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KR101529635B1 - Envelope detecting method using maximum voltage transfer matching technique from resonance antena to receiver and Receivers thereof - Google Patents

Envelope detecting method using maximum voltage transfer matching technique from resonance antena to receiver and Receivers thereof Download PDF

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KR101529635B1
KR101529635B1 KR1020130053307A KR20130053307A KR101529635B1 KR 101529635 B1 KR101529635 B1 KR 101529635B1 KR 1020130053307 A KR1020130053307 A KR 1020130053307A KR 20130053307 A KR20130053307 A KR 20130053307A KR 101529635 B1 KR101529635 B1 KR 101529635B1
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KR
South Korea
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envelope detector
envelope
antenna
carrier
resonator
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홍성철
채승완
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한국과학기술원
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Abstract

본 발명은 전력정합 방법이 아닌 최대전압 전달 정합 방법으로 반송파에 실려 있는 포락선(envelope) 신호를 안테나로부터 직접 검출하는 방법으로서, 공진기형 안테나의 최대전압 지점인 안테나의 급전부와 포락선 검출기의 입력단을 직접 연결하거나, 공진기형 안테나의 최대전류 지점인 상기 안테나의 급전부와 포락선 검출기의 입력단을 λ/4의 전송라인 연결하여 반송파의 포락선을 직접 검출하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method of directly detecting an envelope signal carried on a carrier by a maximum voltage transmission matching method, rather than a power matching method, by directly detecting an envelope signal from an antenna, Or the envelope of the carrier is directly detected by connecting the feeding part of the antenna, which is the maximum current point of the resonator type antenna, and the input terminal of the envelope detector, by a transmission line of? / 4.

Description

최대전압 전달 정합에 의한 공진기형 안테나로부터 수신기로의 포락선 검출방법 및 이를 이용한 수신기{ Envelope detecting method using maximum voltage transfer matching technique from resonance antena to receiver and Receivers thereof}[0001] The present invention relates to a method of detecting envelope from a resonator type antenna to a receiver by using a maximum voltage transfer matching method, and a receiver using the envelope detecting method using a maximum voltage transfer matching technique,

본 발명은 최대전압 전달 정합에 의한 공진기형 안테나로부터 수신기로의 포락선 검출방법 및 이를 이용한 수신기로서, 상세하게는 최대전압 전달 정합(maximum voltage transfer matching) 방법으로 RF신호의 증폭 없이 반송파에 실려 있는 포락선(envelope) 신호를 안테나로부터 직접 검출하는 포락선 검출 방법 및 수신기에 관한 것이다.The present invention relates to a method of detecting an envelope from a resonator type antenna to a receiver by means of a maximum voltage transmission matching method and a receiver using the method. More particularly, the present invention relates to an envelope detection method using a maximum voltage transfer matching method, (EN) An envelope detection method and a receiver for detecting an envelope signal directly from an antenna.

일반적으로 RF 수신기는 미약한 안테나 수신 신호를 저잡음증폭기로 증폭시키고, 증폭된 신호를 국부발진기와 믹서를 사용하여 주파수 변환을 한 다음 원하는 신호 데이터로 복조한다. RF 신호의 반송파의 주파수는 주파수 자원과 밴드폭을 효율적으로 사용하기 높은 RF주파수를 사용하는데, 이에 따라 미약한 RF신호를 증폭하는 저잡음증폭기의 차단주파수(

Figure 112013041591097-pat00001
)도 증가하게 되어 요구되는 성능의 저잡음증폭기 제작도 어려워지고 또한 주파수가 높아짐에 따라 연결선에서의 손실도 증가하게 된다.In general, an RF receiver amplifies a weak antenna reception signal with a low noise amplifier, frequency-converts the amplified signal using a local oscillator and a mixer, and demodulates the desired signal data. The frequency of the carrier of the RF signal uses a high RF frequency that efficiently uses the frequency resources and the bandwidth. Accordingly, the cutoff frequency of the low-noise amplifier that amplifies the weak RF signal
Figure 112013041591097-pat00001
), Which makes it difficult to fabricate a low-noise amplifier with the required performance. Also, as the frequency increases, the loss at the connection line also increases.

종래의 RF 수신기에서 안테나와 수신단의 연결방식은 전력정합(power matching) 개념을 사용하여 최대 전력을 전달하기 위하여 소자의 정확한 임피던스를 구하여 임피던스의 리액턴스 성분을 상쇄시켜 주는 방법을 사용하였다.In the conventional RF receiver, the connection method between the antenna and the receiver uses a concept of power matching to obtain the accurate impedance of the device in order to transmit the maximum power, thereby canceling the impedance reactance component.

그러나 반송파의 주파수가 밀리미터파에서 테라헤르츠(terahertz)로 높아짐에 따라 안테나와 소자의 크기가 축소되어 온칩(on-chip) 안테나의 구현이 가능해지면서 새로운 개념의 설계방법이 필요하게 되었다. 즉, 종래에는 전력을 최대로 전달하기 위하여 안테나에서 수신회로 사이에 50Ω 정합을 하였지만, 안테나로부터 반송파에 실려 있는 포락선을 직접 검출하기 위해서는 최대전압 전달 정합으로 전압신호를 효율적으로 전달하는 방법이 필요하다. However, as the frequency of the carrier wave increases from millimeter wave to terahertz, the size of the antenna and the device have been reduced, and an on-chip antenna has become possible to implement a new concept design method. In other words, conventionally, in order to maximize the power, the antenna is matched with 50Ω between the receiving circuits. However, in order to directly detect the envelope carried by the carrier from the antenna, a method of efficiently transmitting the voltage signal with the maximum voltage transfer matching is required .

일반적으로 높은 품질계수(high Q) 안테나와 같은 공진소자로부터 신호를 직접 검출하려면 검출소자는 높은 입력 임피던스를 가져야 하며 동시에 신호를 검지할 말한 이득(gain)이 있어야 하므로 비선형 소자가 적합하다. 대부분의 트랜지스터나 다이오드의 경우 문턱 또는 턴온 전압 아래에서는 채널저항이 크므로 높은 임피던스를 얻을 수 있지만, 이득이 거의 없기 때문에 검출신호를 다시 증폭하기 위한 회로가 필요하다. Generally, a non-linear device is suitable for detecting a signal directly from a resonant device such as a high Q antenna, since the detecting device must have a high input impedance and at the same time have a gain to detect a signal. For most transistors or diodes, the channel resistance is high under threshold or turn-on voltage, so high impedance can be obtained, but because there is little gain, a circuit is needed to amplify the detection signal again.

특허문헌 1은 테라헤르츠의 멀티 밴드를 이용하여 피대상체에 대한 실시간 영상을 획득하기 위해 다중 동작 주파수 검출이 가능한 영상 검출기에 관한 것으로서, 슬롯 형태(slot-type)의 스플릿 링 공진기(split ring resonator, 이하 'SRR'이라 함)등이 형성된 안테나부, FET로 형성된 디텍터부 및 증폭부가 개시되어 있으나, 여전히 50Ω 정합개념을 사용하고, 디텍터부에 대한 상세한 동작이 기재되어 있지 않다. Patent Document 1 relates to an image detector capable of multi-operation frequency detection in order to acquire real-time image of a target object using a multi-band of terahertz, and a slot-type split ring resonator, (Hereinafter referred to as " SRR "), a detector portion formed by an FET, and an amplifier portion. However, the 50? Matching concept is still used and detailed operation of the detector portion is not described.

1. 한국공개특허 제2012-0115634호 (2012년 10월 19일 공개)1. Korea Open Patent No. 2012-0115634 (released on October 19, 2012)

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의하여 안출된 것으로서, 종래의 50Ω 정합방법이 아닌 최대전압 전달 정합 방법으로 반송파에 실려 있는 포락선 신호를 안테나 등의 공진소자로부터 직접 검출하는 포락선 신호 검출 방법 및 수신기를 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above needs and provides an envelope signal detection method and receiver for directly detecting an envelope signal carried on a carrier wave from a resonance element such as an antenna by a maximum voltage transmission matching method other than the conventional 50? I want to.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 RF 신호의 반송파 포락선을 검출방법은, RF 신호에 공진소자가 공진하여 정상파가 형성되고, 상기 정상파의 최대전압 지점에 상기 공진소자와 포락선 검출기의 입력단을 직접 연결하여 반송파의 포락선을 직접 검출하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of detecting a carrier envelope of an RF signal, the method comprising: a resonance element resonating with an RF signal to form a standing wave; And the envelope of the carrier wave is directly detected.

반송파의 포락선을 직접 검출하는 방법의 다른 실시예로서, RF 신호에 공진소자가 공진하여 정상파가 형성되고, 상기 정상파의 최대전류 지점에 상기 공진소자와 포락선 검출기의 입력단을 λ/4의 전송라인으로 연결하여 반송파의 포락선을 직접 검출하는 것을 특징으로 한다. As another embodiment of a method of directly detecting an envelope of a carrier wave, a resonance element is resonated in an RF signal to form a standing wave, and the input terminal of the resonance element and the envelope detector are connected to a transmission line of? / 4 at a maximum current point of the standing wave And directly detects the envelope of the carrier wave.

본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 포락선 검출기는 실리콘 또는 화합물 반도체의 트랜지스터나 다이오드 중 어느 하나로서 차단 주파수는 반송파 동작주파수보다 저주파수이고, 상기 포락선 검출기의 입력 임피던스가 최대로 되도록 설계한 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment of the present invention, the envelope detector is any one of a transistor or a diode of silicon or a compound semiconductor, wherein the cutoff frequency is lower than the carrier operating frequency and the input impedance of the envelope detector is maximized .

본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 공진소자는 반파장 패치 안테나로서 길이 방향 양단에 상기 포락선 검출기를 직접 연결하거나, 전파장 패치 안테나로서 중간의 폭 방향 양단에 상기 포락선 검출기를 직접 연결하거나, 전파장 패치 안테나로서 중간의 폭 방향 양단에 상기 포락선 검출기를 직접 연결하거나, 스플릿 링 공진기(SRR) 안테나로서 링의 갭 양단에 상기 포락선 검출기를 직접 연결한 것을 특징으로 한다. As a preferred embodiment of the present invention, the resonance element is a half-wave patch antenna, which directly connects the envelope detector to both ends in the longitudinal direction, or directly connects the envelope detector to both ends in the middle width direction as a propagation field patch antenna, The envelope detector is directly connected to both ends in the middle width direction as a patch antenna, or the envelope detector is directly connected to both ends of the ring gap as a split ring resonator (SRR) antenna.

본 발명의 바람직한 실시예로서, 포락선 검출기의 입력단을 λ/4의 전송라인으로 연결하는 경우의 공진소자는 반파장 다이폴 안테나인 것을 특징으로 한다.As a preferred embodiment of the present invention, the resonance element in the case of connecting the input terminal of the envelope detector to the transmission line of? / 4 is a half-wave dipole antenna.

본 발명의 다른 실시예로서, RF신호에 공진하는 공진소자 및 상기 공진소자에 직접 연결된 포락선 검출기를 포함하고, 상기 포락선 검출기는 최대 입력 임피던스를 가져 상기 공진소자와 최대전압 전달 정합에 의하여 동작하여 포락선을 직접 검출하는 RF 수신기이다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a resonator device including a resonance element resonating with an RF signal and an envelope detector directly connected to the resonance element, the envelope detector having a maximum input impedance, Is directly detected.

본 발명의 또 다른 실시예로서, RF신호에 공진하는 공진소자 및 상기 공진소자에 λ/4의 전송라인으로 연결된 포락선 검출기를 포함하고, 상기 포락선 검출기는 최대 입력 임피던스를 가져 상기 공진소자와 최대전압 전달 정합에 의하여 동작하여 포락선을 직접 검출하는 RF 수신기이다. In another embodiment of the present invention, there is provided a resonator comprising: a resonance element resonating with an RF signal; and an envelope detector connected to the resonator through a transmission line of? / 4, wherein the envelope detector has a maximum input impedance, And is an RF receiver that operates by transmission matching and directly detects an envelope.

본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 포락선 검출기는 2개의 NMOS트랜지스터와 1개의 PMOS 트랜지스터가 캐스코드(cascode) 방식의 직렬로 연결된 스택(stack) 구조로서, 반송파의 주파수보다 낮은 주파수에서 동작하며 상기 반송파를 게이트로 입력 받는 제1 NMOS 트랜지스터, 상기 제1 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자에 드레인 단자가 연결된 PMOS 트랜지스터 및 상기 제1 NMOS 트랜지스터의 소스 단자에 드레인 단자가 연결된 제2 NMOS 트랜지스터를 포함하며, 상기 제2 NMOS 트랜지스터와 상기 PMOS 트랜지스터는 게이트 전압이 문턱전압보다 낮은 영역에서 동작하는 것을 특징으로 한다.As a preferred embodiment of the present invention, the envelope detector is a stack structure in which two NMOS transistors and one PMOS transistor are connected in series in a cascode manner, and operates at a frequency lower than the frequency of the carrier wave, A PMOS transistor having a drain terminal connected to a drain terminal of the first NMOS transistor and a second NMOS transistor having a drain terminal connected to a source terminal of the first NMOS transistor, And the NMOS transistor and the PMOS transistor operate in a region where the gate voltage is lower than the threshold voltage.

본 발명은 안테나로부터 직접 포락선을 검파하기 때문에 손실이 없이 직접 포락선을 검출하여 신호를 복조할 수 있으므로 저잡음증폭회로와 같은 증폭 회로를 별도로 구비하지 않아도 되므로 회로 면적을 감소시킬 수 있고, 제조비용을 절감할 수 있다.Since the envelope is directly detected from the antenna, the envelope can be directly detected without loss and the signal can be demodulated. Therefore, it is unnecessary to separately provide an amplifier circuit such as a low-noise amplifier circuit, thereby reducing the circuit area and reducing manufacturing cost. can do.

본 발명은 반송파의 주파수보다는 낮으나 포락선의 주파수에는 동작하는 능동소자를 사용하여 반송파 주파수 대역의 RF 신호를 복조할 수 있으므로 현재 기술 수준의 능동 소자가 갖고 있는 주파수 한계를 극복할 수 있으므로 더 높은 주파수 대역의 RF 신호를 수신하는 수신기를 제공할 수 있다.Since the present invention can demodulate an RF signal of a carrier frequency band using an active device operating at a frequency lower than a carrier frequency but operating at an envelope frequency, it is possible to overcome the frequency limit of an active device of the current technology level, Lt; RTI ID = 0.0 > RF < / RTI >

본 발명은 전압 트랜스퍼(voltage transfer) 개념을 이용함으로써 포락선 검출기의 입력 커패시턴스를 최소로 하고, 안테나의 전압 스윙이 최대인 곳에 포락선 검출기를 연결하여 안테나에서 최대 신호를 복조할 수 있기 때문에 설계 작업하는 사용자의 편의성을 증대시킬 수 있으며, 안테나와 함께 집적하여 온칩(on-chip) 수신기를 제공할 수 있다.The present invention utilizes the concept of voltage transfer to minimize the input capacitance of the envelope detector and connect the envelope detector to the antenna where the voltage swing is at its maximum to demodulate the maximum signal at the antenna, And it is possible to provide an on-chip receiver by integrating with an antenna.

본 발명은 포락선에 더욱 민감하게 반응하는 감응도가 높은 수신기를 제공할 수 있다.The present invention can provide a highly sensitive receiver that responds more sensitively to envelopes.

본 발명은 단거리 광대역 통신에 사용되는 수신기를 포함하여 이동통신 분야와 가전제품 분야에도 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 고주파 동작이 가능하므로 분자와의 상관관계를 고려하여 의료분야에도 적용할 수 있다.The present invention can be applied not only to the field of mobile communication and home appliances but also to the medical field considering the correlation with molecules because it can operate at a high frequency, including a receiver used in short-range broadband communication.

본 발명은 소자의 동작 주파수 이상의 밀리미터파 또는 테라헤르츠 주파수를 수신하여도 포락선을 검출할 수 있기 때문에 현재의 저주파 대역에서의 주파수 포화 문제를 해결할 수 있다.The present invention can solve the frequency saturation problem in the current low frequency band because the envelope can be detected even when receiving the millimeter wave or the terahertz frequency above the operating frequency of the device.

도 1은 본 발명에 의한 공진기형 안테나의 급전부를 최대전압 지점으로 선택한 포락선 검출 방법을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명에 의한 공진기형 안테나의 급전부를 최대 전류 지점으로 선택하고 λ/4 전송라인에 의해 포락선 검출기와 연결하여 포락선을 직접 검출하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명에 의한 반파장 패치 안테나로부터 포락선 검출 방법을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명에 의한 반파장 다이폴 안테나로부터 포락선 검출 방법을 설명하기 위한 도면,
도 5는 도 1 내지 도 4에 도시된 본 발명에 의한 포락선 검출기의 상세 구성도,
도 6은 패치 안테나에 적용된 본 발명에 의한 온칩 수신기의 단면도,
도 7은 본 발명에 의한 전파장 패치 안테나와 포락선 검출기의 연결 방법을 적용한 레이아웃,
도 8은 본 발명에 의한 폴디드 다이폴(folded dipole) 안테나와 포락선 검출기의 연결 방법을 적용한 레이아웃,
도 9는 본 발명에 의한 스플릿 링 공진기(SRR)와 포락선 검출기의 연결 방법을 적용한 레이아웃,
도 10은 본 발명에 의한 공진기형 안테나로부터 포락선을 직접 검출하는 방법의 순서도,
도 11은 본 발명에 의한 공진기형 안테나로부터 포락선을 직접 검출하는 방법의 순서도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view for explaining an envelope detection method in which a feeding point of a resonator type antenna according to the present invention is selected as a maximum voltage point;
FIG. 2 is a view for explaining a method of directly detecting an envelope by selecting a feeding part of a resonator-type antenna according to the present invention as a maximum current point and connecting it to an envelope detector by a? / 4 transmission line;
3 is a view for explaining a method of detecting an envelope from a half-wave patch antenna according to the present invention,
4 is a view for explaining a method of detecting an envelope from a half-wave dipole antenna according to the present invention,
FIG. 5 is a detailed configuration diagram of an envelope detector according to the present invention shown in FIGS. 1 to 4,
6 is a cross-sectional view of an on-chip receiver according to the present invention applied to a patch antenna,
FIG. 7 is a view showing a layout using a connection method of a propagation field patch antenna and an envelope detector according to the present invention,
FIG. 8 is a layout of a folded dipole antenna and an envelope detector according to the present invention,
9 is a layout to which a method of connecting a split ring resonator (SRR) and an envelope detector according to the present invention is applied,
10 is a flowchart of a method for directly detecting an envelope from a resonator type antenna according to the present invention,
11 is a flowchart of a method for directly detecting an envelope from a resonator-type antenna according to the present invention.

이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 도면을 참고하여 설명한다. 예시된 도면은 발명의 명확성을 위하여 핵심적인 내용만 확대 도시하고 부수적인 것은 생략하였으므로 도면에 한정하여 해석하여서는 아니 된다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The drawings illustrate only the essential features of the invention in order to facilitate clarity of the invention and are not to be construed in a limiting sense since they are not shown in the accompanying drawings.

본 발명에서 RF(radio frequency)라 함은 특정 주파수대역을 칭하는 것이 아니라 일반적으로 무선통신에 사용되는 높은 주파수를 통칭하는 의미로 사용된다. 또한 공진소자는 공진기(resonator), 필터(filter), 안테나 등과 같이 특정 주파수에 대하여 공진을 발생하는 장치를 말한다. In the present invention, the term RF (radio frequency) does not refer to a specific frequency band but generally refers to a high frequency used in wireless communication. Also, the resonance element refers to a resonance element, a filter, an antenna, or the like, which generates resonance at a specific frequency.

종래의 RF 수신기는 최대전력 전달을 위하여 안테나와 50Ω 정합을 하여 검출기 등을 설계하였으나, 본 발명은 효율적인 전압 전달을 위해 50Ω 정합이 아닌 최대전압 전달 정합 방법을 통한 포락선 검출기의 입력 임피던스를 최대로 함으로써 안테나에 동작 특성에 영향을 주지 않으면서 안테나로부터 전송 손실을 최소로 하여 신호를 복조할 수 있는 발명이다.In the conventional RF receiver, the detector is designed by 50? Matching the antenna for maximum power transmission. However, the present invention maximizes the input impedance of the envelope detector through the maximum voltage transmission matching method instead of 50? It is possible to demodulate a signal by minimizing the transmission loss from the antenna without affecting the operation characteristics of the antenna.

일반적으로 높은 품질계수(high Q) 안테나와 같은 공진소자로부터 신호를 직접 검출하려면 검출소자는 높은 입력 임피던스를 가져야 하며 동시에 신호를 검지할 말한 이득(gain)이 있어야 하므로 비선형 소자가 적합하다. 대부분의 트랜지스터나 다이오드의 경우 문턱 또는 턴온 전압 아래에서는 채널저항이 크므로 높은 임피던스를 얻을 수 있지만, 이득이 거의 없기 때문에 검출신호를 다시 증폭하기 위한 회로가 필요하다. Generally, a non-linear device is suitable for detecting a signal directly from a resonant device such as a high Q antenna, since the detecting device must have a high input impedance and at the same time have a gain to detect a signal. For most transistors or diodes, the channel resistance is high under threshold or turn-on voltage, so high impedance can be obtained, but because there is little gain, a circuit is needed to amplify the detection signal again.

그러나 본 발명에서는 최대전압 전달 정합 방식에 의하여 검출과 동시에 증폭도 가능한 방법을 제시하고자 한다. 높은 채널 저항에서 전류 모드보다는 전압 모드로 동작을 하기 때문에 감도를 증가시킬 수 있고, 게이트 전압이 문턱전압보다 낮은 영역에서 최대감도를 얻을 수 있다. 이러한 동작원리는 플라즈마파 검출(plasma wave based detection) 이론으로도 설명될 수 있다.However, the present invention proposes a method that can detect and amplify simultaneously by the maximum voltage transfer matching method. Because the high channel resistance operates in the voltage mode rather than the current mode, the sensitivity can be increased and the maximum sensitivity can be obtained in the region where the gate voltage is lower than the threshold voltage. This principle of operation can also be explained by plasma wave based detection theory.

또한 본 발명은 반송파에서 데이터를 복조하기 위해 높은 반송파의 주파수에서 동작하지 않더라도 포락선의 주파수 대역에서 동작하여 포락선으로부터 신호를 복조할 수 있고, 또한 최대전압 전달 정합을 목적으로 높은 입력 임피던스 특성을 갖는 트랜지스터 또는 다이오드를 포락선 검출기에 사용함으로써 종래에 비해 수신기 설계를 쉽게 할 수 있으며, 고주파 대역에서 동작하지 않는 능동 소자를 사용하여 고주파 대역의 신호를 수신하여 데이터를 복원할 수 있는 발명이다.Also, the present invention can demodulate a signal from an envelope by operating in a frequency band of an envelope even if it does not operate at a high carrier frequency in order to demodulate data in a carrier wave, Or a diode is used in an envelope detector, the receiver design can be made easier than in the past, and an active element that does not operate in a high frequency band can be used to receive a signal in a high frequency band and recover data.

도 1 내지 도 11을 참조하여 본 발명에 의한 공진기형 안테나로부터 직접 포락선을 직접 검출하는 방법 및 수신기를 기술하면 다음과 같다.A method and a receiver for directly detecting an envelope directly from the resonator-type antenna according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 11. FIG.

도 1에 도시된 바와 같이, 안테나와 같은 공진소자의 양단이 개방된 경우 입사파와 반사파가 합성되어 안테나 상의 양단 또는 일정한 지점에 전압이 최대이고 전류가 최소인 정상파(standing wave)가 형성된다. 이때 안테나의 크기는 반송파의 전파장 또는 반파장으로 형성할 수 있다. 따라서 전압이 최대인 지점에 입력 임피던스가 큰 소자를 연결하면 반송파의 포락선 신호를 직접 수신할 수 있다.As shown in FIG. 1, when both ends of a resonance element such as an antenna are opened, an incident wave and a reflected wave are combined to form a standing wave having a maximum voltage and a minimum current at both ends or a predetermined point on the antenna. In this case, the size of the antenna may be formed by the propagation length or half wavelength of the carrier wave. Therefore, when a device having a large input impedance is connected to a point where the voltage is maximum, an envelope signal of a carrier wave can be directly received.

도 10의 순서도를 참조하면, 본 발명은 안테나(1)에서 전압 스윙이 최대인 지점을 급전부로 설정하고(S1), 차단주파수(

Figure 112014085913544-pat00002
)가 낮고 입력 임피던스가 큰 포락선 검출기(2)를 안테나(1)의 전압 스윙이 최대 지점에 직접 연결한다(S3). 이와 같은 방법을 사용하면 높은 반송파 주파수에서 동작하는 고가의 능동소자를 사용하지 않고도, 반송파 주파수보다 훨씬 낮은 주파수에서 동작하는 저가의 능동소자를 사용하여 포락선 검출기를 구성하여도 변조 데이터를 복조할 수 있다. Referring to the flowchart of FIG. 10, the present invention sets a point at which the voltage swing is maximum in the antenna 1 to a feed part (S1)
Figure 112014085913544-pat00002
And the input impedance of the envelope detector 2 is directly connected to the maximum point of the voltage swing of the antenna 1 (S3). With this method, modulation data can be demodulated even if an envelope detector is constructed using an inexpensive active element operating at a much lower frequency than the carrier frequency, without using an expensive active element operating at a high carrier frequency .

포락선 검출기(2)는 밀리미터나 테라헤르츠에서 동작하는 고가의 능동소자를 사용하지 않고도, 수십 나노미터급(예를 들면 65nm) 실리콘 CMOS 공정으로 제작된 MOSFET이 될 수 있다. 도 5에서 제1 트랜지스터(N1)는 상기 반송파의 주파수에서는 동작하지 않지만, 포락선의 주파수 대역에서는 게이트 전압의 차이에 따라 드레인 전압이 변화하여 포락선의 진폭에 따라 트랜지스터의 드레인 전압은 다른 값을 출력한다. 따라서 트랜지스터의 동작 주파수 대역보다 더 높은 주파수 대역의 수신기를 설계할 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 의하면 35 GHz의 차단 주파수 특성의 FET를 사용하여 600 GHz 대역의 반송파를 수신하는 수신기를 구현할 수 있다. The envelope detector 2 can be a MOSFET fabricated in a silicon nanoparticle process (e.g., 65 nm) in tens of nanometers without using expensive active devices operating in millimeters or terahertz. In FIG. 5, the first transistor N1 does not operate at the frequency of the carrier wave, but in the frequency band of the envelope, the drain voltage changes according to the difference of the gate voltage, and the drain voltage of the transistor outputs a different value according to the amplitude of the envelope . Therefore, a receiver with a higher frequency band than the operating frequency band of the transistor can be designed. For example, according to the present invention, it is possible to implement a receiver that receives a carrier wave in the 600 GHz band using a FET having a cutoff frequency characteristic of 35 GHz.

상기 제1 트랜지스터(N1)는 비공진 모드(non-resonant mode)에서 동작하는 플라즈마파 트랜지스터(plasma wave transistor)와 같이 동작한다. 고주파 동작 영역에서는 소스에서 야기된 플라즈마파는 드레인에 도달하기 전에 감쇠되어 소스와 인접한 국소 부분에만 전하의 이동이 존재한다. 상기 제1 트랜지스터(N1)는 반송파에는 반응하지 않고, 게이트의 소스 쪽 영역 일부분이 상기 포락선에 반응하여 DC 전압을 출력한다. 상기 포락선 검출기(2)는 도 1에 도시된 바와 같이, 반송파의 진폭이 크면 높은 레벨의 DC 출력(V1)을 제공하고, 반송파의 진폭이 작으면 낮은 레벨의 DC 출력(V2)을 제공한다.The first transistor N1 operates as a plasma wave transistor operating in a non-resonant mode. In the high-frequency operating region, the plasma wave caused by the source attenuates before reaching the drain, and there is charge movement only in the local portion adjacent to the source. The first transistor N1 does not react with a carrier wave and a part of the source side region of the gate reacts with the envelope to output a DC voltage. The envelope detector 2 provides a high level DC output V1 when the amplitude of the carrier is high and a low level DC output V2 when the amplitude of the carrier is low, as shown in FIG.

일반적으로 트랜지스터를 포락선 검출기로 사용하면, 트랜지스터의 턴 온(turn on) 영역에서는 입력 임피던스가 낮아지고, 턴 온 되기 직전의 전압을 바이어스로 인가하면 매우 비선형(non-linearity) 상태로 동작하여 입력 임피던스는 높지만 검출 신호에 이득이 없으므로 포락선 검출기의 출력단에 LNA와 같은 증폭기를 추가해야 한다. 즉, 검출부와 증폭부가 분리되어 있다. 그러나 본 발명은 공진 안테나의 최대전압 지점에서의 신호를 트랜지스터에 바이어스 전압으로 인가하고, 트랜지스터는 공진 주파수보다 훨씬 낮은 주파수에서 동작하도록 설계함으로써 트랜지스터에 턴 온 영역의 바이어스가 인가되더라도 입력 임피던스는 매우 높게 유지되고, 여기에 최대전압 전달 정합에 의해 포락선을 검출하게 되면 별도의 증폭기를 구비하지 않고도 최대 검출 신호를 얻을 수 있게 된다.In general, when the transistor is used as an envelope detector, the input impedance is lowered in the turn-on region of the transistor, and when the voltage immediately before turn-on is applied as a bias, the transistor operates in a non-linearity state, It is necessary to add an amplifier such as an LNA to the output terminal of the envelope detector because there is no gain in the detection signal. That is, the detection unit and the amplification unit are separated. However, according to the present invention, the signal at the maximum voltage point of the resonant antenna is applied to the transistor as a bias voltage, and the transistor is designed to operate at a frequency much lower than the resonance frequency, so that even if the bias is applied to the transistor in the turn- When the envelope is detected by the maximum voltage transmission matching, the maximum detection signal can be obtained without a separate amplifier.

포락선 검출기(2)의 다른 실시예로서, 입력 임피던스가 높은 다이오드로도 구현할 수 있다. 다이오드로는 비선형 다이오드를 사용하고 MOS 다이오드 또는 쇼트키 다이오드(schottky diode)로 구현할 수 있다. 또한, 상기 포락선 검출기(2)는 Si MOSFET 또는 고속 동작 특성에 있어 Si 반도체보다 우수한 화합물 반도체 트랜지스터로도 구현할 수 있다.As another embodiment of the envelope detector 2, a diode having a high input impedance can also be realized. The diode can be implemented using a non-linear diode and a MOS diode or a schottky diode. The envelope detector 2 can also be realized as a Si MOSFET or a compound semiconductor transistor superior in Si semiconductor in high-speed operation characteristics.

도 2에 도시된 바와 같이 정상파가 형성된 안테나(1)는 전류의 변동으로도 나타낼 수 있다. 따라서 도 11에서와 같이 공진기형 안테나에서 전류가 최대가 되는 지점을 설정하고(S11), 전류 변화가 최대인 지점에 λ/4 전송라인(3)을 연결한다. λ/4 전송라인은 입력단이 전류가 최대이면 출력단은 전류가 흐르지 않게 되므로, λ/4 전송라인(3)으로 입력 임피던스가 큰 포락선 검출기(2)로 최대전압을 전달할 수 있다. 따라서 상기 포락선 검출기(2)는 전압 스윙이 최대인 값을 안테나(1)로부터 직접 수신한 것과 같은 동작을 하게 된다.As shown in Fig. 2, the antenna 1 in which the standing wave is formed can also be expressed as a variation of current. Therefore, as shown in FIG. 11, a point where the current becomes maximum in the resonator type antenna is set (S11), and the? / 4 transmission line 3 is connected to the point where the current change is maximum. the maximum voltage can be transmitted to the envelope detector 2 having a large input impedance to the? / 4 transmission line 3 since the? / 4 transmission line will not conduct current when the input terminal has the maximum current. Therefore, the envelope detector 2 performs the same operation as that directly receiving the value of the voltage swing from the antenna 1 directly.

도 3은 반파장의 패치 안테나(4)로부터 포락선 검출 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 패치 안테나(4)에서 전압 스윙이 최대가 되는 개방단 양단에 포락선 검출기(6,7)를 직접 연결한다.Fig. 3 is a diagram for explaining an envelope detection method from a half-wave patch antenna 4, in which envelope detectors 6 and 7 are directly connected to both ends of the open end where the voltage swing is maximum in the patch antenna 4. Fig.

도 4는 본 발명에 의한 반파장 다이폴 안테나(5)로부터 포락선 검출 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 2와 마찬가지로 전류 스윙이 최대인 지점과 포락선 검출기(6,7)를 λ/4의 전송라인(8,9)을 이용하여 연결함으로써 다이폴 안테나(5)의 전압 스윙이 최대인 지점에 포락선 검출기(6,7)를 직접 연결한 것과 같은 효과가 발생한다. 다이폴 안테나(5)와 포락선 검출기(6,7)의 연결 방법으로서, 다이폴 안테나(5)의 전계가 최소인 지점을 급전부로 설정한다. 4 is a view for explaining an envelope detection method from the half-wave dipole antenna 5 according to the present invention. As in the case of FIG. 2, by connecting the envelope detectors 6 and 7 at the maximum current swing using the transmission lines 8 and 9 of? / 4, the envelope detector 5 at the point where the voltage swing of the dipole antenna 5 is maximum, (6, 7) are directly connected to each other. As a method of connecting the dipole antenna 5 and the envelope detectors 6 and 7, a point at which the electric field of the dipole antenna 5 is minimum is set to the power feeding portion.

도 5는 본 발명에 사용되는 포락선 검출기(2,6,7)의 일 실시예로서, 입력 임피던스를 최대로 하기 위하여 입력 커패시턴스를 최소로 하는 방식의 일 예시이다.5 is an example of a method for minimizing the input capacitance in order to maximize the input impedance, which is one embodiment of the envelope detector (2, 6, 7) used in the present invention.

도 5에 도시된 포락선 검출기는 트랜지스터 스택(stack)을 통해 안테나가 연결되는 지점에서 입력 커패시턴스를 최대한 작게 하였다. 제1 트랜지스터(N1)와 제2 트랜지스터(P1)와 제3 트랜지스터(N2)가 케스코드(cascode)식 직렬 연결되므로 입력 커패시턴스가 작아진다. 제2 트랜지스터(P1)는 PMOS 트랜지스터로 구현하고, 제3 트랜지스터(N2)는 NMOS 트랜지스터로 구현하면, 상기 제1 트랜지스터(N1)의 드레인과 소스 간의 전압차를 증가시킬 수 있으므로 포락선에 대한 상기 제1 트랜지스터(N1)의 반응성을 높일 수 있다. 상기 포락선 검출기는 제1 트랜지스터(N1)를 등가한 커패시터(C3, C4), 제2 트랜지스터(P1)를 등가한 커패시터(C1, C1) 및 제3 트랜지스터(N2)를 등가한 커패시터(C5, C6)가 직렬 연결된 등가회로로 나타낼 수 있다. 상기 트랜지스터 스택(P1,N1,N2) 구조는 복수의 커패시터(C1~C6)가 직렬 연결되어 입력 커패시턴스가 매우 작게 되는 효과가 나타나고, 상기 포락선 검출기의 입력 임피던스는 크게 증가된다.The envelope detector shown in Figure 5 minimizes the input capacitance at the point where the antenna is connected through the transistor stack. The first transistor N1, the second transistor P1, and the third transistor N2 are cascode-connected in series, so that the input capacitance is reduced. When the second transistor P1 is implemented as a PMOS transistor and the third transistor N2 is implemented as an NMOS transistor, the voltage difference between the drain and the source of the first transistor N1 can be increased, The reactivity of the first transistor N1 can be increased. The envelope detector includes capacitors C3 and C4 equivalent to the first transistor N1, capacitors C1 and C1 equivalent to the second transistor P1 and capacitors C5 and C6 equivalent to the third transistor N2. ) Can be represented by an equivalent circuit connected in series. The transistor stacks P1, N1, and N2 have a structure in which a plurality of capacitors C1 to C6 are connected in series to reduce the input capacitance, and the input impedance of the envelope detector is greatly increased.

바람직하게는, 제2 트랜지스터(P1)는 게이트 전압이 문턱전압보다 낮은 영역에서 동작하도록 게이트에 DC 바이어스 전압(Vgp)을 인가하고, 제3 트랜지스터(N2)의 게이트 전압도 문턱전압보다 낮은 영역(sub threshold)에서 동작하도록 게이트에 DC 바이어스 전압(Vgn)을 인가한다. 또한 공정에서 제공할 수 있는 최소 사이즈의 트랜지스터로 구현하는 것이 입력 임피던스를 증가시키는데 바람직하다. 전통적인 포락선 검출 방식에서는 부하에 큰 저항을 사용하여 잡음 영향이 매우 컸지만, 본 발명은 제2 트랜지스터(P1)와 제3 트랜지스터(N2)의 게이트 전압이 문턱전압보다 낮은 영역에서 동작 시 입력 임피던스가 큰 점을 활용하여 트랜지스터의 동작 영역을 조절하여 큰 임피던스를 구현한다. 따라서 본 발명은 큰 값의 저항을 사용하지 않고도 매우 큰 부하 임피던스(load impedance)를 구현할 수 있다.Preferably, the second transistor P1 applies a DC bias voltage Vgp to the gate so that the gate voltage is lower than the threshold voltage, and the gate voltage of the third transistor N2 is lower than the threshold voltage a sub bias voltage Vgn is applied to the gate to operate at a sub threshold. It is also desirable to implement a transistor of the minimum size that can be provided in the process to increase the input impedance. In the conventional envelope detection method, a large resistance is applied to the load to greatly affect the noise. However, in the present invention, when the gate voltage of the second transistor P1 and the third transistor N2 is lower than the threshold voltage, By utilizing the large point, the operating range of the transistor is adjusted to realize a large impedance. Therefore, the present invention can realize a very large load impedance without using a large value resistor.

도 6은 온칩(on-chip) 수신기의 단면도로서 패치 안테나(5)의 양단에 포락선 검출기(6,7)를 연결한다. 패치 안테나는 390GHz 대역에서 동작하도록 구현하였으며 안테나와 포락선 검출기간의 연결에 의한 손실을 최대한 감소시키기 위해 비아를 사용한다. 6 is a cross-sectional view of an on-chip receiver, which connects envelope detectors 6 and 7 to both ends of the patch antenna 5. Patch antennas are implemented to operate in the 390 GHz band and vias are used to minimize losses due to coupling between the antenna and the envelope detection period.

도 7은 본 발명에 의한 전파장 패치 안테나(702)로부터 포락선 검출 방법을 도시한 레이아웃이다. 포락선 검출기(701)는 전압 스윙이 최대가 되는 패치 안테나의 중앙의 폭 방향 양단에 위치하도록 하여 최소 길이로 연결함으로써 전계에 영향을 가장 적게 주고 손실을 최소로 할 수 있다.7 is a layout showing the envelope detection method from the propagation field patch antenna 702 according to the present invention. The envelope detector 701 is positioned at both ends in the width direction of the center of the patch antenna that has the maximum voltage swing and is connected to the minimum length so that the influence on the electric field is minimized and the loss can be minimized.

도 8은 본 발명에 의한 반파장 폴디드 다이폴 안테나(folded dipole antenna, 801)와 포락선 검출기(804)의 연결 방법을 적용한 레이아웃이다. 도 8은 도 4에서 설명한 바와 같이, 다이폴 안테나(801)에서 전류가 최대인 곳에 λ/4의 전송라인(802,803)을 사용하여 포락선 검출기(804)에 연결한다. 8 is a layout to which a method of connecting a half-wave folded dipole antenna 801 and an envelope detector 804 according to the present invention is applied. As shown in FIG. 4, FIG. 8 is connected to the envelope detector 804 using transmission lines 802 and 80 of? / 4 where the current is maximum in the dipole antenna 801. FIG.

도 9는 본 발명에 의한 스플릿 링 공진기(SRR) 안테나와 포락선 검출기의 연결 방법을 적용한 레이아웃이다. SRR(903) 안테나는 끊어진 링(ring) 형태로 링은 L로 갭(gap)은 C로 하여 LC 공진 회로로 모델링할 수 있다. LC 공진 회로는 커패시터와 인덕터가 나뉘는 노드에서 전압 차이가 가장 크므로 SRR(903)에서 커패시터의 역할을 하는 갭의 일단부에 포락선 검출기(901)를 직접 연결하여 SRR로부터 최대전압 신호를 수신할 수 있도록 한다. 9 is a layout to which the method of connecting the split ring resonator (SRR) antenna and the envelope detector according to the present invention is applied. The SRR (903) antenna can be modeled as an LC resonant circuit with a broken ring shape with the ring as L and the gap as C. Since the LC resonant circuit has the largest voltage difference at the node where the capacitor and the inductor are separated, the envelope detector 901 can be directly connected to one end of the gap serving as a capacitor in the SRR 903 to receive the maximum voltage signal from the SRR .

변형된 실시예로서 커플드 SSR(coupled split ring resonator)를 어레이로 형성하고, 상기 어레이 중 어느 하나의 SRR에 포락선 검출기를 연결할 수 있다. As a modified embodiment, a coupled split ring resonator (SSR) may be formed as an array, and an envelope detector may be connected to any one of the SRRs.

기존의 RF에서 안테나와 검출기의 연결 방식은 전력정합의 개념을 사용하여 검출기의 입력단에서 보이는 커패시턴스를 정확히 계산하여 인덕터를 사용해 커패시턴스를 상쇄시켜 주는 방식이다. 그러나 본 발명은 온칩(on-chip) 안테나에 전압 트랜스퍼(voltage transfer) 개념을 이용하여 포락선 검출기의 입력 커패시턴스를 최소로 하고, 전압 스윙이 최대인 안테나 지점에 포락선 검출기를 연결함으로써 안테나에서 최대 신호를 수신할 수 있는 조건을 형성함으로써 수신기의 설계가 용이해져 설계시간이 단축될 뿐만 아니라 전송손실을 줄여 통신 오류를 줄일 수 있다.In the conventional RF, the connection method of the antenna and the detector uses the concept of power matching to precisely calculate the capacitance seen at the input of the detector and compensate the capacitance by using the inductor. However, the present invention utilizes the concept of voltage transfer to an on-chip antenna to minimize the input capacitance of the envelope detector and connect the envelope detector to the antenna point having the largest voltage swing, By forming the condition that can be received, the design of the receiver is facilitated, which shortens the design time and reduces the transmission loss, thereby reducing the communication error.

본 발명에 의한 최대전압 전달 정합에 의한 포락선 검출 방법 및 수신기는 AM(amplitude modulation), OOK(on off keying) 및 ASK(amplitude shift keying) 통신 방식에 적용할 수 있다.The envelope detection method and the receiver by the maximum voltage transmission matching according to the present invention can be applied to AM (amplitude modulation), OOK (on off keying) and ASK (amplitude shift keying) communication methods.

이상에서는 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.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. You will understand.

1 : 안테나 2 : 포락선 검출기
3 : λ/4의 전송라인 4 : 패치 안테나
5 : 다이폴 안테나 6 : 제1 포락선 검출기
7 : 제2 포락선 검출기 8 : λ/4의 전송라인
9 : λ/4의 전송라인 11 : DC 전압
12 : DC 전압 13 : 그라운드
1: antenna 2: envelope detector
3: transmission line of? / 4: 4: patch antenna
5: dipole antenna 6: first envelope detector
7: second envelope detector 8: transmission line of? / 4
9: transmission line of? / 4 11: DC voltage
12: DC voltage 13: Ground

Claims (15)

RF 반송파의 변조 신호를 직접 검출하는 방법에 있어서,
상기 RF 반송파에 공진소자가 공진하여 정상파가 형성되고,
상기 정상파의 전압 스윙이 최대가 되는 지점에 상기 공진소자와 포락선 검출기의 입력단을 직접 연결하되,
상기 공진소자는 패치 안테나 또는 커플드 스플릿 링 공진기(SRR) 안테나이고,
상기 포락선 검출기의 입력 임피던스는 상기 공진소자의 최대 스윙 전압이 전달되도록 최댓값을 갖도록 하여, 상기 반송파의 포락선을 검출하여 상기 변조 신호를 복조하는 것을 특징으로 하는 최대전압 전달 정합에 의한 포락선 직접 검출방법.
A method for directly detecting a modulated signal of an RF carrier,
A resonant element resonates in the RF carrier to form a standing wave,
The resonance element and the input terminal of the envelope detector are directly connected to each other at a point where the voltage swing of the standing wave becomes maximum,
The resonant element is a patch antenna or a coupled split ring resonator (SRR) antenna,
Wherein the envelope detector detects the envelope of the carrier by demodulating the input signal so that the input impedance of the envelope detector has a maximum value so that the maximum swing voltage of the resonator is transmitted and demodulates the modulated signal.
RF 반송파 포락선 신호를 직접 검출하는 방법에 있어서,
상기 RF 반송파에 공진소자가 공진하여 정상파가 형성되고,
상기 정상파의 최대전류 지점에 상기 공진소자와 포락선 검출기의 입력단을 λ/4의 전송라인으로 연결하되,
상기 공진소자는 패치 안테나 또는 커플드 스플릿 링 공진기(SRR) 안테나이고,
상기 포락선 검출기의 입력 임피던스는 상기 공진소자의 최대 스윙 전압이 전달되도록 최댓값을 갖도록 하여, 상기 반송파의 포락선을 검출하여 변조 신호를 복조하는 것을 특징으로 하는 최대전압 전달 정합에 의한 포락선 직접 검출방법.
A method for directly detecting an RF carrier envelope signal,
A resonant element resonates in the RF carrier to form a standing wave,
Connecting the resonant element and the input terminal of the envelope detector to the maximum current point of the standing wave by a transmission line of? / 4,
The resonant element is a patch antenna or a coupled split ring resonator (SRR) antenna,
Wherein the input impedance of the envelope detector is such that the maximum swing voltage of the resonator is transmitted so that the envelope of the carrier is detected and the modulated signal is demodulated.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 포락선 검출기는 FET(field effect transistor) 또는 다이오드인 것을 특징으로 하는 최대전압 전달 정합에 의한 포락선 직접 검출방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the envelope detector is a field effect transistor (FET) or a diode.
제3항에 있어서,
상기 포락선 검출기의 차단 주파수는 반송파 동작주파수보다 저주파수인 것을 특징으로 하는 최대전압 전달 정합에 의한 포락선 직접 검출방법.
The method of claim 3,
Wherein the cutoff frequency of the envelope detector is lower than the carrier operating frequency.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 공진소자는 반파장 패치 안테나로서 길이 방향 양단에 상기 포락선 검출기를 직접 연결한 것을 특징으로 하는 최대전압 전달 정합에 의한 포락선 직접 검출방법.
The method according to claim 1,
Wherein the resonance element is a half-wave patch antenna, and the envelope detector is directly connected to both ends of the antenna in the longitudinal direction, wherein the envelope detector is directly connected to the envelope detector.
제1항에 있어서,
상기 공진소자는 전파장 패치 안테나로서 중간의 폭 방향 양단에 상기 포락선 검출기를 직접 연결한 것을 특징으로 하는 최대전압 전달 정합에 의한 포락선 직접 검출방법.
The method according to claim 1,
Wherein the resonance element is a full-wave patch antenna, and the envelope detector is directly connected to both ends in the middle width direction of the resonator element.
제1항에 있어서,
상기 공진소자는 전파장 패치 안테나로서 중간의 폭 방향 양단에 상기 포락선 검출기를 직접 연결한 것을 특징으로 하는 최대전압 전달 정합에 의한 포락선 직접 검출방법.
The method according to claim 1,
Wherein the resonance element is a full-wave patch antenna, and the envelope detector is directly connected to both ends in the middle width direction of the resonator element.
제1항에 있어서,
상기 공진소자는 스플릿 링 공진기(SRR) 안테나로서 링의 갭 양단에 상기 포락선 검출기를 직접 연결한 것을 특징으로 하는 최대전압 전달 정합에 의한 포락선 직접 검출방법.
The method according to claim 1,
Wherein the resonant element is a split ring resonator (SRR) antenna, and the envelope detector is directly connected to both ends of the gap of the ring.
삭제delete RF 반송파 변조 신호에 공진하는 공진소자 및 상기 공진소자에 직접 연결된 포락선 검출기를 포함하는 RF 수신기에 있어서,
상기 공진소자는 패치 안테나 또는 커플드 스플릿 링 공진기(SRR) 안테나이고,
상기 포락선 검출기의 입력 임피던스는 상기 공진소자의 최대 스윙 전압이 전달되도록 최댓값을 갖도록 하여, 상기 반송파의 포락선을 검출하여 상기 변조 신호를 복조하는 것을 특징으로 하는 최대전압 전달 정합에 의한 포락선 직접 검출 RF 수신기.
An RF receiver including a resonant element resonating with an RF carrier modulated signal and an envelope detector directly connected to the resonant element,
The resonant element is a patch antenna or a coupled split ring resonator (SRR) antenna,
Wherein the envelope detector detects the envelope of the carrier by demodulating the input signal so that the input impedance of the envelope detector has the maximum value to transmit the maximum swing voltage of the resonator, and demodulates the modulated signal. .
RF 반송파 변조 신호에 공진하는 공진소자 및 상기 공진소자에 λ/4의 전송라인으로 연결된 포락선 검출기를 포함하는 RF 수신기에 있어서,
상기 공진소자는 패치 안테나 또는 커플드 스플릿 링 공진기(SRR) 안테나이고,
상기 포락선 검출기의 입력 임피던스는 상기 공진소자의 최대 스윙 전압이 전달되도록 최댓값을 갖도록 하여, 상기 반송파의 포락선을 검출하여 상기 변조 신호를 복조하는 것을 특징으로 하는 최대전압 전달 정합에 의한 포락선 직접 검출 RF 수신기.
A RF receiver including a resonant element resonating with an RF carrier modulated signal and an envelope detector connected to the resonant element by a transmission line of? / 4,
The resonant element is a patch antenna or a coupled split ring resonator (SRR) antenna,
Wherein the envelope detector detects the envelope of the carrier by demodulating the input signal so that the input impedance of the envelope detector has the maximum value to transmit the maximum swing voltage of the resonator, and demodulates the modulated signal. .
제11항 또는 제12항에 있어서,
상기 포락선 검출기는 2개의 NMOS트랜지스터와 1개의 PMOS 트랜지스터가 캐스코드(cascode) 방식의 직렬로 연결된 스택(stack) 구조인 것을 특징으로 하는 최대전압 전달 정합에 의한 포락선 직접 검출 RF 수신기.
13. The method according to claim 11 or 12,
Wherein the envelope detector is a stack structure in which two NMOS transistors and one PMOS transistor are connected in series in a cascode scheme.
제13항에 있어서,
상기 포락선 검출기는,
반송파의 주파수보다 낮은 주파수에서 동작하며 상기 반송파를 게이트로 입력 받는 제1 NMOS 트랜지스터;
상기 제1 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자에 드레인 단자가 연결된 PMOS 트랜지스터 및
상기 제1 NMOS 트랜지스터의 소스 단자에 드레인 단자가 연결된 제2 NMOS 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 최대전압 전달 정합에 의한 포락선 직접 검출 RF 수신기.
14. The method of claim 13,
The envelope detector comprises:
A first NMOS transistor operating at a frequency lower than a frequency of a carrier wave and receiving the carrier wave as a gate;
A PMOS transistor having a drain terminal connected to a drain terminal of the first NMOS transistor,
And a second NMOS transistor having a drain terminal connected to a source terminal of the first NMOS transistor.
제14항에 있어서,
상기 제2 NMOS 트랜지스터와 상기 PMOS 트랜지스터는 게이트 전압이 문턱전압보다 낮은 영역에서 동작하는 것을 특징으로 하는 최대전압 전달 정합에 의한 포락선 직접 검출 RF 수신기.
15. The method of claim 14,
Wherein the second NMOS transistor and the PMOS transistor operate in a region where a gate voltage is lower than a threshold voltage.
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