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문제 정의
- 동축 공동 공진기는 내부 도체 반지름, 외부 도체 내경, 그리고 공진기의 길이 변화에 따라서 공진 주파수가 달라진다는 것을 우리는 경험적으로 알고 있다. 따라서, 설계된 공진기를 레인 센서로 활용할 수 있도록 빗물의 양에 따라서 선형적으로 공진 주파수와 Q값이 변하는 공진기 구조를 찾기 위해서 공진기 내부 도체 반지름과 빗방울의 두께를 변화시켜 가면서 모의실험을 한후, 대표적인 공진기 크기를 정하여 이를 실제로 제작하여 검증하고자 한다. 공진기를 설계하기 위해서 Ansoft사의 HFSS 프로그램을 이용하여 시뮬레이션을 진행하였으며, 레인 센서의 빗물 반응을 측정하기 위해 HP-8753ES 네트워크 분석기를 사용하여 공진기의 공진 특성을 분석하였다.
- 또한, 유리 내부 광도파 특성을 이용하여 빗물에 의해 간섭의 정도를 측정하여 감지하는 방식[3]은 입사광을 유리판 사이로 주입할 때 광결합기를 필요로 하며, 복잡한 광학계가 적용되고, 설치가 까다로운 단점이 있다. 본 논문에서는 전파의 공진 특성으로 빗물의 양을 측정하는 새로운 개념의 레인 센서를 제안하고자 한다. 한쪽 면이 열린 동축 공동 공진기는 열린 면의 유전체 양에 따라 공진 주파수와 공진기 손실 및 Q값이 달라지는데, 자동차 앞유리 표면에 떨어진 빗물을 이 공진기의 유전체로 간주하여 공진기의 공진 특성이 변하는 원리를 이용하여 레인 센서로 활용하였다.
- 본 논문에서는 한쪽 면이 열린 동축 공동 공진기를 이용하여 빗물의 양을 감지할 수 있는 레인 센서를 설계하고, 제작하는 방법에 관하여 기술하였다. 한쪽 끝이 개방된 동축 공동 공진기를 기본 센서로 하고, 그 개방된 한 쪽 끝에 유리를 올려놓고, 그 위에 빗물이 떨어지면 감지하는 구조이다.
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