sr+)를 발진부(24)로부터의 90o 위상의 발진 신호와 혼합하여 기저 주파수의 Q+ 차동 신호(Srq+)를 발생시키고, 저잡음 증폭기(LNA, 262)로부터의 제2 차동 신호(Sr-)를 발진부(34)로부터의 270o 위상의 발진 신호와 혼합하여 기저 주파수의 Q- 차동 신호(Srq-)를 발생시킨다.
I 신호용 하향 믹서(Down-Mixer, 364)는, 저잡음 증폭기(LNA, 362)로부터의 제1 차동 신호(Sr+)를 발진부(34)로부터의 0o 위상의 발진 신호와 혼합하여 기저 주파수의 I+ 차동 신호(Sri+)를 발생시키고, 저잡음 증폭기(LNA, 362)로부터의 제2 차동 신호(Sr-)를 발진부(34)로부터의 180o 위상의 발진 신호와 혼합하여 기저 주파수의 I- 차동 신호(Sri-)를 발생시킨다.
참고로, 저잡음 증폭기(LNA, 362)로부터의 차동 신호들의 주파수를 ff, 그리고 발진부(33)로부터의 발진 신호들의 주파수를 fm이라 하면, 하향 믹서들(363, 364)로부터의 차동 신호들(Srq+,Srq-,Sri+,Sri-)의 주파수 fb는 아래의 수학식 1에 의하여 얻어진다.
fb = ff - fm
상기 수학식 1에서, 발진부(34)로부터의 발진 신호들의 주파수 fm은 아래의 수학식들 3 또는 4에 의하여 얻어진다.
Q 신호용 차동 증폭기(365)는 Q 신호용 하향 믹서(363)로부터의 Q+ 차동 신호(Srq+)와 Q- 차동 신호(Srq-)의 차이 신호를 증폭하여 Q 신호를 발생시킨다.
I 신호용 차동 증폭기(366)는 I 신호용 하향 믹서(364)로부터의 I+ 차동 신호(Sri+)와 I- 차동 신호(Sri-)의 차이 신호를 증폭하여 I 신호를 발생시킨다.
Q 신호용 저역 통과 필터(367)는 Q 신호용 차동 증폭기(365)로부터의 Q 신호의 고주파 노이즈를 제거하여 상기 제1 아날로그-디지털 변환기(351)에 입력한다.
I 신호용 저역 통과 필터(368)는 I 신호용 차동 증폭기(366)로부터의 I 신호의 고주파 노이즈를 제거하여 상기 제2 아날로그-디지털 변환기(352)에 입력한다.
한편, 송신부(33)는 기저 주파수용 필터(331), 송신용 상향 믹서(Up-Mixer, 332), 무선 주파수용 증폭기(DA, 333), 송신용 밸룬(BALUN, 334) 및 전력 증폭기(PA, 335)를 포함한다.
기저 주파수용 필터(331)는, 디지털-아날로그 변환기(32)로부터의 제1 아날로그 차동 신호와 제2 아날로그 차동 신호의 노이즈를 제거하기 위하여, 기저 주파수의 신호들만을 통과시켜서 기저 주파수의 제1 차동 신호와 제2 차동 신호를 출력한다.
송신용 상향 믹서(Up-Mixer, 332)는, 기저 주파수용 필터(331)로부터의 제1 차동 신호를 발진부(34)로부터의 0o 위상의 발진 신호와 혼합하여 무선 주파수의 제 1 차동 신호(St+)를 발생시키고, 기저 주파수용 필터(331)로부터의 제2 차동 신호를 발진부(34)로부터의 180o 위상의 발진 신호와 혼합하여 무선 주파수의 제2 차동 신호(St-)를 발생시킨다.
참고로, 기저 주파수용 필터(331)로부터의 차동 신호들(St+,St-)의 주파수를 fb, 그리고 발진부(34)로부터의 발진 신호들의 주파수를 fm이라 하면, 송신용 상향 믹서(Up-mixer, 332)로부터의 차동 신호들(St+,St-)의 주파수 ff는 아래의 수학식 2에 의하여 얻어진다.
ff = fb + fm
상기 수학식 2에서, 발진부(34)로부터의 발진 신호들의 주파수 fm은 아래의 수학식 3 또는 수학식 4에 의하여 얻어진다.
fm = fmp + fn
fm = fmp - fn
상기 수학식들 3 및 4에서, fmp는 이전 주기에서의 발진 신호들의 주파수를 가리킨다. fn은 잘 알려져 있는 적응적 주파수 호핑(hopping) 알고리듬에 따라 증가되거나 감소될 간격 주파수를 가리킨다.
무선 주파수용 증폭기(DA, 333)는 송신용 상향 믹서(Up-Mixer, 332)로부터의 제1 차동 신호(St+)와 제2 차동 신호(St-)의 전력을 일차적으로 증폭한다.
송신용 밸룬(BALUN, 334)은 무선 주파수용 증폭기(DA, 333)로부터의 제1 차동 신호와 제2 차동 신호를 결합시켜서 송신 신호를 발생시킨다.
전력 증폭기(PA, 335)는 송신용 밸룬(BALUN, 334)으로부터의 송신 신호의 전력을 최종적으로 증폭하여 상기 신호 분기 소자(38)에 입력시킨다.
도 4는 도 3의 누설 상쇄부(37)에 포함된 보조 제어부(372)의 동작을 보여준다. 도 5는, 도 4의 동작에 의하여, 누설 신호에 따라 누설 상쇄 신호가 정해지는 일 예를 극(polar) 좌표계에서 보여준다. 도 6은, 도 4의 동작에 의하여, 누설 신호에 따라 누설 상쇄 신호가 발생되는 또다른 예를 극(polar) 좌표계에서 보여준다.
도 3 내지 6을 참조하여, 도 3의 누설 상쇄부(37)에 포함된 보조 제어부(372)의 동작을 설명하면 다음과 같다. 여기에서, 보조 제어부(372)의 기능을 주 제어부(31)에서 대행할 수 있음은 물론이다.
먼저, 보조 제어부(372)는, 제1 디코더(373)와 제2 디코더(374)의 초기 제어 데이터를 출력하고, 제1 가변 증폭기(377)와 제2 가변 증폭기(378)의 초기 제어 데이터를 제1 디지털-아날로그 변환기(375)와 제2 디지털-아날로그 변환기(376)에 출력한다(단계 S41).
다음에, 보조 제어부(372)는, 레벨 검출기(371)로부터의 레벨 검출 신호를 입력받은 후, 수신 신호의 검출 레벨(Vrec)이 상한 레벨(Vlim)보다 낮게 유지되는지를 판단한다(단계 S42).
수신 신호의 검출 레벨(Vrec)이 상한 레벨(Vlim)보다 낮게 유지될 경우, 보조 제어부(372)는 상기 단계 S42를 반복적으로 수행하면서 수신 신호의 검출 레벨(Vrec)을 모니터링한다.
수신 신호의 레벨(Vrec)이 상한 레벨(Vlim)보다 낮게 유지되지 않으면, 다음 단계들이 수행된다.
먼저 보조 제어부(372)는 현재 상한 즉, 디코더들(373,374)에 의하여 현재 적용된 위상의 상한에서 가변 증폭기들(377,378)의 제어 데이터가 모두 적용되었는지를 판단한다(단계 S43).
상기 현재 상한에서 가변 증폭기들(377,378)의 제어 데이터가 모두 적용되지 않았으면, 보조 제어부(372)는 가변 증폭기들(377,378)의 제어 데이터를 변경하여 제1 디지털-아날로그 변환기(375)와 제2 디지털-아날로그 변환기(376)에 출력한다(단계 S44). 여기에서 룩-업 테이블(LUT)이 사용될 수 있음은 물론이다. 이와 같이 단순히 가변 증폭기들(377,378)의 제어 데이터만을 변경함에 의하여 동일한 상한에서 위상이 광대역으로 변경될 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 상기 단계 S44가 수행되면, 상기 단계 S42가 다시 수행된다.
만약, 상기 현재 상한에서 가변 증폭기들(377,378)의 제어 데이터가 모두 적용되었으면, 보조 제어부(372)는 제1 디코더(373)와 제2 디코더(374)의 제어 데이터를 변경하여 출력함으로써 위상의 상한을 변경한다(단계 S45). 상기 단계 S45가 수행되면, 상기 단계 S42가 다시 수행된다.
결과적으로, 상기 단계 S42에서 수신 신호의 레벨(Vrec)이 상한 레벨(Vlim) 보다 낮아지면, 누설 상쇄 신호의 위상이 자동적으로 설정된다.
예를 들어, 누설 신호의 레벨 및 위상이 (r, φ)라면, 누설 상쇄 신호의 레벨 및 위상이 (r, φ+180o)로 자동적으로 설정된다. 즉, 제1 가변 증폭기(377)의 출력 신호의 레벨 및 위상이 (a, 180o)로 설정됨과 동시에, 제2 가변 증폭기(378)의 출력 신호의 레벨 및 위상이 (b, 270o)로 설정된다.
여기에서, 아래의 수학식 5가 적용됨은 물론이다.
Figure 112009053550416-PAT00001
이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 알에프아이디(RFID)의 리더에 의하면, 신호 분기 소자로부터의 수신 신호의 레벨에 따라 누설 상쇄 신호가 발생되고, 발생된 누설 상쇄 신호가 수신 신호에 결합된다. 이에 따라, 수신 신호에 포함된 누설 신호가 상쇄될 수 있으므로, 신호 분기 소자에서의 송신 신호 누설에 의한 수신 오류가 효율적으로 방지될 수 있다.
또한, 발진부로부터의 발진 신호들이 조정 및 결합되어 누설 상쇄 신호가 발생되므로, 별도의 신호 생성 회로가 추가되지 않고서도 수신 오류가 효율적으로 방지될 수 있다.
레이더(radar : RAdio Detecting And Ranging) 시스템과 같이 일반 무선 통신에서 수신을 위하여 송신 신호가 필요한 시스템에서 이용될 가능성도 있음.
도 1은 일반적인 알에프아이디(RFID)의 리더에서 발생될 수 있는 누설 신호의 양태를 보여주는 도면이다.
도 2는 일반적인 알에프아이디(RFID)의 리더들 각각이 복수의 알에프아이디(RFID)의 태그들로부터 태그 정보를 수신하여 서버 장치에 전송하는 알에프아이디(RFID)의 시스템을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 알에프아이디(RFID)의 리더의 내부 구성을 보여주는 블록도이다.
도 4는 도 3의 누설 상쇄부에 포함된 보조 제어부의 동작을 보여주는 흐름도이다.
도 5는, 도 4의 동작에 의하여, 누설 신호에 따라 누설 상쇄 신호가 정해지는 일 예를 극(polar) 좌표계에서 보여주는 도면이다.
도 6은, 도 4의 동작에 의하여, 누설 신호에 따라 누설 상쇄 신호가 발생되는 또다른 예를 극(polar) 좌표계에서 보여주는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
31...주 제어부, 32...디지털-아날로그 변환기,
33...송신부, 34...발진부,
351...제1 아날로그-디지털 변환기,
352...제2 아날로그-디지털 변환기,
36...수신부, 37...누설 상쇄부,
38...신호 분기 소자, 39...송수신 안테나,
373...제1 디코더, 374...제2 디코더,
377...제1 가변 증폭기, 378...제2 가변 증폭기,
379...제1 신호 결합기, 381...제2 신호 결합기,
371...레벨 검출기, 372...보조 제어부,
375...제1 디지털-아날로그 변환기,
376...제2 디지털-아날로그 변환기, 380...게인 증폭기,
382...고조파 필터.

Claims (10)

  1. 서로 다른 위상의 발진 신호들을 발생시키는 발진부;
    상기 발진부로부터의 발진 신호들을 사용하면서 송신 동작을 수행하는 송신부;
    상기 발진부로부터의 발진 신호들을 사용하면서 수신 동작을 수행하는 수신부;
    송수신 안테나;
    상기 송신부로부터의 송신 신호를 상기 송수신 안테나에 인가하고, 상기 송수신 안테나로부터의 수신 신호를 상기 수신부에 입력시키는 신호 분기 소자; 및
    상기 신호 분기 소자로부터의 수신 신호의 레벨을 검출하고, 검출된 수신 신호의 레벨에 따라 상기 발진부로부터의 발진 신호들을 조정 및 결합하여 누설 상쇄 신호를 발생시키며, 발생된 누설 상쇄 신호를 상기 수신 신호에 결합시키는 누설 상쇄부를 포함한 알에프아이디(RFID)의 리더.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발진부로부터의 발진 신호들이,
    0o 위상의 발진 신호, 90o 위상의 발진 신호, 180o 위상의 발진 신호, 및 270o 위상의 발진 신호인 알에프아이디(RFID)의 리더.
  3. 제2항에 있어서, 상기 누설 상쇄부가,
    제1 디지털 제어 데이터에 따라 상기 0o 위상의 발진 신호, 90o 위상의 발진 신호, 180o 위상의 발진 신호, 및 270o 위상의 발진 신호 중에서 어느 하나를 출력하는 제1 디코더;
    제2 디지털 제어 데이터에 따라 상기 0o 위상의 발진 신호, 90o 위상의 발진 신호, 180o 위상의 발진 신호, 및 270o 위상의 발진 신호 중에서 어느 하나를 출력하는 제2 디코더;
    제3 아날로그 제어 신호에 따라 상기 제1 디코더로부터의 발진 신호의 레벨을 조정하는 제1 가변 증폭기;
    제4 아날로그 제어 신호에 따라 상기 제2 디코더로부터의 발진 신호의 레벨을 조정하는 제2 가변 증폭기; 및
    상기 제1 가변 증폭기로부터의 제1 발진 신호 및 상기 제2 가변 증폭기로부터의 제2 발진 신호를 결합하여 상기 누설 상쇄 신호를 발생시키는 제1 신호 결합기를 포함한 알에프아이디(RFID)의 리더.
  4. 제3항에 있어서, 상기 누설 상쇄부가,
    상기 발생된 누설 상쇄 신호와 상기 신호 분기 소자로부터의 수신 신호를 결합시키는 제2 신호 결합기;
    상기 제2 신호 결합기로부터의 수신 신호의 레벨을 검출하는 레벨 검출기;
    상기 레벨 검출기로부터의 레벨 검출 신호에 따라, 상기 제3 아날로그 제어 신호의 디지털 데이터인 제3 디지털 제어 데이터, 상기 제4 아날로그 제어 신호의 디지털 데이터인 제4 디지털 제어 데이터, 상기 제1 디지털 제어 데이터, 및 상기 제2 디지털 제어 데이터를 발생시키는 보조 제어부;
    상기 보조 제어부로부터의 상기 제3 디지털 제어 데이터를 상기 제3 아날로그 제어 신호로 변환하여 상기 제1 가변 증폭기에 입력시키는 제1 디지털-아날로그 변환기; 및
    상기 보조 제어부로부터의 상기 제4 디지털 제어 데이터를 상기 제4 아날로그 제어 신호로 변환하여 상기 제2 가변 증폭기에 입력시키는 제2 디지털-아날로그 변환기를 더 포함한 알에프아이디(RFID)의 리더.
  5. 제4항에 있어서, 상기 누설 상쇄부에서,
    상기 제1 신호 결합기로부터의 누설 상쇄 신호의 레벨이 누설 신호의 레벨과 동일해지도록 누설 상쇄 신호를 증폭하는 게인 증폭기가 연결된 알에프아이디(RFID)의 리더.
  6. 제4항에 있어서, 상기 누설 상쇄부에서,
    상기 제2 신호 결합기와 상기 레벨 검출기 사이에 고조파 필터가 연결된 알에프아이디(RFID)의 리더.
  7. 제6항에 있어서,
    전체적 제어를 수행하는 주 제어부;
    상기 주 제어부로부터의 태그 명령 데이터를 사용하여, 제1 아날로그 차동 신호와 제2 아날로그 차동 신호를 발생시켜서 상기 송신부에 입력시키는 디지털-아날로그 변환기;
    상기 수신부로부터의 제1 위상의 Q 신호를 디지털 신호(Srq)로 변환시켜서 상기 주 제어부에 입력시키는 제1 아날로그-디지털 변환기; 및
    상기 수신부로부터의 제2 위상의 I 신호를 디지털 신호(Sri)로 변환시켜서 상기 주 제어부에 입력시키는 제2 아날로그-디지털 변환기를 더 포함한 알에프아이디(RFID)의 리더.
  8. 제7항에 있어서, 상기 수신부가,
    상기 누설 상쇄부에 포함된 상기 고조파 필터로부터의 수신 신호를 서로 180o (π)의 위상차를 가진 제1 차동(differential) 신호(Sr+)와 제2 차동 신호(Sr-)로 변환하는 수신용 밸룬(BALUN : BALance to UNbalance transformer);
    상기 수신용 밸룬(BALUN)으로부터의 제1 차동 신호(Sr+)와 제2 차동 신호(Sr-)에서 각각 신호 성분만을 증폭하는 저잡음 증폭기;
    상기 저잡음 증폭기로부터의 제1 차동 신호(Sr+)를 상기 발진부로부터의 90o 위상의 발진 신호와 혼합하여 기저 주파수의 Q+ 차동 신호(Srq+)를 발생시키고, 상기 저잡음 증폭기로부터의 제2 차동 신호(Sr-)를 상기 발진부로부터의 270o 위상의 발진 신호와 혼합하여 기저 주파수의 Q- 차동 신호(Srq-)를 발생시키는 Q 신호용 하향 믹서(Down-Mixer);
    상기 저잡음 증폭기로부터의 제1 차동 신호(Sr+)를 상기 발진부로부터의 0o 위상의 발진 신호와 혼합하여 기저 주파수의 I+ 차동 신호(Sri+)를 발생시키고, 상기 저잡음 증폭기로부터의 제2 차동 신호(Sr-)를 상기 발진부로부터의 180o 위상의 발진 신호와 혼합하여 기저 주파수의 I- 차동 신호(Sri-)를 발생시키는 I 신호용 하향 믹서(Down-Mixer);
    상기 Q 신호용 하향 믹서로부터의 Q+ 차동 신호(Srq+)와 Q- 차동 신호(Srq-)의 차이 신호를 증폭하여 Q 신호를 발생시키는 Q 신호용 차동 증폭기;
    상기 I 신호용 하향 믹서로부터의 I+ 차동 신호(Sri+)와 I- 차동 신호(Sri-)의 차이 신호를 증폭하여 I 신호를 발생시키는 I 신호용 차동 증폭기;
    상기 Q 신호용 차동 증폭기로부터의 Q 신호의 고주파 노이즈를 제거하여 상기 제1 아날로그-디지털 변환기에 입력하는 Q 신호용 저역 통과 필터; 및
    상기 I 신호용 차동 증폭기로부터의 I 신호의 고주파 노이즈를 제거하여 상기 제2 아날로그-디지털 변환기에 입력하는 I 신호용 저역 통과 필터를 포함한 알 에프아이디(RFID)의 리더.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 누설 상쇄부에 포함된 상기 레벨 검출기가, 상기 수신부에 포함된 상기 수신용 밸룬으로부터의 제1 차동(differential) 신호(Sr+)와 제2 차동 신호(Sr-)를 입력받아, 상기 신호 결합기로부터의 수신 신호의 레벨을 검출하는 알에프아이디(RFID)의 리더.
  10. 제7항에 있어서, 상기 송신부가,
    상기 디지털-아날로그 변환기로부터의 제1 아날로그 차동 신호와 제2 아날로그 차동 신호의 노이즈를 제거하기 위하여, 기저 주파수의 신호들만을 통과시켜서 기저 주파수의 제1 차동 신호와 제2 차동 신호를 출력하는 기저 주파수용 필터;
    상기 기저 주파수용 필터로부터의 제1 차동 신호를 상기 발진부로부터의 0o 위상의 발진 신호와 혼합하여 무선 주파수의 제1 차동 신호(St+)를 발생시키고, 상기 기저 주파수용 필터로부터의 제2 차동 신호를 상기 발진부로부터의 180o 위상의 발진 신호와 혼합하여 무선 주파수의 제2 차동 신호(St-)를 발생시키는 송신용 상향 믹서(Up-Mixer);
    상기 송신용 상향 믹서로부터의 제1 차동 신호(St+)와 제2 차동 신호(St-)의 전력을 일차적으로 증폭하는 무선 주파수용 증폭기;
    상기 무선 주파수용 증폭기로부터의 제1 차동 신호와 제2 차동 신호를 결합시켜서 송신 신호를 발생시키는 송신용 밸룬(BALUN : BALance to UNbalance transformer); 및
    상기 송신용 밸룬(BALUN)으로부터의 송신 신호의 전력을 최종적으로 증폭하여 상기 신호 분기 소자에 입력시키는 전력 증폭기를 포함한 알에프아이디(RFID)의 리더.
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