KR20120100136A - Rfid reader for chipless tag - Google Patents

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KR20120100136A
KR20120100136A KR1020110018827A KR20110018827A KR20120100136A KR 20120100136 A KR20120100136 A KR 20120100136A KR 1020110018827 A KR1020110018827 A KR 1020110018827A KR 20110018827 A KR20110018827 A KR 20110018827A KR 20120100136 A KR20120100136 A KR 20120100136A
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전기용
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삼성테크윈 주식회사
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Abstract

PURPOSE: An RFID(Radio Frequency Identification) reader for a no-chip tag is provided to rapidly sweep broadband frequency according to the control of an MCU(Micro Controller Unit). CONSTITUTION: An MCU sets a frequency control signal for converting the current transmission frequency of a transmission unit(120) into sweep starting frequency. The MCU stores data received from a reception unit(130) in a memory unit. When transmission frequency is increased or decreased in a predetermined frequency interval, the current transmission frequency reaches to sweep end frequency. When the whole of frequency band is swept, the MCU recognizes tag ID using the stored received signal data. [Reference numerals] (10) Tag; (AA) MCU unit

Description

무칩 태그용 ＲＦＩＤ 리더{RFID READER FOR CHIPLESS TAG}Rfid reader for chipless tags {RFID READER FOR CHIPLESS TAG}

본 발명은 RFID 시스템에서 태그를 인식하기 위한 리더에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 안테나의 공진 패턴으로 태그 아이디(ID)가 부여된 무칩 태그를 인식하기 위한 무칩 태그용 RFID 리더에 관한 것이다.
The present invention relates to a reader for recognizing a tag in an RFID system, and more particularly, to an RFID reader for a chipless tag for recognizing a chipless tag to which a tag ID (ID) is assigned as a resonance pattern of an antenna.

일반적으로, RFID(Radio Frequency Identification) 시스템은 마이크로칩을 내장한 태그, 레이블, 카드 등에 저장된 데이터를 무선주파수를 이용한 리더에서 자동 인식하는 기술이다. RFID 시스템에서 RFID 태그와 RFID 리더 사이의 통신 주파수는 125KHz, 13.56MHz, 860-960MHz, 2.45GHz 등이 사용되는데, 이들 주파수에 대한 무선 접속 프로토콜이 ISO/IEC 18000 규격으로 정의되어 있다.In general, RFID (Radio Frequency Identification) system is a technology that automatically recognizes the data stored in a tag, label, card, etc., a microchip embedded in a reader using a radio frequency. In the RFID system, the communication frequency between the RFID tag and the RFID reader is 125KHz, 13.56MHz, 860-960MHz, 2.45GHz, and the like. The radio access protocol for these frequencies is defined in the ISO / IEC 18000 standard.

RFID 태그와 RFID 리더의 무선접속방식은 상호유도 방식과 전자기파 방식으로 나눌 수 있는데, 상호유도 방식은 코일 안테나를 이용하여 근거리용으로 주로 사용하고, 전자기파 방식은 고주파 안테나를 이용해서 주로 중장거리용으로 사용된다. 상호유도 방식의 RFID 태그는 태그의 IC칩을 동작시키는데 필요한 에너지를 RFID 리더로부터 공급받는 수동형이 대부분이고, 능동형 태그는 배터리 등 자체 전원을 사용한다.The wireless connection method of RFID tag and RFID reader can be divided into mutual induction method and electromagnetic wave method. The mutual induction method is mainly used for short distance using coil antenna, and the electromagnetic wave method is mainly used for medium to long distance using high frequency antenna. Used. Most of the mutually inductive RFID tags are passive, which receives the energy required to operate the IC chip of the tag from the RFID reader. Active tags use their own power sources such as batteries.

한편, RFID 태그는 수동형 태그에 의하여 가격을 많이 낮출 수 있지만, 기본적으로 태그 칩을 사용함으로써 가격을 50원 이하로 낮추는 데에는 한계가 있다. 예컨대, 기업의 물류시스템이나 아이템 레벨의 태그(ITEM LEVEL TAGGING)를 추진하는 경우 수억 개 또는 수십억 개의 물품에 태그를 부착해야 하므로 기본적으로 수백억 원 이상의 비용이 소요된다.On the other hand, the RFID tag can be lowered much by the passive tag, but basically there is a limit to lower the price to less than 50 won by using a tag chip. For example, if a company's logistics system or item-level tagging (ITEM LEVEL TAGGING) is promoted, hundreds of billions or billions of items need to be tagged.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 태그 가격에서 가장 큰 비중을 차지하는 태그 칩을 사용하지 않는 무칩(chipless) 태그를 위한 연구가 활발히 이루어지고 있고, 무칩 태그를 구현하기 위한 기술로는 표면탄성파방식(SAW:Surface Acoustic Wave), 다이오드 방식(Diode Harmonic), 마그네틱 방식(Mignetic Harmonic), 자기공진방식(Mignetic Resonant), LC 공진방식(LC Resonators) 등이 알려져 있다.In order to solve this problem, researches are being actively conducted for chipless tags that do not use tag chips, which occupy the largest portion of the tag price, and surface acoustic wave method (SAW) is a technology for implementing chipless tags. Acoustic Wave, Diode (Diode Harmonic), Magnetic (Mignetic Harmonic), Magnetic Resonance (Mignetic Resonant), LC Resonators (LC Resonators) and the like are known.

도 1은 안테나의 공진 주파수 패턴으로 태그 ID를 구현한 인쇄된 안테나 패턴(Printed antenna pattern) 방식의 무칩 태그 예이고, 도 2는 도 1에 도시된 무칩 태그를 인식하기 위한 종래의 리더를 도시한 도면이며, 도 3은 리더 수신신호의 예를 도시한 도면이다.FIG. 1 is a chipless tag example of a printed antenna pattern scheme in which a tag ID is implemented as a resonant frequency pattern of an antenna. FIG. 2 is a view illustrating a conventional reader for recognizing a chipless tag illustrated in FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a reader reception signal.

무칩 태그(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 박막 필름에 인쇄된 안테나의 패턴(12)이 서로 다르게 되어 있어 그에 따라 공진 주파수 패턴도 달라져 고유의 태그 아이디를 표현하도록 되어 있다. 이러한 방식의 무칩 태그(10)는 UHF 대역의 수동형 태그에 비해 10원 이하의 매우 저렴한 비용으로 구현할 수 있다.As illustrated in FIG. 1, the chipless tag 10 has a different pattern of antennas 12 printed on a thin film, and thus, a resonant frequency pattern is also changed to represent a unique tag ID. Chipless tag 10 of this method can be implemented at a very low cost of 10 won or less than the passive tag of the UHF band.

무칩 태그(10)를 인식하기 위한 RFID 리더(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 송신안테나(22)와 수신안테나(24)를 구비하여 주파수를 가변시키면서 RF 신호를 송신 안테나(22)를 통해 태그(10)로 송출한다. 송신 안테나(22)와 수신 안테나(24) 사이에 놓여있는 무칩 태그(10)는 송신 안테나(22)에서 송신하는 신호가 태그의 안테나 패턴(12)에 부합하는 공진 주파수에 해당하는 경우 전자계장(EM field)에 변화를 일으키고, 태그의 안테나 패턴(12)에 부합하지 않는 신호에 대하여는 그대로 투과시키게 된다. 따라서 수신 안테나(24)를 통해 수신되는 태그의 응답신호는 도 3과 같은 고유 공진 패턴을 나타내고, 이를 통해 리더(20)가 태그 아이디(ID)를 인식하게 된다.As illustrated in FIG. 2, the RFID reader 20 for recognizing the chipless tag 10 includes a transmitting antenna 22 and a receiving antenna 24 to transmit RF signals through the transmitting antenna 22 while varying frequencies. The tag 10 is sent out. The chipless tag 10 placed between the transmitting antenna 22 and the receiving antenna 24 may have an electromagnetic field (when the signal transmitted from the transmitting antenna 22 corresponds to a resonance frequency corresponding to the antenna pattern 12 of the tag). EM field), and the signal that does not conform to the antenna pattern 12 of the tag is transmitted as it is. Therefore, the response signal of the tag received through the receiving antenna 24 represents the inherent resonance pattern as shown in FIG. 3, through which the reader 20 recognizes the tag ID.

이와 같이 무칩(Chipless) 태그(10)로부터 태그 ID 정보를 수신하기 위한 리더(20)는 기존 UHF 대역 리더와 다르게, 태그의 복수 안테나 패턴 공진 주파수에 맞추어 광대역의 주파수를 스윕(sweep)하는 기능이 요구된다.As described above, the reader 20 for receiving tag ID information from the chipless tag 10 has a function of sweeping a wide frequency according to the resonant frequency of a plurality of antenna patterns of a tag, unlike a conventional UHF band reader. Required.

또한, UHF 대역 RFID 시스템은 리더가 태그로 특정 명령을 송부하면 태그 칩에서 명령을 수신 및 처리한 후 리더에 응답하는 방식으로 동작하지만, 무칩(chipless) 태그는 태그 ID 정보를 복수 안테나 패턴의 형태로 가지고 있기 때문에 리더로부터 명령의 송수신은 발생하지 않고, 도 3에서 도시한 바와 같이 리더에서 전송하는 RF 주파수가 태그의 안테나 패턴에 따른 공진 주파수와 다른 경우에는 리더 송신 신호를 그대로 투과시키고, 일치하면 해당 주파수의 응답신호가 약하게 나타나게 되어 고유의 공진 패턴으로 태그 ID를 표출한다.
In addition, the UHF band RFID system operates when the reader sends a specific command to the tag and responds to the reader after receiving and processing the command from the tag chip, but the chipless tag uses the tag ID information in the form of a plurality of antenna patterns. Since the transmission and reception of commands from the reader does not occur, and as shown in FIG. 3, when the RF frequency transmitted from the reader is different from the resonant frequency according to the antenna pattern of the tag, the reader transmission signal is transmitted as it is, The response signal of the corresponding frequency appears weak, and expresses the tag ID in a unique resonance pattern.

본 발명은 안테나의 공진 패턴으로 태그 아이디가 구현된 저가의 무칩 태그를 신속하고 정확하게 인식할 수 있는 무칩 태그용 RFID 리더를 제공하는 것이다.
The present invention provides an RFID reader for a chipless tag that can quickly and accurately recognize a low cost chipless tag implemented with a tag ID as a resonance pattern of an antenna.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는, 주파수제어신호(Freq_Ctrl)에 따라 PLL이 소정의 주파수 대역의 송신신호를 발진하고, 상기 송신신호를 전력증폭기에서 증폭한 후 대역통과필터를 거쳐 송신안테나를 통하여 태그로 송신하는 송신부; 상기 송신부를 통해 송신된 고주파 무선신호에 대한 태그의 반응신호를 수신하는 수신부; 및 상기 송신부의 현재 송신 주파수(Fcur)가 스윕 시작 주파수(Fstart)가 되도록 상기 주파수제어신호(Freq_Ctrl)를 설정한 후 상기 수신부로부터 수신된 데이터를 메모리에 저장하고, 소정 주파수 간격(ΔF)으로 송신 주파수를 증가 혹은 감소시키다가 현재 송신 RF 주파수(Fcur)가 스윕 종료 주파수(Fend)에 도달하여 전 주파수 대역의 스윕(Sweep)을 완료하면, 저장된 전체 수신신호 데이터로 태그 아이디를 인식하는 마이크로컨트롤유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, according to an embodiment of the present invention, a PLL oscillates a transmission signal of a predetermined frequency band according to a frequency control signal Freq_Ctrl, and amplifies the transmission signal in a power amplifier. A transmitter for transmitting to a tag through a transmission antenna through a band pass filter; A receiver which receives a response signal of a tag to a high frequency radio signal transmitted through the transmitter; And setting the frequency control signal Freq_Ctrl such that the current transmission frequency F cur of the transmitter becomes the sweep start frequency F start , and then stores the data received from the receiver in a memory, and stores a predetermined frequency interval ΔF. When the current transmit RF frequency (F cur ) reaches the sweep end frequency (F end ) and completes the sweep of all frequency bands, the tag ID is recognized by all the received signal data. It characterized in that it comprises a micro control unit.

상기 수신부는 수신 안테나와, 상기 수신안테나를 통해 수신된 신호를 대역 필터링하는 대역통과필터와, 대역 필터링된 수신신호를 180도 위상차를 갖는 두 신호로 전환하는 바룬과, 상기 바룬의 일 출력을 위상차가 90도인 I신호의 기저대역신호로 컨버팅하는 I믹서와, 상기 바룬의 타 출력을 위상차가 90도인 Q신호의 기저대역신호로 컨버팅하는 Q믹서와, 상기 I믹서의 출력을 증폭하는 I증폭기와, 상기 Q믹서의 출력을 증폭하는 Q증폭기와, 상기 I증폭기의 출력을 저역 필터링하는 I저역필터와, 상기 Q증폭기의 출력을 저역 필터링하는 Q저역필터와, 상기 I저역필터의 출력을 표준화하는 I표준화기와, 상기 Q저역필터의 출력을 표준화하는 Q표준화기와, 상기 I표준화기의 출력을 신호레벨에 따라 바이너리 데이터로 출력하는 I검출기와, 상기 Q표준화기의 출력을 신호레벨에 따라 바이너리 데이터로 출력하는 Q검출기로 구성된다.The receiver includes a reception antenna, a band pass filter for band filtering a signal received through the reception antenna, a balun for converting the band filtered received signal into two signals having a 180 degree phase difference, and a phase output of the balun. An I mixer converting the baseband signal of the I signal having an angle of 90 degrees, a Q mixer converting the other output of the balun into a baseband signal of a Q signal having a phase difference of 90 degrees, and an I amplifier amplifying the output of the I mixer. A Q amplifier for amplifying the output of the Q mixer, an I low pass filter for low pass filtering the output of the I amplifier, a Q low pass filter for low pass filtering the output of the Q amplifier, and a standardized output of the I low pass filter An I standardizer, a Q standardizer for standardizing the output of the Q low pass filter, an I detector for outputting the output of the I standardizer as binary data according to a signal level, and an output of the Q standardizer It consists of a detector to the Q output to binary data according to the signal level.

또한 상기 수신부는 수신 안테나와, 상기 수신안테나를 통해 수신된 신호를 대역 필터링하는 대역통과필터와, 대역 필터링된 수신신호를 180도 위상차를 갖는 두 신호로 전환하는 바룬과, 상기 바룬의 일 출력을 위상차가 90도인 I신호의 기저대역신호로 컨버팅하는 I믹서와, 상기 바룬의 타 출력을 위상차가 90도인 Q신호의 기저대역신호로 컨버팅하는 Q믹서와, 상기 I믹서의 출력을 증폭하는 I증폭기와, 상기 Q믹서의 출력을 증폭하는 Q증폭기와, 상기 I증폭기의 출력을 저역 필터링하는 I저역필터와, 상기 Q증폭기의 출력을 저역 필터링하는 Q저역필터와, 상기 I저역필터의 출력을 디지탈로 변환하는 I아날로그 디지털 변환기와, 상기 Q저역필터의 출력을 디지탈로 변환하는 Q아날로그 디지털 변환기로 구성되고, 상기 마이크로컨트롤유닛(MCU)은 소프트웨어(S/W)적으로 자동이득제어(Automatic Gain control) 기능을 사용하여 태그 응답 신호를 판단할 수도 있다.The receiver may further include a receiving antenna, a band pass filter for band filtering a signal received through the receiving antenna, a balun for converting the band filtered received signal into two signals having a 180 degree phase difference, and one output of the balun. An I mixer converting the baseband signal of the I signal with a phase difference of 90 degrees, a Q mixer converting the other output of the balun into a baseband signal of a Q signal with a phase difference of 90 degrees, and an I amplifier amplifying the output of the I mixer And digitally output the output of the I low pass filter, a low pass filter for low pass filtering the output of the I amplifier, a low pass filter for low pass filtering the output of the Q amplifier, and an output of the low pass filter. And an analog I digital converter for converting the digital signal to a Q analog digital converter for digitally converting the output of the Q low pass filter. S / W) Tag response signal can also be determined using the automatic gain control function.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 장치는, 각 블록 주파수제어신호에 따라 PLL이 제1 내지 제N 대역의 송신신호를 발진하고, 상기 각 송신신호를 전력증폭기에서 증폭한 후 대역통과필터링하여 각각 송신하는 제1 내지 제N 블록 송신부; 스위칭 제어신호에 따라 상기 제1 내지 제N 블록 송신부의 출력 중 하나를 선택하는 RF 스위치; 상기 RF 스위치를 통해 선택된 송신신호를 태그측으로 송출하는 하나의 송신 안테나; 하나의 수신 안테나; 상기 수신 안테나를 통해 수신된 제1 내지 제 N 대역의 태그 반응신호를 각각 검출하는 제1 내지 제N 블록 수신부; 및 각 블록 주파수제어신호(Freq_Ctrl_1~Freq_Ctrl_N)로 상기 제1 내지 제N 블록 송신부를 제어하고, 상기 스위칭 제어신호(SWcon)로 상기 RF 스위치를 제어하여 제1 내지 제 N 대역의 주파수를 순차 송신하게 하고, 상기 제1 내지 제N 블록 수신부로부터 수신된 전체 수신신호로 태그 아이디를 인식하는 마이크로컨트롤유닛을 포함하여 광대역의 주파수 영역을 N개의 협대역으로 구분하여 협대역의 부품으로 광대역의 주파수 영역을 스윕(sweep)할 수 있도록 한 것이다.
In order to achieve the above object, according to another embodiment of the present invention, a PLL oscillates a transmission signal of the first to Nth bands according to each block frequency control signal, and amplifies each transmission signal in a power amplifier. First to N-th block transmitters which each transmit by performing bandpass filtering; An RF switch for selecting one of outputs of the first to Nth block transmitters according to a switching control signal; A transmission antenna for transmitting a transmission signal selected through the RF switch to a tag side; One receiving antenna; First to N-th block receivers respectively detecting tag response signals of the first to Nth bands received through the reception antenna; And controlling the first to Nth block transmitters with each block frequency control signal Freq_Ctrl_1 to Freq_Ctrl_N, and controlling the RF switch with the switching control signal SWcon to sequentially transmit frequencies of the first to Nth bands. And a microcontrol unit for recognizing a tag ID with all received signals received from the first to Nth block receivers, and divides the wideband frequency domain into N narrowbands, thereby narrowing the wideband frequency domain to narrowband components. This is to allow sweeping.

본 발명의 일 실시예에 따른 리더는 UHF 대역의 수동형 태그에 비해 10원 이하의 매우 저렴한 비용의 무칩 태그를 사용할 수 있게 하고, MCU의 제어에 따라 광대역의 주파수를 신속하게 스윕하여 태그를 신속하고 정확하게 인식할 수 있다. 또한 표준화기(Normalizer)와 검출기(Detector)를 사용하여 응답 신호 레벨에 따른 태그 응답을 '0' 또는 '1'로 결정하거나 ADC를 사용한 후 MCU에서 소프트웨어(S/W)적으로 자동이득제어(Automatic Gain control) 기능을 처리하여 태그 응답 신호를 판단할 수 있다.The reader according to an embodiment of the present invention enables the use of a chipless tag having a very low cost of 10 won or less than the passive tag of the UHF band, and quickly sweeps the tag by quickly sweeping the frequency of the broadband under the control of the MCU. It can be recognized correctly. In addition, by using the normalizer and the detector, the tag response according to the response signal level is determined as '0' or '1', or after using the ADC, the software (S / W) automatically gains control by the MCU. Automatic gain control) function can be used to determine the tag response signal.

나아가 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 대역에 따라 송신 블록을 N개, 수신 블록을 N개로 구분하면 각 대역이 좁아져 구현 가능한 대역의 부품을 보다 쉽게 확보할 수 있다.
Furthermore, according to another embodiment of the present invention, when N transmission blocks and N reception blocks are divided into N bands according to bands, each band is narrowed, so that components of a band that can be implemented can be more easily secured.

도 1은 안테나의 공진 주파수 패턴으로 태그 ID를 구현한 인쇄된 안테나 패턴 방식의 무칩 태그 예,
도 2는 도 1에 도시된 무칩 태그를 인식하기 위한 종래의 RFID 리더를 도시한 도면,
도 3은 도 2에 도시된 수신안테나에서 수신되는 태그 응답신호의 예,
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 무칩 태그용 RFID 리더를 도시한 구성 블록도,
도 5는 도 4에 도시된 마이크로컨트롤유닛(MCU)의 동작 순서도,
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 무칩 태그용 RFID 리더를 도시한 구성 블록도,
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 무칩 태그용 RFID 리더를 도시한 구성 블록도,
도 8은 도 7에 도시된 마이크로컨트롤유닛(MCU)의 동작 순서도이다.1 is a chipless tag example of a printed antenna pattern method that implements a tag ID as a resonant frequency pattern of an antenna;
2 is a view showing a conventional RFID reader for recognizing the chipless tag shown in FIG.
3 is an example of a tag response signal received at the reception antenna shown in FIG. 2;
4 is a block diagram showing an RFID reader for a chipless tag according to a first embodiment of the present invention;
5 is an operation flowchart of the microcontrol unit (MCU) shown in FIG.
6 is a block diagram showing an RFID reader for a chipless tag according to a second embodiment of the present invention;
7 is a block diagram showing an RFID reader for a chipless tag according to a third embodiment of the present invention;
8 is an operation flowchart of the microcontrol unit (MCU) shown in FIG.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.The technical problems achieved by the present invention and the practice of the present invention will be more clearly understood by the preferred embodiments of the present invention described below. The following examples are merely illustrative of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.

본 발명에 따라 복수의 안테나 패턴을 이용하여 공진 패턴으로 태그 아이디를 부여할 경우에는 동작 주파수대역이 먼저 정의되어야 한다. 본 발명의 실시예들에서는 동작 주파수 대역을 1GHz~4GHz로 정의하고, 스윕(sweep) 시작 주파수 Fstart는 상향 스캔시에는 1GHz로, 하향 스캔시에는 4GHz로 정의하고, sweep 종료 주파수 Fend는 상향 스캔시는 4GHz로, 하향 스캔시는 1GHz로 정의한다. 또한 스윕시 주파수를 증감시키는 주파수 간격을 △F라 한다. 따라서 1GHz~4GHz 대역을 10MHz 간격으로 스윕(sweep)할 경우에는 총 300회의 주파수 조정이 필요하다.According to the present invention, when a tag ID is assigned as a resonance pattern using a plurality of antenna patterns, an operating frequency band should be defined first. In the embodiments of the present invention, the operating frequency band is defined as 1 GHz to 4 GHz, the sweep start frequency F start is defined as 1 GHz for the uplink scan, and 4 GHz for the down scan, and the sweep end frequency F end is up. The scan is defined as 4 GHz and the downstream scan is defined as 1 GHz. In addition, the frequency interval which increases or decreases the frequency at the sweep is referred to as ΔF. Therefore, when sweeping the 1GHz to 4GHz bands at 10MHz intervals, a total of 300 frequency adjustments are required.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 무칩 태그용 RFID 리더를 도시한 구성 블록도이고, 도 5는 도 5에 도시된 마이크로컨트롤유닛(MCU)의 동작 절차를 도시한 순서도이다.4 is a block diagram illustrating an RFID reader for a chipless tag according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation procedure of the microcontrol unit (MCU) shown in FIG. 5.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 무칩 태그용 RFID 리더(100)는 도 4에 도시된 바와 같이, MCU부(110), PLL(122), 전력증폭기(PA;124), 송신 대역필터(BPF;126), 송신안테나(128), 수신안테나(131), 수신 대역필터(BPF;132), 바룬(BALUN;133), 믹서(134I,134Q), 증폭기(AMP; 135I,135Q), 저역필터(LPF;136I,136Q), 표준화기(Normalizer; 137I,137Q), 검출기(Detector; 138I,138Q)로 구성되어 태그(10)의 안테나 패턴에 따른 공진 패턴을 수신하여 태그 아이디를 인식한다.As illustrated in FIG. 4, the RFID reader 100 for a chipless tag according to the first embodiment of the present invention may include an MCU unit 110, a PLL 122, a power amplifier PA, and a transmission band filter BPF. 126), transmit antenna 128, receive antenna 131, receive band filter (BPF; 132), balun (BALUN; 133), mixer (134I, 134Q), amplifier (AMP; 135I, 135Q), low pass filter (LPF; 136I, 136Q), normalizers (137I, 137Q), and detectors (Detector; 138I, 138Q) to receive the resonance pattern according to the antenna pattern of the tag 10 to recognize the tag ID.

도 4를 참조하면, 리더(100)는 크게 MCU부(110)와 송신부(120), 수신부(130)로 구분되고, 송신부(120)는 PLL(122), 전력증폭기(PA;124), 송신 대역필터(BPF;126), 송신안테나(128)로 구성되어 주파수제어신호(Freq_Ctrl)에 따라 PLL(122)이 소정의 주파수 대역의 송신신호를 발진하고, 송신신호를 전력증폭기(124)에서 증폭한 후 대역통과필터(126)를 거쳐 송신안테나(128)를 통하여 태그로 송신한다. 즉, 리더 송신부(120)에서는 태그의 주파수 대역(예를 들어, 1GHz~4GHz 주파수 대역)에 대하여 태그(10)에 송출하고자 하는 주파수 신호를 PLL(122)에 전달하여 송신 RF 주파수 신호를 만든다. 송신 신호는 전력증폭기(124)와 송신 대역통과필터(126)를 거쳐 송신안테나(128)를 통하여 태그(10)로 전송한다. 이와 같이, 송신 RF 신호는 MCU부(110)의 제어신호(Freq_Ctrl)에 맞추어 태그 안테나 주파수 대역의 주파수를 스윕(sweep)하도록 생성된다.Referring to FIG. 4, the reader 100 is largely divided into an MCU unit 110, a transmitter 120, and a receiver 130, and the transmitter 120 includes a PLL 122, a power amplifier PA, and a transmitter. A band filter (BPF) 126 and a transmission antenna 128, the PLL 122 oscillates a transmission signal of a predetermined frequency band according to the frequency control signal Freq_Ctrl, and amplifies the transmission signal in the power amplifier 124. Then, the data is transmitted to the tag through the transmission antenna 128 via the band pass filter 126. That is, the reader transmitter 120 transmits a frequency signal to be transmitted to the tag 10 for the frequency band of the tag (for example, 1 GHz to 4 GHz frequency band) to the PLL 122 to generate a transmission RF frequency signal. The transmission signal is transmitted to the tag 10 through the transmission antenna 128 through the power amplifier 124 and the transmission band pass filter 126. In this way, the transmission RF signal is generated to sweep the frequency of the tag antenna frequency band in accordance with the control signal Freq_Ctrl of the MCU unit 110.

수신부(130)는 수신안테나(131), 수신 대역필터(BPF;132), 바룬(BALUN;133), I신호처리부(I), Q신호처리부(Q)를 포함한다. 그리고 수신부(130)의 I신호처리부(I)는 믹서(134I), 증폭기(AMP; 135I), 저역필터(LPF;136I), 표준화기(Normalizer; 137I), 검출기(Detector; 138I)로 이루어지고, Q신호처리부(Q)는 믹서(134Q), 증폭기(AMP; 135Q), 저역필터(LPF;136Q), 표준화기(Normalizer; 137Q), 검출기(Detector; 138Q)로 이루어진다.The receiving unit 130 includes a receiving antenna 131, a receiving band filter (BPF) 132, a balun (BALUN) 133, an I signal processing unit I, and a Q signal processing unit Q. The I signal processor I of the receiver 130 includes a mixer 134I, an amplifier AMP 135I, a low pass filter LPF 136I, a normalizer 137I, and a detector 138I. The Q signal processor Q includes a mixer 134Q, an amplifier AMP 135Q, a low pass filter LPF 136Q, a normalizer 137Q, and a detector 138Q.

도 4에서 대역통과필터(132)는 수신안테나(131)를 통해 수신된 신호를 대역 필터링하고, 바룬(133)은 대역 필터링된 수신신호를 180도 위상차를 갖는 두 신호로 전환한다. I믹서(134I)는 바룬(133)의 일 출력을 위상차가 90도인 I신호의 기저대역신호로 컨버팅하고, Q믹서(134Q)는 바룬(133)의 타 출력을 위상차가 90도인 Q신호의 기저대역신호로 컨버팅한다. I증폭기(135I)는 I믹서(134I)의 출력을 증폭하고, Q증폭기(135Q)는 Q믹서(134Q)의 출력을 증폭하며, I저역필터(136I)는 I증폭기의 출력을 저역 필터링하고, Q저역필터(136Q)는 Q증폭기의 출력을 저역 필터링한다. I표준화기(137I)는 I저역필터의 출력을 표준화하고, Q표준화기(137Q)는 Q저역필터의 출력을 표준화하며, I검출기(138I)는 I표준화기의 출력을 신호레벨에 따라 바이너리 데이터로 출력하고, Q검출기(138Q)는 Q표준화기의 출력을 신호레벨에 따라 바이너리 데이터로 출력한다.In FIG. 4, the band pass filter 132 band filters the signal received through the reception antenna 131, and the balun 133 converts the band filtered reception signal into two signals having a 180 degree phase difference. The I mixer 134I converts one output of the balun 133 into a baseband signal of the I signal having a phase difference of 90 degrees, and the Q mixer 134Q converts the other output of the balun 133 to a base of the Q signal having a phase difference of 90 degrees. Convert to band signal. I amplifier 135I amplifies the output of I mixer 134I, Q amplifier 135Q amplifies the output of Q mixer 134Q, I low pass filter 136I low-pass filters the output of I amplifier, Q low pass filter 136Q low-pass filters the output of the Q amplifier. The I standardizer 137I normalizes the output of the I low pass filter, the Q standardizer 137Q normalizes the output of the Q low pass filter, and the I detector 138I stores the output of the I standardizer according to the signal level. The Q detector 138Q outputs the output of the Q standardizer as binary data according to the signal level.

이와 같이 리더 수신부(130)에서는 태그 안테나의 선택적 공진에 의하여 반송된 태그 응답신호를 복조기(demodulator)에 의하여 복조한 후 I/Q 채널 기저대역신호로 변환한다. 우선 수신안테나(131)를 통하여 들어온 RF 신호는 수신 대역통과 필터(132)를 통과한 후 바룬(BALUN:balance unbalance; 133)을 통하여 180도의 위상 차를 가지는 두 신호로 전환된다. 전환된 두 신호는 해당 믹서(134I,134Q)와 해당 저대역통과필터(136I,136Q)를 거쳐 90도의 위상 차를 가지고 서로 직교하는 두 개의 기저대역 신호(I신호와 Q신호)로 다시 전환되고, 응답 신호 세기를 표준화하는 표준화기(Normalizer; 137I,137Q)에서 처리된다. 이후 검출기(Detector;138I,139Q)에서 태그 응답신호를 신호 레벨에 따라 '0' 또는 '1'로 판단하여 태그 ID를 인식하게 된다.As described above, the reader receiver 130 demodulates the tag response signal carried by the selective resonance of the tag antenna by a demodulator and converts the tag response signal into an I / Q channel baseband signal. First, the RF signal introduced through the reception antenna 131 passes through the reception bandpass filter 132 and then is converted into two signals having a phase difference of 180 degrees through BALUN (balance unbalance) 133. The two converted signals are converted back into two baseband signals (I and Q signals) that are orthogonal to each other with a 90 degree phase difference through the corresponding mixers 134I and 134Q and corresponding low pass filters 136I and 136Q. It is processed in the normalizers 137I and 137Q that standardize the response signal strength. Thereafter, the detector (Detector 138I, 139Q) determines the tag response signal as '0' or '1' according to the signal level to recognize the tag ID.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 리더 구조를 사용시, 무칩(chipless) RFID 태그의 태그 안테나 공진에 의하여 응답하는 태그 응답 신호를 처리할 수 있다. 또한, 리더 송신부(120)에서 PLL(122)을 사용하여 전체 주파수 대역을 스윕(sweep)하면서 태그(10)에 송신할 주파수를 결정할 수 있으며, 송신 지속 시간 또한 제어가 가능하다. 본 발명의 실시예에서 무칩(chipless) 태그 기능 테스트에 사용한 규격은 주파수 1GHz에서 4GHz의 광대역 주파수를 10MHz 주파수 간격으로 스윕(sweep)하였다. When using the reader structure according to the first embodiment of the present invention, a tag response signal responding by tag antenna resonance of a chipless RFID tag can be processed. In addition, the PLL 122 may be used by the reader transmitter 120 to determine the frequency to be transmitted to the tag 10 while sweeping the entire frequency band, and the transmission duration may also be controlled. In the embodiment of the present invention, the specification used for the chipless tag function test was swept a wideband frequency of 1 GHz to 4 GHz at 10 MHz frequency intervals.

다시 도 4를 참조하면, 표준화기(Normalizer; 137I, 137Q)는 태그 응답 신호의 주파수 대역 레벨 차이를 일정한 레벨로 유지시켜주기 위한 것이며, 채널별로 AGC(Automatic Gain Control) 기능을 수행하게 된다. 검출기(Detector; 138I, 138Q)는 응답 신호 레벨에 따른 태그 응답을 '0' 또는 '1'로 결정하여 MCU부(110)로 제공한다.Referring back to FIG. 4, the normalizers 137I and 137Q are intended to maintain the frequency band level difference of the tag response signal at a constant level, and perform an AGC (Automatic Gain Control) function for each channel. The detectors 138I and 138Q determine the tag response according to the response signal level as '0' or '1' and provide the tag response to the MCU unit 110.

MCU부(110)는 도 5에 도시된 바와 같이, PLL(122)에서 현재 발진되는 RF 주파수(Fcur)가 스윕 시작 주파수(Fstart)가 되도록 주파수제어신호(Freq_Ctrl)를 설정하고(S1), 이에 따라 송신부(120)는 스윕 시작 주파수부터 송신하게 되고, 수신부(130)는 이 송신신호에 대한 태그의 반응 신호를 수신하며, MCU부(110)는 수신부(130)로부터 수신된 I/Q신호 데이터를 메모리에 저장한다(S2~S4).As shown in FIG. 5, the MCU unit 110 sets the frequency control signal Freq_Ctrl such that the RF frequency F cur currently oscillated in the PLL 122 becomes the sweep start frequency F start (S1). Accordingly, the transmitter 120 transmits from the sweep start frequency, the receiver 130 receives the response signal of the tag with respect to the transmitted signal, and the MCU unit 110 receives the I / Q received from the receiver 130. The signal data is stored in the memory (S2 to S4).

이후 MCU부(110)는 미리 정의된 주파수 간격(ΔF=10MHz)으로 송신주파수가 발진되도록 주파수제어신호(Freq_Ctrl)를 다시 설정하고, 이에 따라 송신부(120)는 스윕 시작 주파수부터 ΔF=10MHz 만큼 증가(혹은 감소)된 RF신호를 송신하게 되고, 수신부(130)는 이 송신신호에 대한 태그의 반응신호를 수신하며, MCU부(110)는 수신부(130)로부터 수신된 I/Q신호 데이터를 메모리에 저장한다(S5,S6).Thereafter, the MCU unit 110 resets the frequency control signal Freq_Ctrl so that the transmission frequency is oscillated at a predefined frequency interval (ΔF = 10 MHz). Accordingly, the transmitter 120 increases by ΔF = 10 MHz from the sweep start frequency. The RF signal is transmitted (or reduced), and the reception unit 130 receives a response signal of a tag to the transmission signal, and the MCU unit 110 stores the I / Q signal data received from the reception unit 130. Stored in (S5, S6).

이와 같은 과정을 반복하여 스윕 종료 주파수(Fend)까지 1GHz~4GHz까지 전대역을 Sweep하게 되면, MCU부(110)는 최종적으로 저장된 수신신호 데이터로 태그 아이디를 인식하게 된다(S7).
By repeating the above process and sweeping the entire band from 1 GHz to 4 GHz until the sweep end frequency F end , the MCU unit 110 recognizes the tag ID as the finally received signal data (S7).

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 무칩 태그용 RFID 리더를 도시한 구성 블록도이다. 도 4와 도 6을 비교하여 제 2 실시예와 제 1 실시예의 차이점을 중심으로 살펴보면, 제 2 실시예에서는 태그 수신신호에 대한 저역통과처리후, 표준화기(Normalizer)와 검출기(Detector)를 별도로 구현하지 않고, 아날로그 디지털 변환기(ADC;237I,237Q)를 통하여 MCU부(210)에 디지탈 신호를 전달하여 MCU부(210)에서 태그 응답신호를 처리하도록 한 것이다. 이 경우, 표준화기(Normalizer)와 검출기(Detector) 기능을 MCU부(210)에서 처리할 수 있다. 즉, 표준화기(Normalizer)와 검출기(Detector) 대신에 ADC(237I,237Q)를 사용하여 신호를 디지탈(digital) 신호로 변환시킨 후, DSP 또는 MCU부(210)에서 소프트웨어(S/W)적으로 자동이득제어(Automatic Gain control) 기능을 처리하여 태그 응답 신호를 판단할 수 있다. 이때 태그 응답에 대한 좀더 정밀하고 실시간 신호처리를 위하여, MCU부(210)는 별도의 디지털신호처리(DSP) 블록과 MCU 코어로 나누어 구성할 수도 있다.6 is a block diagram illustrating an RFID reader for a chipless tag according to a second embodiment of the present invention. Looking at the difference between the second embodiment and the first embodiment by comparing FIG. 4 and FIG. 6, in the second embodiment, after the low pass processing on the tag reception signal, the normalizer and the detector are separately Instead of implementing the digital signal to the MCU unit 210 through the analog-to-digital converter (ADC) 237I and 237Q, the MCU unit 210 processes the tag response signal. In this case, the MCU unit 210 may process normalizer and detector functions. That is, after converting the signal into a digital signal using the ADCs 237I and 237Q instead of the normalizer and the detector, the software (S / W) in the DSP or MCU unit 210 is applied. The tag response signal can be determined by processing the automatic gain control function. At this time, for more precise and real-time signal processing for the tag response, the MCU unit 210 may be divided into a separate digital signal processing (DSP) block and MCU core.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 리더(200)는 주파수제어신호(Freq_Ctrl)에 따라 PLL(222)이 소정의 주파수 대역의 송신신호를 발진하고, 송신신호를 전력증폭기(224)에서 증폭한 후 대역통과필터(226)를 거쳐 송신안테나(228)를 통하여 태그(10)로 송신하는 송신부(220)와, 송신부(220)를 통해 송신된 고주파 무선신호에 대한 태그(10)의 반응신호를 수신하는 수신부(230)와, 송신부(220)의 현재 송신 주파수(Fcur)가 스윕 시작 주파수(Fstart)가 되도록 주파수제어신호(Freq_Ctrl)를 설정한 후 수신부(230)로부터 수신된 데이터를 메모리에 저장하고, 소정 주파수 간격(ΔF)으로 송신 주파수를 증가 혹은 감소시키다가 현재 송신 RF 주파수(Fcur)가 스윕 종료 주파수(Fend)에 도달하여 전 주파수 대역의 스윕(Sweep)을 완료하면, 저장된 전체 수신신호 데이터로 태그 아이디를 인식하는 마이크로컨트롤유닛(MCU; 210)으로 구성된다.Referring to FIG. 6, in the reader 200 according to the second embodiment of the present invention, the PLL 222 oscillates a transmission signal of a predetermined frequency band according to a frequency control signal Freq_Ctrl, and transmits the transmission signal to a power amplifier. After the amplification in the 224, the transmission unit 220 for transmitting to the tag 10 through the transmission antenna 228 via the band pass filter 226, and the tag (10) for the high frequency radio signal transmitted through the transmission unit 220 And a frequency control signal Freq_Ctrl such that the receiver 230 receives a response signal from the receiver 230 and the current transmission frequency F cur of the transmitter 220 becomes the sweep start frequency F start . The received data is stored in the memory, and the transmission frequency is increased or decreased at a predetermined frequency interval (ΔF), but the current transmission RF frequency (F cur ) reaches the sweep end frequency (F end ) so that the sweep of all frequency bands is performed. ) To the end of the It consists of; (MCU 210) the micro control unit to recognize the de.

또한 수신부(230)는 수신 안테나(231)와, 수신안테나(231)를 통해 수신된 신호를 대역 필터링하는 대역통과필터(232)와, 대역 필터링된 수신신호를 180도 위상차를 갖는 두 신호로 전환하는 바룬(233)과, 바룬(233)의 일 출력을 위상차가 90도인 I신호의 기저대역신호로 컨버팅하는 I믹서(234I)와, 바룬(233)의 타 출력을 위상차가 90도인 Q신호의 기저대역신호로 컨버팅하는 Q믹서(234Q)와, I믹서의 출력을 증폭하는 I증폭기(235I)와, Q믹서의 출력을 증폭하는 Q증폭기(235Q)와, I증폭기의 출력을 저역 필터링하는 I저역필터(236I)와, Q증폭기의 출력을 저역 필터링하는 Q저역필터(236Q)와, I저역필터의 출력을 디지탈로 변환하는 I아날로그 디지털 변환기(ADC;237I)와, Q저역필터의 출력을 디지탈로 변환하는 Q아날로그 디지털 변환기(ADC: 237Q)로 구성된다.
In addition, the reception unit 230 converts the reception antenna 231, the band pass filter 232 for band filtering the signal received through the reception antenna 231, and the band filtered reception signal into two signals having a 180 degree phase difference. The output of the balun 233, the I-mixer 234I for converting one output of the balun 233 into a baseband signal of an I signal having a phase difference of 90 degrees, and the Q signal having a phase difference of 90 degrees for the other output of the balun 233. Q mixer 234Q for converting to baseband signal, I amplifier 235I for amplifying output of I mixer, Q amplifier 235Q for amplifying output of Q mixer, and I for low pass filtering of output of I amplifier A low pass filter 236I, a Q low pass filter 236Q for low-pass filtering the output of the Q amplifier, an I analog digital converter (237C) for converting the output of the I low pass filter to digital, and an output of the Q low pass filter. Q analog to digital converter (ADC: 237Q).

도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 무칩 태그용 RFID 리더를 도시한 구성 블록도이고, 도 8은 도 7에 도시된 마이크로컨트롤유닛(MCU)의 동작 순서도이다.FIG. 7 is a block diagram illustrating an RFID reader for a chipless tag according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 8 is an operation flowchart of the microcontrol unit (MCU) shown in FIG. 7.

일반적으로 1GHz~4GHz대역의 주파수는 매우 광대역이므로, 해당 대역에서 모두 동작할 수 있는 RF 부품을 선정하는 것은 매우 어려울 수 있다. 따라서, 제 3 실시예의 구조를 사용하면서 대역에 따라 송신 블록을 N개, 수신 블록을 N개로 구분하면 각 대역이 좁아져 구현 가능한 대역의 부품을 보다 쉽게 확보할 수 있다. 예컨대, 1GHz~4GHz 대역을 단일 부품으로 처리하기 위해서는 약 3GHz 대역의 광대역 부품이 요구되나 10개의 대역으로 구분할 경우에는 약 300MHz 대역의 협대역 부품을 사용할 수 있다.Since frequencies in the 1GHz to 4GHz bands are usually very wideband, it can be very difficult to select an RF component that can operate in all of those bands. Therefore, if the transmission block is divided into N transmission blocks and N reception blocks according to the band while using the structure of the third embodiment, each band is narrowed, so that components of a band that can be implemented can be more easily secured. For example, in order to process the 1 GHz to 4 GHz band as a single component, a broadband component of about 3 GHz band is required, but when divided into 10 bands, a narrow band component of about 300 MHz band can be used.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 무칩 태그용 RFID 리더(300)는 각 블록 주파수제어신호(Freq_Ctrl_1~Freq_Ctrl_N)에 따라 PLL(222)이 제1 내지 제N 대역의 송신신호를 발진하고, 각 송신신호를 전력증폭기(224)에서 증폭한 후 대역통과 필터링하여 각각 송신하는 제1 내지 제N 블록 송신부(320-1~320-N)와, 스위칭 제어신호(SWcon)에 따라 제1 내지 제N 블록 송신부(320-1~320-N)의 출력 중 하나를 선택하는 RF 스위치(322)와, RF 스위치(322)를 통해 선택된 송신신호를 태그 측으로 송출하는 하나의 송신 안테나(228)와, 하나의 수신 안테나(231)와, 수신 안테나(231)를 통해 수신된 제1 내지 제 N 대역의 태그 반응신호(I1,Q1~IN,QN)를 각각 검출하는 제1 내지 제N 블록 수신부(330-1~330-N)와, 각 블록 주파수제어신호(Freq_Ctrl_1~Freq_Ctrl_N)로 제1 내지 제N 블록 송신부(320-1~320-N)를 제어하고, 스위칭 제어신호(SWcon)로 RF 스위치(322)를 제어하여 제1 내지 제 N 대역의 주파수를 순차 송신하게 하고, 제1 내지 제N 블록 수신부(330-1~330-N)로부터 수신된 전체 수신신호로 태그 아이디를 인식하는 마이크로컨트롤유닛(310)으로 구성되어 광대역의 주파수 영역을 N개의 협대역으로 구분하여 협대역의 부품으로 광대역의 주파수 영역을 스윕(sweep)할 수 있도록 한 것이다.Referring to FIG. 7, in the RFID reader 300 for a chipless tag according to the third embodiment of the present invention, the PLL 222 transmits signals of the first to Nth bands according to each block frequency control signal Freq_Ctrl_1 to Freq_Ctrl_N. Oscillates, amplifies each transmission signal in the power amplifier 224, and then transmits the first through the Nth block transmission units 320-1 to 320-N and transmits the band pass filtering, respectively, according to the switching control signal SWcon. An RF switch 322 for selecting one of the outputs of the first to Nth block transmitters 320-1 to 320 -N, and a transmission antenna for transmitting a transmission signal selected through the RF switch 322 to the tag side ( 228, a receiving antenna 231, and a tag response signal I 1 , Q 1 to I N , Q N received in the first to Nth bands respectively received through the receiving antenna 231. The first to Nth block receivers 330-1 to 330 -N and the first to Nth block transmitters 320-1 to 320 -N are generated using the block frequency control signals Freq_Ctrl_1 to Freq_Ctrl_N. The RF switch 322 is controlled by a switching control signal SWcon to sequentially transmit frequencies of the first to Nth bands, and received from the first to Nth block receivers 330-1 to 330 -N. It consists of a micro-control unit 310 that recognizes the tag ID as a whole received signal to divide the wideband frequency domain into N narrowband to sweep the wideband frequency domain as a part of the narrowband.

각 블록 수신부(330-1~330-N)는 제 2 실시예와 같이, 수신안테나(231)를 통해 수신된 신호를 대역 필터링하는 대역통과필터(232)와, 대역 필터링된 수신신호를 180도 위상차를 갖는 두 신호로 전환하는 바룬(233)과, 바룬(233)의 일 출력을 위상차가 90도인 I신호의 기저대역신호로 컨버팅하는 I믹서(234I)와, 바룬(233)의 타 출력을 위상차가 90도인 Q신호의 기저대역신호로 컨버팅하는 Q믹서(234Q)와, I믹서의 출력을 증폭하는 I증폭기(235I)와, Q믹서의 출력을 증폭하는 Q증폭기(235Q)와, I증폭기의 출력을 저역 필터링하는 I저역필터(236I)와, Q증폭기의 출력을 저역 필터링하는 Q저역필터(236Q)와, I저역필터의 출력을 디지탈로 변환하는 I아날로그 디지털 변환기(ADC;237I)와, Q저역필터의 출력을 디지탈로 변환하는 Q아날로그 디지털 변환기(ADC: 237Q)로 구성된다.Each block receiving unit 330-1 to 330 -N, as in the second embodiment, uses a band pass filter 232 for band filtering a signal received through the reception antenna 231, and a band filtered reception signal 180 degrees. A balun 233 for converting two signals having a phase difference, an I mixer 234I for converting one output of the balun 233 into a baseband signal of an I signal having a phase difference of 90 degrees, and the other output of the balun 233 Q mixer 234Q converting into a baseband signal of a Q signal having a phase difference of 90 degrees, an I amplifier 235I for amplifying the output of the I mixer, a Q amplifier 235Q for amplifying the output of the Q mixer, and an I amplifier. An I low pass filter 236I for low-pass filtering the output of the Q amplifier, a Q low pass filter 236Q for low-pass filtering the output of the Q amplifier, and an I analog digital converter (ADC; 237I) for converting the output of the I low pass filter into digital; And a Q analog digital converter (ADC: 237Q) for converting the output of the Q low pass filter to digital.

또한 도면에는 도시하지 않았으나 각 블록 수신부(330-1~330-N)는 제 1 실시예와 같이 표준화기와 검출기를 이용하여 구현할 수도 있다.Although not shown in the drawings, each block receiving unit 330-1 to 330 -N may be implemented using a standardizer and a detector as in the first embodiment.

MCU부(310)는 도 8에 도시된 바와 같이, 제1블록을 선택하여 선택된 블록에 대한 송수신을 도 5에 도시된 절차에 따라 수행하고, 해당 블록에 대한 처리가 완료되면 다음 블록에 대해서 동일한 절차를 반복하다가 전체 블록에 대한 처리가 완료되면 전체 수신신호의 패턴으로 태그 아이디를 인식한다(S21~S25).
As shown in FIG. 8, the MCU unit 310 selects the first block and performs transmission / reception of the selected block according to the procedure shown in FIG. 5. After repeating the procedure, when the processing for the entire block is completed, the tag ID is recognized as the pattern of the entire received signal (S21 to S25).

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
The present invention has been described above with reference to one embodiment shown in the drawings, but those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom.

10: 무칩 태그 12: 안테나 패턴
100,200,200: 리더 110,210,310: MCU부
120,220,320-1~320-N: 송신부 130,230,330-1~330-N: 수신부
I: I신호처리부 Q: Q신호처리부10: chipless tag 12: antenna pattern
100,200,200: Reader 110,210,310: MCU
120,220,320-1 to 320-N: transmitter 130,230,330-1 to 330-N: receiver
I: I signal processor Q: Q signal processor

Claims (5)

주파수제어신호(Freq_Ctrl)에 따라 PLL이 소정의 주파수 대역의 송신신호를 발진하고, 상기 송신신호를 전력증폭기에서 증폭한 후 대역통과필터를 거쳐 송신안테나를 통하여 태그로 송신하는 송신부;
상기 송신부를 통해 송신된 고주파 무선신호에 대한 태그의 반응신호를 수신하는 수신부; 및
상기 송신부의 현재 송신 주파수(Fcur)가 스윕 시작 주파수(Fstart)가 되도록 상기 주파수제어신호(Freq_Ctrl)를 설정한 후 상기 수신부로부터 수신된 데이터를 메모리에 저장하고, 소정 주파수 간격(ΔF)으로 송신 주파수를 증가 혹은 감소시키다가 현재 송신 RF 주파수(Fcur)가 스윕 종료 주파수(Fend)에 도달하여 전 주파수 대역의 스윕(Sweep)을 완료하면, 저장된 전체 수신신호 데이터로 태그 아이디를 인식하는 마이크로컨트롤유닛을 포함하는 무칩 태그용 RFID 리더.A transmitter configured to oscillate a transmission signal of a predetermined frequency band by a PLL according to a frequency control signal Freq_Ctrl, amplify the transmission signal in a power amplifier, and transmit the signal to a tag through a transmission antenna through a band pass filter;
A receiver which receives a response signal of a tag to a high frequency radio signal transmitted through the transmitter; And
After setting the frequency control signal Freq_Ctrl such that the current transmission frequency F cur of the transmitter becomes the sweep start frequency F start , the data received from the receiver is stored in a memory, and at a predetermined frequency interval ΔF. When the current transmit RF frequency (F cur ) reaches the sweep end frequency (F end ) and completes the sweep of all frequency bands while increasing or decreasing the transmit frequency, the tag ID is recognized as the stored total received signal data. RFID reader for chipless tags including a microcontrol unit. 제1항에 있어서, 상기 수신부는
수신 안테나와,
상기 수신안테나를 통해 수신된 신호를 대역 필터링하는 대역통과필터와,
대역 필터링된 수신신호를 180도 위상차를 갖는 두 신호로 전환하는 바룬과,
상기 바룬의 일 출력을 위상차가 90도인 I신호의 기저대역신호로 컨버팅하는 I믹서와,
상기 바룬의 타 출력을 위상차가 90도인 Q신호의 기저대역신호로 컨버팅하는 Q믹서와,
상기 I믹서의 출력을 증폭하는 I증폭기와,
상기 Q믹서의 출력을 증폭하는 Q증폭기와,
상기 I증폭기의 출력을 저역 필터링하는 I저역필터와,
상기 Q증폭기의 출력을 저역 필터링하는 Q저역필터와,
상기 I저역필터의 출력을 표준화하는 I표준화기와,
상기 Q저역필터의 출력을 표준화하는 Q표준화기와,
상기 I표준화기의 출력을 신호레벨에 따라 바이너리 데이터로 출력하는 I검출기와,
상기 Q표준화기의 출력을 신호레벨에 따라 바이너리 데이터로 출력하는 Q검출기로 구성된 것을 특징으로 하는 무칩 태그용 RFID 리더.The method of claim 1, wherein the receiving unit
With a receiving antenna,
A band pass filter for band filtering the signal received through the reception antenna;
A balun for converting the band-filtered received signal into two signals having a 180 degree phase difference,
An I mixer for converting one output of the balun into a baseband signal of an I signal having a phase difference of 90 degrees;
A Q mixer converting the other output of the balun into a baseband signal of a Q signal having a phase difference of 90 degrees;
An I amplifier for amplifying the output of the I mixer,
A Q amplifier for amplifying the output of the Q mixer,
An I low pass filter for low pass filtering the output of the I amplifier;
A Q low pass filter for low pass filtering the output of the Q amplifier;
An I standardizer for standardizing the output of the I low pass filter;
A Q standardizer for standardizing the output of the Q low pass filter;
An I detector for outputting the output of the I standardizer as binary data according to a signal level;
RFID reader for a chipless tag characterized in that the Q detector for outputting the output of the Q standardizer as binary data according to the signal level. 제2항에 있어서, 상기 I표준화기와 상기 Q표준화기는
태그 응답 신호의 주파수 대역 레벨 차이를 일정한 레벨로 유지시켜주기 위한 것으로서, 채널별로 AGC(Automatic Gain Control) 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 무칩 태그용 RFID 리더.The method of claim 2, wherein the I standardizer and the Q standardizer
An RFID reader for a chipless tag, characterized by performing a AGC (Automatic Gain Control) function for each channel. 제1항에 있어서, 상기 수신부는
수신 안테나와,
상기 수신안테나를 통해 수신된 신호를 대역 필터링하는 대역통과필터와,
대역 필터링된 수신신호를 180도 위상차를 갖는 두 신호로 전환하는 바룬과,
상기 바룬의 일 출력을 위상차가 90도인 I신호의 기저대역신호로 컨버팅하는 I믹서와,
상기 바룬의 타 출력을 위상차가 90도인 Q신호의 기저대역신호로 컨버팅하는 Q믹서와,
상기 I믹서의 출력을 증폭하는 I증폭기와,
상기 Q믹서의 출력을 증폭하는 Q증폭기와,
상기 I증폭기의 출력을 저역 필터링하는 I저역필터와,
상기 Q증폭기의 출력을 저역 필터링하는 Q저역필터와,
상기 I저역필터의 출력을 디지탈로 변환하는 I아날로그 디지털 변환기와,
상기 Q저역필터의 출력을 디지탈로 변환하는 Q아날로그 디지털 변환기로 구성되고,
상기 마이크로컨트롤유닛(MCU)은 소프트웨어(S/W)적으로 자동이득제어(Automatic Gain control) 기능을 사용하여 태그 응답 신호를 판단하는 것을 특징으로 하는 무칩 태그용 RFID 리더.The method of claim 1, wherein the receiving unit
With a receiving antenna,
A band pass filter for band filtering the signal received through the reception antenna;
A balun for converting the band-filtered received signal into two signals having a 180 degree phase difference,
An I mixer for converting one output of the balun into a baseband signal of an I signal having a phase difference of 90 degrees;
A Q mixer converting the other output of the balun into a baseband signal of a Q signal having a phase difference of 90 degrees;
An I amplifier for amplifying the output of the I mixer,
A Q amplifier for amplifying the output of the Q mixer,
An I low pass filter for low pass filtering the output of the I amplifier;
A Q low pass filter for low pass filtering the output of the Q amplifier;
An I analog digital converter for converting the output of the I low pass filter into digital;
A Q analog digital converter for converting the output of the Q low pass filter to digital,
The micro-control unit (MCU) is a software (S / W) RFID reader for a chipless tag, characterized in that for determining the tag response signal using an automatic gain control (Automatic Gain control) function. 각 블록 주파수제어신호(Freq_Ctrl_1~Freq_Ctrl_N))에 따라 PLL이 제1 내지 제N 대역의 송신신호를 발진하고, 상기 각 송신신호를 전력증폭기에서 증폭한 후 대역통과필터링하여 각각 송신하는 제1 내지 제N 블록 송신부;
스위칭 제어신호에 따라 상기 제1 내지 제N 블록 송신부의 출력 중 하나를 선택하는 RF 스위치;
상기 RF 스위치를 통해 선택된 송신신호를 태그측으로 송출하는 하나의 송신 안테나;
하나의 수신 안테나;
상기 수신 안테나를 통해 수신된 제1 내지 제 N 대역의 태그 반응신호(I1,Q1~IN,QN)를 각각 검출하는 제1 내지 제N 블록 수신부; 및
각 블록 주파수제어신호(Freq_Ctrl_1~Freq_Ctrl_N)로 상기 제1 내지 제N 블록 송신부를 제어하고, 상기 스위칭 제어신호(SWcon)로 상기 RF 스위치를 제어하여 제1 내지 제 N 대역의 주파수를 순차 송신하게 하고, 상기 제1 내지 제N 블록 수신부로부터 수신된 전체 수신신호로 태그 아이디를 인식하는 마이크로컨트롤유닛을 포함하여
광대역의 주파수 영역을 N개의 협대역으로 구분하여 협대역의 부품으로 광대역의 주파수 영역을 스윕(sweep)할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 무칩 태그용 RFID 리더.PLL oscillates the transmission signal of the first to Nth bands according to each block frequency control signal Freq_Ctrl_1 to Freq_Ctrl_N, and amplifies each transmission signal in a power amplifier, and then transmits each of the transmission signals through band pass filtering. N block transmitter;
An RF switch for selecting one of outputs of the first to Nth block transmitters according to a switching control signal;
A transmission antenna for transmitting a transmission signal selected through the RF switch to a tag side;
One receiving antenna;
First to N-th block receivers respectively detecting tag response signals I 1 , Q 1 to I N , and Q N received through the reception antennas; And
The first to Nth block transmitters are controlled by the respective block frequency control signals Freq_Ctrl_1 to Freq_Ctrl_N, and the RF switch is controlled by the switching control signal SWcon to sequentially transmit frequencies of the first to Nth bands. And a micro control unit recognizing a tag ID based on all received signals received from the first to Nth block receiving units.
An RFID reader for a chipless tag, characterized in that the wideband frequency domain is divided into N narrowbands so that the wideband frequency domain can be swept as a narrowband component.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103218638A (en) * 2013-04-16 2013-07-24 江苏中京智能科技有限公司 Method to achieve different radio frequency data transmission by means of MCU and double-interface CPU

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