KR20150106443A - 증폭 회로, 안테나 모듈, 및 무선 통신 장치 - Google Patents

증폭 회로, 안테나 모듈, 및 무선 통신 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20150106443A
KR20150106443A KR1020157021807A KR20157021807A KR20150106443A KR 20150106443 A KR20150106443 A KR 20150106443A KR 1020157021807 A KR1020157021807 A KR 1020157021807A KR 20157021807 A KR20157021807 A KR 20157021807A KR 20150106443 A KR20150106443 A KR 20150106443A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
carrier signal
unit
amplifying circuit
signal
received
Prior art date
Application number
KR1020157021807A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101698713B1 (ko
Inventor
마사아키 츠지
고지 가와하타
노부나리 츠카모토
다카시 오츠키
Original Assignee
가부시키가이샤 리코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2013027730A external-priority patent/JP6107203B2/ja
Priority claimed from JP2013050874A external-priority patent/JP6102367B2/ja
Application filed by 가부시키가이샤 리코 filed Critical 가부시키가이샤 리코
Publication of KR20150106443A publication Critical patent/KR20150106443A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101698713B1 publication Critical patent/KR101698713B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/0723—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips the record carrier comprising an arrangement for non-contact communication, e.g. wireless communication circuits on transponder cards, non-contact smart cards or RFIDs
    • G06K19/0726—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips the record carrier comprising an arrangement for non-contact communication, e.g. wireless communication circuits on transponder cards, non-contact smart cards or RFIDs the arrangement including a circuit for tuning the resonance frequency of an antenna on the record carrier
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/59—Responders; Transponders
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/0723—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips the record carrier comprising an arrangement for non-contact communication, e.g. wireless communication circuits on transponder cards, non-contact smart cards or RFIDs
    • G06K19/0727—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips the record carrier comprising an arrangement for non-contact communication, e.g. wireless communication circuits on transponder cards, non-contact smart cards or RFIDs the arrangement being a circuit facilitating integration of the record carrier with a hand-held device such as a smart phone of PDA
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/56—Modifications of input or output impedances, not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06—Receivers
    • H04B1/16—Circuits
    • H04B1/22—Circuits for receivers in which no local oscillation is generated
    • H04B1/24—Circuits for receivers in which no local oscillation is generated the receiver comprising at least one semiconductor device having three or more electrodes
    • H04B5/0056—
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/40—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by components specially adapted for near-field transmission
    • H04B5/48—Transceivers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/255—Amplifier input adaptation especially for transmission line coupling purposes, e.g. impedance adaptation
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/451—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a radio frequency amplifier
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02—Transmitters
    • H04B1/04—Circuits
    • H04B1/0458—Arrangements for matching and coupling between power amplifier and antenna or between amplifying stages
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06—Receivers
    • H04B1/16—Circuits
    • H04B1/18—Input circuits, e.g. for coupling to an antenna or a transmission line

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Transmitters (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)

Abstract

증폭 회로는 송수신 유닛에 의해 수신된 반송파 신호를 증폭한다. 증폭 회로는 송수신 유닛과 상기 증폭 회로가 접속될 때에 상기 증폭 회로의 임피던스를 매칭하는 임피던스 매칭 회로를 포함한다. 중첩파 생성 유닛이 수신된 반송파 신호에 중첩되는 중첩파를 생성한다. 드라이버가, 중첩파를 수신된 반송파 신호에 더하여 얻어진 증폭 반송파 신호를 출력한다. 진폭 검출 유닛이, 수신된 반송파 신호의 진폭치의 변화에 기초하여, 수신된 반송파 신호가, 미리 정해진 통신 신호가 중첩된 미리 정해진 반송파 신호인지를 검출한다. 미리 정해진 반송파 신호가 검출될 때에, 증폭 회로는 증폭 반송파 신호를 출력한다.

Description

증폭 회로, 안테나 모듈, 및 무선 통신 장치{AMPLIFIER CIRCUIT, ANTENNA MODULE, AND RADIO COMMUNICATION DEVICE}
본 발명은 송수신 유닛에 의해 수신된 반송파 신호를 증폭하도록 구성된 증폭 회로, 안테나 모듈, 및 무선 통신 장치에 관한 것이다.
최근에는, 이차 전지 등에 의해 구동되며, 예컨대 RFID(Radio Frequency IDentification)을 이용해 근거리 무선 통신을 행하는 모바일 장치가 보급되고 있다. RFID에 관해서는 일본 특허 출원 공개 제2009-065426호를 참조할 수 있다. 모바일 장치 내에 이용되는 내장 안테나의 소형화가 요구되고 있다. 그러나 소형화된 안테나를 이용하면, 이득 저하로 통신 성능이 저하한다. 그 때문에, 최근의 일부 모바일 장치는 그 장치 내의 안테나 배치 공간을 절약하고 통신 성능을 유지하기 위해 개선되고 있다.
그러한 모바일 장치에 대한 일부 개선이 알려져 있는데, 그 중 한가지는 박막으로 형성된 안테나를 이차 전지를 포함하는 전지팩에 접착하는 것이고, 다른 것은 슬림형 안테나를 모바일 장치의 하우징의 측면 또는 하부 코너부에 배치하는 것이다. 그러나, 이러한 종래 기술에서는 다수의 경우에, 안테나를 형성하는 구성이 모바일 장치 내의 여유 공간에 따라 결정되어야 한다. 다수의 경우에, 안테나의 구성 및 배치 장소가 모바일 장치의 크기 및 구성에 일치하도록 변경되어야 한다. 이 때문에, 개개의 모바일 장치마다 안테나의 구성 및 배치 장소를 고려할 필요가 있었다.
모바일 장치 내에서의 안테나의 배치 장소가 변한 경우, 모바일 장치 내에서 안테나와 후단 회로와의 임피던스도 변한다. 이 때문에 종래 기술에 따르면, 개개의 모바일 장치마다 안테나의 임피던스 매칭이 이루어져야 하여, 안테나를 하우징 내에 탑재할 때의 공정이 복잡하였다.
일 양태에 있어서, 본 발명은 안테나를 소형화하고, 통신 성능을 유지하며, 임피던스 매칭을 자동으로 행할 수 있는 증폭 회로를 제공한다.
일 실시형태에 있어서, 본 발명은 송수신 유닛에 의해 수신된 반송파 신호를 증폭하는 증폭 회로를 제공하며, 이 증폭 회로는, 상기 송수신 유닛과 상기 증폭 회로가 접속될 때에 상기 증폭 회로의 임피던스를 매칭하는 임피던스 매칭 회로와, 수신된 반송파 신호에 중첩되는 중첩파를 생성하는 중첩파 생성 유닛과, 수신된 반송파 신호에 상기 중첩파를 더해서 얻어진 증폭 반송파 신호를 출력하는 드라이버와, 수신된 반송파 신호의 진폭치의 변화에 기초하여, 상기 수신된 반송파 신호가, 미리 정해진 통신 신호가 중첩된 미리 정해진 반송파 신호인지를 검출하는 진폭 검출 유닛을 포함하고, 상기 미리 정해진 반송파 신호가 검출될 때에, 상기 증폭 회로는 증폭 반송파 신호를 출력한다.
일 실시형태에 있어서, 본 발명은 증폭 회로를 제공하며, 이 증폭 회로는, 입력 신호로부터 반송파 신호를 검출하는 반송파 검출 유닛과, 검출된 반송파 신호의 진폭치의 변화에 기초하여, 상기 검출된 반송파 신호가, 미리 정해진 통신 신호가 실린 미리 정해진 반송파 신호인지를 검출하는 진폭 검출 유닛과, 검출된 반송파 신호에 중첩되며 그 반송파 신호와 위상이 동기화된 중첩파를 생성하는 중첩파 생성 유닛과, 상기 검출된 반송파 신호에 상기 중첩파를 더한 다음 그 검출된 반송파 신호를 증폭하여 얻어진 증폭 반송파 신호를 출력하는 드라이버를 포함하고, 상기 미리 정해진 반송파 신호가 검출될 때, 상기 증폭 회로는 증폭 반송파 신호를 출력한다.
도 1은 일 실시형태에 따른 안테나 모듈을 나타내는 도면이다.
도 2는 반송파 신호의 증폭을 설명하는 도면이다.
도 3은 일 실시형태에 따른 증폭 회로를 나타내는 도면이다.
도 4는 증폭 회로에 입력되는 변조 반송파 신호를 설명하는 도면이다.
도 5는 일 실시형태에 따른 증폭 회로 내의 임피던스 매칭 회로를 나타내는 도면이다.
도 6은 다른 실시형태에 따른 증폭 회로를 나타내는 도면이다.
도 7은 다른 실시형태에 따른 증폭 회로를 나타내는 도면이다.
첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 관해서 설명한다.
도 1은 일 실시형태에 따른 안테나 모듈(10)을 나타내는 도면이다. 이 실시형태에 따른 안테나 모듈(10)은 증폭 회로(100)와 안테나(200)를 포함하고, 이 안테나 모듈(10)은 무선 칩(11)에 접속된다. 증폭 회로(100)는 아날로그 프론트 엔드(AFE, Analog Front End)라고 불리는 아날로그 회로일 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 미리 정해진 주파수의 중첩 신호(superposition signal)가 안테나에 의해 수신된 반송파 신호에 중첩되고, 중첩 신호가 중첩된 반송파 신호가 무선 통신 장치에 출력된다. 이에, 소형화된 안테나가 제공될 수 있고, 통신 성능이 유지될 수 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 안테나와 후단 회로(도시 생략)와의 임피던스 매칭도 자동으로 행해진다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 일 실시형태에 따른 안테나 모듈(10)이 무선 칩(11)에 접속된다. 안테나 모듈(10)은, 안테나(200)로부터 수신되는 반송파 신호에, 통신 신호의 진폭치의 변화에 의해 나타내는 정보를 담은 통신 신호(변조 신호(가 실릴 때에, 수신된 반송파 신호를 증폭하여, 신호 진폭 변화가 커진 증폭 반송파 신호를 무선 칩(11)에 송신한다. 이에, 본 실시형태에 다른 안테나 모듈(10)은 안테나를 소형화하고 통신 성능을 유지할 수 있다.
도 2를 참조하여 본 실시형태에 따른 증폭 회로(100)에 의해 행해지는 반송파 신호의 증폭에 대해 설명한다. 도 2는 반송파 신호의 증폭을 설명하는 도면이다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 증폭 회로(100)는 일반적으로 중첩파 생성 유닛(110)과, 조조파 성분 제거 유닛(120) 및 드라이버(130)를 포함한다. 증폭 회로(100)에 있어서, 중첩파 생성 유닛(110)은 미리 정해진 주파수의 중첩 신호(중첩파)를 생성하고, 고조파 성분 제거 유닛(120)은 중첩파 생성 유닛(110)으로부터의 생성된 중첩 신호로부터 고조파 성분을 제거한다. 고조파 성분이 제거된 그 생성된 중첩 신호는 드라이버(130)를 통해 안테나(200)에 의해 수신된 반송파 신호에 더해진다. 이에, 본 실시형태에 따른 증폭 회로에서는, 반송파 신호의 상승 진폭이 제공될 수 있고, 소형화된 안테나(200)를 이용하여 이득이 저하되더라도 통신 성능이 유지될 수 있다.
도 3은 일 실시형태에 따른 증폭 회로(100)를 나타내는 도면이다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 증폭 회로(100)는 중첩파 생성 유닛(110), 고조파 성분 제거 유닛(120), 드라이버(130), 스위치 유닛(140, 180), 감쇠기(150), 진폭 검출 유닛(160), 및 임피던스 매칭 회로(170)를 포함한다. 증폭 회로(100)는 복수의 단자(T1-T4)를 더 포함한다. 증폭 회로(100)에 있어서, 단자(Tl, T2)는 입력 단자로서 기능하고, 단자(T3, T4)는 출력 단자로서 기능한다.
증폭 회로(100)에 있어서, 입력 단자(Tl, T2)는 안테나(200)에 접속되고, 출력 단자(T3, T4)는 무선 칩(11)에 접속된다. 안테나(200)는 무선 칩(11)에 접속된다.
증폭 회로(100)는 단자(Tl, T2)에서 수신된 반송파 신호의 진폭치의 변화에 기초하여, 그 반송파 신호가, 미리 정해진 통신 신호가 실린 미리 정해진 반송파 신호인지를 검출한다. 미리 정해진 반송파 신호가 검출되면, 증폭 회로(100)는 수신된 반송파 신호에 미리 정해진 주파수의 중첩 신호(중첩파)를 중첩한 다음 그 반송파 신호를 증폭하고 증폭된 반송파 신호를 무선 칩(11)에 출력한다.
다음으로, 본 실시형태에 따른 증폭 회로에 이용되는 무선 칩(11)에 대해 설명한다. 무선 칩(11)은 증폭 회로(100)로부터의 증폭된 반송파 신호를 이용하여 무선 통신을 행하는 무선 통신 유닛이다, 예컨대, 무선 칩(11)은 RFID(Radio Frequency IDentification) 칩일 수 있으며, RFID 칩(11)은 그 무선 칩(11)이 탑재된 모바일 장치를 식별하는 식별 정보를 저장한 메모리를 포함할 수 있다. 한편, 무선 칩(11)은 RFID 리더(reader)/라이터(writer)로서 기능하는 RFID 컨트롤러일 수도 있다.
예를 들어, RFID 칩인 무선 칩(11)이 RFID 리더기에 접근할 때에, 무선 칩(11)에 접속된 안테나 모듈(10)은 안테나(200)를 통해, RFID 리더에 의해 송신되는 미리 정해진 주파수(예컨대 13.56 ㎒)의 반송파 신호를 수신한다.
본 실시형태에 따른 안테나 모듈(10)에 있어서, 증폭 회로(100)는, 안테나(200)에 의해 수신된 반송파 신호에 신호 진폭의 변화에 따른 정보를 나타내는 통신 신호가 실릴 경우, 수신된 반송파 신호를 증폭하고 증폭된 반송파 신호를 무선 칩(11)에 출력한다. 이하에서는, 통신 신호를 실은 반송파 신호를 변조 반송파 신호라고 부른다.
무선 칩(11)은 증폭 회로(100)로부터 변조 반송파 신호가 수신될 때에, 무선 칩(11) 내의 부하(도시 생략)를 전환하는 부하 변조에 의해, 안테나 모듈(10)을 통해 응답 신호를 반환한다. 무선 칩(11)이 응답 신호를 반환하는 기간은, 진폭치가 변하지 않는 반송파 신호를 안테나(200)가 수신하는 기간이다.
도 4는 증폭 회로에 입력되는 변조 반송파 신호를 나타내는 도면이다. 도 4에서는 RFID 리더에 의해 송신되는 변조 반송파 신호의 일례를 나타내고 있다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 본 예에 있어서 RFID 리더에 의해 송신되는 변조 반송파 신호는, 미리 정해진 주파수에서 진폭 H1의 신호 파형과 진폭 H2의 신호 파형이 교대로 출현하는 반송파 신호로 나타내는 것으로 한다.
본 실시형태에 따른 증폭 회로(100)에서는, 변조 반송파 신호의 수신이 검출되고, 이 변조 반송파 신호에 중첩파가 중첩되며, 그렇게 형성된 변조 반송파 신호가 증폭되어 무선 칩(11)에 출력된다. 무선 칩(11)은 증폭 회로(100)로부터 수신되는 증폭된 변조 반송파 신호에 응답하여 에너지원으로서 동작하고, 메모리에 저장된 식별 정보를 증폭된 변조 반송파 신호의 무변조 구간의 진폭으로 변환하며, 그렇게 형성된 신호를 RFID 리더에 반환한다.
본 실시형태에 따른 증폭 회로(100)에 대해 상세하게 설명한다. 전술한 바와 같이, 증폭 회로(100)는 중첩파 생성 유닛(110), 고조파 성분 제거 유닛(120), 드라이버(130), 스위치 유닛(140, 180), 감쇠기(150), 진폭 검출 유닛(160), 및 임피던스 매칭 회로(170)를 포함한다.
중첩파 생성 유닛(110)은 안테나(200)로부터 수신된 변조 반송파 신호에 중첩 신호가 중첩되도록 미리 정해진 주파수의 중첩파를 생성한다. 본 실시형태에 있어서, 생성되는 중첩파는, 예컨대 RFID 리더로부터 수신되는 변조 반송파 신호와 위상이 동기화되고, 그 중첩파의 주파수는 변조 반송파 신호의 주파수와 동일하다. 한편, 중첩파의 위상이 변조 주파수의 위상과 같지 않을 수도 있다. 본 실시형태에 있어서의 중첩파 생성 유닛(110)은 후술하는 임피던스 매칭 시에, 수신된 반송파 신호의 주파수와 동일한 주파수의 중첩 신호를 스위치 유닛(180)을 통해 감쇠기(150)에 공급하는 점에 주목해야 한다.
고조파 성분 제거 유닛(120)은 중첩파 생성 유닛(110)에 의해 생성된 중첩파로부터 고조파 성분을 제거한다. 드라이버(130)는 변조 반송파 신호에 중첩파 신호를 더한 다음 그 변조 반송파 신호를 증폭하여 얻어진 증폭 반송파 신호를 출력한다. 이하에서는, 변조 반송파 신호에 중첩파를 더한 다음 그 변조 반송파 신호를 증폭하여 얻어진 반송파 신호를 증폭 변조 반송파 신호라고 부른다.
스위치 유닛(140)은 드라이버(130)의 출력과 출력 단자(T3, T4) 사이의 접속을 제어하기 위해 제공된다. 스위치 유닛(140)의 턴온 및 턴오프는 진폭 검출 유닛(160)으로부터 출력되는 제어 신호에 응답하여 제어된다.
감쇠기(150)는 단자(Tl, T2)에서 수신된 반송파 신호를 감쇠시킨다. 감쇠기(150)의 출력에서의 그렇게 형성된 반송파 신호는 임피던스 매칭 회로(170)에 공급된다.
진폭 검출 유닛(160)은 감쇠기(150)를 통해 단자(Tl, T2)에서 수신되는 반송파 신호로부터 변조 반송파 신호를 검출하고, 검출된 변조 반송파 신호를 드라이버(130)에 공급한다. 변조 반송파 신호가 검출될 때에, 진폭 검출 유닛(160)은 스위치 유닛(140)에 제어 신호를 출력하여, 그 제어 신호에 의해 스위치 유닛(140)이 턴온되게 한다. 진폭 검출 유닛(160)의 상세한 설명은 후술한다.
임피던스 매칭 회로(170)는 단자(Tl, T2)와 감쇠기(150) 사이에 접속되며, 안테나 모듈(10) 전체의 임피던스를 매칭한다. 임피던스 매칭 회로(170)는 스위치 유닛(180)의 턴온 및 턴오프를 제어한다. 임피던스 매칭 회로(170)의 상세한 설명은 후술한다.
이하에 본 실시형태에 따른 증폭 회로(100)가 반송파 신호를 증폭하는 것에 관한 동작을 설명한다.
우선, 안테나 모듈(10)이 변조 반송파 신호를 수신하는 동작에 대해 설명한다. 안테나 모듈(10)에 있어서, 안테나(200)로부터 반송파 신호가 수신될 때에, 입력된 반송파 신호는 감쇠기(150)를 통해 진폭 검출 유닛(160)에 공급된다.
진폭 검출 유닛(160)은 감쇠기(150)를 통해 수신된 반송파 신호의 진폭에 기초하여, 수신된 신호가 변조 반송파 신호인지를 검출한다. 예컨대, 진폭 검출 유닛(160)은 반송파 제거 필터를 포함하는 비교기 등의 2진화 회로에 의해 구현될 수 있다. 감쇠기(150)로부터 수신된 반송파 신호의 진폭치가 진폭 H1를 나타내는 경우(도 4), 진폭 검출 유닛(160)은 하이 레벨(H 레벨)의 2진 신호를 출력할 수 있다. 반송파 신호의 진폭치가 진폭 H2를 나타내는 경우(도 4), 진폭 검출 유닛(160)은 로우 레벨(L 레벨)의 2진 신호를 출력할 수 있다. 이하에서는, 진폭 검출 유닛(160)에 의해 검출된 진폭에 기초하여 진폭 검출 유닛(160)이 출력하는 2진 신호를 변조 2진 신호라고 부른다.
예를 들어, 진폭 검출 유닛(160)에 의해 출력되는 변조 2진 신호의 2진 값이 도 4에 도시하는 바와 같이 1(제1 기간(T1)에서 H 레벨), 0(제2 기간(T2)에서 L 레벨), 1(제3 기간(T3)에서 H 레벨), …의 연속 패턴으로 변할 경우, 진폭 검출 유닛(160)은 단자(Tl, T2)에 입력되는 반송파 신호를 변조 반송파 신호인 것으로 검출한다. 그러나, 진폭 검출 유닛(160)에 의한 변조 반송파 신호의 검출 방법은 전술한 패턴 방법에 한정되지 않는다. 예를 들어, 진폭 검출 유닛(160)은 변조 2진 신호의 2진 값이 다른 미리 정해진 연속 패턴으로 변할 경우에, 입력된 반송파 신호를 변조 반송파 신호인 것으로 검출하도록 구성될 수도 있다.
변조 반송파 신호가 검출될 때에, 진폭 검출 유닛(160)은 스위치 유닛(140)에 대하여, 스위치 유닛(140)을 턴온 또는 턴오프시키는 제어 신호를 출력한다. 구체적으로, 진폭 검출 유닛(160)은 변조 반송파 신호를 검출하면, 스위치 유닛(140)을 턴온시키는 제어 신호를 출력한다. 또한, 진폭 검출 유닛(160)은 동시에, 검출된 변조 반송파 신호를 드라이버(130)에 출력한다.
본 실시형태에서는, 입력된 반송파 신호가 감쇠기(150)를 통해 중첩파 생성 유닛(110)과 드라이버(130)에 공급된다. 중첩파 생성 유닛(110)이 반송파 신호의 위상과 중첩파의 위상을 매칭시키는 위상 보정을 행할 수 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 중첩파 생성 유닛(11O)은 PLL(Phase Locked Loop) 회로에 의해 구현될 수 있다.
스위치 유닛(140)이 제어 신호에 의해 턴온되면, 드라이버(130)는 온 상태의 스위치 유닛(140)에 의해 단자(T3, T4)에 접속된다.
본 실시형태에서는, 중첩파 생성 유닛(110)에 의해 생성되는 중첩파와, 진폭 검출 유닛(160)을 통해 공급되는 변조 2진 신호가 드라이버(130)에 입력된다. 드라이버(130)에서는, 변조 반송파 신호가, 중첩파를 변조 증폭 반송파 신호에 더한 다음 그 변조 증폭 반송파 신호를 증폭하여 얻어진 증폭 변조 반송파 신호로 변환된다. 이 증폭 변조 반송파 신호는 단자(T3, T4)를 통해 무선 칩(11)에 공급된다.
다음에, 안테나 모듈(10)이 무선 칩(11)으로부터 출력되는 응답 신호를 송신하는 동작에 대해 설명한다.
본 실시형태에 따른 안테나 모듈(10)은, 무선 칩(11)으로부터 출력되는 응답 신호가 RFID 리더에 송신될 때에, 응답 신호를 증폭하지 않는다. 무선 칩(11)으로부터 출력되는 신호는 부하 변조에 의해 증폭 변조 반송파 신호의 진폭치가 변화된 신호이다. 이 경우에, 증폭 검출 유닛(160)은 수신된 신호가 미리 정해진 반송파 신호가 아니라고 검출한다.
안테나 모듈(10)에 있어서, 단자(Tl, T2)는 무선 칩(11)에도 접속된다. 따라서 안테나 모듈(10)에는, 무선 칩(11)으로부터 출력된 응답 신호가 입력될 수 있는 경우가 있다. 이 경우, 단자(Tl, T2)에 입력되는 반송파 신호의 진폭치는 미리 정해진 패턴과 매칭하지 않는다. 따라서, 스위치 유닛(140)는 오프 상태이고, 드라이버(130)는 단자(T3, T4)에 접속되지 않으며, 안테나 모듈(10)은 어떠한 신호도 출력하지 않는다. 그렇기 때문에, 이 경우에, 무선 칩(11)으로부터 출력되는 신호만이 안테나(200)에 공급된다.
이상과 같이, 본 실시형태에 있어서, 안테나(200)로부터 수신된 반송파 신호가, 통신 신호를 실은 변조 반송파 신호인 경우에만, 변조 반송파 신호에 중첩파를 더해서 얻어진 증폭 변조 반송파 신호가 무선 칩(11)에 공급된다. 따라서, 본 실시형태에 따른 증폭 회로에서는, 소형화된 안테나가 제공될 수 있고 통신 성능이 유지될 수 있다.
상기 실시형태에 있어서, 변조 반송파 신호가 검출될 때에, 진폭 검출 유닛(160)은 스위치 유닛(140)을 턴온시키고 드라이버(130)를 단자(T3, T4)에 접속시키는 제어 신호를 스위치 유닛(140)에 출력한다. 그러나, 본 발명은 이 실시형태에 한정되지 않는다.
예를 들어, 상기 실시형태는, 반송파 신호의 진폭치가 진폭 H1를 나타낼 때에만, 스위치 유닛(140)을 턴온시키고 드라이버(130)를 단자(T3, T4)에 접속시키는 제어 신호를 스위치 유닛(140)에 출력하도록 변형될 수도 있다. 이 경우, 도 4에 도시하는 제1 기간(T1)과 제3 기간(T3) 각각에서 스위치 유닛(140)이 턴온되고, 중첩파가 반송파 신호에 더해진다. 따라서, 드라이버(130)로부터 출력되는 증폭 변조 반송파 신호의 진폭치는 기간 Tl과 T3 각각에서만 상승하고, 진폭 변화량이 증가할 수 있다.
상기 실시형태에 있어서, 안테나 모듈(10)은 증폭 회로(100)와 안테나(200)를 포함하는 구성을 갖는다. 이와 다르게, 안테나 모듈(10)은 증폭 회로(100)와 안테나(200) 외에, 무선 칩(11)을 더 포함할 수도 있다. 또한 본 실시형태에 있어서, 무선 칩(11)과 증폭 회로(100)는 안테나(200)와 병렬로 접속된다. 본 발명은 이 실시형태에 한정되지 않는다. 예컨대, 무선 칩(11)은 증폭 회로(100)의 후단에 접속될 수도 있다.
다음에, 본 실시형태에 따른 증폭 회로(100)에서 행해지는 임피던스 매칭에 관해서 설명한다. 본 실시형태에 따른 증폭 회로(100)에서, 안테나 모듈(10)의 임피던스 매칭이 행해진다. 보다 구체적으로, 증폭 회로(100)는 임피던스 매칭 회로(170)를 이용해서 반송파 신호의 주파수가 공진 주파수로 변경되도록 안테나 모듈(10)의 임피던스를 매칭한다.
다음에, 도 5를 참조하여 임피던스 매칭 회로(170)에 대해 설명한다. 도 5는 본 실시형태에 따른 증폭 회로(100) 내의 임피던스 매칭 회로(170)를 나타내는 도면이다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 임피던스 매칭 회로(170)는 스위치 유닛(180)과, 매칭 제어 유닛(190)을 포함한다. 스위치 유닛(180)은 병렬로 접속된 복수의 커패시터(C1-Cn)와 그 커패시터(C1-Cn)를 단자(T1, T2)에 접속하기 위해 각각 제공되는 복수의 스위치(SW1-SWn)를 포함한다. 스위치 유닛(180)은 매칭 제어 유닛(190)에 접속된다. 매칭 제어 유닛(190)은 스위치 유닛(180)에 포함되는 커패시터 중 일부를 선택하여 선택된 커패시터를 단자(Tl, T2)에 접속시킬 수 있다.
스위치 유닛(180)에 있어서, 스위치(SW1-SWn)는 커패시터(C1-Cn)에 각각 대응하고, 스위치(SW1-SWn)의 턴온 및 턴오프는 매칭 제어 유닛(190)에 의해 제어된다.
매칭 제어 유닛(190)은 스위치 제어 유닛(191), 임피던스 매칭 유닛(192), 조합 추출 유닛(193), 임피던스 설정 유닛(194), 및 메모리 유닛(195)을 포함한다.
스위치 제어 유닛(191)은 스위치 유닛(180)의 턴온 및 턴오프를 제어한다. 임피던스 매칭 유닛(192)은 턴온되는 스위치(SW1-SWn)를 변경하고, 스위치 유닛(180)의 용량을 변경하여 안테나 모듈(10)의 임피던스를 매칭시킨다.
조합 추출 유닛(193)은 스위치 유닛(180) 내에 포함된 커패시터(C1-Cn)의 가능한 모든 조합 중에서, 감쇠기(150)에 의해 출력되는 신호의 진폭(출력값)이 최대치가 되는 커패시터의 조합을 추출한다.
다음으로, 본 실시형태에 따른 증폭 회로(100) 내의 임피던스 매칭 회로(170)의 동작에 대해 설명한다. 후술하는 임피던스 매칭은, 안테나 모듈(10)이 탑재된 장치가 기동되었을 때에, 행해질 수도 있다.
임피던스 매칭시에, 임피던스 매칭 회로(170)는 스위치 제어 유닛(191)으로 하여금 스위치 유닛(180)을 턴온시켜, 스위치 유닛(180)을 통해 중첩파 생성 유닛(110)과 감쇠기(150)가 서로 접속되게 한다. 구체적으로, 스위치 제어 유닛(191)은 스위치 유닛(180)을 턴온시켜, 온상태 스위치 유닛(180)을 통해 중첩파 생성 유닛(110)과 감쇠기(150)가 서로 접속되게 한다
중첩파 생성 유닛(110)과 감쇠기(150)가 접속될 경우, 중첩파 생성 유닛(110)에 의해 생성되는, 반송파 신호의 주파수와 동일한 주파수의 중첩 신호 신호가 감쇠기(150)에 입력된다. 예컨대, 이 때 생성되는 신호의 주파수는 13.56 ㎒일 수 있다.
이어서, 임피던스 매칭 회로(170)는 임피던스 매칭 유닛(192)으로 하여금, 스위치 유닛(180) 내에 포함된 스위치(SW1-SWn)를 순차적으로 턴온시킨다.
임피던스 매칭 유닛(192)은 스위치(SW1-SWn)의 턴온 및 턴오프를 제어하고, 스위치 유닛(180)의 커패시터(C1-Cn)의 가능한 모든 조합에 대해 취해질 수 있는 모든 용량 값에 대응하는 감쇠기(150)의 각각의 출력값을 취득한다. 계속해서 조합 추출 유닛(193)은 커패시터(C1-Cn) 중에서, 취득된 출력값이 최대치가 되는 커패시터의 조합을 추출한다.
이어서, 임피던스 설정 유닛(194)은 추출된 커패시터를 턴온시키는, 스위치 유닛(180) 내의 스위치(SW1-SWn) 중 대응하는 것들을 온 상태로 설정한다. 스위치 유닛(180) 내의 스위치(SW1-SWn) 중 온 상태로 설정된 것을 나타내는 정보는, 예컨대 설정 정보로서 메모리 유닛(195)에 저장된다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 설정 정보가 나타내는 온 상태 스위치에 대응하는 커패시터의 조합에 대한 감쇠기(150)의 출력값이 최대치가 되고, 반송파 신호의 주파수가 공진 주파수로 변경될 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 따른 안테나 모듈(10)의 임피던스는 최적치로 변경될 수 있다.
상기 실시형태에 있어서, 감쇠기(150)의 출력값이 최대치가 될 때의 임피던스를 매칭 임피던스로 이용한다. 그러나, 본 발명은 이 실시형태에 한정되지 않는다. 예컨대 모니터링되어야 하는 커패시터의 조합이 매우 많을 때에는, 감쇠기(150)의 출력값이 미리 정해진 임계치보다 큰 경우의 임피던스가 매칭 임피던스로서 이용될 수도 있다.
이 경우에, 조합 추출 유닛(193)은 감쇠기(150)의 출력값과, 메모리 유닛(195)에 미리 저장된 임계치를 비교한다. 감쇠기(150)의 출력값이 임계치 미만인 경우에, 임피던스 매칭 유닛(192)은 스위치(SW1-SWn) 중 온상태 스위치를 변경한다.
예컨대, 임피던스 매칭 유닛(192)은 스위치(SW1)를 턴온하고 커패시터(C1)를 단자(Tl, T2)에 접속시킨다. 이 때, 조합 추출 유닛(193)은 감쇠기(150)의 출력값이 임계치보다 큰지를 검출한다. 감쇠기(150)의 출력값이 임계치 미만이라고 검출되면, 임피던스 매칭 유닛(192)은 스위치(SW1, SW2)를 턴온하고 동일한 검출 프로세스를 반복한다.
감쇠기(150)의 출력값이 임계치보다 크다고 검출되면, 임피던스 설정 유닛(194)은 그 커패시터의 조합에 대한 스위치(SW1, SW2)를 온 상태 스위치인 것으로 설정한다.
본 실시형태에 있어서, 임계치는 무선 통신을 행하기에 적절한 값으로서 미리 정해진다. 따라서, 본 실시형태에서는, 감쇠기(150)의 출력값이 임계치보다 크도록 임피던스 매칭이 이루어질 수 있고, 통신 성능이 유지될 수 있다.
본 실시형태에서는, 증폭 회로(100) 내에 포함되는 임피던스 매칭 회로(170)가 임피던스 매칭을 수행하며, 안테나 모듈(10)이 탑재되는 개별 장치마다 임피던스 매칭을 행하는 것이 불필요하다.
상기 실시형태에서는, 임피던스 매칭 회로(170)가, 병렬로 접속되는 스위치 유닛(180) 내의 복수의 커패시터를 이용해 임피던스 매칭을 행한다. 그러나, 본 발명은 이 실시형태에 한정되지 않는다. 예컨대 직렬로 접속된 복수의 레지스터가 임피던스 매칭을 행하는데 이용될 수도 있다.
본 실시형태에서는, 안테나 모듈(10)의 임피던스를 매칭함으로써 장치마다 임피던스 매칭이 자동으로 행해질 수 있고, 통신 성능이 유지될 수 있다.
다음으로, 도 6은 다른 실시형태에 따른 증폭 회로(100A)를 나타내는 도면이다.
본 실시형태에 있어서, 미리 정해진 주파수의 중첩 신호가 안테나로부터 수신되는 반송파 신호에 중첩되고, 그 중첩 신호는 반송파 신호와 위상이 동기화되며, 중첩 신호가 중첩된 반송파 신호가 무선 통신 장치에 출력된다. 이에, 소형화된 안테나가 제공될 수 있고 통신 성능이 유지될 수 있다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 증폭 회로(100A)는 중첩파 생성 유닛(110A), 고 조파 제거 유닛(120), 드라이버(130), 스위치 유닛(140), 감산 유닛(145), 감쇠기(150), 및 진폭 검출 유닛(160)을 포함한다. 증폭 회로(100A)는 복수의 단자(T1-T4)를 더 포함한다. 증폭 회로(100A)에 있어서, 단자(Tl, T2)는 입력 단자로서 기능하고, 단자(T3, T4)는 출력 단자로서 기능한다.
증폭 회로(100A)에 있어서, 입력 단자(Tl, T2)는 안테나(200)에 접속되고, 출력 단자(T3, T4)는 무선 칩(11)에 접속된다. 안테나(200)는 임피던스 매칭 회로(12)를 통해 무선 칩(11)에 접속된다. 임피던스 매칭 회로(12)는 안테나(200)와 무선 칩(11) 사이의 임피던스를 매칭시키는 회로이다.
증폭 회로(100A)는 단자(Tl, T2)에서 수신되는 반송파 신호의 진폭치에 기초하여 그 반송파 신호가, 미리 정해진 통신 신호가 실린 미리 정해진 반송파 신호인지를 검출한다. 미리 정해진 반송파 신호가 검출될 때에, 증폭 회로(100A)는 수신된 반송파 신호에, 그 수신된 반송파 신호와 위상이 동기화된 미리 정해진 주파수의 중첩 신호(중첩파)를 중첩한 다음 그 반송파 신호를 증폭하여, 증폭 반송파 신호를 임피던스 매칭 회로(12) 및 무선 칩(11)에 출력한다.
본 실시형태에 따른 증폭 회로(100A)에 이용되는 무선 칩(11)은 전술한 일 실시형태에 따른 증폭 회로(100)에 이용된 무선 칩(11)과 사실상 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
도 6에 도시하는 증폭 회로(100A)에 있어서, 중첩파 생성 유닛(110A)은 미리 정해진 주파수의 중첩파를 생성하여 안테나(200)로부터 수신되는 변조 반송파 신호에 이 중첩파를 중첩한다. 본 실시형태에 있어서, 생성된 중첩파는 예컨대 RFID 리더로부터 수신되는 변조 반송파 신호와 위상이 동기화되고, 중첩파의 주파수는 변조 반송파 신호의 주파수와 동일하다. 예를 들어, 중첩파 생성 유닛(110A)은 PLL(Phase Locked Loop) 회로에 의해 구현될 수도 있다.
고조파 성분 제거 유닛(120)은 중첩파 생성 유닛(110A)에 의해 생성된 중첩파로부터 고조파 성분을 제거한다. 드라이버(130)는 변조 반송파 신호에 중첩파를 더한 다음 그 변조 반송파 신호를 증폭하여 얻어지는 증폭 변조 반송파 신호를 출력한다.
스위치 유닛(140)은 드라이버(130)의 출력과 출력 단자(T3, T4) 사이의 접속을 제어하기 위해 제공된다. 스위치 유닛(140)의 턴온 및 턴오프는 진폭 검출 유닛(160)으로부터 출력되는 제어 신호에 응답하여 제어된다.
감산 유닛(145)은 입력 단자(Tl, T2)와 감쇠기(150)의 입력 사이에 접속되고, 입력 단자(Tl, T2)에서의 반송파 신호로부터 드라이버(130)의 출력 신호를 감산한다.
감쇠기(150)는 감산 유닛(145)으로부터 출력되는 반송파 신호의 진폭을 감쇠시킨다. 진폭 검출 유닛(160)은 단자(T1, T2)에서 수신되는 반송파 신호로부터 변조 반송파 신호를 검출하고, 검출된 변조 반송파 신호를 드라이버(130)에 공급한다. 변조 반송파 신호가 검출되면, 진폭 검출 유닛(160)은 스위치 유닛(140)에 제어 신호를 출력하여, 그 제어 신호에 의해 스위치 유닛(140)이 턴온되게 한다.
다음으로, 본 실시형태에 따른 안테나 모듈(10A)의 동작에 대해 설명한다. 우선, 안테나 모듈(10A)이 변조 반송파 신호를 수신하는 동작에 대해 설명한다. 안테나 모듈(10A)에 있어서, 안테나(200)를 통해 입력 단자(Tl, T2)에서 신호가 수신될 때, 수신된 신호는 감산 유닛(145)에 공급된다. 감산 유닛(145)은 수신된 신호로부터 드라이버(130)의 출력 신호를 감산하고 그렇게 형성된 신호를 반송파 신호로서 감쇠기(150)에 출력한다. 이 반송파 신호는 감쇠기(150)를 통해 진폭 검출 유닛(160)에 공급된다.
진폭 검출 유닛(160)은 감쇠기(150)를 통해 수신되는 반송파 신호의 진폭에 기초하여, 수신된 신호가 변조 반송파 신호인지를 검출한다. 예를 들어, 진폭 검출 유닛(160)은 반송파 제거 필터를 포함하는 비교기 등의 2진화 회로에 의해 구현될 수 있다. 감쇠기(150)로부터 수신되는 반송파 신호의 진폭치가 진폭 H1을 나타내는 경우(도 4), 진폭 검출 유닛(160)은 하이 레벨(H 레벨)의 2진 신호를 출력할 수 있다. 반송파 신호의 진폭치가 진폭 H2를 나타내는 경우(도 4), 진폭 검출 유닛(160)은 로우 레벨(L 레벨)의 2진 신호를 출력할 수 있다. 이하의 설명에서는, 진폭 검출 유닛(160)에 의해 검출된 진폭에 기초하여 진폭 검출 유닛(160)이 출력하는 2진 신호를 변조 2진 신호라고 부른다.
예를 들어, 진폭 검출 회로(160)에 의해 출력되는 변조 2진 신호의 2진 값이 도 4에 나타내는 바와 같이, 1(제1 기간(T1)에서 H 레벨), 0(제2 기간(T2)에서 L 레벨), 1(제3 기간(T3)에서 H 레벨), …의 연속 패턴으로 변할 경우에, 진폭 검출 회로(160)는 단자(Tl, T2)에 입력되는 반송파 신호를 변조 반송파 신호인 것으로 검출한다. 그러나, 진폭 검출 유닛(160)에 의한 변조 반송파 신호의 검출 방법은 전술한 패턴 방법에 한정되지 않는다. 이와 달리, 진폭 검출 유닛(160)은 예컨대 변조 2진 신호의 2진 값이 미리 정해진 연속 패턴으로 변할 경우에는, 입력된 반송파 신호를 변조 반송파 신호인 것으로 검출하도록 구성될 수도 있다.
변조 2진 신호가 검출될 경우, 진폭 검출 유닛(160)은 스위치 유닛(140)에 대하여, 스위치 유닛(140)을 턴온 또는 턴오프시키는 제어 신호를 출력한다. 구체적으로, 진폭 검출 유닛(160)은 변조 반송파 신호를 검출하면, 스위치 유닛(140)를 턴온시키는 제어 신호를 출력한다. 또한, 진폭 검출 유닛(160)은 동시에, 검출된 변조 반송파 신호를 드라이버(130)에 출력한다.
본 실시형태에서는, 입력된 반송파 신호가 감쇠기(150)를 통해 중첩파 생성 유닛(110A)에 공급된다. 중첩파 생성 유닛(110A)은 반송파 신호의 위상과 중첩파의 위상을 매칭시키는 위상 보정을 행할 수 있는 것이 바람직하다.
스위치 유닛(140)이 제어 신호에 의해 턴온될 경우, 드라이버(130)는 온 상태의 스위치 유닛(140)에 의해 단자(T3, T4)에 접속된다.
본 실시형태에서는, 중첩파 생성 유닛(110A)에 의해 생성된 중첩파와, 진폭 검출 유닛(160)을 통해 공급되는 변조 반송파 신호가 드라이버(130)에 입력된다. 드라이버(130)에서는, 변조 반송파 신호를, 중첩파를 그 변조 반송파 신호에 더한 다음 그 변조 반송파 신호를 증폭하여 얻어진 증폭 변조 반송파 신호로 변환한다. 이 증폭 변조 반송파 신호는 단자(T3, T4)를 통해 무선 칩(11)에 공급된다.
다음으로, 본 실시형태에 따른 증폭 회로(100A) 내의 감산 유닛(145)의 기능에 관해서 설명한다. 감산 유닛(145)은 단자(T1, T2)에서 수신되는 신호로부터 반송파 신호를 고정밀도로 검출하도록 구성된 반송파 검출 유닛이다.
본 실시형태에 따른 증폭 회로(100A)의 단자(Tl, T2)는 임피던스 매칭 회로(12)를 통해 단자(T3, T4)에 접속된다. 증폭 회로(100A)에서는, 단자(Tl, T2)에서 입력되는 반송파 신호에, 단자(T3, T4)로부터 출력되는 신호가 더해지는 경우가 있을 수 있다. 이러한 경우, 증폭 회로(100A) 그 자신의 출력 신호로 인해 반송파 신호의 진폭치가 변동하여, 반송파 신호를 변조 반송파 신호인 것으로 정확하게 검출하기가 어려울 수 있다.
이 문제를 제거하기 위해, 감산 유닛(145)은 단자(T1, T2)에서 수신된 신호로부터 드라이버(130)의 출력 신호를 감산한다. 그리고, 그 감산의 결과로서, 감산 유닛(145)의 출력은 안테나(200)로부터 수신되는 반송파 신호만 제공한다.
이상과 같이, 본 실시형태에 있어서, 안테나(200)로부터 수신되는 반송파 신호는 고정밀도로 검출될 수 있다. 이에, 진폭 검출 유닛(160)은 반송파 신호의 진폭치의 변화를 정확하게 검출할 수 있다. 또한, 중첩파 생성 유닛(110A)은 반송파 신호의 주파수와 동일한 주파수의 중첩파를 생성할 수 있으며, 이 중첩파는 반송파 신호와 위상이 동기화된 것이다.
다음으로, 본 실시형태에 따른 안테나 모듈(10A)이 무선 칩(11)으로부터 출력된 응답 신호를 송신하는 동작에 대해 설명한다.
안테나 모듈(10A)에 있어서, 증폭 회로(100A)의 단자(Tl, T2)는 무선 칩(11)에 접속된다. 따라서, 안테나 모듈(10A)에, 무선 칩(11)으로부터 출력된 응답 신호가 입력되는 경우가 있을 수 있다. 이러한 경우에, 단자(Tl, T2)에서 수신되는 반송파 신호의 진폭치가 증폭 회로(100A)에 대한 입력 신호로 인해 변동될 수도 있다. 따라서 스위치 유닛(140)은 오프 상태로 유지되고 드라이버(130)는 단자(T3, T4)에 접속되지 않으며, 안테나 모듈(10)은 어떠한 신호도 출력하지 않는다.
이에, 무선 칩(11)으로부터 출력되는 신호만이 안테나(200)에 공급되고 안테나(200)로부터 송신된다.
전술한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서, 안테나(200)로부터 수신되는 반송파 신호가, 통신 신호가 실린 변조 반송파 신호인 것으로 검출될 때에만, 변조 반송파 신호에 중첩파를 더한 다음 그 변조 반송파 신호를 증폭하여 얻어진 증폭 변조 반송파 신호가 무선 칩(11)에 공급될 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 따른 증폭 회로(100A)에서는 소형화된 안테나가 제공될 수 있고, 통신 성능이 유지될 수 있다.
상기 실시형태에 있어서, 변조 반송파 신호가 검출될 때에, 진폭 검출 유닛(160)은 스위치 유닛(140)을 턴온시키고 드라이버(130)를 단자(T3, T4)에 접속시키는 제어 신호를 스위치 유닛(140)에 출력한다. 그러나, 본 발명은 이 실시형태에 한정되지 않는다.
예를 들어, 상기 실시형태는, 반송파 신호의 진폭치가 진폭 H1을 나타낼 때에만, 진폭 검출 유닛(160)이 스위치 유닛(140)을 턴온시키고 드라이버(130)를 단자(T3, T4)에 접속시키는 제어 신호를 스위치 유닛(140)에 출력하도록 변형될 수도 있다. 이 경우, 도 4에 도시하는 제1 기간(T1)과 제3 기간(T3) 각각에서 스위치 유닛(140)이 턴온되고, 반송파 신호에 중첩파가 더해진다. 따라서 드라이버(130)로부터 출력되는 증폭 변조 반송파 신호의 진폭치는 기간(Tl, T3)에서만 상승하고, 진폭 변화량은 증대될 수 있다.
또한, 상기 실시형태는, 반송파 신호의 위상과 역위상을 가진 중첩파가 생성되고, 반송파 신호의 진폭치가 진폭 H2를 나타낼 때에만, 이 역위상을 가진 중첩파가 반송파 신호에 더해지도록 변형될 수 있다. 이 경우에, 반송파 신호의 진폭치(H2)는 더해진 중첩파에 의해 상쇄되며, 변조 반송파 신호의 진폭 변화는 증대될 수 있다.
상기 실시형태에서는, 안테나 모듈(10A)이 증폭 회로(100A)와 안테나(200)를 포함하는 구성을 갖는다. 이와 달리, 안테나 모듈(10A)은 증폭 회로(100A)와 안테나(200) 외에 무선 칩(11)을 더 포함할 수도 있다. 또한 본 실시형태에서는, 무선 칩(11)과 증폭 회로(100A)가 안테나(200)와 병렬로 접속된다. 본 발명은 이 실시형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 무선 칩(11)은 증폭 회로(100A)의 후단에 접속될 수도 있다.
다음으로, 다른 실시형태에 따른 증폭 회로(100B)에 관해서 설명한다. 본 실시형태에 따른 증폭 회로(100B)는 반송파 검출 유닛으로서 기능하는 추가 안테나가 제공된다는 점에 있어서, 전술한 실시형태에 따른 증폭 회로(100A)와 다르다. 증폭 회로(100A)의 대응하는 요소와 사실상 동일한, 증폭 회로(100B)의 다른 요소에는 같은 부호를 부여하고, 그에 대한 설명은 생략한다.
도 7은 본 실시형태에 따른 증폭 회로(100B)를 나타내는 도면이다.
도 7에 도시하는 바와 같이, 안테나 모듈(10B)은 본 실시형태에 따른 증폭 회로(100B), 안테나(200) 및 안테나(210)를 포함한다. 증폭 회로(100B)는 중첩파 생성 유닛(110B), 고조파 성분 제거 유닛(120), 드라이버(130), 스위치 유닛(140), 감쇠기(150, 155), 및 진폭 검출 유닛(160)을 포함한다. 증폭 회로(100B)는 복수의 단자(T1-T6)를 더 포함한다. 증폭 회로(100B)에 있어서, 각각의 안테나(200)와 안테나(210)는 등가의 특성을 가진 안테나에 의해 구현된다. 따라서, 안테나(200)와 안테나(210) 각각은 같은 식으로 반송파 신호를 수신한다.
증폭 회로(100B)에 있어서, 안테나(210)는 단자(T5, T6)를 통해 감쇠기(155)에 접속된다. 감쇠기(155)로부터 출력된 출력 신호는 중첩파 생성 유닛(110B)에 공급된다.
진폭 검출 유닛(160)이, 안테나(200)로부터 수신된 반송파 신호가 변조 반송파 신호인 것으로 검출하면, 중첩파 생성 유닛(110B)은 안테나(210)를 통해 수신되는 반송파 신호에 기초하여, 미리 정해진 주파수의 중첩파를 생성한다. 예를 들어, 중첩파 생성 유닛(110B)은 PLL 회로에 의해 구현된다. 구체적으로, 중첩파 생성 유닛(110B)은 안테나(210)로부터 수신되는 반송파 신호의 주파수와 동일한 주파수를 가진 중첩파를 생성하고, 생성된 중첩파는 안테나(210)를 통해 수신되는 반송파 신호와 위상이 동기화된다.
본 실시형태에서는, 안테나(200)에 의해 수신된 것과 동일한 반송파 신호를 수신하는 안테나(210)가 감쇠기(155)를 통해 중첩파 생성 유닛(110B)에 접속되고, 중첩파 생성 유닛(110B)은 안테나(210)로부터의 반송파 신호에 기초하여 중첩파를 생성한다. 따라서 단자(T3, T4)로부터 출력되는 증폭 회로(100B)의 출력 신호가 단자(T1, T2)에서 수신되는 반송파 신호에 더해지는 경우라도, 중첩파 생성 유닛(110B)은 안테나(210)로부터 수신되는 반송파 신호를 고정밀도로 검출할 수 있고 수신된 반송파 신호의 위상과 동기화된 위상을 가진 중첩 신호를 생성할 수 있다.
상기 실시형태에 있어서, 중첩파 생성 유닛(110B)은 진폭 검출 유닛(160)에 의해 변조 반송파 신호가 검출될 때에 중첩파를 생성한다. 그러나, 본 발명은 이 실시형태에 한정되지 않는다. 예컨대 상기 실시형태는, 진폭 검출 유닛(160)이 증폭 회로(100B) 내의 중첩파 생성 유닛(110B)에 접속되지 않기 때문에, 중첩파 생성 유닛(110B)이 항상 중첩파를 생성하고, 그 중첩파를 고조파 성분 제거 유닛(120)에 공급하도록 변형될 수도 있다.
이 경우, 진폭 검출 유닛(160)은 변조 반송파 신호를 검출하면 드라이버(130)에 변조 반송파 신호를 출력하고, 스위치 유닛(140)에 스위치 유닛(140)을 턴온시키는 제어 신호를 출력하는 것이 필요하다. 이와 같이 하면, 변조 반송파 신호가 검출되는 경우에만, 안테나(210)로부터 수신되는 반송파 신호에 기초하여 중첩파 생성 유닛(110B)에 의해 생성된 중첩파가 진폭 검출 유닛(160)로부터 출력되는 변조 반송파 신호에 중첩되고, 그 중첩파가 중첩된 변조 반송파 신호가 무선 칩(11)에 공급된다.
상기 실시형태에서는, 안테나(210)와 중첩파 생성 유닛(110B) 사이에 감쇠기(155)가 접속된다. 그러나, 본 발명은 이 실시형태에 한정되지 않는다. 예컨대 안테나(210)는 감쇠기(155)를 이용하지 않고서 중첩파 생성 유닛(110B)에 직접 접속될 수 있다.
본 실시형태에 따른 증폭 회로에서는, 소형화된 안테나가 제공될 수 있고, 통신 성능이 유지될 수 있다.
본 발명에 따른 증폭 회로는 전술한 실시형태에 한정되지 않으며, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고서 변형 및 수정이 이루어질 수 있다.
본 출원은 2013년 2월 15일에 출원한 일본 특허 출원 제2013-027730호와, 2013년 3월 13일에 출원한 일본 특허 출원 제2013-050874호에 기초하며 이들에 대해 우선권을 주장하고, 이들의 전체 내용은 참조로 본 명세서에 포함된다.

Claims (13)

  1. 송수신 유닛에 의해 수신된 반송파 신호를 증폭하는 증폭 회로에 있어서,
    상기 송수신 유닛과 상기 증폭 회로가 접속될 때에 상기 증폭 회로의 임피던스를 매칭하는 임피던스 매칭 회로와,
    상기 수신된 반송파 신호에 중첩되는 중첩파를 생성하는 중첩파 생성 유닛과,
    상기 수신된 반송파 신호에 상기 중첩파를 더해서 얻어진 증폭 반송파 신호를 출력하는 드라이버와,
    상기 수신된 반송파 신호의 진폭치의 변화에 기초하여, 상기 수신된 반송파 신호가, 미리 정해진 통신 신호가 중첩된 미리 정해진 반송파 신호인지를 검출하는 진폭 검출 유닛
    을 포함하고,
    상기 미리 정해진 반송파 신호가 검출될 때에, 상기 증폭 회로는 상기 증폭 반송파 신호를 출력하는 것인 증폭 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중첩파의 주파수는 상기 수신된 반송파 신호의 주파수와 동일하고,
    상기 증폭 회로는, 상기 중첩파 생성 유닛으로부터 상기 중첩파를 수신하는 감쇠기를 더 포함하며,
    상기 임피던스 매칭 회로는, 상기 감쇠기의 출력값이 최대치가 될 때의 상기 증폭 회로의 임피던스를 상기 증폭 회로의 매칭 임피던스가 되도록 설정하는 것인 증폭 회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 중첩파의 주파수는 상기 수신된 반송파 신호의 주파수와 동일하고,
    상기 증폭 회로는, 상기 중첩파 생성 유닛으로부터 상기 중첩파를 수신하는 감쇠기를 더 포함하며,
    상기 임피던스 매칭 회로는, 상기 감쇠기의 출력값이 미리 정해진 임계치보다 클 때의 상기 증폭 회로의 임피던스를 상기 증폭 회로의 매칭 임피던스가 되도록 설정하는 것인 증폭 회로.
  4. 제1항 내지 제3항에 있어서, 상기 드라이버의 출력과 상기 증폭 회로의 출력 단자 사이의 접속을 제어하는 스위치 유닛을 더 포함하고,
    상기 미리 정해진 반송파 신호가 검출될 때에, 상기 진폭 검출 유닛은, 상기 스위치 유닛에 의해 상기 드라이버의 출력이 상기 출력 단자에 접속되게 하는 제어 신호를 상기 스위치 유닛에 출력하는 것인 증폭 회로.
  5. 안테나 모듈에 있어서,
    무선에 의해 신호를 송수신하는 송수신 유닛과,
    제1항에 기재된 증폭 회로
    를 포함하고,
    상기 송수신 유닛에 의해 수신된 신호에 기초하여, 상기 미리 정해진 반송파 신호가 검출될 때에, 상기 증폭 회로는 상기 증폭 반송파 신호를 출력하는 것인 안테나 모듈.
  6. 무선 통신 장치에 있어서,
    무선에 의해 신호를 송수신하는 송수신 유닛과,
    제1항에 기재된 증폭 회로와,
    상기 증폭 회로로부터 수신되는 증폭 반송파 신호를 이용하여 무선 통신을 행하는 무선 통신 유닛
    을 포함하고,
    상기 송수신 유닛에 의해 수신된 신호에 기초하여, 상기 미리 정해진 반송파 신호가 검출될 때에, 상기 증폭 회로는 상기 증폭 반송파 신호를 상기 무선 통신 유닛에 출력하는 것인 무선 통신 장치.
  7. 증폭 회로에 있어서,
    입력 신호로부터 반송파 신호를 검출하는 반송파 검출 유닛과,
    검출된 반송파 신호의 진폭치의 변화에 기초하여, 상기 검출된 반송파 신호가, 미리 정해진 통신 신호가 실린 미리 정해진 반송파 신호인지를 검출하는 진폭 검출 유닛과,
    상기 검출된 반송파 신호에 중첩되며 그 반송파 신호와 위상이 동기화된 중첩파를 생성하는 중첩파 생성 유닛과,
    상기 검출된 반송파 신호에 상기 중첩파를 더한 다음 그 검출된 반송파 신호를 증폭하여 얻어진 증폭 반송파 신호를 출력하는 드라이버
    를 포함하고,
    상기 미리 정해진 반송파 신호가 검출될 때에, 상기 증폭 회로는 상기 증폭 반송파 신호를 출력하는 것인 증폭 회로.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 반송파 신호를 수신하는 송수신 유닛에 접속되는 입력 단자와,
    외부 회로를 통해 상기 입력 단자에 접속되는 출력 단자
    를 더 포함하고,
    싱기 증폭 반송파 신호는 상기 출력 단자를 통해 출력되며,
    상기 반송파 검출 유닛은, 상기 입력 단자로부터 수신된 상기 입력 신호로부터, 상기 드라이버로부터 수신된 상기 증폭 반송파 신호를 감산하는 감산 유닛인 것인 증폭 회로.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 반송파 신호를 수신하는 송수신 유닛에 접속되는 입력 단자와,
    외부 회로를 통해 상기 입력 단자에 접속되는 출력 단자
    를 더 포함하고,
    상기 증폭 반송파 신호는 상기 출력 단자를 통해 출력되며,
    상기 반송파 검출 유닛은, 상기 송수신 유닛에 의해 수신된 상기 반송파 신호와 동일한 반송파 신호를 수신하는 제2 송수신 유닛이고,
    상기 중첩파 생성 유닛은, 상기 제2 송수신 유닛에 의해 수신된 상기 반송파 신호의 위상과 동기화된 위상을 가진 중첩파를 생성하는 것인 증폭 회로.
  10. 제7항 내지 제9항에 있어서, 상기 드라이버의 출력과 상기 증폭 회로의 출력 단자 사이의 접속을 제어하는 스위치 유닛을 더 포함하고,
    상기 미리 정해진 반송파 신호가 검출될 때에, 상기 진폭 검출 유닛은, 상기 스위치 유닛에 의해 상기 드라이버의 출력이 상기 출력 단자에 접속되게 하는 제어 신호를 상기 스위치 유닛에 출력하는 것인 증폭 회로.
  11. 제10항에 있어서, 상기 드라이버의 출력이 상기 출력 단자와 접속되지 않는 오프(OFF) 기간을 제공하도록 상기 스위치 유닛을 제어하는 스위치 제어 유닛을 더 포함하고,
    상기 중첩파 생성 유닛은, 상기 스위치 유닛의 오프 기간 동안 수신되는 상기 반송파 신호의 위상과 동기화된 위상을 가진 중첩파를 생성하는 것인 증폭 회로.
  12. 안테나 모듈에 있어서,
    무선에 의해 신호를 송수신하는 송수신 유닛과,
    제7항에 기재된 증폭 회로
    를 포함하고,
    상기 송수신 유닛에 의해 수신된 신호에 기초하여, 상기 미리 정해진 반송파 신호가 검출될 때에, 상기 증폭 회로는 상기 증폭 반송파 신호를 출력하는 것인 안테나 모듈.
  13. 무선 통신 장치에 있어서,
    무선에 의해 신호를 송수신하는 송수신 유닛과,
    제7항에 기재된 증폭 회로와,
    상기 증폭 회로로부터 수신되는 상기 증폭 반송파 신호를 이용하여 무선 통신을 행하는 무선 통신 유닛
    을 포함하고,
    상기 송수신 유닛에 의해 수신된 신호에 기초하여, 상기 미리 정해진 반송파 신호가 검출될 때에, 상기 증폭 회로는 상기 증폭 반송파 신호를 상기 무선 통신 유닛에 출력하는 것인 무선 통신 장치.
KR1020157021807A 2013-02-15 2014-02-04 증폭 회로, 안테나 모듈, 및 무선 통신 장치 KR101698713B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2013-027730 2013-02-15
JP2013027730A JP6107203B2 (ja) 2013-02-15 2013-02-15 増幅回路、アンテナモジュール及び無線通信装置
JP2013050874A JP6102367B2 (ja) 2013-03-13 2013-03-13 増幅回路、アンテナモジュール及び無線通信装置
JPJP-P-2013-050874 2013-03-13
PCT/JP2014/052986 WO2014126026A1 (en) 2013-02-15 2014-02-04 Amplifier circuit, antenna module, and radio communication device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150106443A true KR20150106443A (ko) 2015-09-21
KR101698713B1 KR101698713B1 (ko) 2017-01-20

Family

ID=51354029

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157021807A KR101698713B1 (ko) 2013-02-15 2014-02-04 증폭 회로, 안테나 모듈, 및 무선 통신 장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9473199B2 (ko)
EP (1) EP2956893B1 (ko)
KR (1) KR101698713B1 (ko)
CN (1) CN104981822B (ko)
CA (1) CA2898428C (ko)
SG (1) SG11201505646UA (ko)
WO (1) WO2014126026A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3065339B1 (fr) * 2017-04-13 2019-07-05 Stmicroelectronics Sa Ligne de transmission avec dispositif de limitation des pertes par desadaptation
CN111884624A (zh) * 2020-08-04 2020-11-03 广州东方电科自动化有限公司 一种提高信号输出功率的阻抗匹配电路

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6321067B1 (en) * 1996-09-13 2001-11-20 Hitachi, Ltd. Power transmission system IC card and information communication system using IC card
EP2450835A2 (en) * 2010-10-28 2012-05-09 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device for wireless communication
US20130222058A1 (en) * 2012-02-29 2013-08-29 Fujitsu Limited Amplifier

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3392016B2 (ja) * 1996-09-13 2003-03-31 株式会社日立製作所 電力伝送システム並びに電力伝送および情報通信システム
JP2000182003A (ja) * 1998-12-18 2000-06-30 Toshiba Corp 送受信装置と送受信装置の送受信方法
DE10229459C1 (de) 2002-07-01 2003-11-13 Texas Instruments Deutschland Transponder
JP4301401B2 (ja) * 2002-11-08 2009-07-22 Ｔｄｋ株式会社 フロントエンドモジュール及び通信端末
JP4618672B2 (ja) 2004-09-02 2011-01-26 フェリカネットワークス株式会社 半導体集積回路および無線通信装置
CN101159024A (zh) * 2006-08-01 2008-04-09 株式会社瑞萨科技 半导体集成电路装置以及接收装置
JP2008061218A (ja) 2006-08-01 2008-03-13 Renesas Technology Corp 半導体集積回路装置および受信装置
US7973608B2 (en) 2006-11-30 2011-07-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Phase locked loop, semiconductor device, and wireless tag
JP4885092B2 (ja) 2007-09-06 2012-02-29 株式会社タムラ製作所 ブースターアンテナコイル
CN101388648B (zh) * 2007-09-14 2011-08-10 财团法人工业技术研究院 多频多模式功率放大电路以及其操作方法
JP2013098927A (ja) 2011-11-04 2013-05-20 Ricoh Co Ltd コイルアンテナ、コイルアンテナ実装体、コイルアンテナの製造方法及びコイルアンテナ実装体の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6321067B1 (en) * 1996-09-13 2001-11-20 Hitachi, Ltd. Power transmission system IC card and information communication system using IC card
EP2450835A2 (en) * 2010-10-28 2012-05-09 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device for wireless communication
US20130222058A1 (en) * 2012-02-29 2013-08-29 Fujitsu Limited Amplifier

Also Published As

Publication number Publication date
CA2898428C (en) 2017-10-10
SG11201505646UA (en) 2015-08-28
US20150358053A1 (en) 2015-12-10
US9473199B2 (en) 2016-10-18
EP2956893A1 (en) 2015-12-23
CN104981822B (zh) 2017-09-22
WO2014126026A1 (en) 2014-08-21
CN104981822A (zh) 2015-10-14
EP2956893A4 (en) 2016-02-24
KR101698713B1 (ko) 2017-01-20
CA2898428A1 (en) 2014-08-21
EP2956893B1 (en) 2018-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101334547B1 (ko) 전원 제어 모듈 및 이를 이용하는 송신 장치
US8249536B2 (en) Apparatus and method for removing transmission leakage signal
KR101698713B1 (ko) 증폭 회로, 안테나 모듈, 및 무선 통신 장치
US11228344B2 (en) Low power mode card detection
US10187122B2 (en) Near field communications device
US8923383B2 (en) Transmitter and transmitting method using delay locked loop
KR101661434B1 (ko) 증폭 회로, 안테나 모듈 및 무선 통신 장치
JP6102367B2 (ja) 増幅回路、アンテナモジュール及び無線通信装置
US8903310B2 (en) Wireless communication apparatus
JP5127354B2 (ja) タイヤ情報監視装置及びタイヤ情報送信機
JP6107203B2 (ja) 増幅回路、アンテナモジュール及び無線通信装置
US11736148B2 (en) Contactless communication device mode switching management
CN113988095B (zh) 非接触式通信设备模式切换管理
JP2005210266A (ja) 受信回路、及びこれを用いた時刻修正装置
JP2008228001A (ja) 利得制御回路
JP2012208825A (ja) 受信回路、受信装置及び受信信号処理方法
KR20090022278A (ko) 신호 처리 모듈

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200103

Year of fee payment: 4