WO2021107583A1 - Ｒｆｉｄ 리더용 송수신기 - Google Patents

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WO2021107583A1
WO2021107583A1 PCT/KR2020/016754 KR2020016754W WO2021107583A1 WO 2021107583 A1 WO2021107583 A1 WO 2021107583A1 KR 2020016754 W KR2020016754 W KR 2020016754W WO 2021107583 A1 WO2021107583 A1 WO 2021107583A1
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signal
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terminal
stage
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PCT/KR2020/016754
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Inventor
고진호
오원갑
조대훈
김수빈
Original Assignee
주식회사 파이칩스
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a transceiver for an RFID reader, and more particularly, to a transceiver for an RFID reader capable of removing a continuous TX leakage signal.
  • FIG. 1 is an exemplary circuit diagram of a conventional transceiver for an RFID reader.
  • a conventional transceiver for an RFID reader includes a receiving end (RX), a transmitting end (TX), a coupler (COUPLER), a signal attenuator 11, a phase shifter 13 and an adder 15. is composed
  • Such a conventional transceiver for an RFID reader cancels the TX leakage signal by creating the same signal.
  • Non-Patent Document 1 J. Lee et al., "A UHF Mobile RFID Reader IC with Self-Leakage Canceller," 2007 IEEE Radio Frequency Integrated Circuits (RFIC) Symposium, Honolulu, HI, 2007, pp. 273-276.
  • Non-Patent Document 2 M. Kim et al., "Adaptive TX Leakage Canceler for the UHF RFID Reader Front End Using a Direct Leaky Coupling Method," in IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 61, no. 4, pp. 2081-2087, April 2014.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a transceiver for an RFID reader capable of removing a continuous TX leakage signal.
  • a transceiver for an RFID reader includes a coupler; an antenna coupled to the coupler; a transmitter connected to the coupler; a receiving end connected to the coupler; and a leakage signal removal unit connected to one terminal between the coupler and the receiving end, wherein the leakage signal removing unit includes an analog terminal and a digital terminal, wherein the analog terminal frequency down-converts the leakage signal received through the one terminal After converting to a digital signal and outputting it to the digital terminal, the phase-controlled digital signal received from the digital terminal is converted into an analog signal, and then frequency up-converted and outputted to the one terminal, and the digital terminal is output from the analog terminal The gain of the received digital signal is adjusted, the gain-adjusted digital signal is integrated, and the phase of the integrated digital signal is adjusted and output to the analog terminal.
  • the digital stage may include: a gain adjuster for changing the sign of the digital signal received from the analog stage and outputting it; an integrator for integrating the digital signal output from the gain controller; a rotator for converting a phase of the digital signal output from the integrator based on a preset conversion angle; and a controller connected between the integrator and the rotator to transfer the digital signal output from the integrator to the rotator.
  • the controller generates and outputs an initial digital I signal for setting the conversion angle with the rotator, and measures the digital I signal and the Q signal received through the analog terminal by the initial digital I signal to the analog terminal It is possible to calculate the angle change due to the delay of , and set the conversion angle by changing the sign of the changed angle.
  • the analog stage includes: a downlink mixer for frequency downconverting the leakage signal received through the one terminal; an analog-to-digital converter for converting the frequency-down-converted leakage signal into a digital signal and outputting it to the digital terminal; a digital-to-analog converter for converting the angle-converted digital signal received from the digital stage into an analog signal; an up-converter for frequency-up-converting the analog signal output from the digital-to-analog converter and outputting it to the one terminal; a driving amplifier connected between the upstream mixer and the one terminal; and a local oscillator for outputting a local frequency signal to the upstream mixer and the downlink mixer.
  • a duplicate signal can be implemented through an integrated circuit, and the duplicate signal can be linearly adjusted.
  • FIG. 1 is an exemplary circuit diagram of a conventional transceiver for an RFID reader.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of a transceiver for an RFID reader according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a detailed block diagram illustrating the leakage signal removing unit 200 of the transceiver for an RFID reader according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 2 .
  • FIG. 4 is a circuit diagram for explaining a leak signal removal operation of the transceiver for an RFID reader according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 3 .
  • FIG. 5 is a circuit diagram for explaining a signal delay compensation operation of the transceiver for an RFID reader according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 3 .
  • FIG. 2 is a circuit diagram of a transceiver for an RFID reader according to an embodiment of the present invention.
  • the transceiver for an RFID reader includes a receiving end (RX, 210), a transmitting end (TX, 230), an antenna (ANT, 270) and a coupler (Coupler, 250), and a receiving end (RX) , 210 and a leakage signal removing unit 200 connected to one terminal (A) between the coupler (250).
  • a receiving end 210 , a transmitting end 230 , an antenna 270 and a ground are respectively connected to the coupler 250 .
  • the TX signal may be input to the receiving end 210 while the TX signal is input to the coupler 250 from the transmitter 230 and transmitted to the antenna 270 .
  • the TX signal leaked to the receiving end 210 is referred to as a leak signal.
  • the leakage signal may be removed through the leakage signal removing unit 300 .
  • the leakage signal removing unit 300 will be described in detail with reference to FIG. 3 .
  • FIG. 3 is a detailed block diagram illustrating the leakage signal removing unit 200 of the transceiver for an RFID reader according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 2 .
  • the leakage signal removing unit 200 includes an analog end 2100 and a digital end 2500 .
  • the analog stage 2100 includes a digital-to-analog converter (DAC, 2110) and an analog-to-digital converter (ADC, 2130).
  • DAC digital-to-analog converter
  • ADC analog-to-digital converter
  • the analog stage 2100 includes an up-conversion mixer 2140 and a drive amplifier 2160 connected between the one terminal A and the digital-to-analog converter 2110 .
  • the upstream mixer 2140 is disposed between the driving amplifier 2160 and the digital-to-analog converter 211 .
  • the analog stage 2100 includes a down-coversion mixer 2150 connected between the one terminal A and the analog-to-digital converter 2130 .
  • analog stage 2100 includes local oscillators LO and 2120 connected to the upstream mixer 2140 and the downstream mixer 2150, respectively.
  • the up-mixer 2140 receives the output signals I' and Q' from the digital-to-analog converter 2110 and the local oscillation signal from the local oscillator 2120 and outputs a frequency up-converted signal.
  • the frequency up-converted signal is amplified by the driving amplifier 2160 .
  • the downlink mixer 2130 receives the received signal from the one terminal A and the local oscillation signal from the local oscillator 2120 and outputs frequency downconverted signals I and Q.
  • the frequency down-converted signals I and Q are input to the analog-to-digital converter 2130 .
  • the digital stage 2500 includes a gain controller 310 , an integrator 320 , a controller 330 , and a rotator 340 .
  • the gain adjuster 310 is connected to the analog-to-digital converter (ADC) 2130 to receive the digital I signal and the digital Q signal, which are output signals from the analog-to-digital converter 2130 .
  • the gain adjuster 310 adjusts and outputs the gains of the received digital I and Q signals.
  • the gain adjuster 310 may change the signs of the received digital I and Q signals to output them, and adjust not only the signs but also the gain values. can be printed out.
  • the integrator 320 is connected to the gain adjuster 310 , and integrates and outputs the digital I and Q signals output from the gain adjuster 310 .
  • the gain adjuster 310 and the integrator 320 may be connected between the analog-to-digital converter 2130 and the controller 330 .
  • the rotator 340 is connected between the digital-to-analog converter (DAC) 2110 and the controller 330 .
  • the rotator 340 converts the angle (or phase) of the digital I signal and the digital Q signal received based on the control signal from the controller 330, and converts the angle-converted digital I signal and the digital Q signal to a digital-to-analog converter ( 2110) is output.
  • DAC digital-to-analog converter
  • the controller 330 is connected between the rotator 340 and the integrator 320 .
  • the controller 330 may transmit the digital I and Q signals output from the integrator 320 to the rotator 340 to perform a leakage signal removal operation.
  • the controller 330 receives the digital I signal and the digital Q signal output from the analog-to-digital converter 2130 in order to perform a signal delay compensation operation, and compensates for the time delay of the signal in the analog terminal 2100 . It is possible to set the angle of transformation of the rotator 340 by calculating the angle for the A detailed method for setting the transformation angle of the rotator 340 will be described later with reference to FIG. 5 .
  • FIG. 4 is a circuit diagram for explaining a leak signal removal operation of the transceiver for an RFID reader according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 3
  • FIG. 5 is a transceiver for an RFID reader according to the embodiment of the present invention shown in FIG. It is a circuit diagram for explaining the signal delay compensation operation of
  • the leakage signal when a leakage signal is input to the one terminal A, the leakage signal is input to the downlink mixer 2130, and the downlink mixer 2130 receives the input leak signal and the local oscillator 2120.
  • the output analog I and Q signals (I, Q) are output to the analog-to-digital converter 2130 .
  • the analog signals I and Q include signals corresponding to the amplitude and phase of the leakage signal input to the one terminal A.
  • the analog-to-digital converter 2130 converts the analog I and Q signals I and Q output from the downlink mixer 2150 into digital I and Q signals I_D and Q_D.
  • the converted digital I and Q signals I_D and Q_D are output to the gain adjuster 310 .
  • the gain adjuster 310 changes the signs of the digital I and Q signals I_D and Q_D and outputs them to the integrator 320 .
  • the gain adjuster 310 may adjust not only the sign but also the gain value.
  • the integrator 320 receives the signed digital I and Q signals I_D and Q_D from the gain adjuster 310 , and integrates the received digital I and Q signals I_D and Q_D to output them.
  • the controller 330 may transmit the digital I and Q signals I_D and Q_D output from the integrator 320 to the rotator 340 .
  • the rotator 340 converts the phases of the received digital I and Q signals I_D and Q_D based on a preset conversion angle.
  • the conversion angle preset in the rotator 340 may be set through a signal delay compensation operation.
  • the analog I signal (I') and the analog Q signal (Q') output from the digital-to-analog converter 2110 pass through the upstream mixer 2140 and the driving amplifier 2160 and are output as I and Q signals from the downlink mixer 2130 .
  • a signal delay compensation operation is performed before the leakage signal compensation operation shown in FIG. 4 .
  • the signal delay compensation operation may be an operation in which the rotator 340 converts the input signal by what angle (or phase), that is, the conversion angle is set.
  • a signal delay compensation operation performed before the leakage signal compensation operation will be described in detail with reference to FIG. 5 .
  • the conversion angle (or conversion phase) for compensating for the time delay of the signal before forming the leakage signal cancellation loop It is preferable to calculate in advance.
  • the controller 330 initially applies only a predetermined digital I signal I_D′ to the rotator 340 and does not apply the digital Q signal Q_D′. Then, the rotator 340 converts and outputs the angle of the input predetermined digital I signal I_D'. In this case, the initial conversion angle set in the rotator 340 is set to 0 degrees. Thereafter, the controller 330 outputs the digital output from the rotator 340 through the analog-to-digital converter 2110 , the upstream mixer 2140 , the driving amplifier 2160 , the downlink mixer 2150 , and the analog-to-digital converter 2130 . It receives an I signal (I_D) and a digital Q signal (Q_D).
  • the controller 330 measures the received digital I signal I_D and the digital Q signal Q_D to calculate an angle change due to a time delay of the analog stage 2100 . Then, the converted angle of the rotator 340 is set by changing the sign of the calculated angle.
  • the angle conversion and calculation may be implemented using the CORDIC algorithm.
  • the leakage signal removing unit 200 of the transceiver for an RFID reader according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 3, as shown in FIGS. 4 and 5, using a Cartesian feedback loop, one terminal Since a duplicate signal having the same magnitude as that of the leakage signal of (A) and having an opposite phase is generated, the leakage signal can be canceled.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

본 발명의 RFID 리더용 송수신기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연속적인 TX 누설 신호 제거할 수 있는 UHF RFID 리더용 송수신기에 관한 것이다. 본 발명의 실시 형태에 따른 RFID 리더용 송수신기는, 커플러; 상기 커플러에 연결된 안테나; 상기 커플러에 연결된 송신단; 상기 커플러에 연결된 수신단; 및 상기 커플러와 상기 수신단 사이의 일 단자에 연결된 누설 신호 제거부를 포함하고, 상기 누설 신호 제거부는 아날로그 단과 디지털 단을 포함하고, 상기 아날로그 단은 상기 일 단자를 통해 수신되는 누설 신호를 주파수 하향 변환한 후 디지털 신호로 변환하여 상기 디지털 단으로 출력하고, 상기 디지털 단으로부터 수신되는 위상 조절된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한 후 주파수 상향 변환하여 상기 일 단자로 출력하고, 상기 디지털 단은 상기 아날로그 단으로부터 수신되는 상기 디지털 신호의 이득을 조절하고, 이득 조절된 상기 디지털 신호를 적분하고, 적분된 상기 디지털 신호의 위상을 조절하여 상기 아날로그 단으로 출력한다.

Description

ＲＦＩＤ 리더용 송수신기
본 발명의 RFID 리더용 송수신기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연속적인 TX 누설 신호를 제거할 수 있는 RFID 리더용 송수신기에 관한 것이다.
도 1은 종래의 RFID 리더용 송수신기의 예시 회로도들이다.
도 1의 우측 도면을 참조하면, 종래의 RFID 리더용 송수신기는, 수신단(RX), 송신단(TX), 커플러(COUPLER), 신호 감쇄기(11), 위상 변위기(13) 및 덧셈기(15)로 구성된다.
이러한 종래의 RFID 리더용 송수신기는 TX 누설 신호와 동일한 신호를 만들어서 상쇄시킨다.
그러나, 종래의 RFID 리더용 송수신기는 집적회로로 구현했을 때, 복제된 신호의 크기와 위상을 선형적으로 조절하기 어렵다. 또한, 누설신호가 변화하면 연속적으로 상쇄시키는 것이 용이하지 않다.
[선행기술문헌]
[비특허문헌]
(비특허문헌 1) J. Lee et al., "A UHF Mobile RFID Reader IC with Self-Leakage Canceller," 2007 IEEE Radio Frequency Integrated Circuits (RFIC) Symposium, Honolulu, HI, 2007, pp. 273-276.
(비특허문헌 2) M. Kim et al., "Adaptive TX Leakage Canceler for the UHF RFID Reader Front End Using a Direct Leaky Coupling Method," in IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 61, no. 4, pp. 2081-2087, April 2014.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 연속적인 TX 누설 신호 제거할 수 있는 RFID 리더용 송수신기를 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 RFID 리더용 송수신기는, 커플러; 상기 커플러에 연결된 안테나; 상기 커플러에 연결된 송신단; 상기 커플러에 연결된 수신단; 및 상기 커플러와 상기 수신단 사이의 일 단자에 연결된 누설 신호 제거부를 포함하고, 상기 누설 신호 제거부는 아날로그 단과 디지털 단을 포함하고, 상기 아날로그 단은 상기 일 단자를 통해 수신되는 누설 신호를 주파수 하향 변환한 후 디지털 신호로 변환하여 상기 디지털 단으로 출력하고, 상기 디지털 단으로부터 수신되는 위상 조절된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한 후 주파수 상향 변환하여 상기 일 단자로 출력하고, 상기 디지털 단은 상기 아날로그 단으로부터 수신되는 상기 디지털 신호의 이득을 조절하고, 이득 조절된 상기 디지털 신호를 적분하고, 적분된 상기 디지털 신호의 위상을 조절하여 상기 아날로그 단으로 출력한다.
여기서, 상기 디지털 단은, 상기 아날로그 단으로부터 수신되는 상기 디지털 신호의 부호를 바꿔 출력하는 이득 조절기; 상기 이득 조절기로부터 출력되는 상기 디지털 신호를 적분하는 적분기; 상기 적분기로부터 출력되는 상기 디지털 신호의 위상을 미리 설정된 변환 각도에 기초하여 변환하는 로테이터; 및 상기 적분기와 상기 로테이터 사이에 연결되어 상기 적분기로부터 출력되는 상기 디지털 신호를 상기 로테이터로 전달하는 제어기;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제어기는 상기 로테이터로 상기 변환 각도를 설정하기 위한 초기 디지털 I 신호를 생성하여 출력하고, 상기 초기 디지털 I 신호가 상기 아날로그 단을 거쳐 수신된 디지털 I 신호와 Q 신호를 측정하여 상기 아날로그 단의 지연에 의한 각도 변화를 연산하고, 변화된 상기 각도의 부호를 바꿔 상기 변환 각도를 설정할 수 있다.
상기 아날로그 단은, 상기 일 단자를 통해 수신되는 누설 신호를 주파수 하향 변환하는 하향 믹서; 상기 주파수 하향 변환된 누설 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 디지털 단으로 출력하는 아날로그 디지털 변환기; 상기 디지털 단으로부터 수신되는 각도 변환된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지털 아날로그 변환기; 상기 디지털 아날로그 변환기에서 출력되는 아날로그 신호를 주파수 상향 변환하여 상기 일 단자로 출력하는 상향 믹서; 상기 상향 믹서와 상기 일 단자 사이에 연결된 구동 증폭기; 및 상기 상향 믹서와 상기 하향 믹서로 국부 주파수 신호를 출력하는 국부 발진기;를 포함할 수 있다.
본 발명의 RFID 리더용 송수신기를 사용하면, 집적회로를 통해 복제 신호를 구현할 수 있으며, 복제 신호를 선형적으로 조절이 가능한 이점이 있다.
또한, TX 누설 신호가 변화하여도 연속적으로 제거할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래의 RFID 리더용 송수신기의 예시 회로도들이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 RFID 리더용 송수신기의 회로도이다.
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 RFID 리더용 송수신기의 누설 신호 제거부(200)를 상세히 도시된 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 RFID 리더용 송수신기의 누설 신호 제거 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 5는 도 3에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 RFID 리더용 송수신기의 신호 지연 보상 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 형태를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 형태는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 형태는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 형태에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 형태로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시 형태 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 RFID 리더용 송수신기의 회로도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 형태에 따른 RFID 리더용 송수신기는, 수신단(RX, 210), 송신단(TX, 230), 안테나(ANT, 270) 및 커플러(Coupler, 250), 수신단(RX, 210)와 커플러(250) 사이의 일 단자(A)에 연결된 누설 신호 제거부(200)를 포함한다.
커플러(250)에 수신단(210), 송신단(230), 안테나(270) 및 접지(Ground)가 각각 연결된다. 송신단(230)에서 TX 신호가 커플러(250)로 입력되어 안테나(270)로 전달되는 과정에서 TX 신호가 수신단(210)으로 입력될 수 있다. 이렇게 수신단(210)으로 누설되는 TX 신호를 누설 신호라 한다. 상기 누설 신호는 누설 신호 제거부(300)를 통해 제거될 수 있다. 이하, 도 3을 참조하여, 누설 신호 제거부(300)를 구체적으로 설명한다.
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 RFID 리더용 송수신기의 누설 신호 제거부(200)를 상세히 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 상기 누설 신호 제거부(200)는 아날로그(Analog) 단(end)(2100)과 디지털(Digital) 단(end) (2500)을 포함한다.
아날로그 단(2100)은, 디지털 아날로그 변환기(DAC, 2110) 및 아날로그 디지털 변환기(ADC, 2130)를 포함한다.
또한, 아날로그 단(2100)은, 상기 일 단자(A)와 디지털 아날로그 변환기(2110) 사이에 연결된 상향 믹서(Up-conversion mixer, 2140)와 구동 증폭기(Drive amplifier, 2160)를 포함한다. 여기서, 상향 믹서(2140)가 구동 증폭기(2160)과 디지털 아날로그 변환기(211) 사이에 배치된다.
또한, 아날로그 단(2100)은, 상기 일 단자(A)와 아날로그 디지털 변환기(2130) 사이에 연결된 하향 믹서(Down-coversion mixer, 2150)를 포함한다.
또한, 아날로그 단(2100)은, 상향 믹서(2140)와 하향 믹서(2150) 각각 연결된 국부 발진기(LO, 2120)를 포함한다.
상향 믹서(2140)는 디지털 아날로그 변환기(2110)로부터의 출력신호(I', Q')와 국부 발진기(2120)으로부터의 국부 발진 신호를 입력받아 주파수 상향 변환된 신호를 출력한다. 주파수 상향 변환된 신호는 구동 증폭기(2160)에서 증폭된다.
하향 믹서(2130)는 상기 일 단자(A)로부터의 수신 신호와 국부 발진기(2120)으로부터의 국부 발진 신호를 입력받아 주파수 하향 변환된 신호(I, Q)를 출력한다. 주파수 하향 변환된 신호(I, Q)는 아날로그 디지털 변환기(2130)으로 입력된다.
디지털 단(2500)은 이득 조절기(Gain controller, 310), 적분기(320), 제어기(330) 및 로테이터(340)을 포함한다.
이득 조절기(310)는 아날로그 디지털 변환기(ADC, 2130)에 연결되어 아날로그 디지털 변환기(2130)으로부터의 출력 신호인 디지털 I 신호와 디지털 Q 신호를 수신한다. 이득 조절기(310)는 수신된 디지털 I, Q 신호의 이득을 조절하여 출력하는데, 이득 조절기(310)는 수신된 디지털 I, Q 신호의 부호를 바꿔 출력할 수 있고, 부호 뿐만 아니라 이득 값도 조절하여 출력할 수 있다.
적분기(320)는 이득 조절기(310)에 연결되며, 이득 조절기(310)로부터 출력되는 디지털 I, Q 신호를 적분하여 출력한다.
이득 조절기(310)와 적분기(320)는 아날로그 디지털 변환기(2130)과 제어기(330) 사이에 연결될 수 있다.
로테이터(340)는 디지털 아날로그 변환기(DAC, 2110)와 제어기(330) 사이에 연결된다. 로테이터(340)는 제어기(330)로부터의 제어 신호에 기초하여 수신되는 디지털 I 신호와 디지털 Q 신호의 각도(또는 위상)를 변환하고, 각도 변환된 디지털 I 신호와 디지털 Q 신호를 디지털 아날로그 변환기(2110)로 출력한다.
제어기(330)는 로테이터(340)와 적분기(320) 사이에 연결된다. 제어기(330)는 누설 신호 제거 동작을 수행하기 위해서, 적분기(320)로부터 출력되는 디지털 I, Q 신호를 로테이터(340)로 전달할 수 있다.
또한, 제어기(330)는 신호 지연 보상 동작을 수행하기 위해서, 아날로그 디지털 변환기(2130)으로부터 출력되는 디지털 I 신호와 디지털 Q 신호를 수신하여, 아날로그 단(2100)에서의 신호의 시간 지연을 보상하기 위한 각도를 연산하여 로테이터(340)의 변환 각도를 설정할 수 있다. 로테이터(340)의 변환 각도 설정에 대한 구체적인 방법은 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.
도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 RFID 리더용 송수신기의 누설 신호 제거 동작을 설명하기 위한 회로도이고, 도 5는 도 3에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 RFID 리더용 송수신기의 신호 지연 보상 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 일 단자(A)로 누설 신호가 입력되면, 하향 믹서(2130)에 누설신호가 입력되고, 하향 믹서(2130)는 입력되는 누설 신호와 국부 발진기(2120)으로부터의 국부 발진 신호에 기초하여 주파수 하향 변환된 아날로그 I 신호(I)와 아날로그 Q 신호(Q)를 출력한다. 출력되는 아날로그 I, Q 신호(I, Q)를 아날로그 디지털 변환기(2130)로 출력된다. 여기서 상기 아날로그 신호(I, Q)는 상기 일 단자(A)로 입력되는 누설 신호의 크기(amplitude)과 위상(phase)에 해당하는 신호를 포함한다.
아날로그 디지털 변환기(2130)는 하향 믹서(2150)에서 출력되는 아날로그 I, Q 신호(I, Q)를 디지털 I, Q 신호(I_D, Q_D)로 변환한다. 변환된 디지털 I, Q 신호(I_D, Q_D)는 이득 조절기(310)로 출력된다.
이득 조절기(310)는 디지털 I, Q 신호(I_D, Q_D)의 부호를 바꿔 적분기(320)로 출력한다. 여기서, 이득 조절기(310)는 부호 뿐만 아니라 이득 값도 조절할 수 있다.
적분기(320)는 이득 조절기(310)로부터 부호가 바뀐 디지털 I, Q 신호(I_D, Q_D)를 수신하고, 수신된 디지털 I, Q 신호(I_D, Q_D)를 적분하여 출력한다. 여기서, 도 4에서는 생략되었지만, 제어기(330)는 적분기(320)으로부터 출력되는 디지털 I, Q 신호(I_D, Q_D)를 로테이터(340)으로 전달할 수 있다.
로테이터(340)는 수신되는 디지털 I, Q 신호(I_D, Q_D)의 위상을 미리 설정된 변환 각도에 기초하여 변환한다. 여기서, 로테이터(340)에 미리 설정된 변환 각도는 신호 지연 보상 동작을 통해 설정될 수 있다.
디지털 아날로그 변환기(2110)에서 출력되는 아날로그 I 신호(I')와 아날로그 Q 신호(Q')가 상향 믹서(2140) 및 구동 증폭기(2160)를 지나서 하향 믹서(2130)에서 I 및 Q 신호로 출력 때까지는 소정의 시간 지연이 발생한다. 이러한 시간 지연을 보상하기 위해는 도 4에 도시된 누설 신호 보상 동작 전에 신호 지연 보상 동작을 수행한다. 상기 신호 지연 보상 동작은 로테이터(340)가 입력되는 신호를 얼마의 각도(또는 위상)로 변환하는지, 즉 변환 각도를 설정하는 동작일 수 있다. 이하, 도 5를 참조하여 누설 신호 보상 동작 전에 수행되는 신호 지연 보상 동작을 구체적으로 설명한다.
도 5를 참조하면, 앞서 상술한 바와 같이, 아날로그 단(2100)에서 신호의 시간 지연이 생기므로, 누설 신호의 제거 루프를 형성하기 전에 신호의 시간 지연을 보상하기 위한 변환 각도(또는 변환 위상)를 미리 연산하는 것이 바람직하다.
이를 위해, 도 5에 도시된 바와 같이, 제어기(330)는 초기에 로테이터(340)에 소정의 디지털 I 신호(I_D')만 인가하고, 디지털 Q 신호(Q_D')는 인가하지 않는다. 그러면, 로테이터(340)는 입력된 소정의 디지털 I 신호(I_D')의 각도를 변환하여 출력하는데, 이 경우에 로테이터(340)에 설정된 초기 변환 각도는 0도 설정된다. 이후, 제어기(330)는 로테이터(340)에서 출력되어 아날로그 디지털 변환기(2110), 상향 믹서(2140), 구동 증폭기(2160), 하향 믹서(2150) 및 아날로그 디지털 변환기(2130)를 통해 출력되는 디지털 I 신호(I_D)와 디지털 Q 신호(Q_D)를 수신한다. 제어기(330)는 수신된 디지털 I 신호(I_D)와 디지털 Q 신호(Q_D)를 측정하여 아날로그 단(2100)의 시간 지연에 의한 각도 변화를 연산한다. 그리고 연산된 각도의 부호를 바꾸어 로테이터(340)의 변환 각도를 설정한다. 여기서, 각도 변환 및 계산은 CORDIC 알고리즘을 이용하여 구현할 수 있다.
도 3에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 RFID 리더용 송수신기의 누설 신호 제거부(200)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 카테시안(Cartesian) 피드백 루프를 이용하여, 일 단자(A)의 누설 신호와 크기는 같고 위상이 반대인 복제 신호를 생성하므로, 상기 누설 신호를 상쇄시킬 수 있다.
이상에서 실시 형태들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 하나의 실시 형태에 포함되며, 반드시 하나의 실시 형태에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 형태에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 형태들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 형태들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시 형태를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 형태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 형태에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
[부호의 설명]
200: 누설 신호 제거부
210: 수신단
230: 송신단
250: 커플러
270: 안테나

Claims (4)

  1. 커플러; 상기 커플러에 연결된 안테나; 상기 커플러에 연결된 송신단; 상기 커플러에 연결된 수신단; 및 상기 커플러와 상기 수신단 사이의 일 단자에 연결된 누설 신호 제거부를 포함하고,
    상기 누설 신호 제거부는, 아날로그 단과 디지털 단을 포함하고,
    상기 아날로그 단은, 상기 일 단자를 통해 수신되는 누설 신호를 주파수 하향 변환한 후 디지털 신호로 변환하여 상기 디지털 단으로 출력하고, 상기 디지털 단으로부터 수신되는 위상 조절된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한 후 주파수 상향 변환하여 상기 일 단자로 출력하고,
    상기 디지털 단은, 상기 아날로그 단으로부터 수신되는 상기 디지털 신호의 이득을 조절하고, 이득 조절된 상기 디지털 신호를 적분하고, 적분된 상기 디지털 신호의 위상을 조절하여 상기 아날로그 단으로 출력하는, RFID 리더용 송수신기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털 단은,
    상기 아날로그 단으로부터 수신되는 상기 디지털 신호의 부호를 바꿔 출력하는 이득 조절기;
    상기 이득 조절기로부터 출력되는 상기 디지털 신호를 적분하는 적분기;
    상기 적분기로부터 출력되는 상기 디지털 신호의 위상을 미리 설정된 변환 각도에 기초하여 변환하는 로테이터; 및
    상기 적분기와 상기 로테이터 사이에 연결되어 상기 적분기로부터 출력되는 상기 디지털 신호를 상기 로테이터로 전달하는 제어기;를 포함하는, RFID 리더용 송수신기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 로테이터로 상기 변환 각도를 설정하기 위한 초기 디지털 I 신호를 생성하여 출력하고, 상기 초기 디지털 I 신호가 상기 아날로그 단을 거쳐 수신된 디지털 I 신호와 Q 신호를 측정하여 상기 아날로그 단의 지연에 의한 각도 변화를 연산하고, 변화된 상기 각도의 부호를 바꿔 상기 변환 각도를 설정하는, RFID 리더용 송수신기.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 아날로그 단은,
    상기 일 단자를 통해 수신되는 누설 신호를 주파수 하향 변환하는 하향 믹서;
    상기 주파수 하향 변환된 누설 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 디지털 단으로 출력하는 아날로그 디지털 변환기;
    상기 디지털 단으로부터 수신되는 각도 변환된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지털 아날로그 변환기;
    상기 디지털 아날로그 변환기에서 출력되는 아날로그 신호를 주파수 상향 변환하여 상기 일 단자로 출력하는 상향 믹서;
    상기 상향 믹서와 상기 일 단자 사이에 연결된 구동 증폭기; 및
    상기 상향 믹서와 상기 하향 믹서로 국부 주파수 신호를 출력하는 국부 발진기;를 포함하는, RFID 리더용 송수신기.
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