KR100617322B1 - 송신누설신호를 제거하는 ｒｆｉｄ 리더기 수신 장치 - Google Patents

송신누설신호를 제거하는 ｒｆｉｄ 리더기 수신 장치 Download PDF

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KR100617322B1
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박경환
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명은 송신누설신호를 제거하는 RFID 리더기 수신 장치에 관한 것으로, RFID 태그응답신호와 송신누설신호로 이루어진 수신신호 중에서 상기 송신누설신호만을 제거하는 수동형 RFID 리더기 수신 장치에 있어서, 주파수합성부로부터 입력되는 국부발진신호에 대한 위상을 상기 송신누설신호의 위상과 소정 각도만큼 위상차가 발생하도록 조절하는 위상조절부; 상기 위상조절부에서 위상 조절된 국부발진신호를 상대 위상차가 90도가 되는 I 경로신호와 Q 경로신호로 각각 출력하는 I변위기 및 Q변위기로 이루어진 위상변위부; 상기 I변위기로부터 출력 받은 I 경로신호와 상기 수신신호를 주파수 하향 혼합하는 제1주파수하향혼합기 및 상기 Q변위기로부터 출력 받은 Q 경로신호와 상기 수신신호를 주파수 하향 혼합하는 제2주파수하향혼합기로 이루어진 주파수하향혼합부; 및 상기 제1주파수하향혼합기로부터 입력받은 신호를 필터링하여 상기 수신신호 중에서 송신누설신호를 제거하는 제1필터와 상기 제2주파수하향혼합기로부터 입력받은 신호를 필터링하여 상기 수신신호 중에서 송신누설신호를 제거하는 제2필터로 이루어진 필터부;로 구성된다. 따라서, RFID 리더기의 수신부로 유입되는 송신누설신호를 제거하여 수신 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

송신누설신호를 제거하는 ＲＦＩＤ 리더기 수신 장치{Receiver of RFID reader for rejection Tx leakage signal}
도 1은 종래의 RFID 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2a 내지 도 2f는 도 1의 RFID 시스템에서의 신호 스펙트럼을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신누설신호 제거를 위한 RFID 리더기 장치의 구성도이다.
본 발명은 송신누설신호를 제거하는 RFID 리더기 수신 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 송신누설신호와 소정 각도의 위상차를 가지는 국부발진신호를 수신신호와 혼합함으로써 수신신호 중에서 송신누설신호만을 제거하는 송신누설신호 제거를 위한 수동형 RFID 리더기 수신 장치에 관한 것이다.
일반적인 고정형 RFID 리더는 송신 안테나와 수신 안테나를 각각 갖추고 있기 때문에, 수신기에서는 수신 안테나를 통해 RFID 태그로부터 반사된 신호만을 수신한다.
휴대용 단말형 리더기의 경우에는 송수신 겸용인 한 개의 송수신 겸용 안테 나만을 사용하게 된다. 송수신 겸용 안테나를 사용하는 종래의 휴대용 단말형 리더기에서는 송신과 수신의 독립성을 보장하기 위해, 주파수분할, 시분할 또는 코드분할 등의 방법을 사용한다.
반면에, 수동형 RFID 리더기에서는 신호의 송신과 수신에 주파수를 동시에 사용하고 방향성 분할 방식을 사용한다. 즉, 수동형 RFID 리더기의 송신부로부터의 송신신호는 안테나 방향으로, 안테나부터의 수신신호는 수동형 RFID 리더기의 수신부 방향으로만 보내주는 방향성결합기(Directional Coupler)를 사용하여 송신과 수신을 분리하게 된다.
그러나 일반적으로 방향성결합기의 송수신 분리도가 크지 않기 때문에 어느 정도의 송신신호가 수동형 RFID 리더기의 수신부 방향으로 누설된다. 따라서, 수동형 RFID 리더기에서 수신기 방향으로도 입력되는 송신 신호를 억제할 회로가 필요하게 된다.
도 1은 종래의 RFID 시스템의 개략적인 구성도이다. 도 1을 살펴보면, 수동형 RFID 시스템은 RFID 리더기(10)와 RFID 태그(20)를 포함하여 이루어진다. 여기에서, 수동형 RFID 시스템은 RFID 리더기(10)에서 신호를 송신하고 RFID 태그(20)에서 해당하는 신호를 응답하는 형태로 통신이 이루어진다.
RFID 리더기(10)는 안테나(11), RF 필터(12), 방향성결합기(DC:Directional Coupler)(13), 송신부(Tx)(14), 주파수합성부(PLL)(15), 수신부(Rx)(16) 및 디지털부(17)를 포함하여 이루어진다.
수동형 RFID 시스템의 통신규약에는 RFID 리더기(10)의 송신부(14)에서는 디 지털부(17)부로부터 기저대역 신호를 입력받으면 변조신호와 무변조(CW : Continuous Wave) 신호를 번갈아 송신하도록 되어 있다.
RFID 리더기(10)가 변조신호를 송신할 경우에는 RFID 태그(20)는 수신만 하고 응답 신호를 보내지 않기 때문에 RFID 리더기(10)에는 수신되는 신호가 없다. 반면에, RFID 리더기(10)가 무변조신호를 송신할 경우에는 RFID 태그(20)로부터의 응답 신호가 있기 때문에 RFID 리더기(10)의 수신부(16)에서는 수신 신호를 처리해야 한다.
RFID 태그(20)는 RFID 리더기(10)로부터의 무변조신호중에서 일부는 흡수하고 일부는 반사시킨다. 이와 같이 반사된 신호가 RFID 태그(20)로부터의 응답 신호이며, 반사율에 변화를 줌으로써 정보를 싣게 된다. RFID 리더기(10)는 무변조신호를 송신하는 동안에 수신도 동시에 하게 된다. 따라서, RFID 리더기(10)에서는 송신과 수신이 같은 주파수를 사용하게 되는 것이다.
송신부(14)에서 무변조(CW : Continuous Wave) 신호를 생성하여 방향성결합기(13)로 전송한다. 무변조신호는 방향성결합기(13)를 통과하면서 일부는 수신부(16)로 나머지는 RF 필터(12)와 안테나(11)를 거쳐 RFID 태그(20)로 전송된다.
RFID 리더기(10)에서는 송수신 겸용인 한 개의 안테나만을 사용하므로, 방향성결합기(13)를 사용하여 송신과 수신을 분리하게 된다. 즉, 송신 신호는 방향성결합기(13)를 통해 안테나(11) 방향으로만 전달이 되도록 한다. 그러나, 통상적으로 방향성결합기(13)에서의 송수신 분리도가 크지 않기 때문에 어느 정도의 송신누설신호가 수신부(16) 방향으로 입력되게 된다.
수신부(16)에서는 송신부(14)에서 누설된 송신누설신호(
Figure 112005024139479-pat00001
: Leakaged Signal)와 RFID 태그(20)로부터의 RFID 태그응답신호(
Figure 112005024139479-pat00002
: Reflected Signal)가 같이 수신된다. 따라서, 수신부(16)에서는 RFID 태그(20)로부터의 RFID 태그응답신호(
Figure 112005024139479-pat00003
)만을 복원하기 힘들다는 문제점이 있다.
도 2a 내지 도 2e는 도 1의 RFID 시스템에서의 신호 스펙트럼을 나타낸다.
도 2a는 도 1의 수동형 RFID 시스템의 송신부(14)에서 송신되는 송신신호(1)에 대한 스펙트럼을 나타낸다.
도 2b는 도 1의 수동형 RFID 시스템의 송신부(14)에서 수신부(16)로 누설되는 송신누설신호(2)에 대한 스펙트럼을 나타낸다.
도 2c는 도 1의 수동형 RFID 시스템의 RFID 태그(20)에서의 RFID 태그응답신호(3, 4a, 4b)에 대한 스펙트럼이다. 상기 RFID 태그응답신호는 반송파성분(3)과 RFID 태그 정보가 들어있는 변조성분(4a, 4b)으로 구성된다.
도 2d는 도 1의 수동형 RFID 시스템의 수신부(16)에서 도 2b의 송신누설신호와 도 2c의 RFID 태그응답신호가 합쳐진 합성신호(5, 4a, 4b)에 대한 스펙트럼을 나타낸다. RFID 리더기(10)에서는 변조성분(4a, 4b)만을 추출해 내야 한다. 하지만, 적지 않은 송신누설신호(2)도 같이 유입됨에 따라 수신신호의 반송파성분(5)이 커지게 된다. 따라서, 반송파성분(5)과 변조성분(4a, 4b)의 스펙트럼이 겹쳐지는 에일리어징(Aliasing) 현상이 발생하여 변조성분(4a, 4b)만을 추출해 내기가 어렵 게 된다.
도 2e는 도 1의 수동형 RFID 시스템에서 송신누설신호가 없는 경우에 수신부(16)에서 필터링 후에 발생하는 신호(6, 4b)에 대한 스펙트럼을 나타낸다.
도 2f는 도 1의 수동형 RFID 시스템에서 송신누설신호가 있는 경우에 수신부(16)에서 필터링 후에 발생하는 신호(7, 4b, 5a)에 대한 스펙트럼을 나타낸다.
도 2e와 도 2f를 비교하면, 송신누설신호성분이 없을 때에는 필터링 후 변조성분(4b) 만을 얻을 수 있었지만, 송신누설신호성분이 있을 때에는 필터링 후에도 변조성분(4b)과 송신누설신호성분(5a)이 함께 섞여 있기 때문에 변조성분(4b)만을 추출할 수 없다.
종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 송신누설신호를 제거하는 RFID 리더기 수신 장치에서는, 수동형 RFID 리더기의 수신부 내의 하향주파수혼합기로 입력되는 국부발진신호의 위상을 정밀 조정하여 송신누설신호의 위상과 같은 위상차, 45도 위상차 또는 90도 위상차를 가지도록 함으로써 수신신호 중에서 송신누설신호만을 억제하도록 하는 수동형 RFID 리더기 수신 장치를 제공한다.
상기 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 송신누설신호를 제거하는 RFID 리더기 수신 장치는, RFID 태그응답신호와 송신누설신호로 이루어진 수신신호 중에서 상기 송신누설신호만을 제거하는 RFID 리더기 수신 장치에 있어서, 주파수합성부로부터 입력되는 국부발진신호에 대한 위상을 상기 송신누 설신호의 위상과 소정 각도만큼 위상차가 발생하도록 조절하는 위상조절부; 상기 위상조절부에서 위상 조절된 국부발진신호를 상대 위상차가 90도가 되는 I 경로신호와 Q 경로신호로 각각 출력하는 I변위기 및 Q변위기로 이루어진 위상변위부; 상기 I변위기로부터 출력 받은 I 경로신호와 상기 수신신호를 주파수 하향 혼합하는 제1주파수하향혼합기 및 상기 Q변위기로부터 출력 받은 Q 경로신호와 상기 수신신호를 주파수 하향 혼합하는 제2주파수하향혼합기로 이루어진 주파수하향혼합부; 및 상기 제1주파수하향혼합기로부터 입력받은 신호를 필터링하여 상기 수신신호 중에서 송신누설신호를 제거하는 제1필터와 상기 제2주파수하향혼합기로부터 입력받은 신호를 필터링하여 상기 수신신호 중에서 송신누설신호를 제거하는 제2필터로 이루어진 필터부;를 포함하는 것을 특징으로 가진다.
보다 바람직하게는, 상기 수신신호의 세기에 따른 제어신호에 따라 상기 수신신호를 상기 주파수하향혼합부로 직접 전송할 것인지 저잡음증폭기를 거쳐 전송할 것인지 여부를 결정하는 스위칭부;를 더 포함하는 것을 특징으로 가진다.
보다 바람직하게는, 상기 수신신호의 세기에 따라서 소정 크기 이상인 경우에 상기 수신신호를 상기 주파수하향혼합부로 직접 전송하도록 제어하는 제어신호를 생성하고, 소정 크기 미만인 경우에 상기 수신신호를 상기 저잡음증폭기로 전송되도록 제어하는 제어신호를 생성하여 상기 스위치부로 전송하는 디지털부를 더 포함하는 것을 특징으로 가진다.
보다 바람직하게는, 상기 위상조절부는 상기 국부발진신호에 대한 위상을 상기 송신누설신호의 위상과 0도 또는 180도의 위상차가 발생되도록 하는 것을 특징 으로 가진다.
보다 바람직하게는, 상기 위상조절부는 상기 국부발진신호에 대한 위상을 상기 송신누설신호의 위상과 -90도 또는 90도의 위상차가 발생되도록 하는 것을 특징으로 가진다.
보다 바람직하게는, 상기 위상조절부는 상기 국부발진신호에 대한 위상을 상기 송신누설신호의 위상과 45도 또는 135도의 위상차가 발생되도록 하는 것을 특징으로 가진다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신누설신호 제거를 위한 RFID 리더기 장치의 구성도이다. 도 3을 살펴보면, RFID 리더기(300)는 안테나(310). RF 필터(320), 방향성결합기(330), 송신부(Tx)(340), 주파수합성부(350), 수신부(Rx)(360) 및 디지털부(370)를 포함하여 이루어진다. 여기에서, RFID 리더기(300)는 수동형 RFID 리더기이다.
송신부(340)는 전력 증폭기(341), 구동 증폭기(342), 변위부(343), 주파수상향혼합부(344) 및 필터부(345)를 포함하여 이루어진다. 송신부(340)는 디지털부(370)로부터 기저대역신호(Tx_I, Tx_Q)를 입력받아 이를 필터부(345), 주파수상향혼합부(344), 구동 증폭기(342) 및 전력 증폭기(341)를 거쳐서 방향성결합기(330)로 RF 신호를 출력하게 된다.
여기에서, 변위부(343)는 I 변위기(343a)와 Q 변위기(343b)로 이루어지고, 주파수상향혼합부(344)는 제 1 주파수상향혼합기(344a)와 제 2 주파수상향혼합기(344b)로 이루어지며, 필터부(345)는 제 1 필터(345a)와 제 2 필터(345b)로 이루어진다.
변위부(343)는 I 변위기(343a)와 Q 변위기(343b)로 이루어지는데, I 변위기(343a)는 주파수합성부(350)로부터의 국부발진신호(LO)와 위상차가 0도인 I 경로신호(In-Phase 신호)를, Q 변위기(343b)는 주파수합성부(350)로부터의 국부발진신호(LO)와 위상차가 90도인 Q 경로신호를 만들어서 각각 제 1 주파수상향혼합기(344a)와 제 2 주파수상향혼합기(344b)로 보낸다.
주파수상향혼합부(344)는 제 1 주파수상향혼합기(344a)와 제 2 주파수상향혼합기(344b)로 이루어지는데, 제 1 주파수상향혼합기(344a)는 제 1 필터(345a)로부터의 기저대역신호(Tx_I)와 I 변위기(343a)로부터의 국부발진신호(LO)를 입력받아 혼합하는 역할을 하고, 제 2 주파수상향혼합기(344b)는 제 2 필터(345b)로부터의 기저대역신호(Tx_Q)와 Q 변위기(343b)로부터의 국부발진신호(LO)를 입력받아 혼합하는 역할을 한다.
주파수합성부(350)는 원하는 고주파 신호를 합성해서 송신부(340)와 수신부(360)로 국부발진신호(LO)를 공급하는 역할을 한다. 여기에서, 주파수합성부(350)는 수정발진기(351)와 위상루프제어주파수합성기(352)를 포함하여 이루어진다.
수정발진기(351)는 안정된 주파수를 출력하는 역할을 하고, 위상루프제어주파수합성기(352)는 수정발진기(351)로부터의 신호에 위상을 동조시킴과 동시에 원하는 고주파 신호를 합성하는 역할을 한다. 위상루프제어주파수합성기(352)는 수정 발진기(351)의 출력신호에 동조시켰기 때문에 주파수 흔들림이 적은 안정된 고주파 신호를 얻기 위해 사용되는 회로이다.
수신부(360)는 위상조절부(361), 변위부(362), 스위치부(363), 저잡음증폭기(364), 주파수하향혼합부(365), 필터부(366), 신호 혼합기(367) 및 연산 증폭기(368)를 포함하여 이루어진다.
수신부(360)에서는 주파수하향혼합부(365), 필터부(366), 연산 증폭기(368)를 거쳐 디지털부(370)로 기저대역신호(Rx_I, Rx_S, Rx_Q)를 출력하게 된다.
방향성결합기(330)는 수신부(360)로 해당하는 RFID 태그응답신호와 송신누설신호로 이루어진 수신신호를 전송하게 된다. 여기에서, 방향성결합기(330)에서 수신부(360)로 전송되는 수신신호는 저잡음증폭기(364)를 거쳐서 전송될 수도 있고 아니면 저잡음증폭기(364)를 거치지 않고 직접 전송될 수도 있다. 이와 같이 저잡음증폭기(364)를 거쳐서 전송할 것인지 여부는 스위치부(363)에 의하여 조절되어진다.
스위치부(363)에서는 수신신호의 세기에 따른 디지털부(370)의 제어신호에 따라 수신신호를 주파수하향혼합부(365)로 직접 전송할 것인지 여부를 판단하게 된다. 즉, 수신신호의 세기가 소정 크기 이상인 경우에 상기 수신신호를 상기 주파수하향혼합부(365)로 직접 전송하고, 수신신호의 세기가 소정 크기 미만인 경우에 상기 수신신호를 증폭하는 저잡음 증폭기를 거쳐 주파수하향혼합부(365)로 전송하도록 한다.
위상조절부(361)는 주파수합성부(350)에서 생성된 국부발진신호(LO)의 위상 을 조절할 수 있는 역할을 수행한다. 위상조절부(361)에서는 주파수합성부(350)에서 수신부(360)로 입력되는 국부발진신호(LO)의 위상을 수신신호 중에서 송신누설신호의 위상과 0도, 45도 또는 90도의 위상차가 발생하도록 조절하게 된다.
또한, 위상조절부(361)는 상기와 같이 위상 조절된 국부발진신호(LO)를 변위부(362)로 전송한다.
변위부(362)는 I 변위기(362a)와 Q 변위기(362b)로 이루어지는데, I 변위기(362a)는 위상조절부(361)로부터의 국부발진신호(LO)와 위상차가 0도인 I 경로신호(In-Phase 신호)를 만들어서 제 1 주파수하향혼합기(365a)로 보내고, Q 변위기(362b)는 위상조절부(361)로부터의 국부발진신호(LO)와 위상차가 90도인 Q 경로신호를 만들어서 제 2 주파수하향혼합기(365b)로 보낸다.
주파수하향혼합부(365)는 제 1 주파수하향혼합기(365a)와 제 2 주파수하향혼합기(365b)로 이루어지는데, 제 1 주파수하향혼합기(365a)는 방향성결합기(330)로부터 입력받는 수신신호와 I 변위기(362a)로부터 입력받는 국부발진신호(LO)를 혼합하는 역할을 하고, 제 2 주파수하향혼합기(365b)는 방향성결합기(330)로부터 입력받는 수신신호와 Q 변위기(362b)로부터 입력받는 국부발진신호(LO)를 혼합하는 역할을 한다.
필터부(366)는 제 1 필터(366a)와 제 2 필터(366b)로 이루어지는데, 제 1 필터(366a)는 제 1 주파수하향혼합기(365a)로부터의 주파수하향혼합신호를 필터링하여 수신신호 중에서 송신누설신호만을 제거하게 되고, 제 2 필터(366b)는 제 2 주파수하향혼합기(365b)로부터의 주파수하향혼합신호를 필터링하여 수신신호 중에서 송신누설신호만을 제거하게 된다. 이와 같이 필터부(366)에서는 수신신호 중에서 송신누설신호만이 제거되고 원하는 RFID 태그응답신호를 얻을 수 있게 된다.
연산 증폭기(368)는 제 1 연산 증폭기(368a), 제 2 연산 증폭기(368b) 및 제 3 연산 증폭기(368c)로 이루어지는데, 제 1 연산 증폭기(368a)는 제 1 필터(366a)로부터의 필터링된 신호를 연산 증폭하여 디지털부(370)로 기저대역신호(Rx_I)를 출력하고, 제 2 연산 증폭기(368b)는 제 2 필터(366b)로부터의 필터링된 신호를 연산 증폭하여 디지털부(370)로 기저대역신호(Rx_Q)를 출력하며, 제 3 연산 증폭기(368c)는 신호혼합기(367)에서 혼합된 제 1 필터(366a)와 제 2 필터(366b)에서 필터링된 신호를 연산 증폭하여 디지털부(370)로 기저대역신호(Rx_S)를 출력한다.
이하에서는 수신부(360)에서 수신신호 중에서 송신누설신호만을 제거하고 원하는 RFID 태그응답신호를 얻는 과정을 수식을 통하여 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
RFID 리더기의 수신부(360)에서의 수신신호(
Figure 112005024139479-pat00004
)가 수학식 1이라고 한다.
Figure 112005024139479-pat00005
Figure 112005024139479-pat00006
여기에서,
Figure 112005024139479-pat00007
: RFID 리더기 송신부(340)에서의 국부발진신호(LO)
Figure 112005024139479-pat00008
: RFID 리더기 송신부(340)에서 누설되는 송신누설신호
Figure 112005024139479-pat00009
: 송신누설신호가 입력될 때, 방향성결합기(330)에서 발생한 위상지연값
Figure 112005024139479-pat00010
: RFID 태그응답신호
Figure 112005024139479-pat00011
: RFID 태그응답신호가 입력될 때, 전파경로지연에 의해 발생한 위상지연값
RFID 리더기의 수신부(360)로 입력되는 국부발진신호(LO)는 수학식 2 및 수학식 3과 같다.
Figure 112005024139479-pat00012
여기에서,
Figure 112005024139479-pat00013
: RFID 리더기의 송신부(340)에서의 국부발진신호(LO)와 RFID 리더기의 수신부(360)에서의 국부발진신호(LO)의 위상차
Figure 112005024139479-pat00014
여기에서,
Figure 112005024139479-pat00015
: RFID 리더기의 송신부(340)에서의 국부발진신호(LO)와 RFID 리더기의 수신부(360)에서의 국부발진신호(LO)의 위상차
다음으로, RFID 리더기의 수신부(360)에서의 수신신호(
Figure 112005024139479-pat00016
)와 RFID 리더기의 수신부(360)에서 국부발진신호(LO)를 곱하면 I 경로신호와 Q 경로신호가 각각 수학식 4 및 수학식 5와 같이 구해진다.
Figure 112005024139479-pat00017
Figure 112005024139479-pat00018
Figure 112005024139479-pat00019
Figure 112005024139479-pat00020
수학식 4와 수학식 5에서 구해진 I 경로신호와 Q 경로신호에 필터부(366)의 제 1 필터(366a)와 제 2 필터(366b)에서 저역 필터링을 수행하면 수학식 6 및 수학식 7과 같은 신호가 구해진다.
Figure 112005024139479-pat00021
Figure 112005024139479-pat00022
수동형 RFID 시스템은 ASK(Amplitude Shift Keying, 일종의 진폭변조) 변복조방식을 사용하므로 수신신호에서 진폭성분(Envelop) 신호인
Figure 112005024139479-pat00023
신호만을 복원하면 된다. 이를 위한 세 가지 방법에 대하여 각각 살펴보기로 한다.
방법 1 :
Figure 112005024139479-pat00024
로부터
Figure 112005024139479-pat00025
신호만을 복원하는 방법
방법 1을 만족하기 위하여 아래 수학식 8을 살펴보기로 한다.
Figure 112005024139479-pat00026
Figure 112005024139479-pat00027
수학식 8이 만족하기 위해서는,
Figure 112005024139479-pat00028
이어야 하므로 아래 수학식 9를 만족하여야 한다.
Figure 112005024139479-pat00029
Figure 112005024139479-pat00030
또는
수학식 9를 만족하는 경우 결국 복원된
Figure 112005024139479-pat00031
신호는 수학식 10과 같다.
Figure 112005024139479-pat00032
방법 2 : 로부터
Figure 112005024139479-pat00034
신호만을 복원하는 방법
방법 2를 만족하기 위하여 아래 수학식 11을 살펴보기로 한다.
Figure 112005024139479-pat00035
Figure 112005024139479-pat00036
수학식 11이 만족하기 위해서는,
Figure 112005024139479-pat00037
이어야 하므로 아래 수학식 12를 만족하여야 한다.
Figure 112005024139479-pat00038
Figure 112005024139479-pat00039
또는
수학식 12를 만족하는 경우 결국 복원된
Figure 112005024139479-pat00040
신호는 수학식 13과 같다.
Figure 112005024139479-pat00041
방법 3 :
Figure 112005024139479-pat00042
와
Figure 112005024139479-pat00043
를 합성해서
Figure 112005024139479-pat00044
신호만을 복원하는 방법
방법 3을 만족하기 위하여 아래 수학식 14를 살펴보기로 한다.
Figure 112005024139479-pat00045
Figure 112005024139479-pat00046
수학식 14가 만족하기 위해서는,
Figure 112005024139479-pat00047
이어야 하므로 아래 수학식 15를 만족하여야 한다.
Figure 112005024139479-pat00048
Figure 112005024139479-pat00049
또는
수학식 9를 만족하는 경우 결국 복원된
Figure 112005024139479-pat00050
신호는 수학식 16과 같다.
Figure 112005024139479-pat00051
상기와 같이 세 가지 방법을 통하여
Figure 112005024139479-pat00052
신호만을 복원하였다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 송신누설신호를 제거하는 RFID 리더기 수신 장치에서는, 수동형 RFID 리더기 수신부에서의 위상조절부를 추가하여 국부발진신호의 위상을 송신누설신호와 소정의 각도만큼 차이가 나도록 조절함으로써 송신누설신호만을 완전히 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한, 일반적으로 원하는 신호는 전파환경에 따라 위상이 시시각각 변하기 때문에 매번 위상을 조절해야 하는 어려움이 있지만, 본 발명에서는 동일한 회로 내에서 발생하는 송신누설신호이기 때문에 위상의 시 변화가 없으며, 일단 송신누 설신호에 맞춰 한번 조정된 위상을 시시각각 다시 조정할 필요가 없기 때문에 최적의 송신누설신호 제거 효과를 얻을 수 있다.

Claims (10)

  1. RFID 태그응답신호와 송신누설신호로 이루어진 수신신호 중에서 상기 송신누설신호만을 제거하는 RFID 리더기 수신 장치에 있어서,
    주파수합성부로부터 입력되는 국부발진신호에 대한 위상을 상기 송신누설신호의 위상과 소정 각도만큼 위상차가 발생하도록 조절하는 위상조절부;
    상기 위상조절부에서 위상 조절된 국부발진신호를 상대 위상차가 90도가 되는 I 경로신호와 Q 경로신호로 각각 출력하는 I변위기 및 Q변위기로 이루어진 위상변위부;
    상기 I변위기로부터 출력 받은 I 경로신호와 상기 수신신호를 주파수 하향 혼합하는 제1주파수하향혼합기 및 상기 Q변위기로부터 출력 받은 Q 경로신호와 상기 수신신호를 주파수 하향 혼합하는 제2주파수하향혼합기로 이루어진 주파수하향혼합부; 및
    상기 제1주파수하향혼합기로부터 입력받은 신호를 필터링하여 상기 수신신호 중에서 송신누설신호를 제거하는 제1필터와 상기 제2주파수하향혼합기로부터 입력받은 신호를 필터링하여 상기 수신신호 중에서 송신누설신호를 제거하는 제2필터로 이루어진 필터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신누설신호를 제거하는 RFID 리더기 수신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신신호의 세기에 따른 제어신호에 따라 상기 수신신호를 상기 주파수하향혼합부로 직접 전송할 것인지 저잡음증폭기를 거쳐 전송할 것인지 여부를 결정하는 스위칭부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송신누설신호를 제거하는 RFID 리더기 수신 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 수신신호의 세기가 소정 크기 이상인 경우에 상기 스위칭부는 상기 수신신호를 상기 주파수하향혼합부로 직접 전송되도록 스위칭 하는 것을 특징으로 하는 송신누설신호를 제거하는 RFID 리더기 수신 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 수신신호의 세기가 소정 크기 미만인 경우에 상기 스위칭부는 상기 수신신호를 증폭하는 저잡음증폭기로 전송되도록 스위칭 하고,
    상기 저잡음 증폭기는 증폭된 수신신호를 상기 주파수하향혼합부로 전송하는 것을 특징으로 하는 송신누설신호를 제거하는 RFID 리더기 수신 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 수신신호의 세기에 따라서 소정 크기 이상인 경우에 상기 수신신호를 상기 주파수하향혼합부로 직접 전송하도록 제어하는 제어신호를 생성하고, 소정 크기 미만인 경우에 상기 수신신호를 상기 저잡음증폭기로 전송되도록 제어하는 제어 신호를 생성하여 상기 스위치부로 전송하는 디지털부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송신누설신호를 제거하는 RFID 리더기 수신 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 위상조절부는
    상기 국부발진신호에 대한 위상을 상기 송신누설신호의 위상과 0도 또는 180도의 위상차가 발생되도록 하는 것을 특징으로 하는 송신누설신호를 제거하는 RFID 리더기 수신 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 위상조절부는
    상기 국부발진신호에 대한 위상을 상기 송신누설신호의 위상과 -90도 또는 90도의 위상차가 발생되도록 하는 것을 특징으로 하는 송신누설신호를 제거하는 RFID 리더기 수신 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 위상조절부는
    상기 국부발진신호에 대한 위상을 상기 송신누설신호의 위상과 45도 또는 135도의 위상차가 발생되도록 하는 것을 특징으로 하는 송신누설신호를 제거하는 RFID 리더기 수신 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터부를 거친 신호를 연산 증폭하는 연산 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송신누설신호를 제거하는 RFID 리더기 수신 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 필터와 상기 제 2 필터는 저역필터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 송신누설신호를 제거하는 RFID 리더기 수신 장치.
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