KR100716018B1 - 모바일 무선인식 리더기 및 그 출력 누설신호 제거방법 - Google Patents

Abstract

모바일 무선인식 리더기를 개시한다. 본 발명의 모바일 무선인식 리더기는 안테나, 서큘레이터 및 출력증폭기를 포함하는 고주파 프론트 엔드부와, 고주파신호 송수신부 및 데이터 처리부를 포함하는 신호처리 칩을 포함한다. 특히 신호처리 칩은 고주파 프론트 엔드부에 공급되는 출력 고주파 신호로부터 의사 누설신호를 생성하는 의사 누설신호 생성부와, 고주파 프론트 엔드부로부터 제공되는 수신 고주파 신호와 의사 누설신호를 감산하여 고주파 프론트 엔드부에서 누설되어 수신 고주파 신호에 포함된 출력 고주파 성분을 제거하는 감산부와, 감산부로부터 제공된 고주파 수신신호를 증폭하기 위한 저잡음 증폭부를 포함한다. 따라서 신호처리칩 상에서 출력고주파성분을 제거할 수 있으므로 고주파 프론트 엔드부를 소형화 시킬 수 있어서 무선인식 리더기의 모바일 탑재를 용이하게 한다.

Description

모바일 무선인식 리더기 및 그 출력 누설신호 제거방법{Mobile-embedded RFID Interrogator and Method for canceling TX Leakage thereof}

도 1은 본 발명에 의한 모바일 무선인식 리더기의 바람직한 일 실시예의 블록도이다.

도 2는 도 1의 의사 누설신호 생성기의 상세 회로도이다.

도 3은 도 1의 감산기의 상세 회로도이다.

도 4는 본 발명에 의한 모바일 무선인식 리더기의 바람직한 다른 실시예의 블록도이다.

도 5는 본 발명에 의한 모바일 무선인식 리더기의 바람직한 또 다른 실시예의 블록도이다.

도 6은 차동믹서(IDMIX, QDMIX)의 구체적인 일 실시예의 회로도이다.

본 발명은 모바일 무선인식 리더기(RFID Interrogator) 및 그 출력 누설신호 제거방법에 관한 것으로 특히 900MHz 대역의 모바일 단말기에 내장시키기 위한 무선인식(RFID: Radio Frequency IDentification)리더기에 관한 것이다.

일반적으로 무선인식 리더기는 전자태그에 전력을 공급하고 전자태그로부터 송신된 무선식별코드를 리드하기 위하여 고정형 또는 휴대형으로 제공되고 있다. 사용하는 주파수 대역에 따라 125㎑/134㎑ 대역, 13.56㎒대역, 433㎒ 대역, 900㎒ 대역, 2.45㎓ 대역 및 5.8㎓ 대역으로 구분된다.

최근에 휴대폰과 같은 모바일 제품과 사용 주파수 대역이 유사한 900MHz 대역의 RFID 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

현재 900MHz 대역의 리더는 패치형 안테나 기반의 고정형 리더이며 ALIEN, AWID 회사의 제품은 안테나 내장형의 독립형 리더도 제조하고 있다. 월마트의 영향으로 주파수는 902~928㎒, FHSS(Frequency Hopping Spread Spectrum)방식을 주로 이용한 FCC규격을 만족하는 북미형 리더들이 생산되고 있다.

현재 리더의 개발 추세는 월마트를 비롯한 물류/유통 분야의 요구사항을 만족시키는 방향으로 가고 있다. 대부분의 리더는 휴대형 리더 모듈을 탑재하고 있으며 리더의 형태에 따라 산업용 PDA에 적용한 제품, PCMCIA 타입, 모듈 형태가 있다. 전원의 형태에 따라 분류하면 배터리 내장형과 분리형으로 나눌 수 있고, 0.5W 모듈과 1W모듈의 사용에 따라 배터리 소모량이 차이를 보인다. 현재의 기술 수준에서는 1~2 시간 정도의 연속 동작 시간을 가지며, 아직까지는 사용자의 요구에 부응하는 사용시간 및 성능을 만족하는 제품은 없다.

최근의 휴대폰 단말기의 소형화, 경량화, 슬림화 추세에 맞추어 RFID 리더를 휴대폰 단말기에 내장시키기 위해서는 RFID 리더의 시스템 온 칩(SoC:System on Chip)화가 요구되고 있다.

리더기는 통상 910~914MHz로 동일 주파수대역의 신호를 송수신하기 때문에 을 동시에 수행하기 때문에 서큘레이터(circulator)를 통해 송수신부가 분리되고 하나의 안테나를 사용하게 된다.

송출파워가 25dBm(250mW)일 경우 현재 서큘레이터의 경우 최대 아이솔레이션이 25dB 정도이므로 수신측으로 누설될 경우 0dBm의 파워가 수신측에 그대로 들어가게 된다. 이를 해결하기 위해서는 별도의 패시브 소자(아이솔레이터 또는 커플러) 등을 사용하여 아이솔레이션을 40dB 이상으로 잡아 줄 수 있다. 그러나, 이와 같은 높은 아이솔레이션을 만족시미기 위해서 사용되는 패시브 부품들의 사이즈가 20cm 이상이 되므로 휴대폰 단말기에 내장되는 리더기에 적용한다는 것은 사실상 불가능하다.

본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 칩 상에서 수신측에 누설된 누설신호를 제거함으로써 소형화가 가능한 모바일 무선인식 리더기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 칩 상에서 신호처리에 의해 수신측으로 누설된 출력성분을 제거할 수 있는 제거방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전력소모를 최소화 할 수 있는 모바일 무선인식 리더기를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 모바일 무선인식 리더기는 안테나, 서큘레이터 및 출력증폭기를 포함하는 고주파 프론트 엔드부와, 고주파신호 송수신부 및 데이터 처리부를 포함하는 신호처리 칩을 포함한다. 특히 신호처리 칩은 고주파 프론트 엔드부에 공급되는 출력 고주파 신호로부터 의사 누설신호를 생성하는 의사 누설신호 생성부와, 고주파 프론트 엔드부로부터 제공되는 수신 고주파 신호와 의사 누설신호를 감산하여 고주파 프론트 엔드부에서 누설되어 수신 고주파 신호에 포함된 출력 고주파 성분을 제거하는 감산부를 포함한다.

본 발명에서 의사 누설신호 생성부는 출력 고주파신호의 포지티브 신호를 입력하는 제1 모스 트랜지스터와, 출력 고주파신호의 네가티브 신호를 입력하는 제2 모스 트랜지스터와, 제1 및 제2 모스 트랜지스터들의 소오스를 접지전압에 공통 연결하고 고주파를 차단하기 위한 제1고주파 차단필터와, 제1모스트랜지스터의 드레인과 네가티브 출력노드 사이에 연결되고 전원전압이 게이트에 인가되는 제3 모스 트랜지스터와, 제2모스트랜지스터의 드레인과 포지티브 출력노드 사이에 연결되고 상기 전원전압이 게이트에 인가되는 제4 모스 트랜지스터와, 제3 및 제4 모스 트랜지스터의 드레인들을 상기 전원전압에 공통 연결하고 고주파를 차단하기 위한 제2고주파 차단 필터를 포함하는 차동 증폭기로 구성한다. 따라서 차동 증폭기는 측정된 누설신호의 크기와 동일한 크기로 의사 누설신호를 증폭하도록 설계된다.

본 발명에서 감산부는 수신 고주파신호가 인가되는 제1입력단자와 의사 누설신호가 인가되는 제2입력단자 사이에 연결되고, 두 입력단자에 인가되는 두 신호들의 차신호에 응답하여 서로 상보적으로 크기가 변하는 제1 및 제2전류신호를 발생하는 입력 회로부와, 제1 및 제2전류신호의 차에 대응하는 출력전압을 발생하는 출 력 회로부와, 입력회로부에 바이어스 전류를 제공하는 바이어스 회로부를 포함한다. 감산부는 전력소모를 최소화시키기 위하여 CMOS 회로로 설계된다.

상기 의사누설신호 생성부와 감산부 사이에 의사누설신호를 지연시키기 위한 지연기를 더 포함하는 것이 바람직하다. 지연기는 디지털 신호 처리부의 제어에 의해 지연특성이 제어된다.

본 발명의 제거방법은 서큘레이터의 제1패스를 통해 증폭된 출력 고주파 신호를 안테나에 출력함과 동시에 상기 안테나를 통해 수신된 수신 고주파 신호를 상기 서큘레이터의 제2패스를 통해 수신한다. 이어서 서큘레이터의 제1패스와 제2패스 사이를 통해 수신측으로 누설된 출력 고주파 신호를 제거하기 위하여 상기 수신된 고주파 신호로부터 의사 누설신호를 감산한다. 그리고 누설신호가 제거된 수신 고주파 신호를 저잡음 증폭한다. 여기서, 의사 누설신호는 서큘레이터를 통해 누설되는 신호의 레벨을 측정하고, 측정된 레벨과 동일한 레벨로 상기 출력 고주파신호를 증폭된다.

본 발명의 다른 실시예는 안테나, 서큘레이터 및 출력증폭기를 포함하는 고주파 프론트 엔드부와, 고주파신호 송수신부 및 데이터 처리부를 포함하는 신호처리 칩을 포함하는 모바일 무선인식 리더기에 있어서, 신호처리 칩은 고주파 프론트 엔드부에 공급되는 국부발진주파수 신호로부터 의사 누설신호를 생성하는 의사 누설신호 생성부와, 고주파 프론트 엔드부로부터 제공되어 저잡음 증폭된 수신 고주파 신호와 상기 의사 누설신호를 감산하여 고주파 프론트 엔드부에서 누설되어 수신 고주파 신호에 포함된 출력 고주파 성분을 제거하는 감산부를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예는 안테나, 서큘레이터 및 출력증폭기를 포함하는 고주파 프론트 엔드부와, 고주파신호 송수신부 및 데이터 처리부를 포함하는 신호처리 칩을 포함하는 모바일 무선인식 리더기에 있어서, 신호처리 칩은 고주파 프론트 엔드부에 공급되는 국부발진주파수 신호로부터 의사 누설신호를 생성하는 의사 누설신호 생성부와, 고주파 프론트 엔드부로부터 제공되어 저잡음 증폭된 수신 고주파 신호와 상기 의사 누설신호를 각각 입력하여 차동 믹싱하는 믹싱부를 구비한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명하고자 한다. 이 실시예는 이 기술에 숙련된 자들이 본 발명을 실시할 수 있게 충분히 상세하게 기술한다.

도 1은 본 발명에 의한 모바일 무선인식 리더기의 블록구성을 나타낸다.

도 1을 참조하면, 내장형 리더기(10)는 고주파 프론트 엔드부(100)와 신호처리 칩(200)으로 구성된다. 고주파 프론트 엔드부(100)는 안테나(112), 밴드패스필터(114), 서큘레이터(116), 파워 증폭기(118)를 포함한다. 파워증폭기(118)의 출력은 서큘레이터(116)의 제1포트에 연결되고, 서큘레이터의 제2포트는 밴드패스필터(114)를 통해 안테나(112)에 연결된다. 안테나(112)를 통해 수신된 고주파신호는 서큘레이터(116)의 제2포트에 인가되어 제3포트에 연결된 신호 처리 칩(200)에 제공된다. 제1포트와 제2포트로 연결되는 출력패스는 제2포트와 제3포트로 연결되는 입력패스와 약 25dB 정도로 아이솔레이션된다. 그러므로, 파워 증폭기(118)에서 25dBm로 증폭된 출력신호는 서큘레이터(116)의 출력패스와 입력패스 사이의 누설을 통해 약 0dBm 신호로 수신측으로 누설될 수 있다.

신호처리 칩(200)은 아날로그 신호처리부(210)와 디지털 신호처리부(220)를 하나의 칩 상에 포함한다. 아날로그 신호처리부(210)는 송신부(222), 주파수 합성부(224), 수신부(226) 및 누설신호 제거부(228)를 포함한다. 송신부(222)는 디지털 커맨드 데이터를 915MHz의 캐리어 주파수와 믹싱하고, 믹싱에 의해 변조된 고주파 신호를 출력 신호(Tx)로 파워 증폭기(118)에 제공한다. 수신부(226)는 수신된 신호(Rx)를 저잡음 증폭한 후 복조하여 복조된 아날로그 베이스 밴드 신호를 디지털 신호 처리부(220)에 제공한다. 주파수 합성부(224)는 디지털 신호 처리부(220)로부터 제공되는 클록신호를 위상동기 처리하여 송신부(222) 및 수신부(226)에 제공한다. 누설신호 제거부(228)는 의사 누설신호 생성부(TXA), 지연부(DLY)와 감산기(SBT)를 포함하고, 출력신호(Tx)를 입력하여 의사누설신호를 생성하고 생성된 의사누설신호와 서큘레이터(116)로부터 제공된 신호를 합성하여 수신된 신호에 들어있는 누설신호를 제거하여 누설출력성분이 제거된 수신신호(Rx)를 수신부(226)에 제공한다.

디지털 신호처리부(220)는 DSP, 인코더, 디코더, 불휘발성 메모리, 인터페이스부 등을 포함하고 휴대폰 제어부와 연결되어 명령을 접수하고 태그로부터 리드된 무선인식코드를 제공한다.

누설신호 제거부(228)의 지연부(DLY)는 디지털 신호 처리부(220)에 의해 지연특성을 프로그램할 수 있다. 디지털 신호 처리부(220)은 지연제어신호(DCS)를 발생하여 지연부(DLY)의 지연특성을 제어한다. 여기서 지연특성은 송신측으로부터 수 신측으로 누설되는 누설신호가 감산기에 도달하는 지연특성과 의사 누설신호의 타이밍을 매칭시키기 위한 시간지연특성을 만족하면 된다.

도 2는 도 2는 도 1의 의사 누설신호 생성부의 상세 회로 구성을 나타낸다.

도 2를 참조하면, 의사 누설신호 생성부(TXA)는 차동 증폭기 형태의 MOS 회로로 구성된다. 차동 증폭기의 이득은 서큘레이터를 통해 누설되는 출력성분의 크기와 동일한 크기로 설계된다. 누설신호 생성부(TXA)는 차동입력부(232), 제1 및 제2 고주파 차단부(234, 238), 출력부하부(236)를 포함한다.

차동 입력부(232)는 파워 증폭기(118)에 제공되는 출력 고주파신호(Tx)를 차동 입력하는 엔모스 트랜지스터(M1, M2)를 포함한다. 엔모스 트랜지스터(M1, M2)의 게이트들 사이에 신호(Tx)가 인가된다. 엔모스 트랜지스터(M1, M2)의 소오스들은 고주파 차단부(234)에 각각 연결되고, 드레인들은 출력부하부(236)에 각각 연결된다.

고주파 차단부(234)는 인턱터(L3~L4)를 포함한다. 인턱터(L3)는 엔모스 트랜지스터(M1)의 드레인과 공통노드(N1) 사이에 연결되고, 인덕터(L4)는 엔모스 트랜지스터(M2)의 드레인과 공통노드(N1) 사이에 연결된다. 인덕터(L5)는 공통노드(N1)과 접지전압(VSS) 사이에 연결된다. 고주파 차단부(234)는 고주파신호가 접지라인으로 흐르는 것을 차단하고 차동입력부(232)에 직류 바이어스를 제공한다.

출력부하부(236)는 엔모스 트랜지스터(M3, M4) 및 커패시터(C3,C4)를 포함한다. 엔모스 트랜지스터(M3)의 소오스는 엔모스 트랜지스터(M1)의 드레인에 연결되고, 게이트는 전원전압(VDD)과 접지된 커패시터(C3)에 공통 연결된다. 엔모스 트랜 지스터(M4)의 소오스는 엔모스 트랜지스터(M2)의 드레인에 연결되고, 게이트는 전원전압(VDD)과 접지된 커패시터(C4)에 공통 연결된다. 엔모스 트랜지스터(M3, M4)의 드레인들은 고주파 차단부(238)에 각각 연결된다.

고주파 차단부(238)는 인덕터(L1, L2) 및 커패시터(C1, C2)를 포함한다. 인덕터(L1) 및 커패시터(C1)는 전원전압과 엔모스 트렌지스터(M3)의 드레인 사이에 병렬로 연결된다. 인덕터(L2) 및 커패시터(C2)는 전원전압과 엔모스 트렌지스터(M3)의 드레인 사이에 병렬로 연결된다. 고주파 차단부(238)은 엔모스 트랜지스터(M3, M4)에 직류 전원전압을 인가하고 고주파신호가 전원라인으로 흘러서 다른 회로에 전원 노이즈로 작용하는 것을 차단한다.

엔모스 트랜지스터(M3, M4)는 게이트에 연결된 커패시터(C3, C4)에 의해 포화상태로 동작되어 일정한 턴온 저항 값을 유지한다. 엔모스 트랜지스터(M4)의 드레인은 커패시터(C5)를 통해 출력단자와 연결되고 커패시터(C5)를 통해 직류는 차단되고 교류신호인 의사 누설신호만이 출력단자에 나타나게 된다.

도 3은 도 2의 감산부의 상세 회로 구성을 나타낸다.

도 3을 참조하면, 감산부(SBT)는 입력 회로부(242), 출력 회로부(244), 바이어스 회로부(246)를 포함한다.

입력 회로부(242)는 수신 고주파신호가 인가되는 제1입력단자(X)와 의사 누설신호가 인가되는 제2입력단자(Y) 사이에 연결되고, 두 입력단자(X, Y)에 인가되는 두 신호들의 차신호에 응답하여 서로 상보적으로 크기가 변하는 제1 및 제2전류신호(I3, I4)를 발생한다. 입력회로부(242)는 피모스 트랜지스터(PM3, PM4)와 엔모 스 트랜지스터(NM4, NM5)를 포함한다. 엔모스 트랜지스터(NM4)는 소오스가 입력단자(X)에 연결되고, 노드(ND3)에 드레인과 게이트가 공통 연결된 다이오드 형태로 연결된다. 엔모스 트랜지스터(NM5)는 소오스가 입력단자(Y)에 연결되고 게이트가 노드(ND3)에 연결되고 드레인이 노드(ND5)에 연결된다. 그러므로 NM4 및 NM5는 전류미러 형태로 연결된다. 피모스 트랜지스터(PM3)는 소오스가 입력단자(X)에 연결되고, 노드(ND4)에 드레인과 게이트가 공통 연결된 다이오드 형태로 연결된다. 피모스 트랜지스터(PM4)는 소오스가 입력단자(Y)에 연결되고 게이트가 노드(ND4)에 연결되고 드레인이 노드(ND6)에 연결된다. 그러므로 PM4 및 PM5는 전류미러 형태로 연결된다. 노드(ND3)에는 바이어스 전류(I1)가 인가되고, 노드(ND4)에는 바이어스전류(I2)가 인가된다.

출력 회로부(244)는 제1전류신호(I3)를 미러링하는 피모스 전류미러(PM5, PM6)와, 제2전류신호(I4)를 미러링하는 엔모스 전류미러(NM6, NM7)과, 피모스 전류미러(PM5, PM6)의 출력전류를 미러링하여 출력단자(Z)에 출력전류신호(I5)를 공급하는 엔모스 전류미러(NM8, NM9)와, 엔모스 전류미러(NM6, NM7)의 출력전류를 미러링하여 출력단자(Z)에 출력전류신호(I6)를 공급하는 피모스 전류미러(PM7, PM8)를 포함한다. 그러므로, 출력단자(Z)에는 두 출력전류신호(I5, I6)의 차전류에 의해 출력전압이 변화되게 된다.

바이어스 회로부(246)는 기준전류(Ic)를 노드(ND1)에 제공하는 기준전류원(CS1)과, 기준전류(Ic)를 미러링하여 바이어스 전류신호(I2)를 생성하는 엔모스 전류미러(NM1, NM2, NM3)와, 바이어스 전류미러(I1)을 생성하는 피모스 전류미 러(PM1, PM2)를 포함한다. 여기서 트랜지스터(NM3)는 입력 회로부의 제2 바이어스 전류원으로 제공된다. NM2에 의해 미러링된 전류는 노드(ND2)에 제공되고 이에 피모스 전류미러(PM1, PM2)는 노드(ND2)에 인가된 전류를 미러링하여 바이어스 전류신호(I1)를 생성한다. 여기서 트랜지스터(PM2)는 입력 회로부의 제1 바이어스 전류원으로 제공된다.

그러므로, 감산부(SBT)에 인가되는 두 신호의 크기가 동일하고 1/2VDD이면 I1=I2=I3=I4의 상태를 유지한다. X 입력단자에 인가되는 신호가 Y 입력단자에 인가되는 신호보다 큰 경우에는 NM4의 게이트 소오스간 전압차는 줄어들지만 상대적으로 NM5의 게이트 소오스간 전압차는 늘어나게 되므로 I1보다 I3가 큰 값을 가지게 된다. 동시에 PM4의 게이트 소오스간 전압차는 줄어들지만 상대적으로 PM3의 게이트 소오스간 전압차는 늘어나게 되므로 I4보다 I2가 큰 값을 가지게 된다. 즉, I3는 증가되고 I4는 줄어들게 된다. 그러므로 출력단자에 인가되는 I5는 I4에 비례하여 줄어들고 I6은 I3에 비례하여 커지게 된다.

X 입력단자에 인가되는 신호가 Y 입력단자에 인가되는 신호보다 작은 경우에는 NM4의 게이트 소오스간 전압차는 증가되지만 상대적으로 NM5의 게이트 소오스간 전압차는 줄어들게 되므로 I1보다 I3가 작은 값을 가지게 된다. 동시에 PM4의 게이트 소오스간 전압차는 증가되지만 상대적으로 PM3의 게이트 소오스간 전압차는 줄어들게 되므로 I4보다 I2가 작은 값을 가지게 된다. 즉, I3은 감소되고 I4는 증가되게 된다. 그러므로 출력단자에 인가되는 I5는 I4에 비례하여 증가되고 I6은 I3에 비례하여 작아지게 된다.

즉 X단자에 입력되는 신호와 Y 단자에 입력되는 신호의 차신호가 출력단자(Z)에 나타나게 된다.

본 발명에서는 신호처리 칩 상의 고주파 수신부의 전단에 누설신호 제거부를 형성함으로서 별도의 개별부품 없이 누설신호의 제거가 가능하다. 또한 모바일 단말기에 내장되므로 전력소모가 최소화될 수 있도록 CMOS 회로로 설계한 것이다.

도 4는 본 발명에 의한 모바일 무선인식 리더기의 바람직한 다른 실시예의 블록도이다. 도 4의 다른 실시예는 상술한 일실시예와 다른 점은 송신부의 파워 증폭기에 인가되는 송신출력을 사용하는 것이 아니라 주파수 합성부의 위상동기회로(PLL)의 출력을 사용하고, 감산동작을 수신부의 저잡음 증폭기 출력단에서 수행한다는 점이 다르다.

신호처리 칩(300)은 아날로그 신호처리부(310)와 디지털 신호처리부(320)를 하나의 칩 상에 포함한다. 아날로그 신호처리부(310)는 송신부(322), 주파수 합성부(324), 수신부(326) 및 누설신호 제거부(328)를 포함한다.

통상 수신시에는 송신측은 정보의 전송없이 주파수 합성부(324)의 PLL로부터 발생되는 클록신호만을 지속적으로 송출한다. 그러므로, 누설신호 제거부(328)에서는 PLL의 출력신호를 누설신호 생성부(DA2)의 입력으로 직접 사용한다. 누설신호 생성부(DA2)는 입력신호를 구동 증폭하여 지연기(DLY)를 인가하고 지연기(DLY)에서는 소정 시간 지연시켜서 감산기(SBT)에 인가시킨다. 감산기(SBT)는 저잡음 증폭기(LNA)를 통해 증폭된 수신신호와 상기 지연기를 통해 제공된 의사 누설신호를 감산하여 수신신호에 포함된 출력측 누설신호성분을 제거한 다음에 I 및 Q 믹서에 각 각 인가시킨다. 따라서 상술한 일 실시예에 비하여 보다 실질적으로 누설성분을 제거할 수 있다.

도 5는 본 발명에 의한 모바일 무선인식 리더기의 바람직한 또 다른 실시예의 블록도이다. 또 다른 실시예는 상술한 실시예와 비교하여 감산기를 제거시킨 구성이 다르다.

신호처리 칩(400)은 아날로그 신호처리부(410)와 디지털 신호처리부(420)를 하나의 칩 상에 포함한다. 아날로그 신호처리부(410)는 송신부(422), 주파수 합성부(424), 수신부(426) 및 누설신호 제거부(428)를 포함한다.

누설신호 제거부(428)에서는 PLL의 출력신호를 누설신호 생성부(DA2)의 입력으로 직접 사용한다. 누설신호 생성부(DA2)는 입력신호를 구동 증폭하여 지연기(DLY)를 인가하고 지연기(DLY)에서는 소정 시간 지연시켜서 I 및 Q 차동믹서(IDMIX, QDMIX)의 일측 입력단에 각각 인가시킨다. 그리고 저잡음 증폭기(LNA)를 통해 증폭된 수신신호는 I 및 Q 믹서(IDMIX, QDMIX)의 타측 입력단에 각각 인가시킨다. 따라서 차동믹서(IDMIX, QDMIX)에서 의사 누설신호와 수신신호에 포함된 수신측 누설신호성분이 공통모드 제거원리에 의해 자동적으로 서로 상쇄되어 제거된다. 그러므로, 차동 믹서를 사용할 경우에는 별도의 감산기가 불필요하므로 회로 구성을 보다 간략하게 구성시킬 수 있다.

도 6은 차동믹서(IDMIX, QDMIX)의 구체적인 일 실시예의 회로 구성을 나타낸다. 차동믹서는 더블 밸런스드 믹서 형태로 트랜지스터(M5~M12), 인덕터(L6), 저항(R1, R2), 전류소스(CS2, CS3)를 포함한다. 모스 트랜지스터(M8)의 게이트에는 저잡음 증폭기(LNA)로부터 제공되는 수신 고주파신호가 인가된다. 모스 트랜지스터(M12)의 게이트에는 지연기(DLY)로부터 제공된 의사 누설신호가 인가된다. 모스 트랜지스터들(M8, M12)의 소오스는 인덕터(L6)를 통하여 공통으로 접지된다. 모스 트랜지스터(M8)의 드레인에는 공통 소오스 모스 트랜지스터 쌍(M6, M7)의 공통 소오스가 연결된다. 모스 트랜지스터(M6)의 게이트에는 PLL으로부터 제공되는 국부 발진신호(LO+)가 인가되고, 모스 트랜지스터(M7)의 게이트에는 국부 발진신호(LO-)가 인가된다. 모스 트랜지스터(M6)의 드레인은 포지티브 출력단자(OUT+)에 연결되고 모스 트랜지스터(M7)의 드레인은 네가티브 출력단자(OUT-)에 연결된다.

모스 트랜지스터(M12)의 드레인에는 공통 소오스 모스 트랜지스터 쌍(M10, M11)의 공통 소오스가 연결된다. 모스 트랜지스터(M11)의 게이트에는 PLL으로부터 제공되는 국부 발진신호(LO+)가 인가되고, 모스 트랜지스터(M10)의 게이트에는 국부 발진신호(LO-)가 인가된다. 모스 트랜지스터(M10)의 드레인은 포지티브 출력단자(OUT+)에 연결되고 모스 트랜지스터(M11)의 드레인은 네가티브 출력단자(OUT-)에 연결된다.

따라서 더블 밸런스드 믹서에 각각 인가되는 수신신호와 의사 누설신호의 공통성분은 차동 증폭기에서 서로 상쇄되므로 수신신호에 포함된 누설성분이 제거되어 출력단자에 나타나게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에서는 수신 측으로 누설되는 출력성분을 칩 상에서 제거할 수 있으므로 온 칩(ON-CHIP) 화가 가능하여 리더기의 부품 수를 줄이고 휴대폰 단말기에 내장하기가 용이하도록 소형화, 경량화 및 슬림화 할 수 있다.

Claims (12)

1. 안테나, 서큘레이터 및 출력증폭기를 포함하는 고주파 프론트 엔드부와, 고주파신호 송수신부 및 데이터 처리부를 포함하는 신호처리 칩을 포함하는 모바일 무선인식 리더기에 있어서,

   상기 신호처리 칩은

   상기 고주파 프론트 엔드부에 공급되는 출력 고주파 신호로부터 의사 누설신호를 생성하는 의사 누설신호 생성부; 및

   상기 고주파 프론트 엔드부로부터 제공되는 수신 고주파 신호와 상기 의사 누설신호를 감산하여 상기 고주파 프론트 엔드부에서 누설되어 수신 고주파 신호에 포함된 출력 고주파 성분을 제거하는 감산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 모바일 무선인식 리더기.
2. 제1항에 있어서, 상기 의사 누설신호 생성부는

   상기 출력 고주파신호의 포지티브 신호를 입력하는 제1 모스 트랜지스터;

   상기 출력 고주파신호의 네가티브 신호를 입력하는 제2 모스 트랜지스터;

   상기 제1 및 제2 모스 트랜지스터들의 소오스를 접지전압에 공통 연결하고 고주파를 차단하기 위한 제1고주파 차단필터;

   상기 제1모스트랜지스터의 드레인과 네가티브 출력노드 사이에 연결되고 전원전압이 게이트에 인가되는 제3 모스 트랜지스터;

   상기 제2모스트랜지스터의 드레인과 포지티브 출력노드 사이에 연결되고 상기 전원전압이 게이트에 인가되는 제4 모스 트랜지스터; 및

   상기 제3 및 제4 모스 트랜지스터의 드레인들을 상기 전원전압에 공통 연결하고 고주파를 차단하기 위한 제2고주파 차단 필터를 구비하고,

   상기 출력 고주파신호를 차동 증폭하여 상기 의사 누설신호로 출력하는 것을 특징으로 하는 모바일 무선인식 리더기.
3. 제1항에 있어서, 상기 감산부는

   상기 수신 고주파신호가 인가되는 제1입력단자와 상기 의사 누설신호가 인가되는 제2입력단자 사이에 연결되고, 상기 두 입력단자에 인가되는 두 신호들의 차신호에 응답하여 서로 상보적으로 크기가 변하는 제1 및 제2전류신호를 발생하는 입력 회로부;

   상기 제1 및 제2전류신호의 차에 대응하는 출력전압을 발생하는 출력 회로부; 및

   상기 입력회로부에 바이어스 전류를 제공하는 바이어스 회로부를 구비한 것을 특징으로 하는 모바일 무선인식 리더기.
4. 제3항에 있어서, 상기 입력 회로부는

   제1전원전압과 제1노드 사이에 연결되고 상기 제1노드에 제1바이어스 전류를 제공하는 제1바이어스 전류원;

   제2전원전압과 제2노드 사이에 연결되고 상기 제2노드에 제2바이어스 전류를 제공하는 제2바이어스 전류원;

   상기 제1노드와 상기 제1입력단자 사이에 다이오드 연결된 제1트랜지스터;

   상기 제2노드와 상기 제1입력단자 사이에 다이오드 연결된 제2트랜지스터;

   상기 제2입력단자와 제3노드 사이에 연결되고 게이트가 상기 제1트랜지스터의 게이트에 연결된 제3트랜지스터; 및

   상기 제2입력단자와 제4노드 사이에 연결되고 게이트가 상기 제2트랜지스터의 게이트에 연결된 제4트랜지스터를 구비한 것을 특징으로 하는 모바일 무선인식 리더기.
5. 제4항에 있어서, 상기 제1 및 제3트랜지스터는 엔모스 트랜지스터이고 제2 및 제4트랜지스터는 피모스 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 모바일 무선인식 리더기.
6. 제3항에 있어서, 상기 출력 회로부는

   상기 제1전류신호를 미러링하는 제1피모스 전류미러;

   상기 제2전류신호를 미러링하는 제1엔모스 전류미러;

   상기 제1피모스 전류미러의 출력전류를 미러링하여 출력단자에 공급하는 제2엔모스 전류미러; 및

   상기 제1엔모스 전류미러의 출력전류를 미러링하여 상기 출력단자에 공급하 는 제2피모스 전류미러를 구비한 것을 특징으로 하는 모바일 무선인식 리더기.
7. 제1항에 있어서, 상기 고주파신호의 주파수 대역은

   900MHz 대역인 것을 특징으로 하는 모바일 무선인식 리더기.
8. 제1항에 있어서, 상기 의사 누설신호 생성부와 상기 감산부 사이에 의사 누설신호를 지연시키기 위한 지연기를 더 구비한 것을 특징으로 하는 모바일 무선인식 리더기.
9. 서큘레이터의 제1패스를 통해 증폭된 출력 고주파 신호를 안테나에 출력함과 동시에 상기 안테나를 통해 수신된 수신 고주파 신호를 상기 서큘레이터의 제2패스를 통해 수신하는 단계; 및

   상기 서큘레이터의 제1패스와 제2패스 사이를 통해 수신측으로 누설된 출력 고주파 신호를 제거하기 위하여 상기 수신된 고주파 신호로부터 의사 누설신호를 감산하는 단계; 및

   상기 누설신호가 제거된 수신 고주파 신호를 저잡음 증폭하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 모바일 무선인식 리더기의 출력누설신호 제거방법
10. 제9항에 있어서, 상기 의사 누설신호는

    상기 서큘레이터를 통해 누설되는 신호의 레벨을 측정하고, 상기 측정된 레 벨과 동일한 레벨로 상기 출력 고주파신호를 증폭하여 상기 의사누설신호로 발생하는 것을 특징으로 하는 모바일 무선인식 리더기의 출력누설신호 제거방법.
11. 안테나, 서큘레이터 및 출력증폭기를 포함하는 고주파 프론트 엔드부와, 고주파신호 송수신부 및 데이터 처리부를 포함하는 신호처리 칩을 포함하는 모바일 무선인식 리더기에 있어서,

    상기 신호처리 칩은

    상기 고주파 프론트 엔드부에 공급되는 국부발진주파수 신호로부터 의사 누설신호를 생성하는 의사 누설신호 생성부; 및

    상기 고주파 프론트 엔드부로부터 제공되어 저잡음 증폭된 수신 고주파 신호와 상기 의사 누설신호를 감산하여 상기 고주파 프론트 엔드부에서 누설되어 수신 고주파 신호에 포함된 출력 고주파 성분을 제거하는 감산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 모바일 무선인식 리더기.
12. 안테나, 서큘레이터 및 출력증폭기를 포함하는 고주파 프론트 엔드부와, 고주파신호 송수신부 및 데이터 처리부를 포함하는 신호처리 칩을 포함하는 모바일 무선인식 리더기에 있어서,

    상기 신호처리 칩은

    상기 고주파 프론트 엔드부에 공급되는 국부발진주파수 신호로부터 의사 누설신호를 생성하는 의사 누설신호 생성부; 및

    상기 고주파 프론트 엔드부로부터 제공되어 저잡음 증폭된 수신 고주파 신호와 상기 의사 누설신호를 각각 입력하여 차동 믹싱하는 믹싱부를 구비하는 것을 특징으로 하는 모바일 무선인식 리더기.

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