KR20110048423A - Transmitting and receiving device of rfid reader - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 RFID 리더에 관한 것으로, 특히 RFID(Radio Frequency IDentification) 리더의 송수신단에서 송수신 신호간의 격리도를 높이기 위한 RFID 리더의 송수신 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an RFID reader, and more particularly, to an apparatus for transmitting / receiving an RFID reader for increasing the isolation between signals transmitted and received at a transceiver of an RFID reader.
RFID(Radio Frequency Identification)는, 일정 주파수 대역에서 무선으로 데이터를 주고받는 무선 인식 시스템에 적용되어, 제품에 관한 각종 정보를 담은 전자칩을 일컫는다.RFID (Radio Frequency Identification) is applied to a wireless recognition system for transmitting and receiving data wirelessly in a predetermined frequency band, refers to an electronic chip containing a variety of information about the product.
이러한 RFID 시스템은, 데이터를 저장하는 RFID 태그(Tag)와, 전파를 보내는 송신안테나와 수신안테나를 통해 RFID 태그에 저장된 데이터를 읽거나 해당 RFID 태그에 소정 데이터를 기록하고 읽는 리더(Reader)로 구성된다.The RFID system includes an RFID tag for storing data, a reader that reads data stored in the RFID tag through a transmitting antenna and a receiving antenna that transmits radio waves, or writes and reads predetermined data in the RFID tag. do.
상기 RFID 리더는 송신과 수신이 동시에 이루어지므로 송신신호와 수신신호를 격리하기 위한 송수신 격리장치가 필요하며, 통상 써큘레이터나 방향성결합기를 사용하게 된다. Since the RFID reader transmits and receives at the same time, a transmission / reception isolation device for isolating a transmission signal and a reception signal is required, and a circulator or a directional coupler is usually used.
수신감도를 좋게 하기 위해서는 송수신 신호의 격리도를 높여야 할 필요가 있지만, 통상의 써큘레이터(Circulator)나 방향성결합기의 격리도는 한정적이므로 이러한 소자를 사용하더라도 송신단의 신호가 수신단으로 일정 부분 누설되어 수신감도 향상에 제한이 있게 된다. In order to improve reception sensitivity, it is necessary to increase the isolation of transmission / reception signals. However, since the isolation of a typical circulator or directional coupler is limited, even when using these elements, the signal at the transmitting end leaks to the receiving end to improve reception sensitivity. There will be a limit.
도 1은 일반적인 RFID 리더의 송수신 장치를 나타낸 도면으로서, 송수신 장치(10)는 전력증폭기(11)와, 써큘레이터(13), 안테나(17) 및 저잡음증폭기(19)를 포함하여 구성되어 있다.FIG. 1 is a diagram illustrating a general RFID reader transceiver. The
도시된 바와 같이 전력증폭기(11)를 통해 증폭되어 출력된 송신 신호는 써큘레이터(13)를 통해 안테나(17)로 전달되고, 안테나(17)로 수신된 신호는 써큘레이터(13)를 통해 저잡음증폭기(19)로 전달된다.As shown, the transmission signal amplified and output through the
상기 써큘레이터(13)는 전력증폭기(11)로부터 전달된 신호를 안테나(17)로 전송하고, 안테나(17)를 통해 수신된 신호는 저잡음증폭기(19)로 전달하는 역할을 하게 된다.The
하지만, 전력증폭기(11)를 통해 증폭되어 출력되는 송신신호는 써큘레이터의 격리포트를 통해 저잡음증폭기(19)로 누설되게 되며, 상기 누설신호의 경우 저잡음증폭기(19)에서 수신하는 수신신호에 비해 상당히 큰 신호이므로 수신감도를 저하시키게 된다.However, the transmission signal amplified and output through the
도 2는 도 1의 써큘레이터(13) 대신 방향성결합기(15)를 사용한 예를 나타낸 것으로, 방향성결합기(15)도 써큘레이터(13)와 동일한 기능을 한다.2 shows an example in which the
상기 방향성결합기(15)도 써큘레이터(13)와 마찬가지로 누설신호가 발생되어 수신 감도가 저하되는 문제가 있다.Like the
따라서, 송수신을 동시에 하는 송수신 장치에서 송신신호에 대한 누설신호가 수신단으로 유입되어 수신감도를 저하시키게 되므로 송수신 신호간의 격리도를 높여 수신 감도를 향상시킬 수 있는 기술에 대한 개발이 시급하다.Therefore, since a leakage signal for a transmission signal is introduced into a receiver in a transmitting / receiving device which simultaneously transmits and receives, the reception sensitivity is lowered. Therefore, it is urgent to develop a technology that can improve the reception sensitivity by increasing the isolation between the transmission and reception signals.
본 발명은 RFID(Radio Frequency IDentification) 리더의 송수신단에서 수신단으로 누설되는 신호를 다른 누설신호를 통해 상쇄시킴에 따라 송수신 신호간의 격리도를 높여 수신 감도를 향상시킬 수 있는 RFID 리더의 송수신 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention provides a transceiver for an RFID reader that can improve reception sensitivity by canceling a signal leaking from a transceiver end of an RFID reader to another receiver through another leakage signal. It is for.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned above may be clearly understood by those skilled in the art from the following description. There will be.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 송수신 장치는, 입력된 송신신호의 전력을 증폭하여 출력하는 전력증폭기; 상기 전력증폭기로부터 입력된 송신신호를 입 력포트를 통해 출력포트로 출력하고, 상기 송신신호에 대한 제1 누설신호를 결합포트로 출력하는 방향성결합기; 상기 방향성결합기로부터 입력된 송신신호를 제1 포트와 제2 포트를 통해 안테나로 전달하고, 상기 송신신호에 대한 제2 누설신호를 제3 포트를 통해 출력하는 제1 써큘레이터; 및 상기 방향성결합기의 결합포트에서 출력된 제1 누설신호를 제1 포트로 입력받고, 상기 제1 써큘레이터의 제3 포트에서 출력된 제2 누설신호를 제2 포트로 입력받아 제1 누설신호와 제2 누설신호를 상쇄시키는 제2 써큘레이터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Transmitting and receiving device of the present invention for achieving the above object, a power amplifier for amplifying and outputting the power of the input transmission signal; A directional coupler for outputting a transmission signal input from the power amplifier to an output port through an input port, and outputting a first leakage signal for the transmission signal to a coupling port; A first circulator for transmitting a transmission signal input from the directional coupler to a antenna through a first port and a second port, and outputting a second leakage signal for the transmission signal through a third port; And a first leakage signal output from the coupling port of the directional coupler to the first port, and a second leakage signal output from the third port of the first circulator to the second port. And a second circulator for canceling the second leakage signal.
구체적으로, 상기 제2 써큘레이터는 제1 포트로 입력된 제1 누설신호를 제2 포트로 출력하고, 상기 제2 포트에서 제1 누설신호와 제2 누설신호를 상쇄시키게 되며, 상기 제1 누설신호와 제2 누설신호는 진폭의 크기가 같고 위상이 반대인 것을 특징으로 한다.Specifically, the second circulator outputs the first leakage signal input to the first port to the second port, and cancels the first leakage signal and the second leakage signal at the second port, and the first leakage signal. The signal and the second leakage signal are characterized in that they have the same amplitude and opposite phase.
상기 제1 누설신호의 위상은 방향성결합기의 입력포트부터 제2 써큘레이터의 제1 포트까지의 경로길이(L)에 따른 위상(Φ = 2π(L/λ))에 제2 써큘레이터의 위상(2π/3)을 더한 값이 되며, 상기 제1 누설신호의 위상은 제2 누설신호와 π만큼 위상차가 나게 방향성결합기와 제2 써큘레이터의 경로길이(L)가 결정되는 것을 특징으로 한다.The phase of the first leakage signal is the phase of the second circulator in phase ( Φ = 2π (L / λ) ) according to the path length L from the input port of the directional coupler to the first port of the second circulator. 2π / 3 ), and the path length L of the directional coupler and the second circulator is determined such that the phase of the first leakage signal is equal to that of the second leakage signal by π .
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 송수신 장치는, 입력된 송신신호의 전력을 증폭하여 출력하는 전력증폭기; 상기 전력증폭기로부터 입력된 송신신호를 입력포트를 통해 출력포트로 출력하되, 상기 송신신호에 대한 제1 누설신호를 결합포트로 출력하고 상기 송신신호에 대한 제2 누설신호를 격리포트로 출력하는 방향성결합기; 상기 방향성결합기의 결합포트에서 출력된 제1 누설신호를 제3 포트로 입력받고, 상기 방향성결합기의 격리포트에서 출력된 제2 누설신호를 제1 포트로 입력받아 제1 누설신호와 제2 누설신호를 상쇄시키는 써큘레이터; 및 상기 방향성결합기의 결합포트와 써큘레이터의 제3 포트 사이에 설치되어 제1 누설신호를 감쇄시키는 감쇄기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Another transmitting and receiving apparatus of the present invention for achieving the above object, a power amplifier for amplifying and outputting the power of the input transmission signal; Directional output of the transmission signal input from the power amplifier to the output port through the input port, outputting the first leakage signal for the transmission signal to the coupling port and the second leakage signal for the transmission signal to the isolation port Coupler; The first leakage signal output from the coupling port of the directional coupler is input to the third port, and the second leakage signal output from the isolation port of the directional coupler is input to the first port. A circulator for canceling out; And an attenuator provided between the coupling port of the directional coupler and the third port of the circulator to attenuate the first leakage signal.
구체적으로, 상기 써큘레이터는 제3 포트로 입력된 제1 누설신호를 제1 포트로 출력하고, 상기 제1 포트에서 제1 누설신호와 제2 누설신호를 상쇄시키는 것을 특징으로 한다.In detail, the circulator may output a first leakage signal input to a third port to a first port, and cancel the first leakage signal and the second leakage signal at the first port.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또다른 송수신 장치는, 입력된 송신신호의 전력을 증폭하여 출력하는 전력증폭기; 상기 전력증폭기로부터 입력된 송신신호를 입력포트를 통해 출력포트로 출력하되, 상기 송신신호에 대한 제1 누설신호를 결합포트로 출력하고 상기 송신신호에 대한 제2 누설신호를 격리포트로 출력하는 제1 방향성결합기; 및 상기 제1 방향성결합기의 결합포트에서 출력된 제1 누설신호를 결합포트로 입력받고, 상기 제1 방향성결합기의 격리포트에서 출력된 제2 누설신호를 입력포트로 입력받아 제1 누설신호와 제2 누설신호를 상쇄시키는 제2 방향성결합기;를 포함하고, 상기 제1 누설신호와 제2 누설신호는 진폭의 크기가 같고 위상이 반대인 것을 특징으로 한다.Another transmitting and receiving apparatus of the present invention for achieving the above object, a power amplifier for amplifying and outputting the power of the input transmission signal; Outputting a transmission signal input from the power amplifier to an output port through an input port, outputting a first leakage signal for the transmission signal to a coupling port, and outputting a second leakage signal for the transmission signal to an isolation port; 1 directional coupler; And a first leakage signal output from the coupling port of the first directional coupler as a coupling port, and a second leakage signal output from the isolation port of the first directional coupler as an input port. And a second directional coupler for canceling the leakage signal, wherein the first leakage signal and the second leakage signal have the same amplitude and opposite phase.
이상에서 설명한 바와 같이 송수신 신호를 동시에 송수신하는 장치에서 써큘 레이터와 방향성결합기를 적절히 결합하여 사용함으로써, 단일 소자의 고유 격리도에 따른 누설신호를 다른 누설신호를 이용하여 서로 상쇄시킴에 따라 송수신 신호간의 격리도를 더욱 더 높여 수신감도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다As described above, by properly combining the circulator and the directional coupler in a device that simultaneously transmits and receives signals, the isolation between transmission and reception signals is canceled by canceling the leakage signals according to the unique isolation of a single device using different leakage signals. There is an advantage that can improve the receiving sensitivity by increasing the
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. Like elements in the figures are denoted by the same reference numerals wherever possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 RFID 리더의 송수신 장치를 나타낸 회로 블록도로서, 송수신 장치(100)는 전력증폭기(110)와 방향성결합기(120), 제1 써큘레이터(130), 안테나(140), 제2 써큘레이터(150), 및 저잡음증폭기(160)를 포함하여 이루어져 있다. 3 is a circuit block diagram illustrating an RFID reader transceiver according to an embodiment of the present invention. The
도시된 바와 같이 전력증폭기(110)는 입력된 송신신호의 전력을 증폭하여 출력한다.As shown, the
방향성결합기(120)는 전력증폭기(110)로부터 입력된 송신신호를 입력포트(PC11)와 출력포트(PC12)를 통해 제1 써큘레이터(130)로 전달하고, 제1 써큘레이터(130)는 방향성결합기(120)로부터 입력된 송신신호를 제1 포트(P11)와 제2 포트(P12)를 통해 안테나(140)로 전달하고 안테나(140)를 통해 수신된 수신신호를 제2 포트(P12)와 제3 포트(P13)를 통해 제2 써큘레이터(150)로 전달한다.The
제2 써큘레이터(150)는 제1 써큘레이터(130)로부터 입력된 수신신호를 제2 포트(P22)와 제3 포트(P23)를 통해 저잡음증폭기(160)로 전달하고, 저잡음증폭기(160)는 제2 써큘레이터(150)의 제3 포트(P23)로부터 입력된 미약한 수신신호를 증폭하되 잡음은 최소화하여 증폭하게 된다.The
이와 같이 구성된 송수신 장치를 누설신호의 측면에서 살펴보면, 방향성결합기(120)는 상기 전력증폭기(110)로부터 입력된 송신신호를 입력포트(PC11)를 통해 출력포트(PC12)로 출력하고, 상기 송신신호에 대한 제1 누설신호를 결합포트(PC14)를 통해 출력하게 된다.Looking at the transmission and reception device configured as described above in terms of the leakage signal, the
제1 써큘레이터(130)는 상기 방향성결합기(120)로부터 입력된 송신신호를 제1 포트(P11)와 제2 포트(P12)를 통해 안테나(140)로 전달하고, 상기 송신신호에 대한 제2 누설신호를 제3 포트(P13)를 통해 출력한다.The
제2 써큘레이터(150)는 상기 방향성결합기(120)의 결합포트(PC14)에서 출력된 제1 누설신호를 제1 포트(P21)로 입력받고, 상기 제1 써큘레이터(130)의 제3 포트(P13)에서 출력된 제2 누설신호를 제2 포트(P22)로 입력받아 제1 누설신호와 제2 누설신호를 상쇄시키게 된다.The
아울러, 상기 제2 써큘레이터(150)는 제1 포트(P21)로 입력된 제1 누설신호를 제2 포트(P22)로 출력하고, 상기 제2 포트(P22)에서 제1 누설신호와 제2 누설신호를 상쇄시키게 된다.In addition, the
즉, 상기 전력증폭기(110)를 통해 출력된 송신신호는 방향성결합기(120)와 제1 써큘레이터(130)를 거쳐 안테나(140)로 전달된다. 또한 제1 써큘레이터(130)의 격리도의 제한으로 송신신호의 출력전력의 일부가 누설신호로서 제2 써큘레이터(150)로 유입된다.That is, the transmission signal output through the
여기서, 상기 방향성결합기(120)에서 누설된 제1 누설신호와 진폭이 동일하나 위상이 반대인 제2 누설신호가 제1 써큘레이터(130)를 통해 제2 써큘레이터(150)의 제2 포트(P22)로 유입된다. 이때 제2 써큘레이터(150)에 각각 입력된 제1 누설신호와 제2 누설신호는 진폭이 동일하나 서로 위상이 반대이기 때문에 서로 상쇄되고, 안테나(140)로부터 수신된 수신신호만 저잡음증폭기(160)로 출력된다.Here, a second leakage signal having the same amplitude but opposite phase to the first leakage signal leaked from the
상기에서 제1 누설신호의 진폭 및 위상에 있어서, 방향성결합기(120)의 결합도로서 제1 누설신호의 진폭이 결정되고 위상은 방향성결합기(120)로부터 제2 써큘레이터(150)까지의 경로길이 또는 위상 지연소자의 삽입으로 결정될 수 있다. 즉, 제2 써큘레이터(150)에서 누설신호가 상쇄되도록 제1 누설신호와 제2 누설신호를 진폭은 동일하고 위상이 반대가 되도록 하는 것이 중요하다.In the amplitude and phase of the first leakage signal, the amplitude of the first leakage signal is determined as the coupling degree of the
방향성결합기(120)의 결합도에 따라 출력신호, 즉 제1 누설신호의 진폭이 결정되며 이 값은 제2 누설신호와 동일해야 하고, 제2 누설신호의 진폭은 제1 써큘레이터(130)의 격리도에 따라 결정되므로, 방향성결합기(120)의 결합도는 제1 써큘레이터(130)의 격리도와 동일하게 설정되어야 한다.The amplitude of the output signal, that is, the first leakage signal, is determined according to the coupling degree of the
제1 누설신호와 제2 누설신호가 서로 반대 위상이 되기 위한 경로 길이(L)와 이에 따른 위상지연값(Φ), 주파수(f) 및 파장(λ)의 관계는 아래 수학식1과 같이 주어진다.The relationship between the path length L and the phase delay value Φ, the frequency f, and the wavelength λ for the first leakage signal and the second leakage signal to be in opposite phases is given by Equation 1 below. .
제1 누설신호와 제2 누설신호는 제2 써큘레이터(150)의 제2 포트(P22)에서 상쇄된다. 제2 써큘레이터(150)의 제2 포트(P22)에서의 제1 누설신호의 위상은 방향성결합기(120)의 입력포트(PC11)부터 제2 써큘레이터(150)의 제1 포트(P21)까지의 경로길이(L3)에 따른 위상(Φ = 2π(L3/λ))에 제2 써큘레이터(150)의 위상(2π/3)을 더한 값, 즉 2π(L/λ)+ 2π/3 [rad]가 되며, 상기 제1 누설신호의 위상 값이 제2 누설신호와 π만큼 위상차가 나게 방향성결합기(120)와 제2 써큘레이터(150)의 경로길이(L3)가 설정되면 된다.The first leak signal and the second leak signal are canceled at the second port P22 of the
상기 제2 누설신호의 위상은 방향성결합기(120)와 제1 써큘레이터(130) 사이의 경로 길이(L1)와 제1 써큘레이터(130)과 제2 써큘레이터(150) 사이의 경로 길이(L2) 그리고 제1 써큘레이터(130)의 위상지연에 의해 결정된다.The phase of the second leakage signal is a path length L1 between the
만약, 안테나(140)의 특성까지 고려할 경우 안테나(140)의 반사 특성과 안테나의 경로도 누설신호의 크기와 위상에 영향을 미치므로 제2 써큘레이터(150)의 제2 포트(P22)에 유입되는 누설신호의 최종 진폭과 위상을 측정하여 상쇄신호 진폭과 경로길이를 설정하면 된다.If the characteristics of the
일반적으로, 송수신을 동시에 하는 송수신 장치는 송신신호와 수신신호를 격리하기 위한 송수신 격리장치가 필요하며, 주로 써큘레이터나 방향성결합기를 사용 하여 송수신을 격리하게 된다. 수신감도를 좋게 하기 위해서는 송수신 신호의 격리도를 높여야 할 필요가 있지만, 통상의 써큘레이터나 방향성결합기의 격리도는 한정적이므로 이러한 소자를 사용하더라도 송신단의 신호가 수신단으로 일정부분 누설되어 수신감도의 향상에 제한이 있게 된다.In general, a transmission / reception apparatus for transmitting and receiving at the same time requires a transmission / reception isolation device for isolating a transmission signal and a reception signal. In order to improve the reception sensitivity, it is necessary to increase the isolation of the transmission and reception signals. However, since the isolation of a typical circulator or directional coupler is limited, even when using such a device, the signal at the transmitter end is partially leaked to the receiver, thereby limiting the improvement of the reception sensitivity. This will be.
따라서, 본 발명에서는 송신단에서 누설되는 누설신호를 다른 누설신호에 의해 상쇄되도록 구성함으로써, 송수신 장치의 격리도를 향상시켜 송신신호의 누설신호가 수신단으로 누설되는 것을 최소화할 수 있으므로 단일 송수신 격리소자를 사용하는 종래 기술에 비해 수신감도를 대폭 향상시킬 수 있다.Therefore, in the present invention, by configuring the leakage signal leaked from the transmitting end to be canceled by another leakage signal, it is possible to improve the isolation of the transmitting and receiving device to minimize the leakage of the leakage signal of the transmitting signal to the receiving end. Compared to the prior art, the reception sensitivity can be significantly improved.
한편, 본 발명에 기재된 누설신호는 제1 누설신호와 제2 누설신호가 있는 데, 상기 제1 누설신호는 누설 상쇄를 위한 송신결합신호이고, 상기 제2 누설신호는 수신신호가 포함된 송신누설신호이다.Meanwhile, the leak signal described in the present invention includes a first leak signal and a second leak signal, wherein the first leak signal is a transmission combined signal for canceling leakage, and the second leak signal is a transmission leakage including a received signal. It is a signal.
도 4는 본 발명의 다른 실시에에 의한 실시예에 의한 RFID 리더의 송수신 장치를 나타낸 회로 블록도로서, 송수신 장치(200)는 전력증폭기(210)와 방향성결합기(220), 안테나(230), 써큘레이터(240), 감쇄기(250), 및 저잡음증폭기(260)를 포함하여 이루어져 있다. 4 is a circuit block diagram illustrating a transceiver for transmitting and receiving an RFID reader according to another embodiment of the present invention. The
도시된 바와 같이 전력증폭기(210)는 입력된 송신신호의 전력을 증폭하여 출력한다.As shown, the
방향성결합기(220)는 전력증폭기(210)로부터 입력된 송신신호를 안테나(230)로 전달하고 안테나(230)로 수신된 수신신호를 써큘레이터(240)로 전달한다.The
써큘레이터(240)는 방향성결합기(220)로부터 전달된 수신신호를 저잡음증폭 기(260)로 전달하고, 저잡음증폭기(260)는 써큘레이터(240)로부터 전달된 미약한 수신신호를 증폭하되 잡음은 최소화하여 증폭시키게 된다.The
그리고, 상기 방향성결합기(220)의 격리포트(PC13)와 써큘레이터(240)의 제1 포트(P11)가 연결되고, 상기 방향성결합기(220)의 결합포트(PC14)와 써큘레이터(240)의 제3 포트(P13)가 연결되는 데, 상기 방향성결합기(220)의 결합포트(PC14)와 써큘레이터(240)의 제3 포트(P13) 사이에는 전달신호를 감쇄시키는 감쇄기(250)가 설치되어 있다.Then, the isolation port PC13 of the
도 4에서는 방향성결합기(220)의 격리포트(PC13)를 수신경로로 사용한 것이 도 3과 다르며, 이 경우에는 써큘레이터를 도 3과 다르게 1개로 줄일 수 있다. In FIG. 4, the isolation port PC13 of the
이와 같이 구성된 송수신 장치(200)를 누설신호의 측면에서 살펴보면, 방향성결합기(220)는 상기 전력증폭기(210)로부터 입력된 송신신호를 입력포트(PC11)를 통해 출력포트(PC12)로 출력하되, 상기 송신신호에 대한 제1 누설신호를 결합포트(PC14)로 출력하고 상기 송신신호에 대한 제2 누설신호를 격리포트(PC13)로 각각 출력한다. 상기 제2 누설신호에는 수신신호가 포함되어 있다.Looking at the transmission and
써큘레이터(240)는 상기 방향성결합기(220)의 결합포트(PC14)에서 출력된 제1 누설신호를 제3 포트(P13)로 입력박고, 상기 방향성결합기(220)의 격리포트(PC13)에서 출력된 제2 누설신호를 제1 포트(P11)로 입력받아 제1 누설신호와 제2 누설신호를 상쇄시키게 된다.The
감쇄기(250)는 상기 방향성결합기(220)의 결합포트(PC14)와 써큘레이터(240)의 제3 포트(P13) 사이에 설치되어 제1 누설신호를 감쇄시키게 된다.The
즉, 전력증폭기(210)에서 출력된 송신신호에 대한 제1 누설신호는 방향성결합기(220)의 결합포트(PC14)로 출력되며, 송신신호에 대한 제2 누설신호는 수신신호와 함께 방향성결합기(220)의 격리포트(PC13)로 출력된다. 상기 제1 누설신호와 제2 누설신호는 크기는 같고 위상이 반대인 신호로 되어 써큘레이터(240)의 각 포트(P13, P11)로 각각 유입된다.That is, the first leakage signal for the transmission signal output from the
써큘레이터(240)의 제1 포트(P11)에서 위상이 서로 다른 제1 누설신호와 제2 누설신호는 서로 상쇄된다. 상기 제1 누설신호의 크기는 감쇄기(250)에 의해 정해지고 위상은 경로길이에 의해 정해진다.In the first port P11 of the
제1 누설신호의 위상을 결정하기 위한 방법은 상기 도 3과 같은 원리이지만, 방향성결합기(220)의 결합포트(PC14)를 통해 출력되는 제1 누설신호의 진폭은 통상 제2 누설신호, 즉 격리포트(PC13)의 출력신호보다 크므로, 제1 누설신호를 "감쇄도 = 방향성결합기의 격리도 - 방향성결합기의 결합도"의 식에 의해 추가 감쇄시켜 제1 누설신호의 진폭과 제2 누설신호의 진폭이 일치되게 구성한다.The method for determining the phase of the first leakage signal is the same principle as that of FIG. 3, but the amplitude of the first leakage signal output through the coupling port PC14 of the
도 5는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 RFID 리더의 송수신 장치를 나타낸 회로 블록도로서, 송수신 장치(300)는 전력증폭기(310)와 제1 방향성결합기(320), 안테나(330), 제2 방향성결합기(340) 및 저잡음증폭기(350)를 포함하여 이루어져 있다. FIG. 5 is a circuit block diagram illustrating a transceiver for transmitting and receiving an RFID reader according to another embodiment of the present invention, wherein the
도시된 바와 같이 전력증폭기(310)는 입력된 송신신호의 전력을 증폭하여 출력한다.As shown, the
제1 방향성결합기(320)는 전력증폭기(310)로부터 입력된 송신신호를 안테 나(330)로 전달하고 안테나(330)로 수신된 수신신호를 제2 방향성결합기(340)로 전달한다.The first
제2 방향성결합기(340)는 제1 방향성결합기(320)로부터 전달된 수신신호를 저잡음증폭기(350)로 전달하고, 저잡음증폭기(350)는 제2 방향성결합기(340)로부터 전달된 미약한 수신신호를 증폭하되 잡음은 최소화하여 증폭시키게 된다.The second
도 5는 제1 방향성결합기(320)의 격리포트(PC13)를 수신경로로 사용한 것이 도 3과 다르며, 2개의 방향성결합기를 사용한 것이 도 4와 다르다.5 is different from FIG. 3 in that the isolation port PC13 of the first
이와 같이 구성된 송수신 장치를 누설신호의 측면에서 살펴보면, 제1 방향성결합기(320)는 상기 전력증폭기(310)로부터 입력된 송신신호를 입력포트(PC11)를 통해 출력포트(PC12)로 출력하되, 상기 송신신호에 대한 제1 누설신호를 결합포트(PC14)로 출력하고 상기 송신신호에 대한 제2 누설신호를 격리포트(PC13)로 각각 출력한다. 상기 제2 누설신호에는 수신신호가 포함되어 있다.Looking at the transmission and reception device configured as described above in terms of the leakage signal, the first
상기 제2 방향성결합기(340)는 상기 제1 방향성결합기(320)의 격리포트(PC13)에서 출력된 제2 누설신호를 입력포트(PC21)로 입력받고, 상기 제1 방향성결합기(320)의 결합포트(PC14)에서 출력된 제1 누설신호를 결합포트(PC22)로 입력받아 제1 누설신호와 제2 누설신호를 상쇄시키게 된다. The second
이와 같이 구성된 송수신 장치는, 전력증폭기(310)를 통해 출력된 송신신호에 대한 제1 누설신호는 제1 방향성결합기(320)의 결합포트(PC14)로 출력되며, 전력증폭기(310)를 통해 출력된 송신신호에 대한 제2 누설신호는 수신신호와 함께 제1 방향성결합기(320)의 격리포트(PC13)로 각각 출력된다. 상기 제1 누설신호와 제2 누설신호는 크기가 같고 위상은 반대인 신호로 되어 제2 방향성결합기(340)의 각 포트로 유입되며, 제2 방향성결합기(340)에서 제1 누설신호와 제2 누설신호는 서로 상쇄된다. In the transmission / reception apparatus configured as described above, the first leakage signal for the transmission signal output through the
제2 누설신호의 위상을 결정하기 위한 방법은 상기 도 3과 같은 원리이며, 제1 누설신호의 크기는 제1 방향성결합기(320)의 결합도와 제2 방향성결합기(340)의 결합도의 합으로서 결정된다. 따라서 제2 누설신호와 동일한 진폭의 제1 누설신호를 얻기 위해서는 제2 누설신호의 크기, 즉 제1 방향성결합기(320)의 격리도와, 제1 누설신호의 크기, 즉 제1 방향성결합기(320)와 제2 방향성결합기(340)의 합성 결합도가 동일하도록 구성하면 된다. The method for determining the phase of the second leakage signal is the same principle as in FIG. 3, and the magnitude of the first leakage signal is the sum of the coupling degree of the first
통상, 제1 방향성결합기(320)의 격리도가 결합도보다 크므로 제2 방향성결합기(340)의 결합도로써 여분의 감쇄를 확보한다.In general, since the isolation degree of the first
따라서, 본 발명의 실시예에서는 도 3과 같이 방향성결합기(120)와 2개의 써큘레이터(130, 150)의 조합에 의하여 송신신호에 대한 누설신호를 제거하고, 도 4와 같이 방향성결합기(220)와 1개의 써큘레이터(240) 및 감쇄기(250)의 조합에 의하여 송신신호에 대한 누설신호를 제거하며, 도 5와 같이 2개의 방향성결합기(320, 340)의 조합에 의하여 송신신호에 대한 누설신호를 제거하게 된다.Accordingly, in the embodiment of the present invention, the leakage signal for the transmission signal is removed by the combination of the
상술한 바와 같이 본 발명에서는 써큘레이터와 방향성결합기를 적절히 결합하여 사용함으로써 단일 소자의 고유 격리도에 따른 누설신호를 다시 상쇄하여 송수신 신호간의 격리도를 더욱 더 높여 수신감도를 향상시킬 수 있다. As described above, in the present invention, by using the circulator and the directional coupler properly combined, the leakage signal according to the intrinsic isolation of a single device is canceled again to further increase the isolation between transmission and reception signals, thereby improving reception sensitivity.
아울러, 본 발명의 송수신 장치가 RFID 리더기에 적용되는 것으로 설명하였 지만, 송수신을 동시에 하는 CW(Continuous Wave) 레이더 등에도 적용될 수 있음은 당연하다. 이와 같이, RFID 리더기나 CW 레이더처럼 송수신이 동시에 일어나는 경우 송수신 격리회로를 사용하더라도 소자의 격리도의 제한에 따라 수신신호에 비해 압도적으로 큰 송신신호의 일부가 수신단으로 누설되는데 이를 상쇄하는 장치를 구현함으로써, 단일 격리소자의 사용시보다 송수신간의 격리도를 더욱 높일 수 있어 수신감도를 향상시킬 수 있다.In addition, although the transmission and reception apparatus of the present invention has been described as being applied to the RFID reader, it can be applied to the CW (Continuous Wave) radar to simultaneously transmit and receive. As such, even if the transmission and reception occurs simultaneously, such as an RFID reader or a CW radar, even if a transmission / reception isolation circuit is used, a part of the transmission signal that is overwhelmingly larger than the reception signal is leaked to the receiving end due to the limitation of isolation of the device. In addition, the isolation sensitivity between the transmitter and the receiver can be further increased than when using a single isolation device, thereby improving reception sensitivity.
상기의 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 기술적 사상 내에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이다. 그러므로, 이러한 수정, 변경 및 부가는 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Preferred embodiments of the present invention are disclosed for purposes of illustration, and those skilled in the art will be able to make various modifications, changes, and additions within the spirit of the present invention. Therefore, such modifications, changes and additions should be determined not only by the claims below, but also by equivalents to those claims.
도 1 및 도 2는 일반적인 RFID 리더의 송수신 장치를 각각 나타낸 도면이다.1 and 2 are views illustrating a transmitting and receiving device of a general RFID reader, respectively.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 RFID 리더의 송수신 장치를 나타낸 회로 블록도이다.3 is a circuit block diagram illustrating an apparatus for transmitting and receiving an RFID reader according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 RFID 리더의 송수신 장치를 나타낸 회로 블록도이다.4 is a circuit block diagram illustrating an apparatus for transmitting and receiving an RFID reader according to another embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 RFID 리더의 송수신 장치를 나타낸 회로 블록도이다.5 is a circuit block diagram showing an apparatus for transmitting and receiving an RFID reader according to another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
100: 송수신 장치 110: 전력증폭기100: transceiver 110: power amplifier
120: 방향성결합기 130: 제1 써큘레이터120: directional coupler 130: first circulator
140: 안테나 150: 제2 써큘레이터140: antenna 150: second circulator
160: 저잡음증폭기160: low noise amplifier
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KR102232377B1 (en) * | 2019-10-30 | 2021-03-26 | 경희대학교 산학협력단 | Wireless transmitting/receiving apparatus based on feedforward and operating method thereof |
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