KR20150043846A - 근거리 무선 통신 모듈 및 방법 - Google Patents

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삼성전기주식회사
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본 발명은 근거리 무선 통신 모듈 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 근거리 무선 통신 모듈을 제안한다. 상기 근거리 무선 통신 모듈은, 반송파의 기준 전압을 검출하는 검출부 및 검출된 상기 기준 전압을 이용하여 임피던스를 조정하는 임피던스 조정부를 포함한다.

Description

근거리 무선 통신 모듈 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR NEAR FIELD COMMUNICATION}
본 발명은 근거리 무선 통신 모듈 및 방법에 관한 것이다.
전자 기술의 발전에 따라, 최근의 모바일 기기는 다양한 무선 통신 모듈을 구비하고 있다. 이러한 무선 통신 모듈의 한 종류로서 근거리 무선 통신 모듈(Near Field Communication)이 있으며, 스마트폰 등의 기기에도 흔하게 근거리 무선 통신 모듈이 적용되고 있는 추세이다.
그러나, 이러한 모바일 기기에 근거리 무선 통신 모듈이 적용됨에 따라 그 사용 환경이 불가피하게 가변적으로 변하게 된다. 예를 들어, 사용자의 손의 위치나 또는 모바일 기기에 의한 특성 차이 등에 의하여, 근거리 무선 통신 모듈의 사용 환경이 다양하게 가변될 수 있다.
이러한 환경 상의 가변성에 의하여, 근거리 무선 통신 모듈의 성능이 열화되거나, 별도의 설계가 요구되는 문제점이 있다. 예컨대, 모바일 기기마다 근거리 무선 통신 모듈의 안테나가 위치하는 부분이 천차만별이며, 또한 안테나 주변 환경들(예컨대, 주변 금속 물질과의 이격 거리 차이, 안테나 크기, 자성 물질의 존재 유무 등)이 각각의 모바일 기기마다 다르기 때문에, 근거리 무선 통신 모듈을 적용하기 위해서는 각 모바일 기기마다 별도의 안테나 튜닝이 요구되는 등의 한계성이 존재하고 있다.
하기의 특허문헌 1은 성능 열화를 방지를 위한 임피던스 매칭을 수행할 수 있는 RFID 리더에 관한 것이나, 이러한 특허 문헌1도 상술한 한계점을 여전히 해결하지 못하고 있다.
한국 공개특허공보 제10-2009-0083646호
본 발명의 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 근거리 무선 통신 모듈의 반송파를 이용하여 임피던스를 조정함으로써, 모바일 기기의 주변 환경 변화에 무관하게 높은 성능을 제공할 수 있는 근거리 무선 통신 모듈 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 기술적인 측면은 근거리 무선 통신 모듈을 제안한다. 상기 근거리 무선 통신 모듈은, 반송파의 기준 전압을 검출하는 검출부 및 검출된 상기 기준 전압을 이용하여 임피던스를 조정하는 임피던스 조정부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 임피던스 조정부는 상기 기준 전압이 기 설정된 기준값에 해당하지 않으면, 상기 기준 전압이 상기 기준값이 되도록 상기 임피던스를 조정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 기준 전압은 상기 반송파의 피크 투 피크 전압일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 검출부는 상기 반송파의 피크 투 피크 전압을 검출하는 전압 검출기를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 임피던스 조정부는 상기 피크 투 피크 전압이 기 설정된 최대값에 해당하지 않으면, 상기 피크 투 피크 전압이 상기 최대값이 되도록 상기 임피던스를 조정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 임피던스 조정부는, 상기 피크 투 피크 전압의 최대값을 저장하는 임계값 저장기 및 상기 피크 투 피크 전압이 최대값이 아니면, 상기 피크 투 피크 전압이 최대값이 되도록 캐패시턴스를 조정하는 캐패시턴스 조정기를 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 기술적인 측면은 근거리 무선 통신 통신 방법을 제안한다. 상기 근거리 무선 통신 통신 방법은, NFC 반송파의 기준 전압을 검출하는 단계, 검출된 상기 기준 전압이 기 설정된 최대값에 해당하는지 판단하는 단계 및 상기 최대값에 해당하지 않으면, 상기 기준 전압이 상기 최대값이 되도록 임피던스를 조정하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 기준 전압은 상기 반송파의 피크 투 피크 전압일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 임피던스를 조정하는 단계는, 상기 피크 투 피크 전압이 상기 최대값이 되도록 캐패시턴스를 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 근거리 무선 통신 모듈의 반송파를 이용하여 임피던스를 조정함으로써, 모바일 기기의 주변 환경 변화에 무관하게 높은 성능을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 근거리 무선 통신 모듈의 일 예를 도시하는 참고도이다.
도 2는 본 발명에 따른 근거리 무선 통신 모듈의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 도 2의 임피던스 조정부의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 근거리 무선 통신 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
도 1은 일반적인 근거리 무선 통신 모듈의 일 예를 도시하는 참고도이다.
도 1을 참조하면, 근거리 무선 통신 모듈은 제어부(10), 임피던스 매칭부(20) 및 안테나(30)를 포함한다.
제어부(10)는 근거리 무선 통신을 제어한다. 제어부(10)는 집적 회로의 형태로 구현될 수 있다.
임피던스 매칭부(20)는 안테나(30)와 제어부(10) 간의 임피던스를 매칭한다. 임피던스 매칭부(20)는 소정의 캐패시터, 저항 및 인덕터 중 적어도 하나로 구성되는 회로를 포함하며, 도시된 바와 같이 고정 소자로 구현된다.
안테나(30)는 근거리 무선 통신을 위한 무선 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 예를 들어, 안테나(30)는 13.56MHz 대역을 지원할 수 있다.
도 1에 도시된 근거리 무선 통신 모듈에서, 임피던스 매칭부(20)는 고정된 임피던스 매칭값을 가지게 된다. 그러나, 실제 모바일 기기 등에 이러한 근거리 무선 통신 모듈이 적용되는 경우, 사용자의 핸드 그립 등과 같은 가변적 외부 요소에 의하여 임피던스 매칭이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 존재하게 된다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해, 임피던스의 가변적인 조정이 가능한 근거리 무선 통신 기술을 제공한다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 근거리 무선 통신 모듈 및 방법에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 근거리 무선 통신 모듈의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2를 참조하면, 근거리 무선 통신 모듈은 제어부(100), 임피던스 매칭부(200), 안테나(300), 검출부(400) 및 임피던스 조정부(500)를 포함한다.
제어부(100)는 근거리 무선 통신을 제어하고, 임피던스 매칭부(200)는 안테나(300)와 제어부(100) 간의 임피던스를 매칭한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 임피던스 매칭부(200)는 적어도 하나의 가변 캐패시터를 포함할 수 있다. 안테나(300)는 제어부(100)의 제어에 따라 근거리 무선 통신을 위한 무선 신호를 송신 또는 수신할 수 있다.
검출부(400) 및 임피던스 조정부(500)는 외부 환경 변화에 대응하여 임피던스 매칭부(200)의 임피던스를 조정할 수 있다.
검출부(400)는 반송파(Carrier Signal)의 기준 전압을 검출하고, 임피던스 조정부(500)는 검출된 기준 전압을 이용하여 임피던스를 조정할 수 있다.
일 실시예에서, 임피던스 조정부(500)는 기준 전압이 기 설정된 기준값에 해당하지 않으면, 기준 전압이 기 설정된 기준값이 되도록 임피던스를 조정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 기준 전압은 상기 반송파의 피크 투 피크(Peak to Peak) 전압일 수 있다. 즉, 근거리 무선 통신 모듈이 리더 모드(Reader Mode) 동작을 하면 13.56MHz의 반송파(Carrier Signal)를 전송하게 된다. 이 때, 안테나(300)와 제어부(100)사이의 임피던스 매칭에 따라, 반송파의 피크 투 피크 전압이 다르다. 따라서, 반송파의 피크 투 피크 전압을 검출하고, 검출된 피크 투 피크 전압이 최대가 되도록 임피던스를 조정하면 반송파도 최대가 되게 되며, 정확한 인피던스 매칭이 이루어지게 된다.
여기에서, 임피던스 조정부(500)는 피크 투 피크 전압이 기 설정된 최대값에 해당하지 않으면, 피크 투 피크 전압이 기 설정된 최대값이 되도록 임피던스를 조정할 수 있다. 일 실시예에서, 임피던스 조정부(500)는 임피던스 매칭부(200)에 포함된 적어도 하나의 가변 캐패시터를 조정하여, 임피던스를 조정할 수 있다.
도 3은 도 2의 임피던스 조정부의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 임피던스 조정부(500)는 임계값 저장기(510) 및 캐패시턴스 조정기(520)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 검출부(400)는 반송파의 피크 투 피크 전압을 검출하는 전압 검출기를 포함할 수 있다. 검출부(400)는 검출된 피크 투 피크 전압(PtP 전압)을 캐패시턴스 조정기에 제공할 수 있다.
임계값 저장기(510)는 피크 투 피크 전압의 최대값을 저장한다. 여기에서, 피크 투 피크 전압의 최대값은 외부 환경에 영향을 받지 않은(즉, 임피던스의 매칭이 최대로 이루어진 상태) 피크 투 피크 전압값에 상응할 수 있다.
캐패시턴스 조정기(520)는 검출부(400)에서 제공된 피크 투 피크 전압(PtP전압)과 임계값 저장기(510)에 저장된 피크 투 피크 전압의 최대값을 비교할 수 있다.
캐패시턴스 조정기(520)는 피크 투 피크 전압(PtP전압)과 최대값이 서로 상이하면, 피크 투 피크 전압(PtP전압)이 되도록 캐패시턴스를 조정할 수 있다. 즉, 캐패시턴스 조정기(520)는 캐패시턴스를 조정하기 위한 가변 제어 신호를 임피던스 매칭부(200)에 포함된 적어도 하나의 가변 캐패시터에 제공하여, 캐패시턴스를 조정할 수 있다.
한편, 캐패시턴스 조정기(520)는 피크 투 피크 전압(PtP전압)과 최대값이 서로 같은 경우, 어떠한 동작을 수행하지 않을 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 반송파(Carrier Signal)의 기준 전압을 이용하여 임피던스가 최적화 되었는지 확인할 수 있으므로, 비교적 간단한 구성으로도 용이하게 임피던스를 최적화할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 근거리 무선 통신 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 4에 도시된 근거리 무선 통신 방법의 일 실시예는 도 2 내지 도 3을 참조하여 상술한 근거리 무선 통신 장치에서 수행되므로, 상술한 내용과 동일하거나 또는 그에 상응하는 내용에 대해서는 이하에서 중복적으로 서술하지 아니한다. 그러나, 본 기술분야의 당업자는, 도 2 내지 도 3에 기술된 내용으로부터 이하의 근거리 무선 통신 방법의 일 실시예를 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
도 4를 참조하면, 근거리 무선 통신 모듈은 NFC 반송파의 기준 전압을 검출할 수 있다(단계 S410). 이후, 근거리 무선 통신 모듈은 검출된 기준 전압이 기 설정된 최대값에 해당하는지 판단할 수 있다(단계 S420).
만일 검출된 기준 전압이 기 설정된 최대값에 해당하지 않으면, 근거리 무선 통신 모듈은 기준 전압이 최대값이 되도록 임피던스를 조정할 수 있다(단계 S430).
일 실시예에서, 상기 기준 전압은 반송파의 피크 투 피크 전압일 수 있다.
단계 S430에 대한 일 실시예에서, 근거리 무선 통신 모듈은 피크 투 피크 전압이 최대값이 되도록 임피던스 매칭부(200)의 캐패시턴스를 조정할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
10 : 제어부
20 : 임피던스 설정부
30 : 안테나
100 : 제어부
200 : 임피던스 설정부
300 : 안테나
400 : 검출부
500 :임피던스 조정부
510 : 임계값 저장기
520 : 캐패시턴스 조정기

Claims (9)

  1. 반송파의 기준 전압을 검출하는 검출부; 및
    검출된 상기 기준 전압을 이용하여 임피던스를 조정하는 임피던스 조정부; 를 포함하는 근거리 무선 통신 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 임피던스 조정부는
    상기 기준 전압이 기 설정된 기준값에 해당하지 않으면, 상기 기준 전압이 상기 기준값이 되도록 상기 임피던스를 조정하는 근거리 무선 통신 모듈.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기준 전압은
    상기 반송파의 피크 투 피크 전압인 근거리 무선 통신 모듈.
  4. 제3항에 있어서, 상기 검출부는
    상기 반송파의 피크 투 피크 전압을 검출하는 전압 검출기;를 포함하는 근거리 무선 통신 모듈.
  5. 제3항에 있어서, 상기 임피던스 조정부는
    상기 피크 투 피크 전압이 기 설정된 최대값에 해당하지 않으면, 상기 피크 투 피크 전압이 상기 최대값이 되도록 상기 임피던스를 조정하는 근거리 무선 통신 모듈.
  6. 제3항에 있어서, 상기 임피던스 조정부는
    상기 피크 투 피크 전압의 최대값을 저장하는 임계값 저장기; 및
    상기 피크 투 피크 전압이 최대값이 아니면, 상기 피크 투 피크 전압이 최대값이 되도록 캐패시턴스를 조정하는 캐패시턴스 조정기; 를 포함하는 근거리 무선 통신 모듈.
  7. NFC 반송파의 기준 전압을 검출하는 단계;
    검출된 상기 기준 전압이 기 설정된 최대값에 해당하는지 판단하는 단계; 및
    상기 최대값에 해당하지 않으면, 상기 기준 전압이 상기 최대값이 되도록 임피던스를 조정하는 단계; 를 포함하는 근거리 무선 통신 통신 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 기준 전압은
    상기 반송파의 피크 투 피크 전압인 근거리 무선 통신 통신 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 임피던스를 조정하는 단계는
    상기 피크 투 피크 전압이 상기 최대값이 되도록 캐패시턴스를 조정하는 단계; 를 포함하는 근거리 무선 통신 통신 방법.
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