[go: up one dir, main page]

KR102444088B1 - 자기장 통신 시스템의 자기장 송수신 장치 및 방법 - Google Patents

자기장 통신 시스템의 자기장 송수신 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102444088B1
KR102444088B1 KR1020190170751A KR20190170751A KR102444088B1 KR 102444088 B1 KR102444088 B1 KR 102444088B1 KR 1020190170751 A KR1020190170751 A KR 1020190170751A KR 20190170751 A KR20190170751 A KR 20190170751A KR 102444088 B1 KR102444088 B1 KR 102444088B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnetic field
matching
different
magnetic
communication
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020190170751A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210078858A (ko
Inventor
이재우
조인귀
김상원
김성민
이호진
김장열
문정익
박우천
윤재훈
이현준
장동원
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020190170751A priority Critical patent/KR102444088B1/ko
Priority to US17/122,218 priority patent/US11916309B2/en
Publication of KR20210078858A publication Critical patent/KR20210078858A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102444088B1 publication Critical patent/KR102444088B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/40—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by components specially adapted for near-field transmission
    • H04B5/48—Transceivers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H01Q7/005—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop with variable reactance for tuning the antenna
    • H04B5/02—
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
    • G01R33/36—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
    • G01R33/3692—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver involving signal transmission without using electrically conductive connections, e.g. wireless communication or optical communication of the MR signal or an auxiliary signal other than the MR signal
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H04B5/0031—
    • H04B5/0075—
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
    • H04B5/24—Inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/72—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for local intradevice communication
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)
  • Power Engineering (AREA)

Abstract

자기장 통신 시스템의 자기장 송수신 장치 및 방법이 개시된다. 자기장 통신 시스템의 자기장 송수신 장치는 통신 신호를 생성하는 제어부; 상기 통신 신호를 수신하며, 서로 다른 정합 주파수들에 각각에 대응하는 정합부들 및 상기 정합부들과 각각 연결되며, 상기 서로 다른 정합 주파수들에 따른 통신 신호들을 자기장 에너지 형태의 자기 송신 신호로 변환하여 송신하는 루프 안테나들을 포함할 수 있다.

Description

자기장 통신 시스템의 자기장 송수신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING AND RECEIVING MAGNETIC FIELD IN MAGNETIC FIELD COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 자기장 통신 시스템의 자기장 송수신 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 다중 루프 안테나 및 자기장 검출기를 포함하는 자기장 송수신 장치 및 방법에 관한 것이다.
전기장은 통신 채널의 매질에 따른 유전율이 크게 변하는 특징이 있다. 반면에 자기장은 자성 물질을 제외한 매질에서 거의 일정한 투자율을 가지므로 근접장 조건에서 수중, 지중, 건물 내부 등 특수한 환경에서도 무선 통신이 가능하게 하는 장점을 가진다.
전기장 통신 시스템은 통신 채널(매질 환경)의 유전율 특성 때문에 물, 토양, 고분자 물질과 같이 통신에 영향을 주는 물체들이 존재하는 환경에서는, 신호의 감쇄, 간섭 등이 발생하여 안정적인 통신을 수행하는 데 어려움이 있었다.
또한, 종래의 자기장 통신 시스템은 단일 정합부로 구성되는 송신용 루프 안테나를 사용하여 자기장 통신을 수행하였다. 그러나, 종래의 자기장 통신 시스템은 반송파 주파수의 정합효과로 인해 광대역 구성에 어려움이 있으며, 자기장 증가를 위해 원형 루프 횟수를 증가시키면 안테나의 내부 저항값도 비례해서 증가하므로 송신 구동부의 전류 증폭기와의 임피던스 차이가 발생하여 고자기장 발생에 제약이 따른다는 문제가 있었다.
그리고, 종래의 자기장 통신 시스템은 송수신용 공통 안테나를 사용하고 있으므로, 미세한 신호를 감지할 수 없다는 한계도 있었다.
따라서, 자기장 통신 시스템에서 광대역으로 신호를 송신하면서, 미세한 신호까지 감지할 수 있는 방법이 요청되고 있다.
본 발명은 자기장 통신 시스템의 통신 가능 범위를 넓힐 수 있는 자기장 송수신 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 자기장 수신 신호의 수신 효율을 증가시킬 수 있는 자기장 송수신 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 자기장 송수신 장치는 통신 신호를 생성하는 제어부; 상기 통신 신호를 수신하며, 서로 다른 정합 주파수들에 각각에 대응하는 정합부들 및 상기 정합부들과 각각 연결되며, 상기 서로 다른 정합 주파수들에 따른 통신 신호들을 자기장 에너지 형태의 자기 송신 신호로 변환하여 송신하는 루프 안테나들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 자기장 송수신 장치는 상기 통신 신호를 변조, 및 증폭하는 송신 구동부를 더 포함하고, 상기 정합부들은, 변조, 및 증폭된 통신 신호를 수신할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 자기장 송수신 장치의 루프 안테나들은, 서로 다른 자기장 송수신 장치가 위치한 방향을 기준으로 수평으로 배치되며, 상기 자기 송신 신호는, 상기 루프 안테나들을 순차적으로 통과하여 서로 다른 자기장 송수신 장치로 송출되는 자기장 에너지 형태의 신호일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 자기장 송수신 장치의 루프 안테나들은, 서로 다른 자기장 송수신 장치가 위치한 방향을 기준으로 수직으로 배치되며, 상기 통신 신호에 따라 상기 루프 안테나들을 통과하는 자기장을 생성하여 자기 송신 신호를 서로 다른 자기장 송수신 장치로 전달하는 자기장 통신 시스템의 자기장 송수신 장치.
본 발명의 일실시예에 따른 자기장 송수신 장치는 서로 다른 자기장 송수신 장치로부터 전송된 자기 수신 신호를 수신하는 자기장 검출기; 및 상기 자기 수신 신호에서 상기 서로 다른 자기장 송수신 장치가 생성한 통신 신호를 복조하는 수신 감지부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 자기장 송수신 장치의 제어부는, 복조한 통신 신호를 처리하고, 처리 결과에 따라 상기 서로 다른 자기장 송수신 장치로 전달할 통신 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 자기장 송수신 장치는 서로 다른 자기장 송수신 장치로부터 전송된 자기 수신 신호를 자기장 검출기로 수신하여 복조하는 수신부; 복조한 통신 신호를 처리하고, 처리 결과에 따라 상기 서로 다른 자기장 송수신 장치로 전달할 통신 신호를 생성하는 제어부; 및 복수의 루프 안테나들로 상기 통신 신호를 자기장 에너지 형태의 자기 송신 신호로 변환하여 송신하는 송신부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 자기장 송수신 장치의 송신부는, 상기 통신 신호를 수신하며, 서로 다른 정합 주파수에 대응하는 정합부들 및 상기 정합부들과 각각 연결되며, 상기 서로 다른 정합 주파수에 따라 상기 통신 신호를 자기장 에너지 형태의 자기 송신 신호로 변환하여 송신하는 루프 안테나들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 자기장 송수신 장치의 루프 안테나들은, 서로 다른 자기장 송수신 장치가 위치한 방향을 기준으로 수평으로 배치되며, 상기 자기 송신 신호는, 상기 루프 안테나들을 순차적으로 통과하여 서로 다른 자기장 송수신 장치로 송출되는 자기장 에너지 형태의 신호일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 자기장 송수신 장치의 루프 안테나들은, 서로 다른 자기장 송수신 장치가 위치한 방향을 기준으로 수직으로 배치되며, 상기 통신 신호에 따라 상기 루프 안테나들을 통과하는 자기장을 생성하여 자기 송신 신호를 서로 다른 자기장 송수신 장치로 전달할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 자기장 송수신 방법은 서로 다른 정합 주파수들에 각각 대응하는 정합부들에 통신 신호를 입력하는 단계; 및 상기 정합부들과 각각 연결된 복수의 루프 안테나들을 이용하여 상기 서로 다른 정합 주파수들에 따른 통신 신호들을 자기장 에너지 형태의 자기 송신 신호로 변환하여 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 자기장 송수신 방법의 송신하는 단계는, 상기 통신 신호를 서로 다른 자기장 송수신 장치가 위치한 방향을 기준으로 수평으로 배치된 루프 안테나들을 순차적으로 통과하여 서로 다른 자기장 송수신 장치로 송출되는 자기장 에너지 형태의 자기 송신 신호로 변환할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 자기장 송수신 방법의 송신하는 단계는, 상기 통신 신호에 따라 서로 다른 자기장 송수신 장치가 위치한 방향을 기준으로 수직으로 배치된 루프 안테나들을 통과하는 자기장을 생성하여 자기 송신 신호를 서로 다른 자기장 송수신 장치로 전달할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 자기장 송수신 방법은 서로 다른 자기장 송수신 장치로부터 전송된 자기 수신 신호를 자기장 검출기를 이용하여 수신하는 단계; 및 상기 자기 수신 신호에서 상기 서로 다른 자기장 송수신 장치가 생성한 통신 신호를 복조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 자기장 통신 시스템의 자기장 송수신 장치가 수행하는 자기장 통신 방법은 서로 다른 자기장 송수신 장치로부터 전송된 자기 수신 신호를 자기장 검출기로 수신하여 복조하는 단계; 복조한 통신 신호를 처리하고, 처리 결과에 따라 상기 서로 다른 자기장 송수신 장치로 전달할 통신 신호를 생성하는 단계; 및 복수의 루프 안테나들로 상기 통신 신호를 자기장 에너지 형태의 자기 송신 신호로 변환하여 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 자기장 송수신 방법의 송신하는 단계는, 서로 다른 정합 주파수들에 각각 대응하는 정합부들에 상기 통신 신호를 입력하는 단계; 및 상기 정합부들과 각각 연결된 복수의 루프 안테나들을 이용하여 상기 서로 다른 정합 주파수들에 따른 통신 신호들을 자기장 에너지 형태의 자기 송신 신호로 변환하여 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 자기장 송수신 방법의 송신하는 단계는, 상기 통신 신호를 서로 다른 자기장 송수신 장치가 위치한 방향을 기준으로 수평으로 배치된 루프 안테나들을 순차적으로 통과하여 서로 다른 자기장 송수신 장치로 송출되는 자기장 에너지 형태의 자기 송신 신호로 변환할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 자기장 송수신 방법의 송신하는 단계는, 상기 통신 신호에 따라 서로 다른 자기장 송수신 장치가 위치한 방향을 기준으로 수직으로 배치된 루프 안테나들을 통과하는 자기장을 생성하여 자기 송신 신호를 서로 다른 자기장 송수신 장치로 전달할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 복수의 서로 다른 정합부들을 이용하여 루프 안테나들에 가하는 전류 크기를 증가시킴으로써, 자기장 통신 시스템의 통신 가능 범위를 넓힐 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의하면, 고민감도 자기장 검출기를 이용하여 자기 수신 신호를 수신함으로써, 자기장 수신 신호의 수신 효율을 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자기장 송수신 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자기장 송수신 장치의 동작을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기장 송수신 장치를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자기장 송수신 장치에서 루프 안테나들의 전류에 의하여 발생하는 자기장을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자기장 송수신 장치의 대역폭 및 출력 특성의 일례이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자기장 통신 방법을 도시한 도면이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자기장 송수신 장치를 도시한 도면이다.
자기장 송수신 장치(100)는 근접장 영역(Near field region)에서 자기장 통신을 수행하는 자기장 통신 시스템의 송수신 장치이며, 도 1에 도시된 바와 같이 제어부(110), 송신부(120), 및 수신부(130)를 포함할 수 있다. 그리고, 근접장 조건은 파수벡터와 거리의 곱이 1보다 크게 작을 경우(kr<<1)이다. 이때, k는 통신 반송 주파수의 파수벡터(wave number)이고 r은 신호원에서 측정지점까지의 거리를 나타낼 수 있다. 또한, 근접장 조건에서 루프 안테나의 자기장의 세기는 비오 사바르 법칙(Biot-Savart) 법칙에 의해서 가해지는 전류와 루프 안테나의 단면적, 루프 안테나 원형 감은 횟수(turns)에 비례할 수 있다.
제어부(110)는 사용자의 입력, 또는 자기장 통신 시스템에 포함된 다른 자기장 송수신 장치로부터 수신한 통신 신호에 따라 자기장 통신 시스템에 포함된 다른 자기장 송수신 장치로 전송할 통신 신호를 생성할 수 있다.
송신부(120)는 서로 다른 정합 주파수를 갖는 다중 루프 안테나 기반의 광대역 고자기장 송신기일 수 있다.
이때, 송신부(120)는 송신 구동부(121), 복수의 정합부들(122), 및 복수의 루프 안테나들(123)을 포함할 수 있다.
송신 구동부(121)는 제어부(110)가 생성한 통신 신호를 변조, 및 증폭하여 정합부(122)들로 전달할 수 있다.
정합부들(122)은 서로 다른 정합 주파수들에 각각에 대응하며, 송신 수동부(120)로부터 변조, 및 증폭된 통신 신호를 수신할 수 있다. 또한, 실시예에 따라서는 정합부들(122)은 제어부(110)가 생성한 통신 신호를 수신할 수도 있다.
루프 안테나들(123)들은 정합부들(122)과 각각 연결될 수 있다. 그리고, 루프 안테나들(123)들은 서로 다른 정합 주파수들에 따른 통신 신호들을 자기장 에너지 형태의 자기 송신 신호로 변환하여 송신할 수 있다.
예를 들어, 루프 안테나들(123)은 서로 다른 자기장 송수신 장치가 위치한 방향을 기준으로 수평으로 배치될 수 있다. 이때, 루프 안테나들(123)이 통신 신호를 변환한 자기 송신 신호는 루프 안테나(123)들을 순차적으로 통과하여 서로 다른 자기장 송수신 장치로 송출되는 자기장 에너지 형태의 신호일 수 있다.
또한, 루프 안테나들(123)은, 서로 다른 자기장 송수신 장치가 위치한 방향을 기준으로 수직으로 배치될 수 있다. 이때, 루프 안테나들(123)은 통신 신호에 따라 루프 안테나(123)들을 통과하는 자기장을 생성하여 자기 송신 신호를 서로 다른 자기장 송수신 장치로 전달할 수 있다.
수신부(130)는 서로 다른 자기장 송수신 장치가 송출한 자기 송신 신호가 채널을 통과하면서 변조된 자기 수신 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 수신부(130)는 고민감도 수신기일 수 있다.
수신부(130)는 자기장 검출기(131) 및 수신 감지부(132)를 포함할 수 있다.
자기장 검출기(131)는 서로 다른 자기장 송수신 장치로부터 전송된 자기 수신 신호를 수신할 수 있다. 구체적으로, 자기장 검출기(131)는 서로 다른 자기장 송수신 장치의 루프 안테나들에서 발생한 자기장을 측정하고, 측정한 자기장으로부터 자기 수신 신호를 검출할 수 있다.
수신 감지부(132)는 자기장 검출기(131)가 수신한 자기 수신 신호에서 서로 다른 자기장 송수신 장치가 생성한 통신 신호를 복조하여 제어부(110)로 전달할 수 있다. 이때, 제어부(110)는 수신 감지부(132)가 복조한 통신 신호를 처리할 수 있다. 그리고, 제어부(110)는 처리 결과에 따라 서로 다른 자기장 송수신 장치로 전달할 통신 신호를 생성하여 송신부(120)로 전달할 수 있다.
자기장 송수신 장치(100)는 복수의 서로 다른 정합부들(122)을 이용하여 루프 안테나들(123)에 가하는 전류 크기를 증가시킴으로써, 자기장 통신 시스템의 통신 가능 범위를 넓힐 수 있다.
또한, 자기장 송수신 장치(100)는 고민감도 자기장 검출기를 이용하여 자기 수신 신호를 수신함으로써, 자기장 수신 신호의 수신 효율을 증가시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자기장 송수신 장치의 동작을 도시한 도면이다.
자기장 통신 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이 제1 자기장 송수신 장치(210)와 제2 자기장 송수신 장치(220) 및 채널로 구성될 수 있다. 도 2에서는 자기장 통신 시스템이 2개의 자기장 송수신 장치만 포함하고 있으나 실시예에 따라서는 3개 이상의 자기장 송수신 장치가 자기장 통신 시스템에 포함될 수 있다.
제1 자기장 송수신 장치(210)의 제어부(211)는 제2 자기장 송수신 장치(220)로 전송할 통신 신호를 생성하여 송신 구동부(212)로 전달할 수 있다. 이때, 송신 구동부(212)는 수신한 통신 신호를 변조 및 증폭하여 N개의 정합부들(213)에 전달할 수 있다. 그리고, 정합부들(213)에 전달된 통신 신호는 N개의 루프 안테나들(214)에서 자기장 에너지 형태의 자기 송신 신호(201)로 변환될 수 있다. 이때, 자기 송신 신호(201)는 채널을 통과하며 자기 수신 신호(203)로 변조될 수 있다.
제2 자기장 송수신 장치(220)의 자기장 검출기(221)는 자기 수신 신호(203)를 수신하여 수신 감지부(222)로 전달할 수 있다. 수신 감지부(222)는 전달받은 자기 수신 신호(203)에서 제1 자기장 송수신 장치(210)의 제어부(211)가 생성한 통신 신호를 복조하여 제어부(223)로 전달할 수 있다. 제어부(223)는 수신한 통신 신호에 따라 제어 동작을 수행하거나, 통신 신호를 처리할 수 있다.
또한, 제2 자기장 송수신 장치(220)의 제어부(221)는 제1 자기장 송수신 장치(210)로 전송할 통신 신호를 생성하여 송신 구동부(224)로 전달할 수 있다. 이때, 제1 자기장 송수신 장치(210)로 전송할 통신 신호는 제어부(223)가 수신 감지부(222)로부터 수신한 통신 신호, 또는 해당 통신 신호에 따른 동작에 따라 생성될 수도 있다.
그리고, 송신 구동부(224)는 수신한 통신 신호를 변조 및 증폭하여 N개의 정합부들(225)에 전달할 수 있다. 그리고, 정합부들(225)에 전달된 통신 신호는 N개의 루프 안테나들(226)에서 자기장 에너지 형태의 자기 송신 신호(204)로 변환될 수 있다. 이때, 자기 송신 신호(204)은 채널을 통과하며 자기 수신 신호(205)로 변조될 수 있다.
제1 자기장 송수신 장치(210)의 자기장 검출기(215)는 자기 수신 신호(205)를 수신하여 수신 감지부(216)로 전달할 수 있다. 수신 감지부(216)는 전달받은 자기 수신 신호(205)에서 제2 자기장 송수신 장치(220)의 제어부(223)가 생성한 통신 신호를 복조하여 제어부(211)로 전달할 수 있다. 제어부(211)는 수신한 통신 신호에 따라 제어 동작을 수행하거나, 통신 신호를 처리할 수 있다. 그리고, 제어부(211)는 수신 감지부(216)로부터 수신한 통신 신호, 또는 해당 통신 신호에 따른 동작에 따라 제2 자기장 송수신 장치(220)로 전송할 통신 신호를 생성할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기장 송수신 장치를 도시한 도면이다.
자기장 송수신 장치(310)는 도 3에 도시된 바와 같이 서로 다른 자기장 송수신 장치(320)가 위치한 방향을 기준으로 수직으로 배치된 루프 안테나들(313)을 포함할 수 있다. 이때, 송신 구동부(311)는 제어부로부터 수신한 통신 신호를 변조 및 증폭하여 N개의 정합부들(312)에 전달할 수 있다. 그리고, N개의 루프 안테나들(313)은 정합부들(312)에 전달된 통신 신호에 따라 루프 안테나들(313)들을 통과하는 자기장(301)을 생성할 수 있다. 이때, 자기장(301)에 대응하는 자기 송신 신호는 채널(302)을 통과하면서 자기 수신 신호(303)로 변조될 수 있다. 그리고, 서로 다른 자기장 송수신 장치(320)의 자기장 검출기(321)는 자기 수신 신호(303)를 수신하여 수신 감지부(322)로 전달할 수 있다. 수신 감지부(322)는 전달받은 자기 수신 신호(303)에서 자기장 송수신 장치(310)의 제어부가 생성한 통신 신호를 복조할 수 있다.
도 4는 자기장 송수신 장치(100)의 단일 감김(1 turn) 원형(반지름: a) 루프 안테나의 전류(I0)에 의한 점 P에서의 자기장 세기를 보여주고 있는 도면이다.
이때, 도 4는 직각 좌표계(x, y, z)내에서 원형 루프 안테나의 점 P에서의 자기장 세기를 구좌표계(r, Φ, θ)로 표현하고 있다. 또한, 도 4의 점 P에서 구좌표계를 통한 수식적 모델은 수학식 1 내지 수학식 3과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112019131565814-pat00001
이때, Hr은 점 P에서 r 방향 자기장이고, k는 파수 벡터일 수 있다. 또한, a는 원형 루프 안테나의 반지름이고, I 0 는 전류이며, r은 좌표축 원점에서 점 P까지의 거리일 수 있다.
Figure 112019131565814-pat00002
이때, HΦ는 점 P에서 Φ 방향 자기장일 수 있다.
Figure 112019131565814-pat00003
이때, Hθ는 점 P에서 θ 방향 자기장일 수 있다.
수학식 1 내지 수학식 3을 고려하여 점 P에서 자기장 세기인
Figure 112019131565814-pat00004
를 표기하면 수학식 4에 도시된 바와 같이 0 < θ <90o 조건에서 원형 루프의 감긴 횟수(N), 전류(I0), 단면적(S)에 비례하고, 거리의 3승(r3)에 반비례되는 것으로 표현될 수 있다.
Figure 112019131565814-pat00005
도 5는 정합조건의 반송 주파수(f0)를 중심으로 주파수 간격이 b인 조건에서 종래의 자기장 송수신 장치의 루프 안테나에 가한 전류(510), 및 본 발명의 일실시예에 따른 자기장 송수신 장치(100)의 루프 안테나들에 가한 전류(520)의 일례이다. 이때, 도 5의 그래프의 세로축은 정규화된 전류 크기일 수 있다.
또한, 종래의 자기장 송수신 장치의 루프 안테나는 N회 감긴 단일 루프 안테나이고, 자기장 송수신 장치(100)의 루프 안테나들은 3개의 정합주파수(f0-b, f0, f0+b)에서 N/3회 감긴 루프 안테나 3개일 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 자기장 송수신 장치(100)는 종래의 자기장 송수신 장치의 루프 안테나에 비하여 대역폭은 2.29배 증가하였으며, 전류 크기는 2.1배 증가할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자기장 통신 방법을 도시한 도면이다.
단계(610)에서 제1 송수신 장치(210)의 제어부(211)는 제2 자기장 송수신 장치(220)로 전송할 통신 신호를 생성하여 송신 구동부(212)로 전달할 수 있다. 이때, 송신 구동부(212)는 수신한 통신 신호를 변조 및 증폭하여 서로 다른 정합 주파수들에 각각 대응하는 정합부들(213)에 입력할 수 있다.
단계(620)에서 정합부들(213)과 각각 연결된 N개의 루프 안테나들(214)은 송신 구동부(212)에서 변조된 통신 신호를 자기장 에너지 형태의 자기 송신 신호로 변환할 수 있다. 이때, N개의 루프 안테나들(214)은 연결된 정합부들(213)에 따라 서로 다른 정합 주파수들에 따른 통신 신호들을 수신하여 자기 송신 신호로 변환할 수 있다.
단계(630)에서 N개의 루프 안테나들(214)은 단계(620)에서 변환한 자기 송신 신호(201)를 채널을 통하여 제2 송수신 장치(220)로 송출할 수 있다. 이때, 자기 송신 신호(201)는 채널을 통과하며 자기 수신 신호(203)로 변조될 수 있다.
단계(635)에서 제2 자기장 송수신 장치(220)의 자기장 검출기(221)는 자기 수신 신호(203)를 수신하여 수신 감지부(222)로 전달할 수 있다.
단계(640)에서 수신 감지부(222)는 단계(635)에서 전달받은 자기 수신 신호(203)에서 제1 자기장 송수신 장치(210)의 제어부(211)가 생성한 통신 신호를 복조하여 제어부(223)로 전달할 수 있다. 이때, 제어부(223)는 수신한 통신 신호에 따라 제어 동작을 수행하거나, 통신 신호를 처리할 수 있다.
본 발명은 복수의 서로 다른 정합부들을 이용하여 루프 안테나들에 가하는 전류 크기를 증가시킴으로써, 자기장 통신 시스템의 통신 가능 범위를 넓힐 수 있다.
또한, 본 발명은 고민감도 자기장 검출기를 이용하여 자기 수신 신호를 수신함으로써, 자기장 수신 신호의 수신 효율을 증가시킬 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 자기장 송수신 장치 또는 자기장 송수신 장치 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성되어 마그네틱 저장매체, 광학적 판독매체, 디지털 저장매체 등 다양한 기록 매체로도 구현될 수 있다.
본 명세서에 설명된 각종 기술들의 구현들은 디지털 전자 회로조직으로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어로, 또는 그들의 조합들로 구현될 수 있다. 구현들은 데이터 처리 장치, 예를 들어 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 컴퓨터들의 동작에 의한 처리를 위해, 또는 이 동작을 제어하기 위해, 컴퓨터 프로그램 제품, 예를 들어 기계 판독가능 저장 장치(컴퓨터 판독가능 매체)에서 유형적으로 구체화된 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 상술한 컴퓨터 프로그램(들)과 같은 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 인터프리트된 언어들을 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있고, 독립형 프로그램으로서 또는 모듈, 구성요소, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서의 사용에 적절한 다른 유닛으로서 포함하는 임의의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에서 하나의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터들 상에서 처리되도록 또는 다수의 사이트들에 걸쳐 분배되고 통신 네트워크에 의해 상호 연결되도록 전개될 수 있다.
컴퓨터 프로그램의 처리에 적절한 프로세서들은 예로서, 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서들 둘 다, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다로부터 명령어들 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 요소들은 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서 및 명령어들 및 데이터를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터를 저장하는 하나 이상의 대량 저장 장치들, 예를 들어 자기, 자기-광 디스크들, 또는 광 디스크들을 포함할 수 있거나, 이것들로부터 데이터를 수신하거나 이것들에 데이터를 송신하거나 또는 양쪽으로 되도록 결합될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어들 및 데이터를 구체화하는데 적절한 정보 캐리어들은 예로서 반도체 메모리 장치들, 예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 등을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로조직에 의해 보충되거나, 이에 포함될 수 있다.
또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용매체일 수 있고, 컴퓨터 저장매체를 모두 포함할 수 있다.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.
마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 장치 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 장치들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100: 자기장 송수신 장치
110: 제어부
120: 송신부
122: 정합부들
123: 루프 안테나들
130: 수신부
131: 자기장 검출기

Claims (19)

  1. 통신 신호를 생성하는 제어부;
    상기 통신 신호를 수신하며, 서로 다른 정합 주파수들에 각각에 대응하는 정합부들 및
    상기 정합부들과 각각 연결되며, 상기 서로 다른 정합 주파수들에 따른 통신 신호들을 자기장 에너지 형태의 자기 송신 신호로 변환하여 송신하는 루프 안테나들
    을 포함하고,
    상기 정합부들은
    정합부 1, 정합부 2 내지 정합부 N을 포함하며,
    상기 루프 안테나들은,
    서로 다른 자기장 송수신 장치가 위치한 방향을 기준으로 수평으로 배치되고,
    상기 자기 송신 신호는,
    상기 정합부 1에 연결된 루프 안테나부터 상기 정합부 2에 연결된 루프 안테나 내지 상기 정합부 N에 연결된 루프 안테나까지 순차적으로 통과하여 서로 다른 자기장 송수신 장치로 송출되는 자기장 통신 시스템의 자기장 송수신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통신 신호를 변조, 및 증폭하는 송신 구동부를 더 포함하고,
    상기 정합부들은,
    변조, 및 증폭된 통신 신호를 수신하는 자기장 통신 시스템의 자기장 송수신 장치.
  3. 삭제
  4. 통신 신호를 생성하는 제어부;
    상기 통신 신호를 수신하며, 서로 다른 정합 주파수들에 각각에 대응하는 N개의 정합부들 및
    상기 정합부들과 각각 연결되며, 상기 서로 다른 정합 주파수들에 따른 통신 신호들을 자기장 에너지 형태의 자기 송신 신호로 변환하여 송신하는 루프 안테나들
    을 포함하고,
    상기 정합부들은
    정합부 1, 정합부 2, 내지 정합부 N을 포함하며,
    상기 루프 안테나들은,
    서로 다른 자기장 송수신 장치가 위치한 방향을 기준으로 수직으로 배치되며,
    상기 정합부 1에 연결된 루프 안테나부터 상기 정합부 2에 연결된 루프 안테나 내지 상기 정합부 N에 연결된 루프 안테나까지 순차적으로 통과하는 자기장을 생성하여 상기 자기 송신 신호를 서로 다른 자기장 송수신 장치로 전달하는 자기장 통신 시스템의 자기장 송수신 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    서로 다른 자기장 송수신 장치로부터 전송된 자기 수신 신호를 수신하는 자기장 검출기; 및
    상기 자기 수신 신호에서 상기 서로 다른 자기장 송수신 장치가 생성한 통신 신호를 복조하는 수신 감지부
    를 더 포함하는 자기장 통신 시스템의 자기장 송수신 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    복조한 통신 신호를 처리하고, 처리 결과에 따라 상기 서로 다른 자기장 송수신 장치로 전달할 통신 신호를 생성하는 자기장 통신 시스템의 자기장 송수신 장치.
  7. 자기장 통신 시스템의 자기장 송수신 장치에 있어서,
    서로 다른 자기장 송수신 장치로부터 전송된 자기 수신 신호를 자기장 검출기로 수신하여 복조하는 수신부;
    복조한 통신 신호를 처리하고, 처리 결과에 따라 상기 서로 다른 자기장 송수신 장치로 전달할 통신 신호를 생성하는 제어부; 및
    복수의 루프 안테나들로 상기 통신 신호를 자기장 에너지 형태의 자기 송신 신호로 변환하여 송신하는 송신부
    를 포함하고,
    상기 송신부는,
    통신 신호를 생성하는 제어부;
    상기 통신 신호를 수신하며, 서로 다른 정합 주파수들에 각각에 대응하는 N개의 정합부들 및
    상기 정합부들과 각각 연결되며, 상기 서로 다른 정합 주파수들에 따른 통신 신호들을 자기장 에너지 형태의 자기 송신 신호로 변환하여 송신하는 루프 안테나들
    을 포함하고,
    상기 정합부들은
    정합부 1, 정합부 2 내지 정합부 N을 포함하며,
    상기 루프 안테나들은,
    서로 다른 자기장 송수신 장치가 위치한 방향을 기준으로 수평으로 배치되고,
    상기 자기 송신 신호는,
    상기 정합부 1에 연결된 루프 안테나부터 상기 정합부 2에 연결된 루프 안테나 내지 상기 정합부 N에 연결된 루프 안테나까지 순차적으로 통과하여 서로 다른 자기장 송수신 장치로 송출되는 자기장 통신 시스템의 자기장 송수신 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 자기장 통신 시스템의 자기장 송수신 장치에 있어서,
    서로 다른 자기장 송수신 장치로부터 전송된 자기 수신 신호를 자기장 검출기로 수신하여 복조하는 수신부;
    복조한 통신 신호를 처리하고, 처리 결과에 따라 상기 서로 다른 자기장 송수신 장치로 전달할 통신 신호를 생성하는 제어부; 및
    복수의 루프 안테나들로 상기 통신 신호를 자기장 에너지 형태의 자기 송신 신호로 변환하여 송신하는 송신부
    를 포함하고,
    상기 송신부는,
    통신 신호를 생성하는 제어부;
    상기 통신 신호를 수신하며, 서로 다른 정합 주파수들에 각각에 대응하는 N개의 정합부들 및
    상기 정합부들과 각각 연결되며, 상기 서로 다른 정합 주파수들에 따른 통신 신호들을 자기장 에너지 형태의 자기 송신 신호로 변환하여 송신하는 루프 안테나들
    을 포함하고,
    상기 정합부들은
    정합부 1, 정합부 2 내지 정합부 N을 포함하며,
    상기 루프 안테나들은,
    서로 다른 자기장 송수신 장치가 위치한 방향을 기준으로 수직으로 배치되며,
    상기 정합부 1에 연결된 루프 안테나부터 상기 정합부 2에 연결된 루프 안테나 내지 상기 정합부 N에 연결된 루프 안테나까지 순차적으로 통과하는 자기장을 생성하여 상기 자기 송신 신호를 서로 다른 자기장 송수신 장치로 전달하는 자기장 통신 시스템의 자기장 송수신 장치.
  11. 서로 다른 정합 주파수들에 각각 대응하는 정합부들에 통신 신호를 입력하는 단계; 및
    상기 정합부들과 각각 연결된 복수의 루프 안테나들을 이용하여 상기 서로 다른 정합 주파수들에 따른 통신 신호들을 자기장 에너지 형태의 자기 송신 신호로 변환하여 송신하는 단계
    를 포함하고,
    상기 정합부들은
    정합부 1, 정합부 2 내지 정합부 N을 포함하며,
    상기 루프 안테나들은,
    서로 다른 자기장 송수신 장치가 위치한 방향을 기준으로 수평으로 배치되고,
    상기 송신하는 단계는,
    상기 자기 송신 신호를 상기 정합부 1에 연결된 루프 안테나부터 상기 정합부 2에 연결된 루프 안테나 내지 상기 정합부 N에 연결된 루프 안테나까지 순차적으로 통과시켜 서로 다른 자기장 송수신 장치로 송출하는 자기장 통신 방법.
  12. 삭제
  13. 서로 다른 정합 주파수들에 각각 대응하는 정합부들에 통신 신호를 입력하는 단계; 및
    상기 정합부들과 각각 연결된 복수의 루프 안테나들을 이용하여 상기 서로 다른 정합 주파수들에 따른 통신 신호들을 자기장 에너지 형태의 자기 송신 신호로 변환하여 송신하는 단계
    를 포함하고,
    상기 정합부들은
    정합부 1, 정합부 2 내지 정합부 N을 포함하며,
    상기 루프 안테나들은,
    서로 다른 자기장 송수신 장치가 위치한 방향을 기준으로 수직으로 배치되고,
    상기 송신하는 단계는,
    상기 통신 신호에 따라 상기 정합부 1에 연결된 루프 안테나부터 상기 정합부 2에 연결된 루프 안테나 내지 상기 정합부 N에 연결된 루프 안테나까지 순차적으로 통과하는 자기장을 생성하여 자기 송신 신호를 서로 다른 자기장 송수신 장치로 전달하는 자기장 통신 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    서로 다른 자기장 송수신 장치로부터 전송된 자기 수신 신호를 자기장 검출기를 이용하여 수신하는 단계; 및
    상기 자기 수신 신호에서 상기 서로 다른 자기장 송수신 장치가 생성한 통신 신호를 복조하는 단계
    를 더 포함하는 자기장 통신 방법.
  15. 자기장 통신 시스템의 자기장 송수신 장치가 수행하는 자기장 통신 방법에 있어서,
    서로 다른 자기장 송수신 장치로부터 전송된 자기 수신 신호를 자기장 검출기로 수신하여 복조하는 단계;
    복조한 통신 신호를 처리하고, 처리 결과에 따라 상기 서로 다른 자기장 송수신 장치로 전달할 통신 신호를 생성하는 단계;
    서로 다른 정합 주파수들에 각각 대응하는 정합부들에 상기 통신 신호를 입력하는 단계; 및
    상기 정합부들과 각각 연결된 복수의 루프 안테나들을 이용하여 상기 서로 다른 정합 주파수들에 따른 통신 신호들을 자기장 에너지 형태의 자기 송신 신호로 변환하여 송신하는 단계
    를 포함하고,
    상기 정합부들은
    정합부 1, 정합부 2 내지 정합부 N을 포함하며,
    상기 루프 안테나들은,
    서로 다른 자기장 송수신 장치가 위치한 방향을 기준으로 수평으로 배치되고,
    상기 송신하는 단계는,
    상기 자기 송신 신호를 상기 정합부 1에 연결된 루프 안테나부터 상기 정합부 2에 연결된 루프 안테나 내지 상기 정합부 N에 연결된 루프 안테나까지 순차적으로 통과시켜 서로 다른 자기장 송수신 장치로 송출하는 자기장 통신 방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 자기장 통신 시스템의 자기장 송수신 장치가 수행하는 자기장 통신 방법에 있어서,
    서로 다른 자기장 송수신 장치로부터 전송된 자기 수신 신호를 자기장 검출기로 수신하여 복조하는 단계;
    복조한 통신 신호를 처리하고, 처리 결과에 따라 상기 서로 다른 자기장 송수신 장치로 전달할 통신 신호를 생성하는 단계;
    서로 다른 정합 주파수들에 각각 대응하는 정합부들에 상기 통신 신호를 입력하는 단계; 및
    상기 정합부들과 각각 연결된 복수의 루프 안테나들을 이용하여 상기 서로 다른 정합 주파수들에 따른 통신 신호들을 자기장 에너지 형태의 자기 송신 신호로 변환하여 송신하는 단계
    를 포함하고,
    상기 정합부들은
    정합부 1, 정합부 2 내지 정합부 N을 포함하며,
    상기 루프 안테나들은,
    서로 다른 자기장 송수신 장치가 위치한 방향을 기준으로 수직으로 배치되고,
    상기 송신하는 단계는,
    상기 통신 신호에 따라 상기 정합부 1에 연결된 루프 안테나부터 상기 정합부 2에 연결된 루프 안테나 내지 상기 정합부 N에 연결된 루프 안테나까지 순차적으로 통과하는 자기장을 생성하여 자기 송신 신호를 서로 다른 자기장 송수신 장치로 전달하는 자기장 통신 방법.
  19. 제11항, 제13항 내지 제15항, 제18항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.
KR1020190170751A 2019-12-19 2019-12-19 자기장 통신 시스템의 자기장 송수신 장치 및 방법 Active KR102444088B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190170751A KR102444088B1 (ko) 2019-12-19 2019-12-19 자기장 통신 시스템의 자기장 송수신 장치 및 방법
US17/122,218 US11916309B2 (en) 2019-12-19 2020-12-15 Apparatus and method for transmitting and receiving magnetic field signals in magnetic field communication system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190170751A KR102444088B1 (ko) 2019-12-19 2019-12-19 자기장 통신 시스템의 자기장 송수신 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210078858A KR20210078858A (ko) 2021-06-29
KR102444088B1 true KR102444088B1 (ko) 2022-09-16

Family

ID=76438814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190170751A Active KR102444088B1 (ko) 2019-12-19 2019-12-19 자기장 통신 시스템의 자기장 송수신 장치 및 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11916309B2 (ko)
KR (1) KR102444088B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102749971B1 (ko) 2024-02-19 2025-01-09 주식회사 써니웨이브텍 비자성체 구조에 적용 가능한 자성체 자기장 통신시스템 및 방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11483078B1 (en) * 2022-05-31 2022-10-25 AlaaEldin Adel Mohamed Mahmoud Sadek Method and related systems for communication via extremely low and ultra low frequency electromagnetic waves

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2166750A (en) * 1936-02-15 1939-07-18 Rca Corp Antenna
US4489313A (en) * 1982-09-01 1984-12-18 Sensormatic Electronics Corporation Signal direction determining system and directional loop antenna array therefor
US4675658A (en) * 1985-09-17 1987-06-23 Allied Corporation System including tuned AC magnetic field transmit antenna and untuned AC magnetic field receive antenna
US4736196A (en) * 1986-11-18 1988-04-05 Cost-Effective Monitoring Systems, Co. Electronic monitoring system
US5708423A (en) * 1995-05-09 1998-01-13 Sensormatic Electronics Corporation Zone-Based asset tracking and control system
US5661457A (en) * 1995-06-19 1997-08-26 Sensormatic Electronics Corporation Directional antenna configuration for asset tracking system
JPH09260925A (ja) * 1996-03-19 1997-10-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd アンテナ装置
SE512219C2 (sv) * 1998-06-15 2000-02-14 Jan Bergman Metod och system för att erhålla riktning för en elliptiskt polariserad elektromagnetisk vågutbredning
RU2004124049A (ru) * 2002-01-09 2005-03-27 Мидвествако Корпорейшн (Us) Интеллектуальная станция с множеством антенн радиочастотного диапазона, система и способ инвентаризационного контроля с ее использованием
JP4317372B2 (ja) * 2002-02-27 2009-08-19 パナソニック株式会社 偏波測定装置並びにそれを用いたアンテナ特性測定装置及び電波測定装置
AU2002255430A1 (en) * 2002-04-25 2003-11-11 Cet Technologies Pte Ltd An antenna
CN100583554C (zh) * 2003-08-29 2010-01-20 精工爱普生株式会社 环形天线装置
KR100592903B1 (ko) * 2003-12-27 2006-06-23 한국전자통신연구원 수동 통신 기능 및 능동 통신 기능을 갖는 통신 장치 및그 동작 제어 방법
US9270387B2 (en) * 2005-06-15 2016-02-23 Wfs Technologies Ltd. Mobile device with an underwater communications system and method
US20080299904A1 (en) * 2007-06-04 2008-12-04 Seagate Technology Llc Wireless communication system
KR100976182B1 (ko) 2008-03-05 2010-08-17 한국전자통신연구원 전기자동차용 충전장치 및 이를 이용한 전력선 자기장 통신방법
KR100983052B1 (ko) 2008-05-29 2010-09-17 전자부품연구원 자기장 통신 및 근거리 무선통신 통합 센서 시스템 및 그방법
KR101226559B1 (ko) 2011-06-02 2013-01-28 한국과학기술원 자기장 통신 시스템과 그 시스템에 사용되는 자기장 통신 송신기 및 자기장 통신 수신기
US9503178B2 (en) * 2011-07-20 2016-11-22 Lg Electronics Inc. Two-way communication using wireless power signal
FR2982686B1 (fr) * 2011-11-10 2013-11-29 St Microelectronics Rousset Protection d'un terminal d'emission-reception radio-frequence contre des perturbations electromagnetiques
CN104025471B (zh) * 2011-11-17 2017-07-04 维拓警报通信公司 Vlf发射天线系统、方法和装置
KR102144360B1 (ko) * 2012-12-05 2020-08-13 삼성전자주식회사 스마트 근거리무선통신 안테나 매칭 네트워크 시스템 및 그것을 포함한 유저 장치
KR102184679B1 (ko) * 2013-12-20 2020-11-30 삼성전자주식회사 근거리무선통신 안테나 매칭 네트워크 시스템 및 그것을 포함한 유저 장치
KR20150088453A (ko) * 2014-01-24 2015-08-03 한국전자통신연구원 다중 대역 플라즈마 루프 안테나
EP3134975A4 (en) * 2014-04-25 2017-12-20 Vital Alert Communication Inc. Through-the-earth emergency radio system
US10018744B2 (en) * 2014-05-07 2018-07-10 Witricity Corporation Foreign object detection in wireless energy transfer systems
KR101596464B1 (ko) * 2014-06-26 2016-02-24 한국철도기술연구원 안테나 및 그 시스템
KR102257892B1 (ko) * 2014-11-26 2021-05-28 삼성전자주식회사 개선된 ｎｆｃ 안테나 및 그 안테나를 갖는 전자 장치
US9864985B2 (en) * 2015-01-14 2018-01-09 Samsung Pay, Inc. Transmitter and method for substantially reducing dead zones in an inductive contactless mobile payment system
US10333200B2 (en) * 2015-02-17 2019-06-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Portable device and near field communication chip
DE102016100809A1 (de) * 2015-04-14 2016-10-20 Samsung Electronics Co. Ltd. Nahfeldkommunikationsbaugruppe und tragbare Vorrichtung, welche dieselbe enthält
US20160322850A1 (en) * 2015-04-30 2016-11-03 Jtouch Corporation Flexible and retractable wireless charging device
US9577349B2 (en) * 2015-06-29 2017-02-21 Near Field Magnetics, Inc. Near-field magnetic communication antenna
KR102405446B1 (ko) * 2015-08-10 2022-06-08 삼성전자주식회사 안테나 장치 및 전자 장치
KR102522441B1 (ko) * 2015-11-09 2023-04-18 삼성전자주식회사 근거리 통신 안테나 장치 및 이를 구비한 전자 장치
US20170162952A1 (en) * 2015-12-03 2017-06-08 Checkpoint Systems, Inc. Multi-loop antenna
US10097046B2 (en) * 2016-03-18 2018-10-09 Global Energy Transmission, Co. Wireless power assembly
WO2017188172A1 (ja) * 2016-04-25 2017-11-02 国立大学法人電気通信大学 無線通信装置及びアンテナ装置
WO2018093041A1 (ko) 2016-11-15 2018-05-24 엘지이노텍(주) 멀티 모드 안테나 및 그것을 이용한 무선 전력 수신 장치
JP7006961B2 (ja) * 2017-05-24 2022-01-24 国立大学法人電気通信大学 無線通信装置及びアンテナ装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102749971B1 (ko) 2024-02-19 2025-01-09 주식회사 써니웨이브텍 비자성체 구조에 적용 가능한 자성체 자기장 통신시스템 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210078858A (ko) 2021-06-29
US20210194133A1 (en) 2021-06-24
US11916309B2 (en) 2024-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10727888B2 (en) Proximity detection based on an electromagnetic field perturbation
US12123936B2 (en) Proximity detection using multiple power levels
Sharma et al. Magnetic induction-based non-conventional media communications: A review
EP2941797B1 (en) Low noise detection system using log detector amplifier
US8055193B2 (en) Underwater remote sensing
KR102444088B1 (ko) 자기장 통신 시스템의 자기장 송수신 장치 및 방법
GB2474628A (en) Underwater inductive communication using a large closed loop antenna, defining a wireless hotspot
EP4009535A1 (en) Variable ratio near field wireless device
US20220209824A1 (en) Contactless card reading employing gain and attenuation control
US20210281328A1 (en) Underwater communication device and underwater communication system
KR20220043591A (ko) 대칭형 안테나를 포함하는 자기장 송수신 장치 및 방법
US20120044053A1 (en) Apparatus and method for improving reception sensitivity of rfid reader
CN208569664U (zh) 一种电子标识读写器
KR20170036534A (ko) 빔 포밍 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 선택 프로세스 수행 장치 및 방법
Manteghi An electrically small antenna for underwater applications
US20080317098A1 (en) Low Power Radio Device With Reduced Interference
CN109307555A (zh) 一种集成式温度传感射频同轴漏泄电缆
GB2445015A (en) Electromagnetic below ice communications
Pfeffer et al. Interference recognition and fault reduction method for FSCW-based SAW-tag readers
Hirose An HF channel measurement testbed for underwater/under-Seawater communications
KR102535180B1 (ko) 레이더-통신 결합 시스템을 위한 송수신 빔포밍 방법 및 장치
US7336198B2 (en) Magnetostatic communication
Maderböck et al. Multicarrier communication for UHF RFID: Increased reliability and coverage for uhf RFID systems
KR20190130844A (ko) 무선전력 송신기
US11558836B2 (en) Noise responsive near-field communications device

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20191219

A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20210510

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20191219

Comment text: Patent Application

PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20220121

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20220617

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20220913

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20220914

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration