초록 ▼

본 발명은 6-포트 네트워크를 이용한 유전율 측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 송수신 신호가 분리 전송되는 방향성 커플러, 송수신 신호의 크기와 위상을 직류 전압을 통해 알 수 있는 6-포트 네트워크 회로, 크기가 작은 직류 전압을 증폭하고 고주파 노이즈를 제거하기 위한 저잡음 증폭기, 그리고 직류 전압을 이용하여 유전율을 계산하는 중앙 연산 처리 장치를 포함한다. 이를 통해 고주파 신호를 안테나를 통해 송신하여 유전율 변화에 따라 변화하는 수신 신호를 확인함으로써 반사 계수를 알아낼 수 있고, 이미 저장된 상대 유전율과의 관계

본 발명은 6-포트 네트워크를 이용한 유전율 측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 송수신 신호가 분리 전송되는 방향성 커플러, 송수신 신호의 크기와 위상을 직류 전압을 통해 알 수 있는 6-포트 네트워크 회로, 크기가 작은 직류 전압을 증폭하고 고주파 노이즈를 제거하기 위한 저잡음 증폭기, 그리고 직류 전압을 이용하여 유전율을 계산하는 중앙 연산 처리 장치를 포함한다. 이를 통해 고주파 신호를 안테나를 통해 송신하여 유전율 변화에 따라 변화하는 수신 신호를 확인함으로써 반사 계수를 알아낼 수 있고, 이미 저장된 상대 유전율과의 관계를 통해 원격으로 측정한 대상의 유전율을 계산할 수 있다.본 발명에 따르면, 레이더 센서를 이용하여 원격으로 유전율을 측정할 수 있으므로 복잡한 신호 처리 없이 수신 신호의 직류 전압을 통한 단순 계산을 이용하여 유전율 인식을 할 수 있는 효과가 있다.

대표청구항 ▼

기준 신호 및 유전율 측정 대상 물체로 송신되는 송신 신호를 생성하는 주파수 신호 생성기(211);상기 송신 신호 및 상기 측정 대상 물체에서 반사되는 수신 신호를 송수신하는 안테나(206);상기 수신 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(204);상기 기준 신호 및 상기 수신 신호를 입력받아 두 신호의 위상 차이를 이용하여 고주파 신호의 전력으로 표현되는 거리 정보를 생성하는 6-포트 네트워크(201);상기 6-포트 네트워크(201)에서 출력하는 상기 고주파 신호의 전력을 직류 전압으로 변환하는 전력 검출기(202);상기 전력 검출기(2

기준 신호 및 유전율 측정 대상 물체로 송신되는 송신 신호를 생성하는 주파수 신호 생성기(211);상기 송신 신호 및 상기 측정 대상 물체에서 반사되는 수신 신호를 송수신하는 안테나(206);상기 수신 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(204);상기 기준 신호 및 상기 수신 신호를 입력받아 두 신호의 위상 차이를 이용하여 고주파 신호의 전력으로 표현되는 거리 정보를 생성하는 6-포트 네트워크(201);상기 6-포트 네트워크(201)에서 출력하는 상기 고주파 신호의 전력을 직류 전압으로 변환하는 전력 검출기(202);상기 전력 검출기(202)에서 변환된 직류 전압을 연산처리 가능한 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 변환기(208); 및상기 주파수 신호 생성기(211)에서 생성하는 기준 신호 또는 송신 신호의 주파수를 제어하며 상기 아날로그 디지털 변환기(208)에서 변환하는 데이터를 이용하여 상기 측정 대상 물체에 대한 반사 계수 및 유전율을 계산하는 중앙 연산 처리 장치(209);를 포함하는 유전율 측정 장치.제 1 항에 있어서,상기 6-포트 네트워크(201)는 제 1 방향성 커플러(101) 및 90도 지연 전송 선로(102)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전율 측정 장치.제 1 항에 있어서,상기 주파수 신호 생성기(211)로부터 생성된 주파수 신호를 기준 신호 및 송신 신호로 분리하는 제 2 방향성 커플러(205);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전율 측정 장치.제 1 항에 있어서,상기 송신 신호를 증폭하는 전력 증폭기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전율 측정 장치.제 1 항에 있어서,상기 중앙 연산 처리 장치(209)는 유전율 계산을 위하여 적어도 3가지 이상의 표준 측정 대상 물체에 대해 미리 측정된 반사 계수 데이터를 저장하는 것을 특징으로 하는 유전율 측정 장치.제 1 항에 있어서,상기 중앙 연산 처리 장치(209)는 상기 안테나(206)의 빔 방향을 제어함으로써 유전율 이미지를 생성하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전율 측정 장치.기준 신호 및 수신 신호를 입력받아 두 신호의 위상 차이를 이용하여 고주파 신호의 전력으로 표현되는 거리 정보를 생성하는 6-포트 네트워크(201)를 이용한 유전율 측정 방법에 있어서,(a) 표준 측정 대상 및 측정 대상에 대한 반사 계수를 측정하는 단계;(b) 측정된 표준 측정 대상에 대한 반사 계수 데이터를 이용하여 측정 대상에 대한 유전율을 계산하고 저장하는 단계; 및(c) 저장된 유전율에 대한 변화가 미리 설정된 임계값 미만인 경우 측정 대상에 대한 유전율 계산 결과를 출력하는 단계;를 포함하는 유전율 측정 방법.제 7 항에 있어서,상기 (a) 단계 이전에,(a-1) 직류 오프셋(offset) 전압을 제거하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전율 측정 방법.제 7 항에 있어서,상기 (a) 단계 이전에,(a-2) 6-포트 네트워크(201)의 특성 오차를 제거하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전율 측정 방법.