KR100255562B1 - 평면형 전계프로브 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 평면 유전체 기판상에 마이크로스트립 형태의 전계 감지용 프로브를 제작하고 동축케이블을 이용하여 신호를 전달받는 평면형 전계프로브에 관한 것이다.
종래 프린트배선 회로용 기판(Printed Circuit Board:이하 PCB라 함)상의 과도 전자파발생원을 탐지하기 위한 프로브의 형태로는 테이퍼된 다이폴 구조에 다이오드를 삽입한 것과 모노폴 구조의 것들이 있다.
그러나 전자파 잡음의 스펙트럼을 측정할 수 없기 때문에 주파수에 대한 잡음 강도를 알 수 없고 또한 제작에 어려움이 있으며, 최근 디지털 기술과 반도체 기술의 발달에 따른 전자기기들이 전파환경차원에서 볼 때 매우 넓은 주파수 대역의 불요전자파를 발생하므로 이러한 종래의 프로브로 잡음원을 탐지하는데는 한계가 있다.
따라서, 본 발명은 유전체 기판상에 인쇄한 테이퍼된 다이폴의 가운데에 저항이 삽입된 마이크로스트립 구조로 되어있는 평면형 프로브를 제작하여, 전자기방해(Electromagnetic System:이하 EMI라 함) 간이 측정이나 좁은 지역의 비상신호(Emergency System: 이하 EMS라 함) 측정을 위한 전계원 발생장치로 활용하고자 한다.
Description
본 발명은 평면 유전체 기판상에 마이크로스트립 형태의 전계 감지용 프로브를 제작하고 동축케이블을 이용하여 신호를 전달받는 평면형 전계프로브에 관한 것이다.
최근 디지탈 기술과 반도체 기술의 급속한 발달에 따라 신호처리의 고속화, 저소비 전력화의 실현과 함께 고도로 다양한 기능을 갖는 소형, 경량의 각종 전기, 전자 기기 들이 개발되고 있다.
이러한 디지털 기술에 기초한 기기 들은 전파환경차원에서 볼 때, 종래의 아날로그 기기 들에 비해 매우 넓은 주파수대역의 불요전자파를 발생하였다.
이와 같은 불요전자파는 복사량의 증가 뿐만 아니라 광대역에 걸쳐서 복사파를 발생시키는 문제점이 있어, 더욱 심각한 전파환경오염의 원인이 되었다.
그러나 일반적으로 사용되는 수신용 안테나의 경우에는 사용 가능한 대역폭이 좁아서 각종 전자기기로부터 발생하는 광대역의 불요전자파를 측정할 수 없는 문제점이 발생하였다.
이러한 문제를 파악하기 위하여 모든 전자기기의 기본이 되는 PCB상의 복사 전자파 잡음에 대한 잡음원 탐지를 위하여, 30MHz - 1GHz대역의 주파수 범위에서 프로브가 연구 개발되어 테이퍼된 다이폴 구조에 다이오드를 삽입한 것과 모노폴 구조의 것들이 발명되었다.
테이퍼형 다이폴 구조의 프로브의 경우에는 전자파잡음의 스펙트럼을 분해할 수 없기 때문에 주파수에 대한 잡음 강도를 알 수 없고, 또한 제작에 어려움이 있었다. 또한 모노폴형 다이폴 구조의 프로브의 경우에는 평면형 구조가 아니므로 측정 시에 어려움이 있으며, 연결된 케이블 등의 영향으로 인하여 전달함수 특성도 열악하였다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 극복하고, 수신된 측정값이 케이블에 유기된 전류에 의하여 불요전자파 잡음원이 수신과 섞여서 측정 결과에 영향을 주지 않도록 하기 위하여, 테이퍼형 다이폴 구조의 프로브를 접지면을 갖는 평면형 유전체 기판상에 구현하여 극소형의 평면형 프로브를 제작하므로서, 발생원의 추적에 이용하거나, 간이 EMI 측정시설이나 좁은 지역의 EMS 측정을 위한 전계강도 측정장치로 활용하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 유전체 기판상의 선택된 부분에 마이크로스트립 구조의 다이폴 형태로 형성된 프로브와, 상기 다이폴 형태의 프로브 중앙단에 임피던스 정합특성 및 수신안테나 인자특성을 좋게 하기 위해 형성된 부하저항과, 상기 유전체 기판 하부에 도전체로 형성된 접지면과, 상기 유전체 기판 및 선택된 모노폴프로브를 관통하며, 상기 부하저항 및 상기 접지면에 접지 되도록 형성된 형상기억합금 커넥터와, 상기 형상기억합금 커넥터와 연결되며, 신호를 전달하도록 형성된 동축케이블과, 상기 부하저항을 중심으로 상기 형상기억합금 커넥터와 대칭되게 위치하고, 상기 유전체 기판 및 상기 모노폴프로브가 아닌 다른 모노폴프로브를 관통하며, 상기 부하저항 및 상기 접지면에 접지 되도록 형성된 리드선으로 구성된 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 평면형 전계프로브의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 평면형 전계프로브의 단면도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호 설명〉
11 : 유전체 기판 12 : 프로브
13 : 부하저항 14 : 접지면
15 : 동축케이블 17 : 리드선
16 : 형상기억합금 커넥터(SMA Connector)
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 평면형 전계프로브의 사시도로서, 유전체 기판(11)상에 형성된 다이폴 형태의 프로브(12)와, 상기 프로브(12)의 중앙단에 삽입된 부하저항(13)과, 상기 유전체 기판(11) 하부에 도전체로 형성된 접지면과, 신호를 전달받는 동축케이블(15)과, 부하저항(13)에 각각 접지된 형상기억합금(Share Momory Alloy:이하 SMA라 함) 커넥터(16) 및 리드선(17)이 구성된 형태를 나타낸다.
상기 유전체 기판(11)은 유전율이 2.2이고, 유전체 두께가 15mils이며, RT/duroid 5880 유전체이다.
상기 프로브(12)는 길이가 2㎝인 평면형으로서, 유전체 기판(11)상에 마이크로스트립 구조로 된 다이폴 형태의 모습으로 테이퍼된 형태를 이루고 있다. 여기서 프로브(12)와 부하저항(13) 사이에는 빈 공간으로 남는다.
테이퍼된 프로브(12)는 넓은 사용주파수 범위(30MHz - 1GHz대역)의 불요 전자파 잡음원 탐지를 목적으로 선택된다. 또한 다이폴의 임피던스가 연속적인 저항 특성을 갖으며, 중앙에서 끝단으로 갈수록 감소되는 특성을 갖음으로써, 프로브(12)가 넓은 주파수대역에서 수신되는 불요 전자파원을 일정한 이득으로 탐지할 수 있다.
그리고 프로브(12)가 도면의 다이폴의 구조가 아닌 마이크로스트립 안테나와 같이 일점급전방식에 의해 급전되는 형태일 경우, 안테나가 높은 용량성 특성을 나타내어 임피던스 정합에 많은 어려움이 있다.
따라서, 이 평면형 프로브(12)는 마이크로스트립 구조로 된 다이폴로서, 임피던스 정합 특성 및 수신 안테나 인자 특성을 좋게 하기 위해 다이폴 중앙단에 최적의 저항(13)을 삽입하였다.
도 2는 도 1의 X1-X2의 단면도로서, 유전체 기판(11)상에 동축케이블(15)에 의한 급전방식으로 급전되는 형태의 모습을 나타낸 것이다.
유전체 기판(11)과 한쪽 모노폴 프로브(12)에 형상기억합금(SMA) 커넥터의 내심이 들어갈 수 있도록 구멍을 뚫고, 그 구멍을 통해 SMA 커넥터(16)를 삽입한다. 그 후, 유전체 기판(11)과 한쪽 모노폴 프로브(12)를 뚫고 나온 커넥터(16)의 내심 부분의 끝단과 부하저항(13)의 한쪽 끝단을 납땜하고, 커넥터 자체도 PCB기판의 접지면(14)에 납땜을 한다. 이 때 SMA 커넥터(16)는 동축케이블(15)에 직접 연결하는 구조로 되어있다.
그리고, 유전체 기판(11)상에 기 뚫려 있는 구멍의 대칭되는 부분에 또 다른 하나의 구멍을 리드선이 들어갈 수 있도록 충분한 크기로 뚫고, 다른 한쪽 모노폴프로브(12)에도 리드선이 들어갈 수 있는 구멍을 뚫어 리드선(17)을 유전체 기판(11)과 모노폴프로브(12) 구멍을 통해 삽입한다. 그 후, 리드선(17)의 한쪽단을 부하저항(13)의 다른 한쪽 끝단과 납땜하고, 리드선(17)의 나머지 끝단을 짧게 하여 접지면(14)과 납땜을 하여 프로브 구조를 이룬다.
상술한 바와 같이 평면 유전체 기판상에 마이크로스트립 형태의 프로브 요소를 제작하고, 이들 사이에 저항을 삽입하며 동축케이블을 이용하여 신호를 전달받는 본 발명에 의하면, 우수한 정합특성을 얻을 수 있다. 그리고 유전체 기판의 한쪽면이 도전체로 구성되어 있으므로 연결된 케이블에 유기된 전류에 의하여 측정된 결과가 불요전자파에 의하여 받는 영향을 최소화시킬 수 있다. 또한 각종 PCB에서 복사되는 전자파의 강도를 측정하여 불요전자파의 발생원을 추적하는데 탁월한 효과가 있다.
Claims (3)
- 유전체 기판상의 선택된 부분에 마이크로스트립 구조의 다이폴 형태로 형성된 프로브와,상기 다이폴 형태의 프로브 중앙단에 임피던스 정합특성 및 수신안테나 인자특성을 좋게 하기 위해 형성된 부하저항과,상기 유전체 기판 하부에 도전체로 형성된 접지면과,상기 유전체 기판 및 선택된 모노폴프로브를 관통하며, 상기 부하저항 및 상기 접지면에 접지 되도록 형성된 형상기억합금 커넥터와,상기 형상기억합금 커넥터와 연결되며, 신호를 전달하도록 형성된 동축케이블과,상기 부하저항을 중심으로 상기 형상기억합금 커넥터와 대칭되게 위치하고, 상기 유전체 기판 및 상기 모노폴프로브가 아닌 다른 모노폴프로브를 관통하며, 상기 부하저항 및 상기 접지면에 접지 되도록 형성된 리드선으로 구성된 것을 특징으로 하는 평면형 전계프로브.
- 제 1 항에 있어서, 상기 유전체 기판은 유전율이 2.2이고, 유전체 두께가 15mils이며, RT/duroid 5880 유전체로 이루어진 것을 특징으로 하는 평면형 전계프로브.
- 제 1 항에 있어서, 상기 프로브는 길이가 2㎝의 평면형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 평면형 전계프로브.
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| KR1019970060664A KR100255562B1 (ko) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | 평면형 전계프로브 |
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| KR1019970060664A KR100255562B1 (ko) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | 평면형 전계프로브 |
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