KR100808244B1

KR100808244B1 - Rfid system for matching input impedance according to multiple input modes

Info

Publication number: KR100808244B1
Application number: KR1020060128710A
Authority: KR
Inventors: 김정호; 김영원
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2006-12-15
Filing date: 2006-12-15
Publication date: 2008-03-03

Abstract

An RFID(Radio Frequency Identification) system using input impedance matching according to multi modes is provided to supply optimum input impedance in correspondence with the multi input modes and maximize a receiving distance when being used for an RFID reader. Plural input paths(12) are for respectively matching input impedance according to plural input modes, and transmits a radio signal according as only one input path is activated according to the plural input modes. A demodulator(13) extracts a baseband signal from the impedance-matched radio signal outputted from the activated input path among the input paths. A low noise amplifier(121) of at least one input path of the plural input paths amplifies the inputted radio signal with a predetermined gain. An antenna unit(11) includes an antenna, a band pass filter and a circulator, and a radio signal(Rx) is inputted to the input paths after passing the band pass filter and the circulator.

Description

다중 모드에 따른 입력 임피던스 매칭을 이용하는 무선 식별 시스템{RFID SYSTEM FOR MATCHING INPUT IMPEDANCE ACCORDING TO MULTIPLE INPUT MODES}Wireless identification system using input impedance matching according to multiple modes {RFID SYSTEM FOR MATCHING INPUT IMPEDANCE ACCORDING TO MULTIPLE INPUT MODES}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중 모드를 갖는 RFID 리더의 안테나와 수신 회로를 간략하게 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram schematically illustrating an antenna and a receiving circuit of an RFID reader having a multi-mode according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 리더의 수신 회로를 예시한 블록도이다. 2 is a block diagram illustrating a receiving circuit of an RFID reader according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 무선 수신 장치 11 : 안테나부10: radio receiver 11: antenna unit

12 : 다중 모드 경로 121 : 저잡음 증폭기12: multi-mode path 121: low noise amplifier

13 : 복조부13: demodulator

122, 126 : 제1 및 제2 스위칭부122 and 126: first and second switching units

123, 124, 125 : 제1 내지 제3 매칭 블록123, 124, and 125: first to third matching blocks

127 : 제어부127: control unit

본 발명은 무선 식별(RFID) 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 입력 모드를 갖는 무선 식별 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a wireless identification (RFID) system, and more particularly to a wireless identification system having a plurality of input modes.

무선 식별(radio frequency identification, RFID) 시스템은 무선 식별 태그(RFID tag)와 무선 식별 리더(RFID reader)로 이뤄지며, 무선 식별 리더가 무선 식별 태그에 정보를 기록하거나, 기록된 정보를 읽어내는 시스템이다.A radio frequency identification (RFID) system consists of a radio frequency identification tag (RFID tag) and a radio frequency identification reader (RFID reader), and the radio identification reader records information on the radio identification tag or reads the recorded information. .

무선 식별 시스템은 점점 더 많은 분야에 응용되고 있으며, 다양한 용도에 맞는 다양한 기술 규격들이 제정되고 있다. 이러한 기술 규격들에는 ISO/IEC 18000-1 내지 18000-7 규격들이 있는데, 태그에 전원이 있는지, 식별 거리는 얼마나 되는지, 보안이 가능한지, 태그와 리더 간의 통신 속도는 얼마나 되어야 하는지 등의 사항에 따라 다양한 주파수 대역, 출력, 변조 방식, 부호화 방식, 충돌방지 방식 등을 가지고 있다.BACKGROUND Wireless identification systems are being applied to more and more fields, and various technical standards for various purposes are being enacted. These technical specifications include the ISO / IEC 18000-1 to 18000-7 specifications, which vary depending on whether the tag has power, how long it can be identified, how secure it is, and how fast the tag and reader should communicate. It has frequency band, output, modulation method, coding method, and collision avoidance method.

ISO/18000-2와 같은 규격은 수십 cm 정도의 식별 거리에 적당하며, ISO 18000-7과 같은 규격은 100 m 정도의 식별 거리를 지원한다. 규격은 비록 다양하지만, RFID 리더는 보통의 무선 수신 장치와 마찬가지로 거의 비슷한 구성을 가지고 있다. 구체적으로, 대부분의 RFID 리더는 대역 통과 필터(band pass filter, BPF), 저잡음 증폭기(low noise amplifier, LNA), 믹서, 필터, 가변 이득 증폭기(variable gain amplifier, VGA) 등으로 구성되어 있다.Standards such as ISO / 18000-2 are suitable for identification distances of several tens of centimeters, and standards such as ISO 18000-7 support identification distances of about 100 m. Although the specifications vary, the RFID reader has a similar configuration as a normal radio receiver. Specifically, most RFID readers are comprised of a band pass filter (BPF), a low noise amplifier (LNA), a mixer, a filter, a variable gain amplifier (VGA), and the like.

일반적으로 RFID 리더는 여타 무선 장치와 마찬가지로 무선 신호의 수신율을 높이기 위해 입력 임피던스를 매칭한다. 하지만, 종래에 RFID 리더는 고정된 크기의 입력 임피던스 매칭 패턴만을 가진다. In general, RFID readers, like other wireless devices, match the input impedance to increase the reception of radio signals. However, the RFID reader conventionally has only a fixed size input impedance matching pattern.

그런데, RFID 태그로부터 RFID 리더에 전달되는 무선 신호는 두 장치의 거리에 따라 약 -70 dBm 정도부터 약 -20dB에 이르기 때문에, 입력되는 무선 신호의 크기에 따라 능동적으로 수신 회로의 전체 이득을 변경하는 다중 모드 방식이 쓰이기도 한다. 예를 들어, 무선 신호가 작을 때에는 상기 LNA를 동작시키며, LNA를 통과한 신호를 믹서에 인가하지만, 무선 신호가 클 때에는 LNA를 끄고 LNA를 거치지 않은 신호를 믹서에 인가하는 방식이다.However, since the wireless signal transmitted from the RFID tag to the RFID reader ranges from about -70 dBm to about -20 dB depending on the distance between the two devices, the total gain of the receiving circuit is actively changed according to the size of the input radio signal. The multi-mode approach is also used. For example, when the radio signal is small, the LNA is operated and a signal passing through the LNA is applied to the mixer, but when the radio signal is large, the LNA is turned off and a signal not passed through the LNA is applied to the mixer.

그런데, 이러한 다중 모드에서는 고정된 입력 임피던스 매칭 패턴은 입력 임피던스를 제대로 매칭할 수 없다. LNA를 동작시키거나 끄면 수신 회로의 입력 임피던스는 그 영향을 받아 변할 것이기 때문이다. 따라서, 다중 모드를 고려하여 입력 임피던스를 매칭하는 방법이 필요하다.However, in this multi-mode, the fixed input impedance matching pattern cannot properly match the input impedance. This is because when the LNA is turned on or off, the input impedance of the receiving circuit will change under that influence. Therefore, there is a need for a method of matching input impedance in consideration of multiple modes.

본 발명의 목적은 다중의 입력 모드에 대응하여 최적의 입력 임피던스를 제공할 수 있는 무선 수신 장치를 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a wireless receiving apparatus capable of providing an optimum input impedance in response to multiple input modes.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 수신 장치는 소정 범위의 크기를 가지는 무선 신호를 수신하며, 상기 무선 신호의 크기에 따라 결정되는 복수의 입력 모드를 가지는 것으로서, 상기 복수의 입력 모드에 따라 각각 입력 임피던스가 매칭되는 복수의 입력 경로로서, 상기 복수의 입력 모드에 따라 그 중 하나의 입력 경로만 활성화되어 무선 신호를 전달하는 복수의 입력 경로와, 상기 입력 경로들 중 활성화된 입력 경로에서 출력된 임피던스 매칭된 무선 신호로부터 기저 대역 신호를 추출하는 복조부를 포함한다.A wireless receiving apparatus according to an embodiment of the present invention receives a wireless signal having a size of a predetermined range, and has a plurality of input modes determined according to the size of the wireless signal, each input according to the plurality of input modes. A plurality of input paths of which impedance is matched, the plurality of input paths in which only one of the input paths is activated according to the plurality of input modes to transmit a radio signal, and the impedances output from the activated input paths among the input paths. And a demodulator for extracting baseband signals from the matched radio signals.

실시예에 따라, 상기 복수의 입력 경로는 각각, 복수의 입력 모드들 중 해당하는 입력 모드일 때만 닫혀서 상기 무선 신호를 통과시키는 제1 스위치와, 상기 제1 스위치에 연결되며 상기 무선 신호에 대해 입력 임피던스 매칭을 제공하는 매칭 블록을 포함할 수 있다.According to an embodiment, each of the plurality of input paths may include a first switch for closing the only one of the plurality of input modes and passing the wireless signal, and connected to the first switch and inputting the wireless signal. It may include a matching block that provides impedance matching.

이때, 상기 복수의 입력 경로는 각각, 각각의 입력 경로의 출력 측에서 상기 입력 모드에 따라 상기 무선 신호의 출력을 단속하는 제2 스위치를 더 포함할 수 있다.In this case, each of the plurality of input paths may further include a second switch for controlling the output of the wireless signal according to the input mode at the output side of each input path.

또는, 상기 복수의 입력 경로 중 적어도 하나의 입력 경로는 입력된 무선 신호를 소정의 이득으로 증폭하는 저잡음 증폭기를 더 포함하며, 상기 적어도 하나의 입력 경로는 상대적으로 크기가 작은 무선 신호에 상응하는 입력 모드일 때 활성화되고, 나머지 복수의 입력 경로는 상대적으로 크기가 큰 무선 신호에 상응하는 입력 모드일 때 활성화될 수 있다.Alternatively, at least one input path of the plurality of input paths further includes a low noise amplifier for amplifying the input wireless signal with a predetermined gain, wherein the at least one input path corresponds to a relatively small wireless signal input When the mode is activated, the remaining plurality of input paths may be activated when the input mode corresponds to a relatively large wireless signal.

실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 입력 경로는 둘 이상이고, 상기 둘 이상의 입력 경로는 상기 저잡음 증폭기를 공유하도록 구성될 수 있다.According to an embodiment, the at least one input path may be two or more, and the two or more input paths may be configured to share the low noise amplifier.

실시예에 따라, 상기 무선 신호의 크기에 따라 입력 모드를 결정하고, 결정된 입력 모드에 따라 상기 제1 및 제2 스위치들의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the controller may further include a controller configured to determine an input mode according to the size of the wireless signal and to control operations of the first and second switches according to the determined input mode.

실시예에 따라, 상기 복조부는 서로 90도의 위상차를 가지는 반송파 신호들과 무선 신호를 믹싱하는 믹서를 포함하고, 직접 변환 방식으로 무선 신호로부터 기저 대역 신호를 추출하도록 구성될 수 있다.According to an embodiment, the demodulator may include a mixer that mixes carrier signals having a phase difference of 90 degrees with a radio signal, and may be configured to extract a baseband signal from a radio signal by a direct conversion method.

본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 수신 장치는 제1 스위칭부, 복수의 매칭 블록들, 저잡음 증폭기, 제2 스위칭부, 복조부 및 제어부를 포함한다. 이때, 상기 제1 스위칭부는 무선 신호를 입력받는 복수의 제1 스위치들을 포함하며, 제어 신호에 따라 상기 제1 스위치들 중 하나의 스위치만 활성화한다. 상기 복수의 매칭 블록들은 상기 제1 스위치들에 각각 연결되어 입력 임피던스 매칭을 제공한다. 상기 저잡음 증폭기는 상기 복수의 매칭 블록들 중 일부 매칭 블록들에 연결되고, 상기 제2 스위칭부는 상기 저잡음 증폭기 또는 매칭 블록의 출력에 연결된 복수의 제2 스위치들을 포함하며, 상기 제어 신호에 따라 상기 제2 스위치들 중 하나의 스위치만 활성화하고 임피던스 매칭된 무선 신호를 출력한다. 상기 복조부는 상기 임피던스 매칭된 무선 신호로부터 기저 대역 신호를 추출하며, 상기 제어부는 상기 무선 신호의 크기에 따라 상기 제1 및 제2 스위칭부의 동작을 제어한다.A wireless receiving apparatus according to another embodiment of the present invention includes a first switching unit, a plurality of matching blocks, a low noise amplifier, a second switching unit, a demodulator, and a controller. In this case, the first switching unit includes a plurality of first switches receiving a wireless signal, and activates only one of the first switches according to a control signal. The plurality of matching blocks are each connected to the first switches to provide input impedance matching. The low noise amplifier is connected to some matching blocks of the plurality of matching blocks, and the second switching unit includes a plurality of second switches connected to an output of the low noise amplifier or a matching block, wherein the second switch Only one of the two switches is activated and outputs an impedance matched radio signal. The demodulator extracts a baseband signal from the impedance matched radio signal, and the controller controls operations of the first and second switching units according to the magnitude of the radio signal.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.With respect to the embodiments of the present invention disclosed in the text, specific structural to functional descriptions are merely illustrated for the purpose of describing embodiments of the present invention, embodiments of the present invention may be implemented in various forms and It should not be construed as limited to the embodiments described in.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 구성요소에 대해 사용하였다.As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the drawings, similar reference numerals are used for the components.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between. Other expressions describing the relationship between components, such as "between" and "immediately between," or "neighboring to," and "directly neighboring to" should be interpreted as well.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지 다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof that is described, and that one or more other features It should be understood that it does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. The same reference numerals are used for the same elements in the drawings, and duplicate descriptions of the same elements are omitted.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중 모드를 갖는 RFID 리더의 안테나와 수신 회로를 간략하게 나타낸 블록도이다. 도 1을 참조하면, RFID 리더(10)는 안테나부(11)와 다중 모드 경로(12) 및 복조부(13)를 포함한다. 상기 안테나부(11)는 양방향 송수신이 가능한 듀플렉스(duplex) 구조로서, 안테나, 대역 통과 필터(band pass filter) 및 서큘레이터(circulator)를 포함한다. 실시예에 따라서, 상기 안테나부(11)는 듀플렉스 구조가 아닌 심플렉스(simplex) 구조일 수도 있다. 상기 다중 모드 경로는 저잡음 증폭기(121)로 구성된다. 1 is a block diagram schematically illustrating an antenna and a receiving circuit of an RFID reader having a multi-mode according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the RFID reader 10 includes an antenna unit 11, a multi-mode path 12, and a demodulator 13. The antenna unit 11 is a duplex structure capable of bidirectional transmission and reception, and includes an antenna, a band pass filter, and a circulator. According to an embodiment, the antenna unit 11 may have a simplex structure rather than a duplex structure. The multi-mode path consists of a low noise amplifier 121.

안테나에서 수신된 무선 신호(Rx)는 대역 통과 필터(BPF)와 서큘레이터를 거친 후 다중 모드 경로(12)에 입력된다. 상기 다중 모드 경로(12)는 입력되는 신호의 크기에 따라 복수의 경로를 제공한다. RFID 리더(10)는 거의 접촉할 정도로 근접한 경우부터 수십 cm 또는 수 m 떨어져 있는 경우에도 RFID 태그(미도시)로부터 신호를 수신하여야 한다. 따라서 RFID 리더(10)가 수신하는 무선 신호는 그 크기가 가장 클 때와 가장 작을 때의 차이가 상당히 클 수 있다. The radio signal Rx received at the antenna is input to the multi-mode path 12 after passing through the band pass filter BPF and the circulator. The multi-mode path 12 provides a plurality of paths according to the magnitude of the input signal. The RFID reader 10 should receive a signal from an RFID tag (not shown) even when it is close enough to be in contact with the RFID reader 10. Therefore, the radio signal received by the RFID reader 10 can be quite large when the size is the largest and smallest.

다중 모드를 갖는 RFID 리더는 입력 신호의 크기에 따라 서로 다른 모드로 동작하는 구조를 가진다. 예를 들어서, 상기 다중 모드를 입력 신호의 크기에 따라 제1 입력 모드, 제2 입력 모드 및 제3 입력 모드라고 한다. 제1 입력 모드는 입력 신호의 크기가 가장 작은 경우이고, 제3 입력 모드는 입력 신호의 크기가 가장 큰 경우이다. 제2 입력 모드는 입력 신호의 크기가 제1 입력 모드와 제3 입력 모드의 사이에 있는 경우이다. 상기 다중 모드 경로(12)는 입력 신호가 제1 내지 제3 입력 모드 중 어느 모드인 지에 따라 각각 다른 복수의 경로, 예를 들어 도 1의 제1, 제2 및 제3 경로로 상기 입력 신호를 처리할 수 있다.RFID reader having a multi-mode has a structure that operates in different modes according to the size of the input signal. For example, the multi-mode is called a first input mode, a second input mode, and a third input mode according to the magnitude of the input signal. The first input mode is a case where the magnitude of the input signal is the smallest, and the third input mode is a case where the magnitude of the input signal is the largest. The second input mode is a case where the magnitude of the input signal is between the first input mode and the third input mode. The multi-mode path 12 transmits the input signal to a plurality of different paths, for example, the first, second, and third paths of FIG. 1, depending on which of the first to third input modes is an input signal. Can be processed.

제1 경로와 제2 경로는 제1 입력 모드와 제2 입력 모드인 경우에 선택될 수 있다. 제1 및 제2 경로는 저잡음 증폭기(121)를 거치는 경로이며, 상기 입력 신호(Rx)는 적절한 수준으로 증폭된 후 복조부(13)에 제공된다. 제1 및 제2 경로에서 저잡음 증폭기(121)는 공유될 수도 있고, 따로 배치될 수도 있다. 입력 신호가 제3 입력 모드일 때에는 저잡음 증폭기(121)를 거치지 않을 수 있다. 따라서, 제3 입력 모드인 입력 신호는 곧장 복조부(13)로 인가되는 제3 경로를 통해 처리된다.The first path and the second path may be selected in the case of the first input mode and the second input mode. The first and second paths pass through the low noise amplifier 121 and the input signal Rx is amplified to an appropriate level and then provided to the demodulator 13. The low noise amplifier 121 in the first and second paths may be shared or may be disposed separately. When the input signal is in the third input mode, the low noise amplifier 121 may not pass through. Therefore, the input signal which is the third input mode is processed through the third path which is directly applied to the demodulator 13.

상술하였듯이, 제1 및 제2 입력 모드의 입력 신호는 저잡음 증폭기(121)를 거치지만, 제3 입력 모드의 입력 신호는 저잡음 증폭기(121)를 거치지 않는다. 그런데, 다중 모드 경로(12)의 입력 측에서 바라본 입력 임피던스는 저잡음 증폭기(121)의 유무에 영향을 받는다. 또, 제1 입력 모드의 입력 신호와 제2 입력 모드의 입력 신호는 서로 크기가 다르기 때문에, 가장 잘 전달되는 입력 임피던스가 서로 다를 수 있다. 따라서, 상기 제1 내지 제3 경로들은 각각 최적인 입력 임피던스로 매칭될 필요가 있다. 이 점에 대해서는 후술한다.As described above, the input signals of the first and second input modes pass through the low noise amplifier 121, but the input signals of the third input mode do not pass through the low noise amplifier 121. However, the input impedance seen from the input side of the multi-mode path 12 is affected by the presence or absence of the low noise amplifier 121. In addition, since the input signal of the first input mode and the input signal of the second input mode are different from each other, the input impedance that is best transmitted may be different from each other. Therefore, the first to third paths need to be matched with optimal input impedances, respectively. This point is mentioned later.

이렇게 각각 다른 크기의 입력 신호들은 각각 다른 경로를 통해 직접 복조부(13)로 인가된다. 상기 복조부(13)는 반송 주파수(carrier frequency, fc)를 가진 입력 신호로부터 중간 주파수를 이용하지 않고 기저 대역 신호(baseband signal)를 직접 추출하는 직접 변환(direct conversion)의 경우로서 예시된다. 상기 복조부(13)는 믹서, 저역 통과 필터(low pass filter, LPF), 가변 이득 증폭기(variable gain amplifier, VGA), 아날로그 디지털 변환기(analog digital converter, ADC)로 구성된다. 상기 믹서에 인가된 입력 신호는, 서로 90도의 위상차를 갖는 반송 주파수를 가진 고주파 신호들(sin fc, cos fc)과 믹싱되며, 믹서로부터 기저 대역 신호가 출력된다. 상기 믹서에서 출력되는 기저 대역 신호들은 각각 저역 통과 필터, 가변 이득 증폭기를 거친 후 아날로그 디지털 변환기에 인가된다. 아날로그 디지털 변환기는 기저 대역 신호들을 디지털 신호들로 변환하여 후단의 디지털 회로(미도시)로 출력한다.In this way, input signals of different sizes are directly applied to the demodulator 13 through different paths. The demodulator 13 is illustrated as a case of a direct conversion in which a baseband signal is directly extracted without using an intermediate frequency from an input signal having a carrier frequency (fc). The demodulator 13 includes a mixer, a low pass filter (LPF), a variable gain amplifier (VGA), and an analog digital converter (ADC). The input signal applied to the mixer is mixed with high frequency signals sin fc and cos fc having carrier frequencies having a phase difference of 90 degrees from each other, and a baseband signal is output from the mixer. The baseband signals output from the mixer are passed through a low pass filter and a variable gain amplifier, and then applied to an analog-to-digital converter. The analog-to-digital converter converts baseband signals into digital signals and outputs them to a digital circuit (not shown) at a later stage.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 리더의 다중 모드 경로를 예시한 블록도이다. 도 2를 참조하면, 상기 다중 모드 경로(12)는 저잡음 증폭기(121), 제1 스위칭부(122), 제1 내지 제3 매칭 블록(123, 124, 125), 제2 스위칭부(126) 및 제어부(127)로 구성된다.2 is a block diagram illustrating a multi-mode path of an RFID reader in accordance with an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the multi-mode path 12 includes a low noise amplifier 121, a first switching unit 122, first to third matching blocks 123, 124, 125, and a second switching unit 126. And a control unit 127.

상기 다중 모드 경로(12)는 도 1의 경우와 같이, 세 가지 입력 모드에 대응하도록 설계된 경우를 예시한다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 스위칭부(122, 126)는 각각 세 개의 스위치들(SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6)을 포함한다. 상기 제1 스위칭부(122) 내의 스위치들(SW1, SW2, SW3) 및 제2 스위칭부(126) 내의 스위치들(SW4, SW5, SW6)은 각 입력 모드에 따라 하나의 경로를 통해서만 입력 신호가 전달되도록 스위칭된다. 예를 들어, 제1 입력 모드에서는 제1 및 제4 스위치(SW1, SW4)가 닫히고, 나머지 스위치들(SW2, SW3, SW5, SW6)은 열린다. 또, 제2 입력 모드에서는 제2 및 제5 스위치(SW2, SW5)만 닫히고 나머지 스위치들(SW1, SW3, SW4, SW6)은 열리며, 제3 입력 모드에서는 제3 및 제6 스위치(SW3, SW6)만 닫히고 나머지 스위치들(SW1, SW2, SW4, SW5)은 열린다.The multi-mode path 12 illustrates a case where it is designed to correspond to three input modes, as in the case of FIG. Accordingly, the first and second switching units 122 and 126 include three switches SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, and SW6, respectively. The switches SW1, SW2 and SW3 in the first switching unit 122 and the switches SW4, SW5 and SW6 in the second switching unit 126 are provided through only one path according to each input mode. Switched to be delivered. For example, in the first input mode, the first and fourth switches SW1 and SW4 are closed, and the remaining switches SW2, SW3, SW5, and SW6 are opened. In addition, in the second input mode, only the second and fifth switches SW2 and SW5 are closed, and the remaining switches SW1, SW3, SW4, and SW6 are opened, and in the third input mode, the third and sixth switches SW3, Only SW6 is closed and the remaining switches SW1, SW2, SW4, SW5 are open.

상기 제1 매칭 블록(123)은 입력 신호가 제1 입력 모드일 때에 상기 저잡음 증폭기(121)로 상기 입력 신호가 가장 잘 전달되도록 하는 입력 임피던스를 갖는다. 마찬가지로, 제2 매칭 블록(124)은 입력 신호가 제2 입력 모드일 때 상기 저잡음 증폭기(121)로 상기 입력 신호가 가장 잘 전달되도록 하는 입력 임피던스를 갖는다. 상기 제3 매칭 블록(125)은 저잡음 증폭기를 포함하지 않는 경우로서 상기 입력 신호가 가장 잘 전달되도록 하는 입력 임피던스를 갖는다. The first matching block 123 has an input impedance that best transmits the input signal to the low noise amplifier 121 when the input signal is in the first input mode. Similarly, the second matching block 124 has an input impedance that allows the input signal to be best delivered to the low noise amplifier 121 when the input signal is in the second input mode. The third matching block 125 does not include a low noise amplifier and has an input impedance that allows the input signal to be best transmitted.

상기 제어부(127)는 입력 신호에 따라 입력 모드를 결정하고, 입력 모드에 따라 상기 제1 및 제2 스위칭부(122, 126를을 제어할 제어 신호(CON)를 생성하여 상기 제1 및 제2 스위칭부(122, 126)에 제공한다.The controller 127 determines an input mode according to an input signal, generates a control signal CON to control the first and second switching units 122 and 126 according to an input mode, and generates the first and second signals. The switching units 122 and 126 are provided.

세 경로들 중 어느 한 경로를 통해 출력된 입력 신호는 상기 복조부(13)에 입력된다. The input signal output through one of the three paths is input to the demodulator 13.

실시예에 따라서는 입력 신호의 범위를 더 세분하여 네 가지 이상의 입력 모드를 상정하고, 이에 따라 네 가지 이상의 입력 경로를 배치할 수 있다. 입력 경로는 입력 신호의 크기에 따라 저잡음 증폭기를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 입력 경로는 각 경로마다 양쪽에 스위치를 부가하고, 적절한 입력 임피던스를 제공하는 매칭 블록을 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, four or more input modes may be assumed by further subdividing the range of the input signal, and thus four or more input paths may be arranged. The input path may or may not include a low noise amplifier depending on the magnitude of the input signal. The input path may include a matching block that adds switches to both sides of each path and provides an appropriate input impedance.

본 발명의 일 실시예에 따른 입력 임피던스 매칭을 사용하는 수신 회로는 다중의 입력 모드에 대응하여 최적의 입력 임피던스를 제공할 수 있고, 나아가 RFID 리더에 사용될 경우 수신 거리를 최대화할 수 있다. 상기 수신 회로는 모든 입력 모드에서 믹서, 가변 이득 증폭기 등 복조부를 공유할 수 있으므로 면적 증가를 최소화할 수 있다. A receiving circuit using input impedance matching according to an embodiment of the present invention may provide an optimal input impedance in response to multiple input modes, and further maximize the reception distance when used in an RFID reader. The receiving circuit can share a demodulator such as a mixer and a variable gain amplifier in all input modes, thereby minimizing area increase.

이상 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.Although described with reference to the embodiments above, those skilled in the art will understand that the present invention can be variously modified and changed without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. Could be.

Claims

소정 범위의 크기를 가지는 무선 신호를 수신하며, 상기 무선 신호의 크기에 따라 결정되는 복수의 입력 모드를 가지는 다중 모드에 따른 입력 임피던스 매칭을 이용하는 무선 식별 시스템에 있어서,A wireless identification system for receiving a wireless signal having a predetermined range of magnitudes, and using input impedance matching according to multiple modes having a plurality of input modes determined according to the size of the wireless signal,

상기 복수의 입력 모드에 따라 각각 입력 임피던스가 매칭되는 복수의 입력 경로로서, 상기 복수의 입력 모드에 따라 그 중 하나의 입력 경로만 활성화되어 무선 신호를 전달하는 복수의 입력 경로;A plurality of input paths whose input impedances are matched according to the plurality of input modes, respectively; a plurality of input paths for transmitting only a wireless signal by activating only one of the input paths according to the plurality of input modes;

상기 입력 경로들 중 활성화된 입력 경로에서 출력된 임피던스 매칭된 무선 신호로부터 기저 대역 신호를 추출하는 복조부; 및A demodulator for extracting a baseband signal from an impedance-matched radio signal output from an activated input path among the input paths; And

상기 복수의 입력 경로 중 적어도 하나의 입력 경로는 입력된 무선 신호를 소정의 이득으로 증폭하는 저잡음 증폭기를 포함하고,At least one of the plurality of input paths comprises a low noise amplifier for amplifying the input wireless signal with a predetermined gain,

상기 적어도 하나의 입력 경로는 상대적으로 크기가 작은 무선 신호에 상응하는 입력 모드일 때 활성화되고, 나머지 복수의 입력 경로는 상대적으로 크기가 큰 무선 신호에 상응하는 입력 모드일 때 활성화되는 다중 모드에 따른 입력 임피던스 매칭을 이용하는 무선 식별 시스템.The at least one input path is activated when the input mode corresponds to a relatively small wireless signal, and the remaining plurality of input paths are activated when the input mode corresponds to a relatively large wireless signal. Wireless identification system using input impedance matching.

제1항에 있어서, 상기 복수의 입력 경로는 각각,The method of claim 1, wherein the plurality of input paths, respectively,

복수의 입력 모드들 중 해당하는 입력 모드일 때만 닫혀서 상기 무선 신호를 통과시키는 제1 스위치; 및A first switch that closes only when the corresponding input mode is selected from among a plurality of input modes and passes the wireless signal; And

상기 제1 스위치에 연결되며, 상기 무선 신호에 대해 입력 임피던스 매칭을 제공하는 매칭 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 모드에 따른 입력 임피던스 매칭을 이용하는 무선 식별 시스템.And a matching block coupled to the first switch for providing input impedance matching to the wireless signal.

제2항에 있어서, 상기 복수의 입력 경로는 각각,The method of claim 2, wherein the plurality of input paths, respectively,

각각의 입력 경로의 출력 측에서 상기 입력 모드에 따라 상기 무선 신호의 출력을 단속하는 제2 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 모드에 따른 입력 임피던스 매칭을 이용하는 무선 식별 시스템.And a second switch for controlling the output of the wireless signal in accordance with the input mode at the output side of each input path.

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제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 입력 경로는 둘 이상이고, 상기 둘 이상의 입력 경로는 상기 저잡음 증폭기를 공유하도록 구성된 것을 특징으로 하는 다중 모드에 다른 입력 임피던스 매칭을 이용하는 무선 식별 시스템.10. The system of claim 1, wherein the at least one input path is more than one and the two or more input paths are configured to share the low noise amplifier.

제3항에 있어서, 상기 무선 신호의 크기에 따라 입력 모드를 결정하고, 결정된 입력 모드에 따라 상기 제1 및 제2 스위치들의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 모드에 따른 입력 임피던스 매칭을 이용하는 무선 식별 시스템.The input according to the multi-mode of claim 3, further comprising a controller configured to determine an input mode according to the size of the wireless signal and to control operations of the first and second switches according to the determined input mode. A wireless identification system using impedance matching.

제1항에 있어서, 상기 복조부는 서로 90도의 위상차를 가지는 반송파 신호들과 무선 신호를 믹싱하는 믹서를 포함하고, 직접 변환 방식으로 무선 신호로부터 기저 대역 신호를 추출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 다중 모드에 따른 입력 임피던스 매칭을 이용하는 무선 식별 시스템.The multi mode of claim 1, wherein the demodulator comprises a mixer for mixing carrier signals having a phase difference of 90 degrees and a radio signal, and configured to extract a baseband signal from the radio signal by a direct conversion method. Wireless identification system using input impedance matching according to the present invention.

무선 신호를 입력받는 복수의 제1 스위치들을 포함하며, 제어 신호에 따라 상기 제1 스위치들 중 하나의 스위치만 활성화하는 제1 스위칭부;A first switching unit including a plurality of first switches receiving a wireless signal and activating only one of the first switches according to a control signal;

상기 제1 스위치들에 각각 연결되어 입력 임피던스 매칭을 제공하는 복수의 매칭 블록들;A plurality of matching blocks respectively connected to the first switches to provide input impedance matching;

상기 복수의 매칭 블록들 중 일부 매칭 블록들에 연결된 저잡음 증폭기;A low noise amplifier connected to some of the plurality of matching blocks;

상기 저잡음 증폭기 또는 매칭 블록의 출력에 연결된 복수의 제2 스위치들을 포함하며, 상기 제어 신호에 따라 상기 제2 스위치들 중 하나의 스위치만 활성화하고 임피던스 매칭된 무선 신호를 출력하는 제2 스위칭부;A second switching unit including a plurality of second switches connected to an output of the low noise amplifier or a matching block, and activating only one of the second switches according to the control signal and outputting an impedance matched wireless signal;

상기 임피던스 매칭된 무선 신호로부터 기저 대역 신호를 추출하는 복조부; 및A demodulator extracting a baseband signal from the impedance matched radio signal; And

상기 무선 신호의 크기에 따라 상기 제1 및 제2 스위칭부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 다중 모드에 따른 입력 임피던스 매칭을 이용하는 무선 식별 시스템.And a control unit controlling an operation of the first and second switching units according to the size of the wireless signal.

제8항에 있어서, 상기 복조부는 서로 90도의 위상차를 가지는 반송파 신호들과 무선 신호를 믹싱하는 믹서를 포함하고, 직접 변환 방식으로 무선 신호로부터 기저 대역 신호를 추출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 다중 모드에 따른 입력 임피던스 매칭을 이용하는 무선 식별 시스템.10. The multi-mode demodulator of claim 8, wherein the demodulator comprises a mixer for mixing carrier signals having a phase difference of 90 degrees with a radio signal, and configured to extract a baseband signal from the radio signal by a direct conversion method. Wireless identification system using input impedance matching according to the present invention.