2008년 1학기 RFID 시스템 특론

RFID 동작원리(1)RFID 동작원리(1)

1. RFID의 기본적인 동작원리 이해

Radio Frequency

Microwaves

Frequency Divider

Electromagnetic

1 Bit(EAS)

RFID System

Full and Half

Acoustomagnetic

Inductive Coupling

El t ti B k ttDuplex

N Bit(Memory)

Electronic / Physical

Electromagnetic Backscatter

Close Coupling

Electrical Coupling

Sequential

Electronic / Physical Electrical Coupling

Inductive Coupling

SAW

02

SAW

2. 1 - 비트 통신 방법 이해

1) Radio Frequency1) Radio Frequency

• 무선 주파수(Radio Frequency) : 공진 주파수를 정하기 위해 조정하는 LC공진 회로에 기본을 두고 있음.

과거플라스틱 하우징 안의 커패시터 위에

납땜된 에나멜 구리선으로 구성현대

스티커 형식의 라벨 모양인 박판 사이에

리더리더

과거납땜된 에나멜 구리선으로 구성

현대에칭된 코일을 삽입한 형태

태그

* 각 항목을 클릭하세요.

리더리더

무선 주파수 범위에서 교류 자계 발생

◦ 발진하는 공진 회로가 발진기 코일의 자계 안에Energy

Magnetic Alternating Field

태그

놓이면 센서 코일에서 유도 기전력의 변화를

감지함.

◦ 전압 변화의 크기는 보통 매우 낮아서 감지하기

어려움.

◦ 주파수 8 2㎒ ± 10%의 범위만 가지면 시스템을

fG Generator

Coil

T itt

URFSensor Coil

Receiver

(O ti l)◦ 주파수 8.2㎒ ± 10%의 범위만 가지면 시스템을

읽을 수 있는 스윕(Sweep)시스템 사용(발진기의

주파수가 최소 주파수에서 최대주파수까지

움직임.)

Feedback Feedback

Transmitter (Optional)EAS Label

<EAS 시스템의 동작원리>

2) Microwave

2. 1 - 비트 통신 방법 이해

2) Microwave

• 마이크로웨이브 범위의 EAS시스템은 비선형적 특징에서 고주파의 발생을 이용함.

• 이론적으로 비선형특성을 잡는 모든 2단자망은 첫 번째 배음에서 고조파를 발생시키나 비선형 저장성분의 에너지 소모로 인해 첫 번째

고조파 전력의 적은 부분만 고조파 발진으로 변환될 뿐임.

→ 양호한 조건 하에서 주파수 의 곱n × 는 = 1 / n2의 효율로 나타남f ηf

고주파의 발생을 위한

1 - bit 트랜스폰더의 배치

고주파의 발생을 위한

1 - bit 트랜스폰더의 배치

◦ 반송파(Carrier Wave)를 조정하기 위한 쌍극자(Dipole)의 기저에 연결되어 있음.

◦ 사용되는 반송파(Carrier Wave) 주파수 : 915㎒(유럽제외), 2.45㎓ or 5.6 ㎓임.

→ 양호한 조건 하에서 주파수 의 곱n × 는 = 1 / n2의 효율로 나타남.

• 용량성 다이오드는 특히 주파수 체배를 위한 비선형 에너지 저장에 적합함.

f ηf

사용되는 반송파(Carrier Wave) 주파수 915 (유럽제외), 2.45 or 5.6 임.

Dipole

Capacitance

Diode

Housing

fA

fA

Alarm1㎑

Detector 2.45 ㎓

1㎑Generator

Housing

Basic Circuit Mechanical

Design

fA

fA2 ×

Detector

2nd Harmonic4.90 ㎓

1 - bit Transponder

2.45

<마이크로웨이브로 동작하는 전형적인 구조>

3) Freqency Divider

2. 1 - 비트 통신 방법 이해

3) Freqency Divider

1 보안 태그는 마이크로칩과 에나멜이 입혀진 동선으로 만들어진 공진회로를 포함함.

• Freqency Divider방식은 100 - 135.5㎑의 장파(Long Wave)범위에서 동장함.

2 트랜스폰더는 플라스틱형태로 생산되고 상품을 구입시 제거되며 마이크로칩은 보안 기기에서 전력을 공급받음.

3 고주파 생성방식과 비슷함. (반송파의변조는 간섭주파수와 유용한 주파수의 구별에 사용되며 경보 오작동 하지 않음.)

• 트랜스폰더 안에서의 마이크로칩은 보안기기의 자기장에서 전력을 공급 받으며, 유도 코일(Self – Inductive Coil)에서 주파수는

마이크로칩에서 이 분주되어 보안기기로 보냄.

f / 2

Ri

CR

+

-

DIV 2

f / 2

~

f 1 / 2

C1 C2

Power, Clock f

Security Tag

Magnetic Field H

F / 2 BandpassAnalysis

Electronics

f 1 / 2

Security Device

<Freqency Divider의 동작 원리>

4) Acoustomagnetic

2. 1 - 비트 통신 방법 이해

4) Acoustomagnetic

• 보안 요소를 위한 음향자기시스템(Acoustomagnetic)은 40mm길이에 8에서 14mm정도 폭, 수 mm의 높이로 된 매우 작은 플라스틱

박스로 구성됨.

→ 박스들은 영구적으로 연결된 단단한 자기 금속 띠와 기계적인 진동에서 자유로운 위치에 비 균질 금속으로 만들어진 띠를 가지고 있음.

교류자계에서 발생된 주파수교류자계에서 발생된 주파수 보안 요소의 금속 끝에서 발생되는 공진 주파수보안 요소의 금속 끝에서 발생되는 공진 주파수정확하게 일치정확하게 일치

어느 시간 후면

자기장이 꺼짐.

자기 끈이 소리굽쇠처럼

계속 발진됨.

교류자계를 발생시켜

보안시스템에서 쉽게 검출됨.

자기장의 영향 아래서 비 균질

금속 띠가 발진 됨.

보안 시스템이 보안 요소가 응답하고 있는 동안 송신하지

장점장점

사용하지 않는 보안 요소는 반드시 비 자성화 되어야

단점단점

않는 것이 가장 큰 장점이라 할 수 있으며, 감지 수신기는

일정한 민감도를 갖도록 설계됨.

하며, 오직 장의 세기가 천천히 줄어드는 강한

자기장에서만 가능하므로 고객이 임의로 가지고 다니는

영구 자석으로 조정하는 것은 불가능함.

Freqency Divider의 동작 원리

Security ElementSecurity Element

Receiver

Generator Coil

Transmitter

Sensor Coil

HT HT

Magnetic Alternating Field

at Generator Coil

Close

t t

3. 전이중 방식과 반이중 방식 통신 이해

보통의 간단한 물리적인 현상만을

1 - bit 트랜스폰더1 - bit 트랜스폰더

데이터 이동 디바이스와 같이 전자적인 마이크로칩을 사용함.

Full and Half Duplex Procedure 트랜스폰더Full and Half Duplex Procedure 트랜스폰더

• 저장용량은 수 킬로바이트로 데이터 이동 디바이스로부터 정보를 읽거나 그 곳에 정보를 쓰는 일이 가능함.

• 정보이동방식

* 각 항목을 클릭하세요.

Full and Half Duflex Procedure(FDX, HDX)Full and Half Duflex Procedure(FDX, HDX) Sequential Systems(SEQ)

◦ HDX에서는 리더로부터 트랜스폰더로의 데이터 이동이 번갈아 가면서 일어나며, FDX에서는 트랜스폰더에서

리더의 데이터가 이동할 때 같은 시간대에 이동함.

→ 리더의 부고조파(Subharmonics)의 한 부분에서나 완전하게 독립되어 있는 비고조파(Anharmonics)에서의→ 리더의 부고조파(Subharmonics)의 한 부분에서나 완전하게 독립되어 있는 비고조파(Anharmonics)에서의

트랜스폰더로부터 데이터가 전송되어지는 것을 포함함.

◦ 30㎒의 주파수를 사용하며 부하변조 진행에 가장 자주 쓰이는 주파수임.

◦ 부 반송파(Subcarrier)가 있거나 없거나 매우 간단한 회로로 구성되고 있음.

◦ 100㎒위의 주파수를 주로 사용하는 리더의 기술로부터 친숙한 단면변조방식(Modulate Reflected Cross◦ 100㎒위의 주파수를 주로 사용하는 리더의 기술로부터 친숙한 단면변조방식(Modulate Reflected Cross –Section Procedure)의 레이더 기술과 유사함.

◦ 부하변조와 단면반사변조 진행 리더에서 발생된 자기장과 전자기장에 영향을 받고 그 결과 고주파 진행으로

알려짐.

ll d H lf fl d ( X H X) S i l S (S Q)S i l S (S Q)Full and Half Duflex Procedure(FDX, HDX) Sequential Systems(SEQ)Sequential Systems(SEQ)

◦ SEQ시스템에서는 에너지의 이동이 제한된 시간 주기를 사용하며, 트랜스폰더에서

리더로의 데이터이동은 트랜스폰더로의 전력공급이 잠시 멈춰져 있을 때 발생함.

ProcedureProcedure

FDX

Energy Transfer

Downlink

Uplink

HD

Energy Transfer

D li kDX

Downlink

Uplink

SEQ

Energy Transfer

Downlink

Uplink

tt

1) Inductive Coupling

3. 전이중 방식과 반이중 방식 통신 이해

팝업창1) Inductive Coupling

• Power Supply to Passive Transponder

- 항상 수동적(Passively)으로 동작하며, 마이크로칩의 동작에유도적으로 결합된 트랜스폰더

필요한 전력을 리더로부터 공급받음.

- 리더의 안테나는 강한 높은 주파수의 전자계를 생성함.

(트랜스폰더와 리더의 거리를 고려한 교류자계로 취급)

데이터 이동 디바이스

역할을 하는 마이크로칩

안테나 역할을 하는

코일

- 캐패시터 Cr은 리더의 안테나코일과 나란히 연결되어 있으며, 용량은 리더의 전송 주파수와 일치하는 공진 주파수를

가지는 병렬 공진회로을 위한 안테나의 코일 인덕턴스와 같이 동작됨

전압 Ui트랜스폰더의 코일에서 인덕턴스에 의해서 발생되며, 이 전압은 정류 되어지고 마이크로 칩의 전력공급을 위해 제공됨.

가지는 병렬 공진회로을 위한 안테나의 코일 인덕턴스와 같이 동작됨.

- 트랜스폰더의 안테나 코일과 캐패시터 C1의 형식은 리더의 전송주파수를 조정하는 공진회로를 형성하며, 트랜스폰더

코일에서 전압 U는 병렬 공진회로에서 공진 상승(Resoncestep - Up) 때문에 최고점(Maximum)에 도달함.

◦ 두 코일의 배치는 매우 약하게 연결된 변압기(Transformer)로 해석 되어질 수 있으며 리더와 트랜스폰더의 전달 전력의 효율은◦ 두 코일의 배치는 매우 약하게 연결된 변압기(Transformer)로 해석 되어질 수 있으며, 리더와 트랜스폰더의 전달 전력의 효율은

주파수 f, 코일의 감은 수 n, 두 코일 간의 간격에 비례함.

◦ 주파수 f가 증가할수록 트랜스폰더의 코일에 필요한 코일 인덕턴스와 쇄교 수 n은 감소함. (135㎑: Typical 100 - 1000 Windnigs,

13.56㎒ : Typical 3 – 10)

1) Inductive Coupling

3. 전이중 방식과 반이중 방식 통신 이해

유도적 결합 시스템유도적 결합 시스템 부하변조(Load modulation)부하변조(Load modulation)

• Data Transfer Transponder → Reader

◦ 리더의 1차 코일과 트랜스 코일 사이의 변압기

타입(Transformer - Type Coupling)의 결합

◦ 코일 사이가 0.16λ를 초과하지 않을 때 적용될 수 있음.

→ 트랜스폰더는 전송 안테나의 가까운

◦ 공진 트랜스폰더가 안테나의 교류 자계에 위치하게 되면

자기장으로부터 에너지를 끌어 당김.

◦ 트랜스폰더 안테나에서 부하저항(Load Resistor)의 On /

Off 때문에 임피던스 ZT에서의 변화를 가져오고, 리더

안테나전압의 변화를 가져옴부분에 위치하게 되어짐.

안테나전압의 변화를 가져옴.

◦ 떨어져 있는 트랜스폰더에 의한 리더 안테나 코일에서의

전압 UL은 증폭변조 효과를 가지고 있음.

◦ 부하 저항 On / Off 시간이 데이터에 의해서 조정되면 이

데이터는 트랜스폰더에서 리더로 이동됨.

Antenna

Reader

Tag / Transponder

Uplink

Downlink

1) Inductive Coupling

3. 전이중 방식과 반이중 방식 통신 이해

1) Inductive Coupling

• Load Modulation With Subcarrier

1 리더와 트랜스폰더 사이의 결합이 약함.

◦ 리더 안테나에서의 유용한 신호로 설명되는 전압변동은 자기의 동작에 의해서 리더의 출력전압보다 작아짐.

◦ 사실적으로 13.56㎒ 시스템에서 약100V의 안테나전압이 주어진다면 10mV 정도의 유용한 신호를 기대할 수 있음.

◦ 약한 전압변화의 검출은 매우 복잡한 회로를 요구하기 때문에 안테나전압변화의 증폭변조에 의해서 만들어진변조

측파대가 이용됨측파대가 이용됨.

◦ 첨가된 트랜스폰더 안의 부하저항이 높은 주파수 에서 On / Off 되면 리더의 전송 주파수 부근에 ± 의 두

스펙트럼이 생겨남.

→ 쉽게 검출되어 지며, 라디오 기술의 전문용어로 주파수 를 부반송파라 부름.

sf sf

sf

2 데이터의 전송은 부반송파(Subcarrier)의 ASK, FSK, PSK의변조에 의한 것임.

◦ 부반송파 부하변조는 리더의 안테나에서 동작 주파수 근처에변조된 두변조 측파대를 만들어 냄.부반송파 부하변 는 리더의 안테나에서 동작 주파수 근처에변 된 두변 측파대를 만들어 냄.

◦ 두변조 층파대는 대역통과필터(BPF)에 의해서 분리될 수 있으며, 증폭하면 쉽게 복조될 수 있음.

→ 허용된 ISM 주파수대역인 6.78㎒, 13.56㎒, 27.125㎒에서만 사용될 수 있음.

2) Electromagnetic Backscatter Coupling

3. 전이중 방식과 반이중 방식 통신 이해

2) Electromagnetic Backscatter Coupling

• Power Supply to the Transponder

1리더와 트랜스폰더 사이의 간격이 1m 이상인 RFID 시스템을 장거리 시스템이라고 부르며, 동작 주파수는 868㎒(유럽),

915㎒(미국) 2 5㎓ 5 8ㄹ㎓ 임915㎒(미국), 2.5㎓, 5.8ㄹ㎓ 임.

2 자유공간의 경로 손실은 자유 공간 안의 리더에 의해 방출된 HF전력과 트랜스폰더에 의해 수신된 HF전력간의 관계척도임.

3 10%의 효율이 주어지면 동작을 위한 트랜스폰더 안테나의 단말에서 수신된 전력 Pe = 50mW가 필요함.

4 리더의 감지 범위에서 강한 신호가 수신된 경우 그것이 보통 동작으로 돌아오도록 전환될 때까지 칩은 재활성화되지 않음.

5트랜스폰더의 배터리는 마이크로칩의 전력공급에만 제공되며 트랜스폰더와 리더의 데이터 전송은 리더에 의해 전송된

전자계의 전력에만 의존함.

송수신거리(R)

Reader Transponder

ReaderManager

TransponderChip주파수(F)Transceiver

Chip

AutoCalibrator

<Power Supply to the Transponder의 원리>

2) Electromagnetic Backscatter Coupling

3. 전이중 방식과 반이중 방식 통신 이해

2) Electromagnetic Backscatter Coupling

• Data Transmission → Reader

◦ Modulated Reflection Cross – Section 전자기파를 반사하는 물체의 효율은 반사 단면적으로 기술되며, 적절한 주파수의

안테나처럼 주파수를 치는 파전면(Wave Front)과 공진을 하는 물체는 특별히 큰 반사단면적을 가짐.

P1방사작은 신호의

전력 P ’은 HF전압으로 안테나 연결로 공급되면 다이오드 D 과 D 에 의해 정류된 후에 전력 절약을 위한 파워다운

리더 안테나 트랜스폰더 안테나

P1방사크기가 도달

-전력 P1 은 HF전압으로 안테나 연결로 공급되면, 다이오드 D1과 D2에 의해 정류된 후에 전력 절약을 위한 파워다운

모드의 On / Off를 위한 전압으로 사용될 수 있음.

-입사전력P1’의 일부가 안테나에 의해 반사되고 전력 P2로 되돌아가며,

안테나의 반사 특성은 안테나에 연결된 부하를 바꿈으로써 영향 받을 수 있음.

- 반사된 신호는 리더의 안테나 연결부로 들어오게 되고 방향성 결합기를 사용하여 받아들여 리더의 수신기

입력으로 전송됨.

→ 자유공간에 방사된 P2의 일부인 신호는 리더의 안테나에 의해 잡힘.

3) Close Coupling

3. 전이중 방식과 반이중 방식 통신 이해

3) Close Coupling

• Power Supply to the Transponder

1 0.1cm에서 최대 1cm의 인식범위로 설계되어 트랜스폰더는 리더 안에 삽입되거나 표시된 영역 위에서 동작됨.

2 트랜스폰더와 트랜스포머의 기능적 배치는 동일함.

3전력 전송효율은 매우 양호하여 고전력 소모를 갖는 칩의 동작에 적합함. (마이크로프로세서를 포함하면 동작 하는데 약

10mW전력을 필요로 함.

D t t f t d R d

4비접촉 밀접결합 칩 카드의 기계적, 전기적 파라미터는 ISO 10536표준을 가지고 있으며, 다른 설계를 위해서 동작

파라미터들이 자유롭게 정의됨.

• Data transfer transponder → Reader

◦ 밀접결합 시스템에서 트랜스폰더로부터 리더로의 자기

Magnetic Coupling 부반송파 부하변조Magnetic Coupling 부반송파 부하변조

◦ Capacitive Coupling 리더와 트랜스폰더간의 짧은 거리로

용량성 결합용량성 결합

결합 데이터 전송에도 사용되며, 이것은 ISO 10536에

명시되어 있음.

인해, 밀접 결합 시스템은 또한 용량성 결합을 이용함.

- 밀접 결합 스마트카드에서도 사용되며 카드의 기계적,

전기적 특성은 ISO 10536에 정의되어 있음.

4) Electrical Coupling

3. 전이중 방식과 반이중 방식 통신 이해

4) Electrical Coupling

Power Supply to the TransponderPower Supply to the Transponder Data Transfer Transponder → Reader

• Power Supply to the Transponder

Power Supply to the TransponderPower Supply to the Transponder Data Transfer Transponder → Reader

◦ 전기적 결합 시스템에서 리더는 강하고 높은 주파수의 전계를 발생시키며, 리더 안테나는 보통 금속박판

또는 금속판으로 이루어진 크고 전기적 도체인 영역(전극)으로 구성됨.

◦ 높은 주파수의 전압이 전극에 유입되면 높은 주파수의 전계가 전극과 접지 사이에 형성됨.

- 리더에 필요한 전압은 리더 내부의 코일 L1과 내부 커패시터 C1 및 전극과 지구 전위 사이의 커패시턴스

효과 CT - GND의 병렬연결로 구성된 공진 회로에서의 전압상승에 의해 발생됨.

◦ 트랜스폰더의 안테나는 평판 위에 놓인 두 개의 도체면으로 구성되며, 트랜스폰더가 리더의 전계 안에

놓이면 전압은 두 개의 트랜스폰더 전극 사이에서 상승하고 이것이 트랜스폰더 칩에 공급되는 전력으로놓이면, 전압은 두 개의 트랜스폰더 전극 사이에서 상승하고, 이것이 트랜스폰더 칩에 공급되는 전력으로

사용됨.

◦ 전기적 결합에 대한 등가회로 다이어그램은 간략화된 전압분배기 형태로 고려될 수 있음.

◦ 트랜스폰더의 전극 하나를 건드림으로써 커패시턴스 CT - GND가 발생하여 읽기 범위가 늘어남.

Power Supply to the Transponder Data Transfer Transponder → ReaderData Transfer Transponder → ReaderPower Supply to the Transponder Data Transfer Transponder → ReaderData Transfer Transponder → Reader

◦ 전기적 결합 트랜스폰더가 리더의 인식 영역에 놓이게 되면 리더와 트랜스폰더 전극 사이에 공진 회로를

미세하게 저지하는 결합 커패시턴스 CR - T 활성화 시킴으로써 입력 저항은 RL은 리더의 공진 회로상에

동작하며, 이것이 Rmod를 데이터가 들어오는 시간 동안 On / Off 함으로써 리더에 전송할 수 있음.

U

Reader TransponderCR - T

UC1L1 CR - GND

RL RMod

CT - GND

<전기적으로 커플링 된 RFID 시스템의 등가회로>

5) Data Transfer Reader → Transponder

3. 전이중 방식과 반이중 방식 통신 이해

5) Data Transfer Reader → Transponder

• HDX와 FDX에서 디지털변조 방식으로 알려진 모든 것들은 동작 주파수나 결합방식에 상관없이 리더로부터 트랜스폰더까지의

데이터 송신에 이용됨.

디지털변조의 기본방식디지털변조의 기본방식

ASK : Amplitude Shift Keying FSK : Frequency Shift Keying PSK : Phase Shift Keying

복조의 간소화 때문에 대부분의 시스템에서는 ASK변조를 사용함복조의 간소화 때문에 대부분의 시스템에서는 ASK변조를 사용함.

4. Sequential 통신 방법 이해

리더로부터 트랜스폰더로의 데이터 및 전력의 송신이 트랜스폰더로부터 리더로의 데이터 전송과 교대로 일어난다면 이를 순차적

방식(Sequential Procedure)이라고 부름.

( ) U(V)

SEQ(Voltage Matching)

(Start Loading) 410

P(㎽) U(V)

FDX(Power Matching)

2

2

5

P

HighLow Modium

1

Transponder Load Impedance

Transponder Power(Rel.) Transponder Voltage

<FDX / HDX와 SEQ시스템의 비교>

)

4. Sequential 통신 방법 이해

1) Inductive Coupling

A Comparison Between FDX / HDX Data Transponder Power Supply to the TransponderPower Supply to the Transponder

* 각 항목을 클릭하세요.

and SEQ Systems → Reader

◦ 유도성 결합(Inductive Coupling)을 이용하는 순차적 시스템은 135㎑ 이하의 주파수에서 독점적으로 동작함.

◦ 데이터전송의 더 높은 효율을 얻기 위해 트랜스폰더 주파수는 리더 주파수와 정확히 맞아야 하고 트랜스폰더

Power Supply to the TransponderPower Supply to the Transponder

코일의 품질은 신중하게 명시되어야 함.

◦ 송신 작업 동안 송신기에 전송된 에너지는 저장을 위하여 충전 커패시터를 충전함.

- 트랜스폰더의 칩은 충전 동작 동안 대기 또는 전력 절약 모드로 전환됨.

- 충전 커패시터의 필요한 동작전압과 칩의 전력 소모로부터 계산 됨.

minmax VVIt

UQC

−==

- Vmin, Vmax은 초과되어서는 안 되는 동작전압의 한계값, I는 동작시 칩의 전력 소모, t는 트랜스폰더에서

리더로의 데이터 송신을 위해 필요한 시간임.

17

A Comparison Between FDX / HDX

and SEQ Systems

A Comparison Between FDX / HDX

and SEQ Systems

Data Transponder

→ ReaderPower Supply to the Transponder

◦ FDX / HDX 시스템의 설계는 항상 전력정합과 전압정합 간의 타협임.

- 전력공급이 데이터 전송할 때 동시에 일어나기 때문에, 칩은 영구적으로 동작 모드에 놓이게 됨.

- 최적으로 송신된 에너지를 이용하기 위해 트랜스폰더 안테나와 칩간의 전력 정합이 요구됨.

and SEQ Systems and SEQ Systems → Reader

◦ SEQ 시스템 에서는 충전과정 동안 칩은 대기 중 이거나 전력 절약 모드에 있으며 이는 칩에서는 거의 전력을 쓰지

않는다는 것을 의미함.

- 트랜스폰더의 코일의 전압 원은 완전히 칩의 동작에 쓸 수 있으므로 사용 가능한 동작 전압은 FDX / HDX

시스템의 두 배에 달함.

- 칩에 사용할 수 있는 에너지는 충전커패시터의 커패시턴스와 충전 시간에 의해 결정됨. 에 사용 수 있 에너지 충 커패시터의 커패시 와 충 시 에 의해 정

(FDX / HDX 시스템에서 칩의 최대 전력 소모는 전력 정합 점에 의해 고정됨.)

A Comparison Between FDX / HDX

and SEQ Systems

Data Transponder

→ Reader

Data Transponder

→ ReaderPower Supply to the Transponder

and SEQ Systems → Reader → Reader

◦ SEQ시스템에서 완전히 읽는 사이클은 충전위상과 읽기위상 두 가지로 구성 되어 있음.

◦ 충전위상의 끝은 버스트 감지기의 끝에서 감지되는데, 이는 트랜스폰더의 코일에서 전압경로를 감시하고 리더필드가

꺼지는 순간을 인식함.

◦ 약한 교류자계는 트랜스폰더의 코일에 의해 발생하고 이것의 리더에 의해 수신될 수 있음.

- 다른 시스템(FDX / HDX 시스템)에 비해 20dB개선된 간섭 신호 거리를 제공함.

◦ 트랜스폰더의 전송 주파수는 트랜스폰더의 코일의 공진 주파수와 일치하는데, 이는 주파수가 전송될 때 리더의 전송

주파수를 조정함.

전력공급원에서 발생된 HF 신호를 변조할 수 있도록 하기 위해 추가적변조 커패시터는 데이터 흐름을 갖는- 전력공급원에서 발생된 HF 신호를 변조할 수 있도록 하기 위해, 추가적변조 커패시터는 데이터 흐름을 갖는

시간에서 공진 회로와 병렬로 연결됨.

- 주파수 편이 방식은 2FSK변조를 제공함.

→ 모든 데이터가 송신된 후에 충전 커패시터를 완전히 방전하기 위하여 방전 모드가 활성화됨.

)

4. Sequential 통신 방법 이해

2) Surface Acoustic Wave Transponder

◦ 이온결정이 어떤 방향에서 탄성적으로 변형된다면 결정에 전기적

전압을 가함으로써 표면에 변화가 일어남.

결정에 대한 표면 전하의 애플리케이션은 결정 격자에서 탄성변형을표면음성파

기기의 기반

압전(Piezoelectric)효과

◦ 결정에 대한 표면 전하의 애플리케이션은 결정 격자에서 탄성변형을

이끌어 냄.

◦ 보통 2.45㎓의 ISM대역에서 동작함.

기기의 기반탄성파(Elastic = Acoustic)의

표면관련 분산(Dispersion)

◦ 버스바에 전기적 임펄스는 전극간의 압전 효과로 인해 기판표면에 기계적 변형을 발생 시키는데 이는 표면파(Surface Wave :

인터 디지털 트랜스듀서는

긴 압전 기판의 끝에 놓임.

인터 디지털 트랜스듀서는

긴 압전 기판의 끝에 놓임.

다이폴안테나는

버스바(Busbar)에 부착됨.

다이폴안테나는

버스바(Busbar)에 부착됨.

전기적 신호들과 음향표면파간의

변환을 위해 사용됨

전기적 신호들과 음향표면파간의

변환을 위해 사용됨

◦ 버스바에 전기적 임펄스는 전극간의 압전 효과로 인해 기판표면에 기계적 변형을 발생 시키는데, 이는 표면파(Surface Wave :

Rayleigh Wave)의 형태인 양방향으로 흩어짐.

◦ 트랜스듀서로 들어가는 표면파는 압전효과로 인해 인터디지털 트랜스듀서의 버스바에서 전기적 임펄스를 생성함.

◦ 각각의 전극은 표면파 트랜스폰더의 남은 길이에 맞게 위치하며, 전극의 가장자리는 반사라는 스트립을 형성하고 입사하는 표면파의

작은 크기를 반사함.

스캐닝 펄스는 트랜스폰더의 다이폴 안테나로부터

인터디지털 트랜스듀서로 지원

횡방향으로 기판을 통해 흐르게 됨.

(표면파의 주파수 = 샘플링 펄스의 반송파 주파수)

)

4. Sequential 통신 방법 이해

2) Surface Acoustic Wave Transponder

표면파

일 판에 배열된 각각의 반 립에 반 됨 남 일 계속 흘러가서 기판의 에 흡수됨일부는 기판에 배열된 각각의 반사 스트립에서 반사됨. 남은 일부는 계속 흘러가서 기판의 끝에 흡수됨.

파동의 반사된 일부는 인터 디지털 트랜스듀서로 되돌아가는데, 이는 고주파 펄스 시퀸스로 변환되는 곳으로서 다이폴

안테나에 의해 방사됨. (펄스 시퀸스는 리더에 의해 수신될 수 있으며, 수신된 펄스의 수는 반사하는 스트립의 수와 일치함.)

기판 위 표면파의 느린 분산속도로 인해 첫 번째 응답 펄스는 스캐닝 펄스의 전송 후 약1.5ms의 제한 시간 후에 리더에

수신되며 이것은 펄스의 수신을 위한 결정적 우위성을 줌

- 금속 표면상의 스캐닝 펄스반사는 빛의 속도로 리더의 안테나로 되돌아감.

- 100m 이상의 거리에 있는 리더까지의 반사는 리더의 안테나 방사로부터 0.6ms후 도달함. (왕복 도달시간,

신호는 >160dB로 감쇄 됨.)

수신되며, 이것은 펄스의 수신을 위한 결정적 우위성을 줌.

- 트랜스폰더 신호가 1.5ms 후에 돌아올 때 모든 반사는 그보다 훨씬 전에 사라지므로 펄스 시퀸스에 에러를 발생시킬 수 없음.

◦ 표면파 트랜스폰더의 데이터 저장 용량과 데이터 전송속도는 기판의 크기와 구현되는 기판 위의 반사기 스립간의 최소거리에

의존하며, 실제로 약 16 - 32bit가 500kbps의 전송률로 전송됨.

◦ 2 45㎓ ISM 주파수 대력에서 허용되는 전송 전력에는 1 2m 인식 거리를 얻을 수 있음◦ 2.45㎓ ISM 주파수 대력에서 허용되는 전송 전력에는 1 - 2m 인식 거리를 얻을 수 있음.