KR102019110B1 - NFC Antenna Matching Method of Temperature dependent - Google Patents
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Abstract
온도에 따라 NFC(Near Field Communication) 안테나의 매칭 회로(임피던스 보상회로)를 가변하여, 온도에 따른 RF 신호 특성 변화(판독 주파수의 변화)로 인식률이 저하되는 것을 보상하도록 한 온도에 따른 NFC 안테나 매칭방법에 관한 것으로서, NFC 안테나가 내장된 RF 단말기의 주변 온도를 검출하는 온도 센서, 검출한 온도를 미리 설정된 제1 내지 제3 기준온도와 비교하여 온도 영역 및 온도 변동을 판단하고, 온도 변동이 발생하면 검출한 온도를 기초로 안테나 임피던스 매칭을 위한 매칭회로 선택 제어신호를 발생하여 온도에 따른 NFC 안테나의 특성 변화를 보상하는 제어부, 매칭회로 선택 제어신호에 따라 스위칭 동작을 하여 NFC 안테나와 임피던스 매칭회로를 연결하는 제1스위치, 제1스위치의 스위칭 동작에 따라 NFC 안테나를 통해 송수신한 신호의 임피던스를 매칭하는 임피던스 매칭수단 및 제어부에서 발생한 매칭회로 선택 제어신호에 따라 스위칭 동작을 하여 임피던스 매칭수단에서 입출력된 송수신 신호를 송수신 신호로 입출력하는 제2스위치를 포함하여, 온도에 따른 NFC 안테나 매칭장치를 구현한다.Matching NFC circuits (impedance compensation circuits) of NFC (Near Field Communication) antennas according to temperature, matching NFC antennas according to temperature to compensate for degradation of recognition rate due to changes in RF signal characteristics (change of reading frequency) according to temperature The present invention relates to a temperature sensor for detecting an ambient temperature of an RF terminal in which an NFC antenna is embedded, and to compare the detected temperature with preset first to third reference temperatures to determine a temperature range and a temperature change, and to generate a temperature change. The controller generates a matching circuit selection control signal for antenna impedance matching based on the detected temperature and compensates for the characteristic change of the NFC antenna according to the temperature, and performs a switching operation according to the matching circuit selection control signal. First switch for connecting the impedance of the signal transmitted and received through the NFC antenna according to the switching operation of the first switch And a second switch configured to perform a switching operation according to a matching circuit selection control signal generated by the control unit and a matching circuit selection control signal generated by the controller to input and receive signals transmitted and received by the impedance matching means as a transmission / reception signal. Implement
Description
본 발명은 온도에 따른 NFC 안테나 매칭방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 온도에 따라 NFC(Near Field Communication) 안테나의 매칭 회로(임피던스 보상회로)를 가변하여, 온도에 따른 RF 신호 특성 변화(판독 주파수의 변화)로 인식률이 저하되는 것을 보상하도록 한 온도에 따른 NFC 안테나 매칭방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of NFC antenna matching according to temperature, and more particularly, by varying a matching circuit (impedance compensation circuit) of a NFC (Near Field Communication) antenna according to temperature, and changing RF signal characteristics according to temperature (reading frequency NFC antenna matching method according to the temperature to compensate for the decrease in the recognition rate.
NFC 안테나를 이용하는 RFID 장치나 NFC 결재 장치의 단말기에서 RF(Radio Frequency) 신호의 송수신을 위해 사용되는 NFC 안테나는 장착되는 위치에 따라 외장형과 내장형으로 구분된다.NFC antennas used for transmitting and receiving RF (Radio Frequency) signals in a terminal of an RFID device or an NFC payment device using an NFC antenna are classified into an external type and an internal type according to a mounting position.
이러한 NFC 안테나는 온도에 따라 RF 신호 특성이 변화하여, 간접적으로 안테나 단품의 SWR값, 직접적으로 방사되는 송신 출력, 수신 감도 등에 영향을 주게 된다. 따라서 이를 최소화하는 것이 해당 단말기의 성능을 좌우하는 중요 요소가 된다.The NFC antenna has a characteristic of changing RF signal according to temperature, which indirectly affects the SWR value of the antenna unit, the directly radiated transmission power, and the reception sensitivity. Therefore, minimizing this becomes an important factor in determining the performance of the terminal.
특히, 주변 온도에 따라 NFC 안테나에 관련된 임피던스(Impedance)가 달라짐으로 인해, 해당 단말기 주변의 그라운드 상태(Ground condition), 즉 RF 특성이 변화하게 된다. 상기 RF 특성의 변화는 RF 신호의 송수신에 미치는 영향이 커져 NFC 결재 장치를 이용하는 시스템에서 사용자의 RF 카드를 정확하게 판독하지 못하는 원인이 되기도 한다.In particular, since the impedance related to the NFC antenna varies according to the ambient temperature, the ground condition around the corresponding terminal, that is, the RF characteristic is changed. The change in the RF characteristics may increase the influence on the transmission and reception of the RF signal may cause the user to not accurately read the user's RF card in the system using the NFC payment device.
따라서 이러한 NFC 안테나의 단점을 개선하고 RF감도를 항상 최적 상태로 유지하기 위해 다양한 기술이 제안되고 있으며, 하기의 <특허문헌 1> 도 RF감도 개선을 위한 종래에 제안된 기술이다.Therefore, various techniques have been proposed to improve the shortcomings of the NFC antenna and maintain the RF sensitivity at an optimal state at all times, and the following <Patent Document 1> is also a conventionally proposed technique for improving the RF sensitivity.
<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 RF카드와의 연동에 따른 성공 및 실패 여부와 그때의 RF감도 값을 제1 메모리에 저장하는 로깅 관리부가 구비하고, 제1 메모리에 저장된 성공 및 실패에 대한 정보를 분석하고, RF카드 연동 실패시 RF감도 값을 보정하는 RF감도 설정부를 이용하여, 단말기의 설치 환경에 대한 설정값을 참고하여 기설정된 RF감도 범위를 추출하고, RF안테나에 적용시켜 최적의 RF감도 값으로 보정한다. 이에 따라, 단말기의 설치환경과 전기적 특징이 상이한 RF카드정보를 참조하여 자동으로 최적의 RF감도 값으로 보정할 수 있게 된다.The prior art disclosed in <Patent Document 1> includes a logging management unit for storing success or failure according to the interworking with the RF card and the RF sensitivity value at the first memory, and for success or failure stored in the first memory. Using the RF sensitivity setting unit to analyze the information and correct the RF sensitivity value when the RF card linkage fails, extracting the preset RF sensitivity range by referring to the setting value for the installation environment of the terminal, and applying it to the RF antenna Correct with RF sensitivity value. Accordingly, it is possible to automatically correct the optimal RF sensitivity value by referring to RF card information having different installation environment and electrical characteristics.
그러나 상기와 같은 종래기술은 RF카드와의 연동 성공 및 실패라는 환경 정보를 기반으로 RF 감도 값을 보정하는 방식으로서, 주변의 온도가 변환하는 환경에서 RF 감도 보정은 불가능한 단점이 있다.However, the prior art as described above is a method of correcting an RF sensitivity value based on environmental information such as interworking success and failure with an RF card, and RF sensitivity correction is impossible in an environment where ambient temperature is converted.
또한, 일반적으로 알려진 NFC 안테나를 이용하는 단말기에서도 주변 온도에 따라 RF 감도를 자동으로 변경하는 것도 불가능하였다.In addition, it is also impossible to automatically change the RF sensitivity according to the ambient temperature in the terminal using a commonly known NFC antenna.
따라서 본 발명은 상기와 같은 일반적인 NFC 안테나를 이용하는 단말기 및 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 온도에 따라 NFC(Near Field Communication) 안테나의 매칭 회로(임피던스 보상회로)를 가변하여, 온도에 따른 RF 신호 특성 변화(판독 주파수의 변화)로 인식률이 저하되는 것을 보상하도록 한 온도에 따른 NFC 안테나 매칭방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been proposed to solve the problems occurring in the terminal and the conventional technology using the general NFC antenna as described above, by varying the matching circuit (impedance compensation circuit) of the NFC (Near Field Communication) antenna according to the temperature It is an object of the present invention to provide an NFC antenna matching method according to a temperature to compensate for a decrease in recognition rate due to a change in RF signal characteristics (change in a read frequency) according to temperature.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 온도에 따른 NFC 안테나 매칭장치는, NFC 안테나가 내장된 RF 단말기의 주변 온도를 검출하는 온도 센서; 상기 온도 센서에서 검출한 온도를 미리 설정된 제1 내지 제3 기준온도와 비교하여 온도 영역 및 온도 변동을 판단하고, 온도 변동이 발생하면 검출한 온도를 기초로 안테나 임피던스 매칭을 위한 매칭회로 선택 제어신호를 발생하여 온도에 따른 NFC 안테나의 특성 변화를 보상하는 제어부; 상기 제어부에서 발생한 매칭회로 선택 제어신호에 따라 스위칭 동작을 하여 NFC 안테나와 임피던스 매칭회로를 연결하는 제1스위치; 상기 제1스위치의 스위칭 동작에 따라 NFC 안테나를 통해 송수신한 신호의 임피던스를 매칭하는 임피던스 매칭수단; 상기 제어부에서 발생한 매칭회로 선택 제어신호에 따라 스위칭 동작을 하여 상기 임피던스 매칭수단에서 입출력된 송수신 신호를 송수신 신호로 입출력하는 제2스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object as described above, NFC antenna matching apparatus according to the temperature according to the present invention, the temperature sensor for detecting the ambient temperature of the RF terminal is built-in NFC antenna; Compares the temperature detected by the temperature sensor with the preset first to third reference temperatures to determine the temperature range and temperature fluctuation, and if a temperature fluctuation occurs, a matching circuit selection control signal for antenna impedance matching based on the detected temperature A controller configured to compensate for a characteristic change of the NFC antenna according to temperature by generating a; A first switch connecting the NFC antenna and the impedance matching circuit by switching according to a matching circuit selection control signal generated by the controller; Impedance matching means for matching the impedance of the signal transmitted and received via the NFC antenna in accordance with the switching operation of the first switch; And a second switch configured to perform a switching operation according to the matching circuit selection control signal generated by the control unit to input and receive a transmission / reception signal input / output by the impedance matching means as a transmission / reception signal.
상기에서 제1기준온도는 저온으로서 0℃ - -25℃이며, 상기 제2기준온도는 상온으로서 0.1℃ - 30℃이고, 상기 제3기준온도는 고온으로서 30.1℃ 이상인 것을 특징으로 한다.The first reference temperature is 0 ° C--25 ° C as low temperature, the second reference temperature is 0.1 ° C-30 ° C as room temperature, the third reference temperature is characterized in that more than 30.1 ° C.
상기에서 제1스위치 및 제2스위치는 멀티플렉서로 구현되는 것을 특징으로 한다.The first switch and the second switch is characterized in that implemented as a multiplexer.
상기에서 임피던스 매칭수단은 상기 온도 센서에 의해 감지한 감지 온도가 저온 영역에 속할 경우, 상기 NFC 안테나와 연결되어 저온 영역에서의 임피던스를 매칭하는 저온 안테나 매칭회로; 상기 온도 센서에 의해 감지한 감지 온도가 상온 영역에 속할 경우, 상기 NFC 안테나와 연결되어 상온 영역에서의 임피던스를 매칭하는 상온 안테나 매칭회로; 상기 온도 센서에 의해 감지한 감지 온도가 고온 영역에 속할 경우, 상기 NFC 안테나와 연결되어 고온 영역에서의 임피던스를 매칭하는 고온 안테나 매칭회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.The impedance matching means may include: a low temperature antenna matching circuit connected to the NFC antenna to match an impedance in a low temperature region when the sensed temperature detected by the temperature sensor belongs to a low temperature region; A room temperature antenna matching circuit connected to the NFC antenna to match an impedance in a room temperature region when the sensed temperature detected by the temperature sensor belongs to a room temperature region; When the sensed temperature detected by the temperature sensor belongs to a high temperature region, it is characterized in that it comprises a high temperature antenna matching circuit connected to the NFC antenna to match the impedance in the high temperature region.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 온도에 따른 NFC 안테나 매칭방법은, (a) 온도 센서에서 NFC 안테나 단말기의 주변 온도를 감지하는 단계; (b) 제어부에서 상기 (a)단계에서 감지한 온도를 제1 내지 제3 기준온도와 비교하여 온도 영역 및 온도 변동을 판단하는 단계; (c) 상기 제어부에서 상기 (b)단계의 판단 결과 온도 변동이 발생하면 검출한 온도를 기초로 안테나 임피던스 매칭을 위한 매칭회로 선택 제어신호를 발생하여 온도에 따른 NFC 안테나의 특성 변화를 보상하는 단계; (d) 상기 (b)단계의 판단 결과 온도 변동이 발생하지 않았거나, 상기 NFC 안테나의 특성 변화를 보상한 후, 미리 설정된 일정 시간 이후 상기 단계 (a)로 이동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object as described above, NFC antenna matching method according to the temperature according to the present invention, (a) detecting the ambient temperature of the NFC antenna terminal in the temperature sensor; (b) comparing the temperature sensed in the step (a) with the first to third reference temperatures by the controller to determine a temperature range and a temperature change; (c) compensating for the characteristic change of the NFC antenna according to temperature by generating a matching circuit selection control signal for antenna impedance matching based on the detected temperature when the temperature change occurs as a result of the determination of step (b) in the controller; ; (d) determining that the temperature variation does not occur as a result of the determination of step (b) or after compensating for the characteristic change of the NFC antenna, and then moving to the step (a) after a predetermined time period. do.
상기에서 (b)단계는 (b1) 상기 온도 센서에 의해 감지한 감지 온도가 저온 영역에 속할 경우, 상기 NFC 안테나와 저온 안테나 매칭회로를 연결하여 저온 영역에서의 임피던스를 매칭시켜 온도에 따른 NFC 안테나의 특성 변화를 보상하는 단계; (b2) 상기 온도 센서에 의해 감지한 감지 온도가 상온 영역에 속할 경우, 상기 NFC 안테나와 상온 안테나 매칭회로를 연결하여 상온 영역에서의 임피던스를 매칭시켜 온도에 따른 NFC 안테나의 특성 변화를 보상하는 단계; (b3) 상기 온도 센서에 의해 감지한 감지 온도가 고온 영역에 속할 경우, 상기 NFC 안테나와 고온 안테나 매칭회로를 연결하여 고온 영역에서의 임피던스를 매칭시켜 온도에 따른 NFC 안테나의 특성 변화를 보상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the step (b), (b1) when the sensed temperature detected by the temperature sensor belongs to a low temperature region, the NFC antenna and the low temperature antenna matching circuit are connected to match the impedance in the low temperature region to match the NFC antenna according to the temperature. Compensating for a characteristic change in the; (b2) if the sensed temperature detected by the temperature sensor belongs to a room temperature region, connecting the NFC antenna and a room temperature antenna matching circuit to match impedance in the room temperature region to compensate for the characteristic change of the NFC antenna according to temperature; ; (b3) if the sensed temperature detected by the temperature sensor belongs to a high temperature region, connecting the NFC antenna and a high temperature antenna matching circuit to match impedance in a high temperature region to compensate for a characteristic change of the NFC antenna according to temperature; Characterized in that it comprises a.
본 발명에 따르면 온도에 따라 NFC(Near Field Communication) 안테나의 매칭 회로(임피던스 보상회로)를 가변하여, 온도에 따른 RF 신호 특성 변화(판독 주파수의 변화)로 인식률이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the matching circuit (impedance compensation circuit) of the NFC (Near Field Communication) antenna is varied according to the temperature, and thus the recognition rate can be prevented from being lowered due to the change of RF signal characteristics (change of the reading frequency) according to the temperature. There is.
도 1은 본 발명의 온도에 따른 NFC 안테나 매칭장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 온도에 따른 NFC 안테나 매칭방법을 보인 흐름도.1 is a configuration of the NFC antenna matching device according to the temperature of the present invention,
Figure 2 is a flow chart showing a NFC antenna matching method according to the temperature of the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 온도에 따른 NFC 안테나 매칭장치 및 그 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an NFC antenna matching device according to a temperature and a method thereof according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 온도에 따른 NFC 안테나 매칭장치의 구성도로서, NFC 안테나(10)가 내장된 RF 단말기의 주변 온도를 검출하는 온도 센서(20), 상기 온도 센서(20)에서 검출한 온도를 미리 설정된 제1 내지 제3 기준온도와 비교하여 온도 영역 및 온도 변동을 판단하고, 온도 변동이 발생하면 검출한 온도를 기초로 안테나 임피던스 매칭을 위한 매칭회로 선택 제어신호를 발생하여 온도에 따른 NFC 안테나의 특성 변화를 보상하는 제어부(30), 상기 제어부(30)에서 발생한 매칭회로 선택 제어신호에 따라 스위칭 동작을 하여 NFC 안테나(10)와 임피던스 매칭회로를 연결하는 제1스위치(40), 상기 제1스위치(40)의 스위칭 동작에 따라 NFC 안테나(10)를 통해 송수신한 신호의 임피던스를 매칭하는 임피던스 매칭수단(60), 상기 제어부(30)에서 발생한 매칭회로 선택 제어신호에 따라 스위칭 동작을 하여 상기 임피던스 매칭수단(60)에서 입출력된 송수신 신호를 송수신 신호로 입출력하는 제2스위치(50)를 포함한다.1 is a configuration diagram of a NFC antenna matching device according to a temperature according to an embodiment of the present invention, the
상기 임피던스 매칭수단(60)은 상기 온도 센서(20)에 의해 감지한 감지 온도가 저온 영역에 속할 경우, 상기 NFC 안테나(10)와 연결되어 저온 영역에서의 임피던스를 매칭하는 저온 안테나 매칭회로(63), 상기 온도 센서(20)에 의해 감지한 감지 온도가 상온 영역에 속할 경우, 상기 NFC 안테나(10)와 연결되어 상온 영역에서의 임피던스를 매칭하는 상온 안테나 매칭회로(62), 상기 온도 센서(20)에 의해 감지한 감지 온도가 고온 영역에 속할 경우, 상기 NFC 안테나(10)와 연결되어 고온 영역에서의 임피던스를 매칭하는 고온 안테나 매칭회로(61)를 포함한다.The impedance matching means 60 is connected to the
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 온도에 따른 NFC 안테나 매칭장치의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The operation of the NFC antenna matching device according to the temperature according to the present invention configured as described above will be described in detail.
먼저, NFC 안테나(10)를 내장한 RF 장치(RFID 장치, NFC 결재장치)를 동작시키면, 제어부(30)는 주기적으로 온도 센서(20)를 제어하여, RF 장치 주변의 온도를 검출한다. 여기서 주기적이라 함은 일정 시간 간격을 의미한다.First, when the RF device (RFID device, NFC payment device) with the
상기 제어부(30)는 상기 온도 센서(20)를 통해 감지한 온도와 온도 영역을 판단하기 위해 미리 설정된 제1 내지 제3 기준온도를 각각 비교한다.The
예컨대, 감지한 온도와 저온(0℃ - -25℃)으로 설정된 제1기준온도를 비교하여, 감지한 온도가 상기 저온 영역에 포함되면 현재 온도 영역이 저온 영역이라고 판단한다. 아울러 감지한 온도가 저온 영역이 아닐 경우, 감지한 온도와 상온(0.1℃ - 30℃)으로 설정된 제2기준온도를 비교하여, 감지한 온도가 상기 상온 영역에 포함되면 현재 온도 영역이 상온 영역이라고 판단한다. 마찬가지로, 감지한 온도가 상온 영역이 아닐 경우, 감지한 온도와 고온(30.1℃)으로 설정된 제3기준온도를 비교하여, 감지한 온도가 상기 고온 영역에 포함되면 현재 온도 영역이 고온 영역이라고 판단한다.For example, when the detected temperature is compared with the first reference temperature set to a low temperature (0 ° C. to −25 ° C.), if the detected temperature is included in the low temperature area, it is determined that the current temperature area is a low temperature area. In addition, when the detected temperature is not the low temperature range, the detected temperature is compared with the second reference temperature set to room temperature (0.1 ° C-30 ° C), and if the detected temperature is included in the room temperature area, the current temperature area is a room temperature area. To judge. Similarly, if the detected temperature is not the room temperature region, the detected temperature is compared with the third reference temperature set to a high temperature (30.1 ° C.), and if the detected temperature is included in the high temperature region, it is determined that the current temperature region is a high temperature region. .
이와 같은 과정으로 감지한 온도 영역을 판단하고, 이어, 온도 변동 유무를 판단한다. 여기서 온도 변동 유무는 바로 이전 온도 영역과 현재 온도 영역을 비교함으로써, 간단하게 판단할 수 있다.The temperature range detected by the above process is determined, and then, the temperature fluctuation is determined. Here, the presence or absence of temperature fluctuation can be easily determined by comparing the immediately previous temperature range with the current temperature range.
예컨대, 바로 이전 온도 영역이 상온 영역이고, 현재 온도 영역이 상온이면 온도 변동 사항이 없는 것으로 판단을 하고, 이와는 달리 바로 이전 온도 영역이 상온 영역이고 현재 온도 영역이 고온이면 온도가 변동한 것으로 판단을 한다.For example, if the immediately preceding temperature region is the room temperature region and the current temperature region is the room temperature, it is determined that there is no temperature change.In contrast, if the immediately preceding temperature region is the normal temperature region and the current temperature region is the high temperature, it is determined that the temperature has changed. do.
온도가 변동한 것으로 판단이 되면, 제어부(30)는 변동된 온도 영역에 맞는 온도 보상 값을 선택하도록, 안테나 임피던스 매칭을 위한 매칭회로 선택 제어신호를 발생하여 제1 및 제2 스위치(40)(50)에 전달한다. 여기서 매칭회로 선택 제어신호는 스위칭 제어신호를 의미한다. 여기서 제1 및 제2 스위치(40)(50)에는 항상 동일한 제어신호가 인가된다.When it is determined that the temperature is fluctuating, the
상기 제1스위치(40)는 인가되는 매칭회로 선택 제어신호에 따라 내부 멀티플렉서를 제어하여, NFC 안테나(10)와 임피던스 매칭수단(60) 내의 특정 임피던스 매칭회로를 연결하여, 온도에 따른 NFC 안테나의 특성 변화를 보상하도록 한다.The
예컨대, 현재 온도 영역이 고온 영역이라고 가정하면, 제1스위치(40)는 내부의 멀티플렉서를 통해 고온 안테나 매칭회로(61)를 NFC 안테나(10)와 연결한다. 아울러 제2스위치(50)도 내부 멀티플렉서를 통해 고온 안테나 매칭회로(61)를 입출력단과 연결한다. 여기서 멀티플렉서를 이용하여 하나의 입력(NFC 안테나 송수신신호)과 3개의 입출력단(고온 안테나 매칭회로, 상온 안테나 매칭회로, 저온 안테나 매칭회로)을 선택적으로 연결하는 스위칭 방식은, 당해 분야에 이미 잘 알려진 공지의 기술이므로 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.For example, assuming that the current temperature region is a high temperature region, the
이어, 임피던스 매칭수단(60) 내의 고온 안테나 매칭회로(61)는 상기 NFC 안테나(10)를 통해 송수신한 RF 신호의 임피던스를 매칭하여, 온도에 따른 RF 특성 변화를 보상한다. 여기서 임피던스는 저항(Ω)과 벡터량을 나타내기 위해 "j"팩터를 갖는 리액턴스(X)의 합성물이다. 임피던스는 RF 안테나 분야에서 잘 알려진 기술이며, 최적의 RF 신호 정합을 위한 것이다. 입력 임피던스는 최대한 높고, 출력 임피던스는 최소로 낮은 임피던스 저항값을 가지도록 하는 것이 바람직하다. 따라서 각각의 안테나 임피던스 매칭회로는 온도에 따라 서로 다른 리액턴스값을 가진다고 할 수 있다.Subsequently, the high temperature antenna matching
온도에 따른 최적의 임피던스 매칭회로는 미리 구현된 것으로 가정한다.It is assumed that the optimum impedance matching circuit according to the temperature is implemented in advance.
이후 사용자가 결재 장치 등에 RF 카드를 태깅하면, 상기와 같이 NFC 안테나(10)에서 송수신한 RF신호는 임피던스 매칭수단(60)의 특정 온도 영역의 안테나 매칭회로를 통해 최적으로 임피던스가 매칭되어, 안테나의 감도를 최적화할 수 있으며, 이로써 최적으로 RF 신호를 수신 및 송신할 수 있게 되는 것이다.Then, when the user tags the RF card to the payment device, the RF signal transmitted and received by the
도 2는 본 발명에 따른 온도에 따른 NFC 안테나 매칭방법을 보인 흐름도로써, (a) 온도 센서(20)에서 NFC 안테나 단말기의 주변 온도를 감지하는 단계(S11), (b) 제어부(30)에서 상기 (a)단계에서 감지한 온도를 제1 내지 제3 기준온도와 비교하여 온도 영역 및 온도 변동을 판단하는 단계(S12 - S13), (c) 상기 제어부(30)에서 상기 (b)단계의 판단 결과 온도 변동이 발생하면 검출한 온도를 기초로 안테나 임피던스 매칭을 위한 매칭회로 선택 제어신호를 발생하여 온도에 따른 NFC 안테나의 특성 변화를 보상하는 단계(S15), (d) 상기 (b)단계의 판단 결과 온도 변동이 발생하지 않았거나, 상기 NFC 안테나(10)의 특성 변화를 보상한 후, 미리 설정된 일정 시간 이후 상기 단계 (a)로 이동하는 단계(S14, S16)를 포함한다.2 is a flowchart illustrating a method of matching an NFC antenna according to a temperature according to the present invention, (a) detecting the ambient temperature of the NFC antenna terminal in the temperature sensor 20 (S11) and (b) in the
상기 (b)단계는 (b1) 상기 온도 센서(20)에 의해 감지한 감지 온도가 저온 영역에 속할 경우, 상기 NFC 안테나(10)와 저온 안테나 매칭회로를 연결하여 저온 영역에서의 임피던스를 매칭시켜 온도에 따른 NFC 안테나의 특성 변화를 보상하는 단계, (b2) 상기 온도 센서(20)에 의해 감지한 감지 온도가 상온 영역에 속할 경우, 상기 NFC 안테나(10)와 상온 안테나 매칭회로를 연결하여 상온 영역에서의 임피던스를 매칭시켜 온도에 따른 NFC 안테나(10)의 특성 변화를 보상하는 단계, (b3) 상기 온도 센서(20)에 의해 감지한 감지 온도가 고온 영역에 속할 경우, 상기 NFC 안테나(10)와 고온 안테나 매칭회로를 연결하여 고온 영역에서의 임피던스를 매칭시켜 온도에 따른 NFC 안테나의 특성 변화를 보상하는 단계를 포함한다.In the step (b), when the sensed temperature detected by the
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 온도에 따른 NFC 안테나 매칭방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Referring to the NFC antenna matching method according to the temperature according to the present invention configured as described in detail as follows.
먼저, NFC 안테나(10)를 내장한 RF 장치(RFID 장치, NFC 결재장치)를 동작시키면, 제어부(30)는 단계 S11에서 주기적으로 온도 센서(20)를 제어하여, RF 장치 주변의 온도를 검출한다. 여기서 주기적이라 함은 일정 시간 간격을 의미한다.First, when operating an RF device (RFID device, NFC payment device) with a built-in
상기 제어부(30)는 단계 S12에서 상기 온도 센서(20)를 통해 감지한 온도와 온도 영역을 판단하기 위해 미리 설정된 제1 내지 제3 기준온도를 각각 비교한다.The
예컨대, 감지한 온도와 저온(0℃ - -25℃)으로 설정된 제1기준온도를 비교하여, 감지한 온도가 상기 저온 영역에 포함되면 현재 온도 영역이 저온 영역이라고 판단한다. 아울러 감지한 온도가 저온 영역이 아닐 경우, 감지한 온도와 상온(0.1℃ - 30℃)으로 설정된 제2기준온도를 비교하여, 감지한 온도가 상기 상온 영역에 포함되면 현재 온도 영역이 상온 영역이라고 판단한다. 마찬가지로, 감지한 온도가 상온 영역이 아닐 경우, 감지한 온도와 고온(30.1℃)으로 설정된 제3기준온도를 비교하여, 감지한 온도가 상기 고온 영역에 포함되면 현재 온도 영역이 고온 영역이라고 판단한다.For example, when the detected temperature is compared with the first reference temperature set to a low temperature (0 ° C. to −25 ° C.), if the detected temperature is included in the low temperature area, it is determined that the current temperature area is a low temperature area. In addition, when the detected temperature is not the low temperature range, the detected temperature is compared with the second reference temperature set to room temperature (0.1 ° C-30 ° C), and if the detected temperature is included in the room temperature area, the current temperature area is a room temperature area. To judge. Similarly, if the detected temperature is not the room temperature region, the detected temperature is compared with the third reference temperature set to a high temperature (30.1 ° C.), and if the detected temperature is included in the high temperature region, it is determined that the current temperature region is a high temperature region. .
이와 같은 과정으로 감지한 온도 영역을 판단하고, 이어, 단계 S13으로 이동하여 온도 변동 유무를 판단한다. 여기서 온도 변동 유무는 바로 이전 온도 영역과 현재 온도 영역을 비교함으로써, 간단하게 판단할 수 있다.The temperature range detected by the above process is determined, and then the process moves to step S13 to determine whether there is a temperature change. Here, the presence or absence of temperature fluctuation can be easily determined by comparing the immediately previous temperature range with the current temperature range.
예컨대, 바로 이전 온도 영역이 상온 영역이고, 현재 온도 영역이 상온이면 온도 변동 사항이 없는 것으로 판단을 하고, 이와는 달리 바로 이전 온도 영역이 상온 영역이고 현재 온도 영역이 고온이면 온도가 변동한 것으로 판단을 한다.For example, if the immediately preceding temperature region is the room temperature region and the current temperature region is the room temperature, it is determined that there is no temperature change.In contrast, if the immediately preceding temperature region is the normal temperature region and the current temperature region is the high temperature, it is determined that the temperature has changed. do.
온도가 변동한 것으로 판단이 되면, 제어부(30)는 단계 S15에서 변동된 온도 영역에 맞는 온도 보상 값을 선택하도록, 안테나 임피던스 매칭을 위한 매칭회로 선택 제어신호를 발생하여 제1 및 제2 스위치(40)(50)에 전달한다. 여기서 매칭회로 선택 제어신호는 스위칭 제어신호를 의미한다. 여기서 제1 및 제2 스위치(40)(50)에는 항상 동일한 제어신호가 인가된다. 상기 제1스위치(40)는 인가되는 매칭회로 선택 제어신호에 따라 내부 멀티플렉서를 제어하여, NFC 안테나(10)와 임피던스 매칭수단(60) 내의 특정 임피던스 매칭회로를 연결하여, 온도에 따른 NFC 안테나의 특성 변화를 보상하도록 한다. 예컨대, 현재 온도 영역이 고온 영역이라고 가정하면, 제1스위치(40)는 내부의 멀티플렉서를 통해 고온 안테나 매칭회로(61)를 NFC 안테나(10)와 연결한다. 아울러 제2스위치(50)도 내부 멀티플렉서를 통해 고온 안테나 매칭회로(61)를 입출력단과 연결한다. 여기서 멀티플렉서를 이용하여 하나의 입출력(NFC 안테나 송수신신호)과 3개의 입출력단(고온 안테나 매칭회로, 상온 안테나 매칭회로, 저온 안테나 매칭회로)을 선택적으로 연결하는 스위칭 방식은, 당해 분야에 이미 잘 알려진 공지의 기술이므로 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 이어, 임피던스 매칭수단(60) 내의 고온 안테나 매칭회로(61)는 상기 NFC 안테나(10)를 통해 송수신한 RF 신호의 임피던스를 매칭하여, 온도에 따른 RF 특성 변화를 보상한다. 각각의 안테나 임피던스 매칭회로는 온도에 따라 서로 다른 리액턴스값을 가지고 임피던스 매칭을 한다. 온도에 따른 최적의 임피던스 매칭회로는 미리 구현된 것으로 가정한다.If it is determined that the temperature is fluctuating, the
이후 사용자가 결재 장치 등에 RF 카드를 태깅하면, 상기와 같이 NFC 안테나(10)에서 송수신한 RF신호는 임피던스 매칭수단(60)의 특정 온도 영역의 안테나 매칭회로를 통해 최적으로 임피던스가 매칭되어, 안테나의 감도를 최적화할 수 있으며, 이로써 최적으로 RF 신호를 수신 및 송신할 수 있게 되는 것이다.Then, when the user tags the RF card to the payment device, the RF signal transmitted and received by the
한편, 상기 단계 S13의 확인 결과, 온도 변동이 발생하지 않으면, 제어부(30)는 단계 S14로 이동하여 미리 설정된 제1 일정 시간 후 다시 온도를 감지하도록 온도 센서(20)를 제어한다. 즉, 온도 변동이 없는 상황에서 온도 감지는 상기 제1 일정 시간을 주기로 수행하게 된다.On the other hand, if the temperature change does not occur as a result of checking in step S13, the
또한, 상기 단계 S15의 온도에 따른 임피던스 매칭 후, 제어부(30)는 단계 S16으로 이동하여 미리 설정된 제2 일정 시간 후 다시 온도를 감지하도록 온도 센서(20)를 제어한다. 즉, 임피던스 매칭 후 온도 감지는 상기 제2 일정 시간을 주기로 수행하게 된다. In addition, after the impedance matching according to the temperature of the step S15, the
여기서 제1 및 제2 일정 시간은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.The first and second predetermined time may be the same or different from each other.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.Although the invention made by the present inventors has been described in detail according to the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Self-evident to those who have
10: NFC 안테나
20: 온도 센서
30: 제어부
40: 제1스위치
50: 제2스위치
60: 임피던스 매칭수단
61: 고온 안테나 매칭회로
62: 상온 안테나 매칭회로
63: 저온 안테나 매칭회로10: NFC antenna
20: temperature sensor
30: control unit
40: first switch
50: second switch
60: impedance matching means
61: high temperature antenna matching circuit
62: room temperature antenna matching circuit
63: low temperature antenna matching circuit
Claims (6)
(a) 온도 센서에서 NFC 안테나 단말기의 주변 온도를 감지하는 단계;
(b) 제어부에서 상기 (a)단계에서 감지한 온도를 제1 내지 제3 기준온도와 비교하여 온도 영역 및 온도 변동을 판단하는 단계;
(c) 상기 제어부에서 상기 (b)단계의 판단 결과 온도 변동이 발생하면 검출한 온도를 기초로 안테나 임피던스 매칭을 위한 매칭회로 선택 제어신호를 발생하여 온도에 따른 NFC 안테나의 특성 변화를 보상하는 단계; 및
(d) 상기 (b)단계의 판단 결과 온도 변동이 발생하지 않았거나, 상기 NFC 안테나의 특성 변화를 보상한 후, 미리 설정된 일정 시간 이후 상기 (a)단계로 이동하는 단계를 포함하고,
상기 (b)단계는 (b1) 상기 온도 센서에 의해 감지한 감지 온도가 저온 영역에 속할 경우, 상기 NFC 안테나와 저온 안테나 매칭회로를 연결하여 저온 영역에서의 임피던스를 매칭시켜 온도에 따른 NFC 안테나의 특성 변화를 보상하는 단계; (b2) 상기 온도 센서에 의해 감지한 감지 온도가 상온 영역에 속할 경우, 상기 NFC 안테나와 상온 안테나 매칭회로를 연결하여 상온 영역에서의 임피던스를 매칭시켜 온도에 따른 NFC 안테나의 특성 변화를 보상하는 단계; (b3) 상기 온도 센서에 의해 감지한 감지 온도가 고온 영역에 속할 경우, 상기 NFC 안테나와 고온 안테나 매칭회로를 연결하여 고온 영역에서의 임피던스를 매칭시켜 온도에 따른 NFC 안테나의 특성 변화를 보상하는 단계를 포함하고,
상기 (d)단계는 미리 설정된 시간 주기로 NFC 안테나의 특성 변화를 보상하는 것을 특징으로 하는 온도에 따른 NFC 안테나 매칭방법.When the temperature sensor detects the ambient temperature of the RF terminal having the NFC antenna and the temperature detected by the temperature sensor is compared with the preset first to third reference temperatures, the temperature range and the temperature change are determined. A control unit for generating a matching circuit selection control signal for antenna impedance matching based on the detected temperature to compensate for the characteristic change of the NFC antenna according to temperature, and performing a switching operation according to the matching circuit selection control signal generated by the controller to A first switch for connecting an impedance matching circuit, an impedance matching means for matching impedance of a signal transmitted and received through an NFC antenna according to a switching operation of the first switch, and a switching operation according to a matching circuit selection control signal generated by the controller; Transmitting and receiving signals input and output by the impedance matching means as transmit and receive signals An NFC antenna matching method for compensating for a change in RF characteristics according to a temperature by using an NFC antenna matching device according to a temperature including a second switch input and output,
(a) detecting an ambient temperature of the NFC antenna terminal in a temperature sensor;
(b) comparing the temperature sensed in the step (a) with the first to third reference temperatures by the controller to determine a temperature range and a temperature change;
(c) compensating for the characteristic change of the NFC antenna according to temperature by generating a matching circuit selection control signal for antenna impedance matching based on the detected temperature when the temperature change occurs as a result of the determination of step (b) in the controller; ; And
(d) after the determination of the step (b) does not occur temperature fluctuation, or after compensating for the characteristic change of the NFC antenna, and moving to the step (a) after a predetermined time,
In the step (b), when the sensed temperature detected by the temperature sensor belongs to a low temperature region, the NFC antenna and the low temperature antenna matching circuit are connected to match an impedance in the low temperature region of the NFC antenna according to the temperature. Compensating for the characteristic change; (b2) if the sensed temperature detected by the temperature sensor belongs to a room temperature region, connecting the NFC antenna and a room temperature antenna matching circuit to match impedance in the room temperature region to compensate for the characteristic change of the NFC antenna according to temperature; ; (b3) if the sensed temperature detected by the temperature sensor belongs to a high temperature region, connecting the NFC antenna and a high temperature antenna matching circuit to match impedance in a high temperature region to compensate for a characteristic change of the NFC antenna according to temperature; Including,
The step (d) is NFC antenna matching method according to the temperature, characterized in that for compensating for the characteristic change of the NFC antenna at a predetermined time period.
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- 2018-07-12 KR KR1020180081327A patent/KR102019110B1/en active Active
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