KR100873592B1 - 안테나로부터 수신기로의 전송선로에 걸쳐 진폭 변조와 위상 변조 사이에서 신호 변조가 변화하는, 비접촉형 스마트 카드 호출기 - Google Patents

Abstract

비접촉형 스마트 카드 호출기 (1) 에서, 8 번째 전송선로 (13) 의 제 1 단부 (A) 는 제 1 수신기 (16) 를 전송선로 (14) 에 접속시키는 단자에 접속되며, 전송선로 (14) 의 제 2 단부 (B) 는 반송파 생성기 (11) 에 접속된다. 8 번째 파 전송선로 (13) 의 제 1 단부 (A) 에 제 1 진폭 변조 수신기 (16) 가 접속되고, 8 번째 파 전송선로 (13) 의 제 2 단부 (B) 에 제 2 진폭 복조 수신기 (16') 가 접속된다. 본 발명의 비접촉형 스마트 카드 호출기에서, 패시브 소자에 의해 위상 변조를 진폭 변조로 변경함으로써 진폭 복조의 효과적인 이용이 가능하게 되며, 노이즈 소스가 시스템에 전혀 발생되지 않는다.

스마트 카드 호출기

Description

안테나로부터 수신기로의 전송선로에 걸쳐 진폭 변조와 위상 변조 사이에서 신호 변조가 변화하는, 비접촉형 스마트 카드 호출기 {NON-CONTACTING SMART CARD INTERROGATOR, WHEREIN ACROSS A TRANSMISSION LINE FROM AN ANTENNA TO A RECEIVER THE SIGNAL MODULATION VARIES BETWEEN THE AMPLITUDE AND PHASE ONES}

본 발명은 전송선로를 통해 안테나에 접속되는 반송파 생성기와 진폭 복조 수신기를 포함하고, 안테나로부터 수신기로의 전송선로에 걸쳐 진폭 변조와 위상 변조 사이에서 신호 변조가 변화하는, 비접촉형 스마트 카드 호출기에 관한 것이다. 호출기는 진폭 변조 신호로서 스마트 카드 내에 생성된 신호의 효과적인 진폭 복조가 가능해지도록 개선된다.

무선주파수 데이터 송신에 의한 식별은 새로운 애플리케이션 영역으로 빠르게 확산되었다. 본 발명의 목적은 이러한 식별 처리를 수행하는 시스템의 호출기로 한정되지만, 이 시스템은 또한 하나 이상의 스마트 카드를 포함한다. 비접촉형 스마트 카드 호출기는 예를 들면, 13.56 MHz 에서의 반송파 생성기, 및 일반적으로 진폭 복조 수신기인 수신기를 포함하며, 모두 전송선로를 통해 안테나에 접속된다. 호출기 안테나는 반송파를 무선주파수파의 형태로 송신하고 반송파를 수신할 때, 진폭이 변조된 채로 스마트 카드의 안테나에 의해 송신되는 무선 주파수파를 수신한다. 그 후, 수신된 신호는 호출기에 의해 식별된다.

스마트 카드 발진 회로에서 진폭-변조되고 스마트 카드의 안테나에 의해 송신되는 신호에 의해 호출기 안테나에서, 두 안테나 사이의 결합 팩터와 같이 스마트 카드 안테나와 호출기 안테나의 공진 (resonance) 커브에 대한 송신된 파장의 비율에 따라, 안테나 단자는 진폭 변조 또는 위상 변조되거나 상기 2 가지 종류의 변조의 조합에 따라 변조된 신호를 생성한다. 수신된 신호의 변조는 또한 호출기 안테나의 접속 단자에서 수신기 입력으로 케이블을 따라 변화한다.

이 데이터 펄스는 통상 호출기와 연관된 수신 수단에 의해 수신 및 처리된다. 미국 특허 제 6,208,235 호에 제안된 바와 같은 스마트 카드 회로에 의해, 호출기 분야에 존재하는 2 이상의 스마트 카드로부터 유발되는 진폭 변조에서 위상 변조로의 변화가 감소된다.

이와 같이 개시된 종류의 시스템에서는, 신호 변조의 위상 부분의 복조가 충분히 해결되지 않는다.

통상, 90° 미만의 변조 각을 갖는 위상 변조 신호는 PLL (phase-locked loop) 을 갖는 수신기에 의해 복조된다. 이는 반송파의 평균 위상 (mean phase) 으로 로크되며, 위상 검출기의 출력 전압은 전류 위상차 또는 위상 변조에 의존한다. 그러나, 수신기 회로 (루프 필터, VCO(volatage contolled oscillator)) 는 크게 되고, 특히, 위상-로크된 루프의 전압 제어형 발진기는 지배적인 위상 노이즈 소스가 되고, 시스템 특성을 제한하는 것이 된다.

신호 변조의 위상 부분의 복조는 신호 전압의 제로 통로에서의 샘플링에 의해 수행될 수 있다. 수집된 샘플은 임의의 순간에 있어서 위상차를 나타내며, 따라서, 복조된 신호를 나타낸다. 그러나, 100 ps 의 배율 단위로 정확하고 안정적인 타이밍 다운을 갖는 샘플러가 필요하다. 또한, 제어 펄스의 위상 노이즈는 복조화된 신호로 직접 매핑된다.

몇몇 생산자는 스마트 카드에 다른 변조 방법을 제공하고 예외적으로 민감한 수신기에 호출기를 제공함으로써 신호 변조의 위상 부분의 복조에서 발생하는 난점을 회피한다. 그 대신, 적절하게 코딩된 데이터에 의해 완전하게 진폭-변조된 서브캐리어를 갖는 변조는 위상으로 감추어지지 않는다. 또한, 복조 후 서브캐리어의 존재만이 중요하며, 복조 후의 위상은 관계없기 때문에, 신호 전력이 우세하게 위상 변조될 때 신호는 예외적으로 민감한 진폭 복조 수신기에 의해 충분히 수신된다. 그러나, 이 방법에서, 서브캐리어가 이용되지 않을 때의 위상 변화와 BPSK 변조 모두가 제거되지 않는다.

따라서, 본 발명에 의해 해결되어야 하는 기술적인 문제는, 진폭 복조 수신기에 의해 스마트 카드를 신뢰성있게 식별하는 호출기를 갖기 위해, 진폭 변조된 신호를 생성하는 스마트 카드를 이용할 때 스마트 카드를 호출하는 회로를 개선하는 방법에 관한 것이다.
상기 기술적인 문제는 청구 범위에서 기술되는 바에 따라 해결된다.

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본 발명의 비접촉형 스마트 카드 호출기에서, 진폭 복조의 효과적인 이용은 수동 소자에 의해, 위상 변조를 진폭 변조함으로써 이루어지나, 노이즈 소스는 시스템에 도입되지 않는다.

본 발명의 호출기의 2 가지 실시형태의 설명과 함께 제 1 실시형태의 회로 체계를 나타내는 첨부된 단일의 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

비접촉형 스마트 카드 (2) 의 호출기 (1) 는 반송파 생성기 (11) 및 진폭 변조 수신기 (16) 를 구비한다 (도면). 이들은 전송선로 (14) 을 통해 안테나 (15) 에 접속된다.

수신기 (16) 를 전송선로 (14) 으로 접속시키는 단자에 8 번째 파 전송선로 (13) 의 제 1 단부 (A) 가 접속되고, 8 번째 파 전송선로 (13) 의 제 2 단부 (B) 에 반송파 생성기 (11) 가 접속되며, 이 때, 매칭 LC 필터 (12) 를 통해 반송파의 상위 고조파를 감쇠시키는 것이 또한 바람직하다.

8 번째 파 전송선로 (13) 는 동축 케이블 또는 반송파를 45°로 시프팅하는 필터에 의해 이루어질 수 있다. 50 Ω동축 케이블 내부의 유전체가 폴리에틸렌인 경우, 13.56 MHz 주파수에서의 케이블 길이는 1.825 m 이다.

본 발명의 호출기 (1) 의 제 1 실시형태에서, 8 번째 파 전송선로 (13) 의 제 1 단부 (A) 에 제 1 진폭 복조 수신기 (16) 가 접속되고, 8 번째 파 전송선로 (13) 의 제 2 단부 (B) 에 제 2 진폭 복조 수신기 (16') 가 접속된다.

그러나, 본 발명의 호출기 (1) 의 제 2 실시형태에서, 진폭 복조 수신기 (16) 가 8 번째 파 전송선로 (13) 의 제 1 단부 (A) 와 제 2 단부 (B) 에 교대로 접속된다 (미도시).

반송파 생성기 (11) 로부터의 반송파 (CW) 는 매칭 필터 (12), 8 번째 전송선로 (13) , 전송선로 (14) 및 호출기 안테나 (15) 를 통해 스마트 카드 (2) 의 안테나 (21) 에 도달한다. 스마트 카드의 집적 회로 (22) 는 CW (carrier wave) 로부터 에너지를 흡수하고 그 자체의 동작에 대한 클록 신호를 추출하며, 안테나 (21) 를 통해 스마트 카드 (2) 상의 정보를 진폭 변조된 SBW (side band wave) 의 형태로 호출기 (1) 에 송신된다. 호출기 안테나 (15) 에서, 진폭-변조된 SBW 는 안테나 단자 상에서 진폭 변조되거나 상기 변조 종류의 결합에 따라 변조되거나 위상 변조되는 신호를 생성한다.

이 때, 호출기 (1) 에 수신된 신호의 변조는 전송선로 (14) 및 8 번째 전송선로 (13) 를 따라 수신기 입력으로 변화한다. 반송파 위상에 대해, 변조된 신호의 측파대 (side band) 의 위상은 전송선로 (14, 13) 를 따라 변화한다. 따라서, 반파장 거리에서, 스펙트럼 성분이 동위상 (in-phase) 또는 역위상 (진폭 또는 역 진폭 변조) 인 측이 발견될 수도 있지만, 하나 또는 다른 방향으로 90°시프트를 갖는 측에는 하나 이상의 편파를 갖는 위상 변조가 존재한다.

수신기 (16, 16') 사이의 거리는 이들 중 항상 하나가 우세하게 진폭 변조된 신호를 획득하도록, 8 번째 파 전송선로 (13) 에 의해 결정된다. 수신기 (16, 16') 가 동일한 영역의 진폭과 위상 변조를 획득할 때, 수신된 신호는 이들 중 하나 상의 순수 진폭 변조에서 가장 강한 신호보다 팩터 (2)^-1/2 만큼 약하다.

Claims (5)

1. 안테나 (15) 로부터 수신기로의 전송선로에 걸쳐 진폭 변조와 위상 변조 사이에서 신호 변조가 변화하고, 양자 상기 전송선로 (14) 를 통해 상기 안테나 (15) 에 접속되는 반송파 생성기 (11) 와 진폭 복조 수신기 (16) 를 구비하는, 비접촉형 스마트 카드 호출기로서,

   상기 진폭 복조 수신기 (16) 를 상기 전송선로 (14) 에 접속하는 단자에 8 번째 파 전송선로 (13) 의 제 1 단부 (A) 가 접속되고, 상기 8 번째 파 전송선로 (13) 의 제 2 단부 (B) 에 반송파 생성기 (11) 가 접속되며,

   상기 8 번째 파 전송선로 (13) 의 상기 제 1 단부 (A) 에서의 신호 및 상기 8 번째 파 전송선로 (13) 의 상기 제 2 단부 (B) 에서의 신호가 감지되는 것을 특징으로 하는 비접촉형 스마트 카드 호출기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 8 번째 파 전송선로 (13) 의 상기 제 2 단부 (B) 에 제 2 진폭 복조 수신기 (16') 가 접속되는 것을 특징으로 하는 비접촉형 스마트 카드 호출기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 진폭 복조 수신기 (16) 는 상기 8 번째 전송선로 (13) 의 상기 제 1 단부 (A) 및 상기 제 2 단부 (B) 에 교대로 접속되는 것을 특징으로 하는 비접촉형 스마트 카드 호출기.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 8 번째 파 전송선로 (13) 는 상기 반송파 위상을 45 °로 시프팅하는 필터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비접촉형 스마트 카드 호출기.
5. 제 2 항 또는 제 3 항 있어서,

   상기 반송파 생성기 (11) 는 또한 상기 반송파의 상위 고조파를 감쇠시키는 임피던스 매칭 필터 (12) 를 통해 상기 8 번째 파 전송선로 (13) 의 제 2 단부 (B) 에 접속되는 것을 특징으로 하는 비접촉형 스마트 카드 호출기.

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