KR20170081809A

KR20170081809A - Ｒｆｉｄ 태그 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20170081809A
Application number: KR1020160000652A
Authority: KR
Inventors: 정재영; 박찬원; 김현석; 방효찬; 최원규
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2016-01-04
Filing date: 2016-01-04
Publication date: 2017-07-13
Also published as: US20170193256A1

Abstract

본 발명은 RFID 태그에서 반사 계수 조절을 통해 반사되는 전력량을 멀티 레벨로 제어하여 RFID 태그와 RFID 리더간의 데이터 전송 속도 및 인식 거리를 향상시킬 수 있도록 한 고속 장거리 RFID 태그 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 상기 RFID 태그는, RFID 리더의 요청에 따라 저장된 RFID 직렬 태그 데이터를 멀티 레벨의 복수의 병렬 데이터로 변환하는 데이터 변환부; 상기 변환된 복수의 병렬 데이터에 따른 복수의 태그 반사 계수를 생성하는 반사 계수 조절부; 및 상기 생성된 복수의 태그 반사 계수에 따라 상기 멀티 레벨의 태그 데이터를 안테나를 통해 RFID 리더기로 전송하는 전송부를 포함한다.

Description

ＲＦＩＤ 태그 및 그 제어방법{RFID tag and controlling method}

본 발명은 RFID 태그 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히 RFID 태그에서 반사 계수 조절을 통해 반사되는 전력량을 멀티 레벨로 제어하여 RFID 태그와 RFID 리더간의 데이터 전송 속도 및 인식 거리를 향상시킬 수 있도록 한 고속 장거리 RFID 태그 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 RFID 기술은, 각 사물에 태그를 부착하고, 사물의 고유 식별자(ID)를 무선으로 인식하여, 해당 정보를 수집, 저장, 가공, 추적함으로써 사물에 대한 측위, 원격처리, 관리 및 사물간 정보교환의 서비스를 제공하는 기술이다.

이러한 기술은 기존의 바코드처럼 직접 접촉하거나 가시대역 안에서 스캐닝 할 필요가 없다. 이 같은 장점 때문에 바코드를 대체할 기술로 평가받으며, 활용범위도 확대되고 있다.

한편, 이러한 RFID 시스템은, 리더(Reader)와 태그(Tag) 사이의 상호 통신 방식에 따라 '상호 유도 방식'과 '전자기파 방식'으로 구분되고, 태그가 자체 전력으로 동작하는지의 여부에 따라 '전지 지원형'과 '수동형'으로 구분되며, 사용하는 주파수에 따라 저주파와 고주파 대역으로 구분된다.

저주파 대역(30kHz ~ 500kHz)의 RFID 시스템은 1.8m 이하의 짧은 거리에서 사용되며, 고주파 대역(850MHz ~ 950 MHz 또는 2.45 GHz~ 2.5GHz)의 RFID 시스템은 10m 이상의 먼 거리에서 전송이 가능하다. 즉, RFID 시스템은 RFID 리더기에 안테나를 연결하여 수 미터 이내에 있는 RFID 태그의 정보를 인식하여 그 데이터를 처리하는 시스템이다.

도 1을 참조하여 일반적인 RFID 시스템에 대해 간단하게 설명하기로 한다. 여기서, 도 1은 일반적인 RFID 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, RFID 시스템은 RFID 리더와 및 RFID 태그를 포함한다.

UHF 대역(900MHz 대역) RFID 시스템의 통신에서 RFID 태그는 역산란(Backscattering) 기반의 부하 변조(Load Modulation) 방식을 이용하여 RFID 리더와 통신을 수행한다.

역산란 기반의 부하 변조란, RFID 리더로부터 송출된 전자파를 RFID 태그가 산란시켜 RFID 리더에게 되돌려 보낼 때, 그 산란되는 전자파의 크기나 위상을 변화시켜서 RFID 태그의 정보를 전송하는 방법으로 RFID 태그의 안테나 임피던스(Impedance)를 조정하여 RFID 리더로부터 수신받은 반송파(Carrier) 신호에 정보를 포함하여 전송하는 변조방식이다.

부하 변조를 이용하는 RFID 태그의 신호 전송 방식은 일반적으로 도 1에 도시된 바와 같이 RFIS 태그의 부하 임피던스(Load Impedance)를 2개(Z1, Z2)의 상태로 스위칭하여 반사되는 전력량을 변화시킨다.

즉, 종래의 UHF 대역 RFID 시스템상에서 RFID 태그와 RFID 리더간 통신은 1심벌(Symbol)에 1 비트가 포함되므로 RFID 태그 데이터 전송 속도는 다중의 Multi 레벨을 가지는 PAM(Pulse Amplitude Modulation, multi bits/symbol) 통신 방식에 비해 비효율적인 측면이 있다

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 RFID 태그에서 반사 계수 조절을 통해 반사되는 전력량을 멀티 레벨로 제어하여 RFID 태그와 RFID 리더간의 데이터 전송 속도 및 인식 거리를 향상시킬 수 있도록 한 고속 장거리 RFID 태그 및 그 제어방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 RFID 태그는, RFID 리더의 요청에 따라 저장된 RFID 직렬 태그 데이터를 멀티 레벨의 복수의 병렬 데이터로 변환하는 데이터 변환부; 상기 변환된 복수의 병렬 데이터에 따른 복수의 태그 반사 계수를 생성하는 반사 계수 조절부; 및 상기 생성된 복수의 태그 반사 계수에 따라 상기 멀티 레벨의 태그 데이터를 안테나를 통해 RFID 리더기로 전송하는 전송부를 포함할 수 있다.

상기 반사 계수 조절부의 반사 계수를 생성하기 위해 상기 복수의 병렬 데이터에 매핑되는 바이어스 전압을 생성하는 바이어스 전압 생성부를 더 포함한다.

상기 반사 계수 조절부는, 상기 바이어스 전압 생성부에서 생성되는 바이어스 전압에 따라 부성 저항값이 변화되는 소자를 이용한다.

상기 소자는 트랜지스터, GUNN 다이오드 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.

상기 RFID 태그가 수동형 RFID 태그인 경우, 상기 바이어스 전압은 RFID 리더의 송출 전력을 정류하여 생성한다.

상기 RFID 태그가 전지 지원형 RFID 태그인 경우, 상기 바이어스 전압은 태그에 부착된 전지로부터 획득한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 RFID 태그는, RFID 리더의 요청에 따라 저장된 RFID 직렬 태그 데이터를 멀티 레벨의 복수의 병렬 데이터로 변환하는 데이터 변환부; 상기 복수의 병렬 데이터에 매핑되는 바이어스 전압을 생성하는 바이어스 전압 생성부; 상기 생성된 바이어스 전압을 증폭하여 멀티 레벨의 태그 반사신호를 생성하는 가변 증폭부; 및 상기 가변 증폭기에서 증폭된 멀티 레벨의 태그 반사 신호에 상기 태그 데이터를 RFID 리더로 전송하는 전송부를 포함할 수 있다.

상기 가변 증폭부는, 상기 바이어스 전압 생성부에서 생성된 바이어스 전압에 따라 태그 반사 신호의 레벨을 다르게 증폭한다.

상기 RFID 태그가 수동형 RFID 태그인 경우, 상기 바이어스 전압은 RFID 리더의 송출 전력을 정류하여 생성하고, 상기 RFID 태그가 전지 지원형 RFID 태그인 경우, 상기 바이어스 전압은 태그에 부착된 전지로부터 획득한다.

한편, 본 발명의 일 측면에 따른 RFID 태그 제어방법은, RFID 리더의 요청에 따라 저장된 RFID 직렬 태그 데이터를 멀티 레벨의 복수의 병렬 데이터로 변환하는 단계; 상기 변환된 복수의 병렬 데이터에 따른 복수의 태그 반사 계수를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 복수의 태그 반사 계수에 따라 상기 멀티 레벨의 태그 데이터를 안테나를 통해 RFID 리더기로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 반사 계수를 생성하기 위해 상기 복수의 병렬 데이터에 매핑되는 바이어스 전압을 생성하는 단계를 더 포함한다.

상기 반사 계수는, 상기 생성된 바이어스 전압에 따라 부성 저항값이 변화되는 특성을 이용하여 생성한다.

상기 반사 계수의 생성은, 트랜지스터, GUNN 다이오드 중 적어도 하나를 이용하여 생성한다.

그리고, 본 발명의 다른 측면에 따른 RFID 태그 제어방법은, RFID 리더의 요청에 따라 저장된 RFID 직렬 태그 데이터를 멀티 레벨의 복수의 병렬 데이터로 변환하는 단계; 상기 복수의 병렬 데이터에 매핑되는 바이어스 전압을 생성하는 단계; 상기 생성된 바이어스 전압을 증폭하여 멀티 레벨의 태그 반사신호를 생성하는 단계; 및 상기 증폭된 멀티 레벨의 태그 반사 신호에 상기 태그 데이터를 RFID 리더로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 태그 반사 신호를 생성하는 단계에서, 상기 생성된 바이어스 전압에 따라 태그 반사 신호의 레벨을 다르게 증폭한다.

본 발명에 따르면, 기존의 UHF 대역 RFID 태그가 2가지 상태의 부하 임피던스(정합, 부정합)를 가지고 스위칭하여 반사되는 전력량을 변화시키고, 이를 통해 태그의 데이터를 전송함에 반해, RFID 태그 변조 시 반사계수 조절을 통해 반사되는 전력량을 Multi 레벨로 가변할 수 있기 때문에 1 심벌에 다중 비트를 전송할 수 있으며 이로 인해 전송 속도를 개선시킬 수 있다. 또한 부성저항 특성을 이용해 반사계수를 1보다 크게 함으로써 기존의 수동형 RFID 시스템에 비해 인식거리를 개선시킬 수 있다.

도 1은 일반적인 RFID 시스템의 구성을 나타낸 도면.
도 2는 멀티 레벨의 PAM 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 RFID 태그 내부 블록 구성을 나타낸 도면.
도 4는 일반적인 RFID 태그의 반사계수를 설명하기 위한 도면.
도 5는 도 3에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 RFID 태그내 반사 계수 조절부에 대한 일 실시예를 나타낸 도면.
도 6는 본 발명의 따른 RFID 태그 내 반사계수 조절부의 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 RFID 태그 신호를 RFID 리더에서 수신한 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면.
도 8은 도 3에 도시된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 반사 계수 조절부에 대한 다른 실시예를 나타낸 도면
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 RFID 태그에 대한 내부 블록 구성을 나타낸 도면.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

먼저, 본 발명에 따른 RFID 태그에 대한 구성 및 동작을 설명하기에 앞서, 본 발명이 어떠한 목적 및 효과를 달성하기 위한 발명인지에 대하여 도 2를 참조하여 간단하게 살펴보자. 여기서, 도 2는 멀티 레벨의 PAM 신호를 설명하기 위한 도면이이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명은 1 심벌에 3비트의 이진 신호를 포함하는 것으로, 이는 1 심벌(Symbol)에 1비트를 포함하는 기존 RFID 통신 방식에 비해 3배 이상의 전송 속도를 개선할 수 있다.

본 발명의 따른 RFID 태그는 반사계수 조절을 통해 반사되는 전력량을 Multi 레벨로 제어함으로써 태그와 리더장치 간 데이터 전송 속도 및 인식거리를 개선시킬 수 있으며, 또한 태그 역산란 신호를 Multi 레벨로 증폭함으로써 동일한 결과를 얻을 수 있도록 한 것이다.

이하, 본 발명에 따른 RFID 태그 및 그 제어방법에 대한 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 RFID 태그에 대한 블록 구성을 나타낸 도면이다.

먼저, 일반적으로 수동형 RFID 태그는 RFID 리더로부터 송출된 전자파를 산란시켜 태그 정보를 RFID 리더로 되돌려 보내며, 이를 위해 태그 안테나의 임피던스를 가변한다. 이때 태그 안테나의 임피던스 가변은 태그 내 변조부의 임피던스 값을 스위칭함으로써 이루어지며, 통상 태그의 부하 임피던스는 2가지 상태를 가진다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 RFID 태그는 태그 안테나(300), 임피던스 정합부(310), 정류부(320), 전력부(330), 복조부(340), 로직부(350), 전압 제어부(360), 메모리(370) 및 반사계수 조절부(380)를 포함할 수 있다.

상기한 일반적인 수동형 RFID 태그와 달리 본 발명에 따른 RFID 태그는 반사계수 조절부(380)를 통해 태그 정보를 RFID 리더에 되돌려 보내며, 역산란 신호의 세기는 전압 제어부(360)를 통해 조절한다. 여기서, 상기 태그 안테나(300), 임피던스 정합부(310), 정류부(320), 전력부(330), 복조부(340), 메모리부(370)는 기존 수동형 또는 전지 지원형 RFID 태그와 동일할 수 있으며, 로직부(350), 전압제어부(360), 반사계수 조절부(380)는 본 발명에 의해 달라질 수 있다.

상기, 임피던스 정합부(310)는 태그 안테나(300)와 RFID 리더간의 신호 송수신을 위한 임피던스 정합을 수행하고, 임피던스 정합으로 태그 안테나(300)를 통해 수신되는 RF 신호를 정류부(310) 및 복조부(340)로 제공한다. 그리고, 임피던스 정합부(310)는 RFID 리더로부터의 명령에 대응되는 부호화된 태그 데이터를 반사 계수 조절부(380)를 통해 변환된 멀티 레벨의 RF 전력량으로 태그 안테나(300)를 통해 RFID 리더로 전송한다.

정류부(320)는 태그 안테나(300) 및 임피던스 정합부(310)를 통해 RFID 리더로부터 수신한 RF 전력을 DC 전압으로 변환하여 전력부(330)로 제공한다. 여기서, 정류부(320)는 다이오드와 커패시터로 구성될 수 있다.

전력부(320)는 상기 정류부(310)로부터 제공되는 DC 전압을 RFID 태그내 각 블록의 구동을 위한 전원으로 공급하는 것으로, 통상 커패시터로 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 RFID 태그가 전지 지원형 RFID 태그인 경우 정류부(310)와 전력부(320)는 별도의 전지를 통해 구현될 수 있다.

복조부(340)는 임피던스 정합부(310)를 통해 수신되는 RFID 리더의 명령어를 복조하여 복조된 RFID 리더의 명령어를 로직부(350)로 제공한다.

로직부(350)는 상기 복조부(340)로부터 제공되는 RFID 명령어에 따라 그에 대응되는 태그 데이터를 메모리(370)로부터 리드하고, 리드된 태그 데이터를 부호화(encoding)하여 전압 제어부(350)로 제공한다.

전압 제어부(360)은 로직부(350)으로부터 제공되는 태그 데이터에 따른 바이어스 전압을 생성하여 상기 태그 데이터와 함께 반사 계수 조절부(380)으로 제공한다.

반사계수 조절부(380)는 고속 장거리통신을 하기 위해 역산란 반사신호의 세기를 상기 전압 제어부(360)에서 제공되는 바이어스 전압에 따라 멀티 레벨로 변환하고, 변환된 멀티 레벨의 역산란 반사 신호에 상기 부호화된 태그 데이터를 실어 태그 안테나(300)를 통해 RFID 리더로 전송한다

즉, 본 발명에 따른 RFID 태그는 멀티 레벨의 태그 데이터 정보를 하나의 심벌로 표현하며, 전압 제어부(360)를 통해 인가되는 바이어스 전압 제어에 따라 태그 변조 시 반사되는 전력량을 반사 계수 조절부(380)를 통해 멀티 레벨로 가변할 수 있기 때문에 1 심벌에 다중 비트를 전송할 수 있으며 이로 인해 전송 속도를 개선시킬 수 있다. 또한 반사계수를 1보다 크게 함으로써 기존의 수동형 RFID 시스템에 비해 인식거리를 개선시킬 수 있는 것이다.

이를 위해 고속 장거리 태그 내 로직부(350)는 반사계수 조절부(380)에 인가할 바이어스 전압 매핑 정보를 사전에 인지하고 있으며, 전압 제어부(350)를 통해 바이어스 전압을 반사 계수 조절부(380)로 제공한다.

여기서, 도 4를 참조하여 반사 계수에 대하여 살펴보기로 하자. 여기서, 도 4는 일반적인 RFID 태그의 반사계수를 설명하기 위한 도면이다.

반사계수란 입력전압 대비 반사전압의 비로 나타내며, 일반적으로 0< Г <1 사이의 값을 가진다. 그러나, 도 4에 도시된 바와 같이 안테나 임피던스(Z_a)와 태그 임피던스(Z_c)의 합이 0이 된다면 반사계수(Γ_tag)는 1보다 큰 값을 지니게 된다. 이를 구현하기 위해서 RFID 태그는 부성저항 값을 가져야 한다.

이와 같은 RFID 태그의 부성저항 특성을 이용하여 반사 계수를 조절하는 구체적인 실시예에 대하여 살펴보기로 하자. 즉, 도 3에 도시된 반사 계수 조절부(380)에서 부성 저항 특성을 갖도록 하는 각각의 실시예에 대하여 살펴보자.

도 5는 도 3에 도시된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 반사 계수 조절부의 일 실시예를 나타낸 도면이고, 도 8은 도 3에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사 계수 조절부의 다른 실시예를 나타낸 도면이다. 여기서, 도 5 및 도 8의 전체적인 구성은 도 3에 도시된 구성과 동일하기 때문에 구체적인 설명은 생략하고, 반사 계수 조절부(380)의 동작에 대해서만 설명하기로 한다.

먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 반사계수 조절부(380)는 부성 저항 특성을 갖는 발진기를 이용한 것으로, 상기 발진기는 BJT(Bipolar Junction Transistor) 또는 FET(Field Effect Transistor)를 이용하여 불안정 조건을 만들고, 부성저항 조건이 생성되도록 피드백 네트워크(feedback network)와 공진기로 구성되는 것이다.

한편, 본 발명의 반사 계수 조절부(380)의 또 다른 실시예로서 도 8에 도시된 바와 같이 부성저항 특성을 가지는 GUNN 다이오드를 이용할 수 있다, 즉, 도 8에 도시된 바와 같이 GUNN 다이오드는 순방향에 전압을 가하면 급격히 커다란 전류(첨두 전류)가 흐르지만 전압을 높여나가면 점차 전류가 낮아지는 구간이 발생한다. 전압을 더욱 높여 나가면 그에 비례해서 전류는 다시 올라가게 된다. 이러한 부성 영역에서는 낮은 전압의 변화에 따라 커다란 전류의 변화를 얻을 수 있으며, 이를 이용하면 본 발명에서 제안하는 반사계수 조절부(380)를 구성할 수 있다.

한편, 상기에서는 부성 특성을 가지는 반사 계수 조절부(380)에 대하여 도 5 및 도 8에서는 BJT(Bipolar Junction Transistor) 또는 FET(Field Effect Transistor) 및 GUUN 다이오드에 대해서만 실시예로 설명하였으나, 부성 저항 특성을 가지는 다양한 부성 저항 회로 또는 다양한 부성 저항 소자를 이용할 수도 있음을 이해해야 할 것이다.

이와 같은 RFID 태그내의 반사 계수 조절부(380)의 부성 저항 특성을 이용한 시뮬레이션 결과를 도 6을 참조하여 살펴보자. 도 6는 본 발명의 실시 예에 따른 고속 장거리 RFID 태그 내 반사계수 조절부의 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하여 시뮬레이션 결과를 살펴보면, 900MHz 대역에서 산란계수(S-parameter)는 인가되는 바이어스 전압에 따라 변화하며, 0보다 큰 값을 가지는 경우가 발생함을 알 수 있다. 이러한 결과로부터 본 발명에 따른 RFID 태그는 기존 수동형 RFID 태그보다 반사되는 신호의 세기가 크다는 것을 알 수 있으며, RFID 태그-RFID 리더간 인식거리는 확장가능한 것이다.

이와 같은 방식으로 RFID 태그로부터 전송되는 태그 신호를 RFID 리더에서 수신하는 결과를 살펴보면, 도 7과 같다. 여기서, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 고속 장거리 RFID 태그 신호를 RFID 리더에서 수신한 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, RFID 리더에서 복조되는 태그 신호는 3 단계를 보이며, 이는 2비트의 신호를 1심벌에 전송 가능하다는 것을 알 수 있다.

도 9은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 RFID 태그의 블록 구성을 나타낸 도면이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 RFID 태그는, 크게 태그 안테나부와 테그 시스템부로 구분될 수 있다.

태그 안테나부는 태그 수신 안테나(900) 및 태그 송신 안테나(910)를 포함한다.

태그 시스템부는 경로 제어부(920), 임피던스 정합부(930), 정류부(940), 전력부(950), 복조부(960), 로직부(970), 메모리(80), 이득 조절부(990), 변조부(1000) 및 가변 증폭부(1010)를 포함할 수 있다. 여기서, 임피던스 정합부(930), 정류부(940), 전력부(950), 복조부(960)는 도 3에 도시된 본 발명의 제1 실시에의 구성과 그 동작이 동일하기 때문에 상세 설명은 생략하기로 한다.

먼저, RFID 리더로부터 전송되는 신호는 태그 수신 안테나부(900)를 통해 경로 제어부(920), 임피던스 정합부(930), 복조부(960)를 통해 로직부(970)로 제공된다.

여기서, 경로 제어부(920)는 포트 ①번으로 RFID 리더로부터 전송된 신호가 입력되면, ②번 혹은 ③번 포트 중 어느 한쪽 포트에만 전력이 전달되도록 하고 나머지 포트는 전력이 전달되지 않도록 경로를 제어한다.

즉, 태그 수신 동작시, RFID 리더로부터 전송된 명령어 신호는 경로 제어부(920) 포트 ② 포트를 통해 임피던스 정합부(930)를 통해 복조부(960)로 제공되고, ③번 포트로는 전달되지 않는다.

반면, 태그 송신 동작 시, RFID 리더로 전송될 태그 신호는 경로 제어부(920)의 ① 포트로는 전달되지 않으며, ③ 포트를 통해 가변 증폭부(1010)로 전달된다. 여기서, 상기 경로 제어부(920)는 써큘레이터 또는 RF 스위치로 구성될 수 있는 것으로, 써큘레이터를 사용하는 경우 한쪽 방향으로 신호가 회전하듯이 방향성을 갖고 전달되고, RF 스위치를 사용하는 경우는 ②번 포트와 ③번 포트에 각각 RF 스위치를 배치하고, 독립적으로 동작시키면 상기와 같은 신호 송, 수신 처리를 위한 경로 제어가 가능한 것이다.

임피던스 정합부(930)는 경로 제어부(920)와 복조부(960)/변조부(1000) 사이의 임피던스 정합을 수행한다. 여기서, 임피던스 정합부(930)를 통해 복조부(960)로 입력되는 신호는 전자파 신호와 기저대역신호를 포함하고, 전자파 신호는 RFID 리더로부터 전송된 연속파(정현파)를 포함하며, 기저대역신호는 RFID 리더 명령어를 포함한다.

복조부(960)는 태그 안테나(900)를 통해 수신되는 RFID 리더의 기저 대역 신호(BASE BAND SIGNAL)를 복조하여 로직부(970)로 제공한다.

로직부(970)는 복조부(960)로 제공되는 복조된 RFID 리더의 명령어를 판독하여 명령어에 대한 태그 데이터를 메모리(980)로부터 리드한다. 즉, 로직부(970)는 RFID 리더 명령어에 대한 응답 신호로 태그 메모리(980)에 저장된 태그 정보 예를 들어, 사물의 유일 식별 코드나 정보를 리드하여 변조부(960)로 제공한다.

변조부(1000)는 로직부(970)로부터 제공되는 태그신호를 스위칭시켜 태그의 임피던스를 변화시킨다. 여기서 태그의 임피던스 변화에 의해 역산란 되는 전자파의 크기가 달라지며, 이 크기가 리더에 전달되면 리더는 태그의 송신 데이터를 분석한다.

한편, 이득 조절부(990)는 로직부(970)의 제어에 따라 태그 안테나(910)를 통해 RFID 리더로 전송한 태그신호를 가변적으로 증폭하기 위한 이득을 조절하여 이득 신호를 가변 증폭부(1010)로 제공한다.

가변 증폭부(1010)는 이득 조절부(990)로부터 조절된 이득값에 따라 신호를 증폭하여 멀티 레벨의 태그 역산란 신호를 생성한다. 여기서, 멀티 레벨의 태그 신호는 1심벌에 다수 비트 정보를 포함할 수 있어, 고속 데이터 전송이 가능하다. 또한 가변 증폭부(1010)를 통해 역산란 신호를 증폭할 수 있어, 장거리 데이터 전송이 가능한 것이다.

이와 같이 가변 증폭부(1010)를 통해 역산란된 신호를 증폭하여 멀티 레벨의 역산란된 신호에 변조부(1000)에서 변조된 태그 신호를 실어 태그 안테나(910)를 통해 RFID 리더로 전송하는 것이다.

본 발명에 따른 RFID 태그 및 그 제어방법을 실시 예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.

따라서, 본 발명에 기재된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

300, 900, 910 : 태그 안테나 310, 930 : 임피던스 정합부
320, 940 : 정류부 330, 950 : 전력부
340, 960 : 복조부 350, 970 : 로직부
360 : 전압 제어부 370, 980 : 메모리
380 : 반사 계수 조절부 920 : 경로 제어부
990 : 이득 조절부 1000 : 변조부
1010 : 가변 증폭부

Claims

RFID 리더의 요청에 따라 저장된 RFID 직렬 태그 데이터를 멀티 레벨의 복수의 병렬 데이터로 변환하는 데이터 변환부;
상기 변환된 복수의 병렬 데이터에 따른 복수의 태그 반사 계수를 생성하는 반사 계수 조절부; 및
상기 생성된 복수의 태그 반사 계수에 따라 상기 멀티 레벨의 태그 데이터를 안테나를 통해 RFID 리더기로 전송하는 전송부;
를 포함하는 RFID 태그.
제1항에 있어서,
상기 반사 계수 조절부의 반사 계수를 생성하기 위해 상기 복수의 병렬 데이터에 매핑되는 바이어스 전압을 생성하는 바이어스 전압 생성부를 더 포함하는 것인 RFID 태그.
제2항에 있어서,
상기 반사 계수 조절부는, 상기 바이어스 전압 생성부에서 생성되는 바이어스 전압에 따라 부성 저항값이 변화되는 소자를 이용하는 것인 RFID 태그.
제3항에 있어서,
상기 소자는 트랜지스터, GUNN 다이오드 중 적어도 하나를 이용하는 것인 RFID 태그.
제2항에 있어서,
상기 RFID 태그가 수동형 RFID 태그인 경우, 상기 바이어스 전압은 RFID 리더의 송출 전력을 정류하여 생성하는 것인 RFID 태그.
제5항에 있어서,
상기 RFID 태그가 전지 지원형 RFID 태그인 경우, 상기 바이어스 전압은 태그에 부착된 전지로부터 획득하는 것인 RFID 태그.
RFID 리더의 요청에 따라 저장된 RFID 직렬 태그 데이터를 멀티 레벨의 복수의 병렬 데이터로 변환하는 데이터 변환부;
상기 복수의 병렬 데이터에 매핑되는 바이어스 전압을 생성하는 바이어스 전압 생성부;
상기 생성된 바이어스 전압을 증폭하여 멀티 레벨의 태그 반사신호를 생성하는 가변 증폭부; 및
상기 가변 증폭기에서 증폭된 멀티 레벨의 태그 반사 신호에 상기 태그 데이터를 RFID 리더로 전송하는 전송부
를 포함하는 것인 RFID 태그.
제7항에 있어서,
상기 가변 증폭부는, 상기 바이어스 전압 생성부에서 생성된 바이어스 전압에 따라 태그 반사 신호의 레벨을 다르게 증폭하는 것인 RFID 태그.
제7항에 있어서,
상기 RFID 태그가 수동형 RFID 태그인 경우, 상기 바이어스 전압은 RFID 리더의 송출 전력을 정류하여 생성하고, 상기 RFID 태그가 전지 지원형 RFID 태그인 경우, 상기 바이어스 전압은 태그에 부착된 전지로부터 획득하는 것인 RFID 태그.
RFID 리더의 요청에 따라 저장된 RFID 직렬 태그 데이터를 멀티 레벨의 복수의 병렬 데이터로 변환하는 단계;
상기 변환된 복수의 병렬 데이터에 따른 복수의 태그 반사 계수를 생성하는 단계; 및
상기 생성된 복수의 태그 반사 계수에 따라 상기 멀티 레벨의 태그 데이터를 안테나를 통해 RFID 리더기로 전송하는 단계;
를 포함하는 RFID 태그 제어방법.
제10항에 있어서,
상기 반사 계수를 생성하기 위해 상기 복수의 병렬 데이터에 매핑되는 바이어스 전압을 생성하는 단계를 더 포함하는 것인 RFID 태그 제어방법.
제11항에 있어서,
상기 반사 계수는, 상기 생성된 바이어스 전압에 따라 부성 저항값이 변화되는 특성을 이용하여 생성하는 것인 RFID 태그 제어방법.
제12항에 있어서,
상기 반사 계수의 생성은, 트랜지스터, GUNN 다이오드 중 적어도 하나를 이용하여 생성하는 것인 RFID 태그 제어방법.
제10항에 있어서,
상기 RFID 태그가 수동형 RFID 태그인 경우, 상기 바이어스 전압은 RFID 리더의 송출 전력을 정류하여 생성하는 것인 RFID 태그 제어방법.
제14항에 있어서,
상기 RFID 태그가 전지 지원형 RFID 태그인 경우, 상기 바이어스 전압은 태그에 부착된 전지로부터 획득하는 것인 RFID 태그 방법.
RFID 리더의 요청에 따라 저장된 RFID 직렬 태그 데이터를 멀티 레벨의 복수의 병렬 데이터로 변환하는 단계;
상기 복수의 병렬 데이터에 매핑되는 바이어스 전압을 생성하는 단계;
상기 생성된 바이어스 전압을 증폭하여 멀티 레벨의 태그 반사신호를 생성하는 단계; 및
상기 증폭된 멀티 레벨의 태그 반사 신호에 상기 태그 데이터를 RFID 리더로 전송하는 단계;
를 포함하는 것인 RFID 태그.
제16항에 있어서,
상기 태그 반사 신호를 생성하는 단계에서, 상기 생성된 바이어스 전압에 따라 태그 반사 신호의 레벨을 다르게 증폭하는 것인 RFID 태그 제어방법.
제17항에 있어서,
상기 RFID 태그가 수동형 RFID 태그인 경우, 상기 바이어스 전압은 RFID 리더의 송출 전력을 정류하여 생성하는 것인 RFID 태그 제어방법.
제18항에 있어서,
상기 RFID 태그가 전지 지원형 RFID 태그인 경우, 상기 바이어스 전압은 태그에 부착된 전지로부터 획득하는 것인 RFID 태그 제어방법.