KR101116157B1 - Apparatus for analyzing influence and effect of millimeter-wave to organism, and method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 밀리미터파의 생체 영향 및 효과 분석장치 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명의 밀리미터파의 생체 영향 및 효과 분석장치는, 생체 또는 생체시료에 전자파를 조사(照射)하기 위한 밀리미터파를 발생하는 밀리미터파 발생부; 밀리미터파 발생부로부터 발생된 밀리미터파의 출력 및 주파수를 측정하는 밀리미터파 진단부; 밀리미터파 발생부로부터 발생된 밀리미터파의 조사에 따른 상기 생체 또는 생체시료에 대한 효과 및 다양한 파라미터의 영향을 측정하기 위한 소형 셀; 및 밀리미터파 발생부에 밀리미터파 발생을 위한 제어신호를 송출하고, 상기 밀리미터파 진단부 및 상기 소형 셀로부터의 측정 신호를 각각 수신하여 분석하고 화면상에 표시하며, 분석결과에 따라 상기 밀리미터파 발생부로부터 발생되는 밀리미터파의 출력, 주파수 및 조사시간을 제어하고, 상기 밀리미터파 발생부, 밀리미터파 진단부 및 소형 셀의 동작을 제어하고 상태를 감시하는 제어 및 표시부를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 주파수, 출력, 조사(照射) 시간의 제어가 가능한 밀리미터파 발생장치와 편파의 변화가 가능한 안테나를 이용하여, 소형 셀 내의 표적인 생체 또는 생체시료에 밀리미터 전자파를 방사시킴으로써, 표적(생체 또는 생체시료)에 대한 온도 변화 및 효과를 정량적으로 분석할 수 있다.The present invention relates to an apparatus and method for analyzing biological effects and effects of millimeter waves. An apparatus for analyzing biological effects and effects of the millimeter wave of the present invention includes a millimeter wave generator for generating millimeter waves for irradiating electromagnetic waves to a living body or a biological sample; A millimeter wave diagnostic unit for measuring the millimeter wave output and frequency generated from the millimeter wave generator; A small cell for measuring the effect of various parameters and the effect on the living body or the biological sample according to the irradiation of the millimeter wave generated from the millimeter wave generator; And transmitting a control signal for generating a millimeter wave to a millimeter wave generating unit, receiving and analyzing measurement signals from the millimeter wave diagnosing unit and the small cell, respectively, and displaying the measured signal on the screen, and generating the millimeter wave according to an analysis result. And a control and display unit for controlling the millimeter wave output, frequency and irradiation time generated from the unit, controlling the operation of the millimeter wave generator, the millimeter wave diagnosis unit, and the small cell and monitoring the state.
According to the present invention, by using a millimeter wave generator that can control the frequency, output, irradiation time and antenna that can change the polarization, by radiating millimeter electromagnetic waves to the target living body or biological sample in the small cell Can quantitatively analyze temperature changes and effects on targets (bio or biological).
Description
본 발명은 밀리미터파의 생체 영향 및 효과 분석장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 주파수, 출력, 조사(照射) 시간의 제어가 가능한 밀리미터파 발생장치와 편파의 변화가 가능한 안테나를 이용하여, 소형 셀 내의 표적인 생체(또는 생체시료)에 밀리미터 전자파를 방사시킴으로써, 표적에 대한 온도 변화 및 효과를 정량적으로 분석할 수 있는 밀리미터파의 생체 영향 및 효과 분석장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for analyzing the biological effects and effects of millimeter waves, and particularly, to a small cell using a millimeter wave generator capable of controlling frequency, output, and irradiation time and an antenna capable of changing polarization. The present invention relates to an apparatus and method for analyzing biological effects and effects of millimeter waves, which can quantitatively analyze temperature changes and effects on a target by radiating millimeter electromagnetic waves to a target living body (or biological sample).
주파수 대역이 30~300 GHz인 밀리미터 및 서브밀리미터 대역은 테라헤르츠 갭(T-Hz Gap)이라 하여 전통적으로 연구되어 온 마이크로파와 광학 대역의 중간 영역으로서 검출 센서 및 발생 장치의 부재로 인해 미개척 영역으로 일컬어지고 있다. 최근에는 이러한 검출 센서 및 발생 장치가 개발되면서 각종 의료장치, 비파괴 진단, 초고속 무선통신, 생물학 등의 응용 분야에서 많은 관심을 보이고 있다. 특히, 이러한 밀리미터파가 인체에 조사될 경우 주파수와 출력에 따라서 피부 세포내로 침투할 수 있는 깊이가 한정되어 있어서, 인체에는 무해하면서도 인체에 대한 진단 및 치료의 가능성이 열리면서 최근에는 의학분야와 생물학 분야에서 밀리미터파 분야에 활발한 연구가 진행 중이다. 그러나, 밀리미터파를 발생하고 측정 및 진단하는 통합시스템의 부재로 인해 밀리미터파의 다양한 파라미터(예를 들면, 주파수, 출력, 지속시간, 편파)들에 대한 생체 또는 생체시료의 영향 및 효과분석에 대한 연구범위가 제한되고 있다. The millimeter and submillimeter bands with a frequency band of 30 to 300 GHz are intermediate regions of microwave and optical bands that have been traditionally studied as terahertz gaps (T-Hz gaps). It is said to be. Recently, as the detection sensor and the generating device have been developed, a lot of attention has been shown in applications such as various medical devices, non-destructive diagnosis, high-speed wireless communication, biology. In particular, when the millimeter wave is irradiated to the human body, the depth that can penetrate into the skin cells is limited according to the frequency and the output, which is harmless to the human body and opens the possibility of diagnosis and treatment for the human body. There is active research in the millimeter wave field at. However, due to the lack of an integrated system for generating, measuring and diagnosing millimeter waves, it is possible to analyze the effects and effects of biological or biological samples on various parameters of millimeter waves (e.g., frequency, power, duration, polarization). The scope of research is limited.
본 발명은 이상과 같은 사항을 감안하여 창출된 것으로서, 주파수, 출력, 조사(照射) 시간의 제어가 가능한 밀리미터파 발생장치와 편파의 변화가 가능한 안테나를 이용하여, 소형 셀 내의 표적인 생체(또는 생체시료)에 밀리미터 전자파를 방사시킴으로써, 표적(생체 또는 생체시료)에 대한 온도 변화 및 효과를 정량적으로 분석할 수 있는 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above-mentioned matters, and uses a millimeter wave generator capable of controlling frequency, output, and irradiation time, and an antenna capable of changing polarization, thereby making it possible to target biome (or It is an object of the present invention to provide a millimeter wave biological effect and effect analysis device and method for quantitatively analyzing temperature changes and effects on a target (bio or biological sample) by radiating a millimeter electromagnetic wave to a biological sample.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석장치는,In order to achieve the above object, the millimeter wave biological effect and effect analysis device according to the present invention,
생체(또는 생체시료)에 전자파를 조사(照射)하기 위한 밀리미터파를 발생하는 밀리미터파 발생부;A millimeter wave generator for generating a millimeter wave for irradiating electromagnetic waves to a living body (or a biological sample);
상기 밀리미터파 발생부로부터 발생된 밀리미터파의 출력 및 주파수를 측정하는 밀리미터파 진단부;A millimeter wave diagnosis unit measuring an output and a frequency of the millimeter wave generated from the millimeter wave generator;
상기 밀리미터파 발생부로부터 발생된 밀리미터파의 조사에 따른 상기 생체(또는 생체시료)에 대한 효과 및 다양한 파라미터의 영향을 측정하기 위한 소형 셀; 및 A small cell for measuring the effect of various parameters and effects on the living body (or biological sample) according to the irradiation of the millimeter wave generated from the millimeter wave generator; And
상기 밀리미터파 발생부에 밀리미터파 발생을 위한 제어신호를 송출하고, 상기 밀리미터파 진단부 및 상기 소형 셀로부터의 측정 신호를 각각 수신하여 분석하고 화면상에 표시하며, 분석결과에 따라 상기 밀리미터파 발생부로부터 발생되는 밀리미터파의 출력, 주파수 및 조사시간을 제어하고, 상기 밀리미터파 발생부, 밀리미터파 진단부 및 소형 셀의 동작을 제어하고 상태를 감시하는 제어 및 표시부를 포함하는 점에 그 특징이 있다.The millimeter wave generating unit transmits a control signal for millimeter wave generation, receives and analyzes measurement signals from the millimeter wave diagnosis unit and the small cell, respectively, and displays the measured signals on the screen, and generates the millimeter wave according to an analysis result. Its characteristics include controlling and displaying the millimeter wave output, frequency, and irradiation time generated from the unit, controlling the operation of the millimeter wave generator, millimeter wave diagnosis unit, and the small cell and monitoring the state. have.
여기서, 상기 밀리미터파 발생부는, 열 방출 특성을 가지는 음극을 통해 높은 전류밀도를 갖는 전자빔을 발생시키는 전자총; 내장된 밀리미터파 발생장치에 의해 저출력의 밀리미터 전자파를 발생시키고, 밀리미터 전자파의 주파수 및 출력을 가변하는 밀리미터파 구동용 전압제어 발진기; 상기 밀리미터 전자파를 전자빔과 전자파의 상호작용을 통해 증폭시키는 RF회로; 상기 전자총 및 밀리미터파 발생부, 입/출력부인 도파관에 진공을 유지하는 진공장치; 상기 밀리미터파 발생부가 정상적으로 작동하도록 밀리미터파 발생부의 온도 상승을 억제하는 냉각장치; 상기 RF회로에 증폭된 밀리미터 전자파를 안테나를 통해 방사하기 위한 출구역할을 하는 RF윈도우; 상기 전자총의 음극(cathode)에서 전자빔을 발생할 수 있도록 음극의 히터와 양극에 고전압의 직류(DC) 전원을 공급하는 고전압 전원공급기; 상기 RF 회로 를 진행하는 전자빔이 서로를 밀어내는 힘에 의해서 퍼지지 않고 선형운동을 하도록 진행방향으로 자기장을 형성시키는 전자석; 및 상기 RF 회로를 진행하면서 밀리미터파를 발생시키고 남은 전자빔을 수집하고 재활용하는 콜렉터로 구성된다.The millimeter wave generator may include an electron gun configured to generate an electron beam having a high current density through a cathode having heat emission characteristics; A millimeter wave driving voltage controlled oscillator for generating a low output millimeter electromagnetic wave by a built-in millimeter wave generator and varying the frequency and output of the millimeter electromagnetic wave; An RF circuit for amplifying the millimeter electromagnetic waves through interaction between the electron beam and the electromagnetic waves; A vacuum device for maintaining a vacuum in the electron gun, the millimeter wave generator, and the waveguide which is an input / output unit; A cooling device for suppressing a temperature rise in the millimeter wave generator so that the millimeter wave generator normally operates; An RF window serving as an outlet for radiating the millimeter electromagnetic wave amplified by the RF circuit through an antenna; A high voltage power supply for supplying high voltage direct current (DC) power to a heater and an anode of the cathode to generate an electron beam at a cathode of the electron gun; An electromagnet configured to form a magnetic field in a traveling direction such that the electron beam traveling through the RF circuit does not spread by a force pushing against each other and makes a linear motion; And a collector for generating millimeter waves and collecting and recycling the remaining electron beams as the RF circuit proceeds.
또한, 상기 밀리미터파 진단부는, 상기 밀리미터파 발생부로부터 발생된 밀리미터파의 출력 레벨을 줄이는 방향성 커플러(directional coupler); 상기 방향성 커플러에 의해 출력 레벨이 줄어든 밀리미터파 신호를 분기하는 전력분배기(power divider); 상기 전력분배기에 의해 분배된 신호의 주파수를 측정하는 주파수 혼합기와 반도체형 발진기; 및 상기 전력분배기에 의해 분배된 신호의 출력 전력을 측정하는 가변감쇄기와 전력감지기로 구성된다. The millimeter wave diagnostic unit may include a directional coupler for reducing an output level of the millimeter wave generated from the millimeter wave generator; A power divider for branching the millimeter wave signal whose output level is reduced by the directional coupler; A frequency mixer and a semiconductor oscillator for measuring the frequency of the signal distributed by the power divider; And a variable attenuator for measuring the output power of the signal distributed by the power divider and a power detector.
또한, 상기 소형 셀은 상기 밀리미터파 발생부로부터 발생된 밀리미터파를 입력받아 다양한 편파로 변환하여 생체(또는 생체시료)에 조사하는 안테나; 상기 안테나와 생체(또는 생체시료)와의 거리를 측정하는 거리측정기; 생체(또는 생체시료)의 온도 변화를 영상으로 촬영하여 측정하기 위한 IR(Infrared) 카메라; 소형 셀 내의 불필요한, 그리고 반사된 밀리미터파를 차단하기 위한 흡수체; 및 상기 생체(또는 생체시료)를 지지하는 것으로, 높이 조절이 가능한 받침대로 구성된다. The small cell may include an antenna configured to receive a millimeter wave generated from the millimeter wave generator and convert the millimeter wave into various polarizations to irradiate the living body (or a biological sample); A distance meter for measuring a distance between the antenna and a living body (or a biological sample); An IR (Infrared) camera for measuring and measuring a temperature change of a living body (or a biological sample) as an image; Absorbers for blocking unwanted and reflected millimeter waves in small cells; And to support the living body (or biological sample), it is composed of a pedestal adjustable height.
여기서, 상기 안테나는 주어진 상황에 따라 밀리미터파를 원형편파, 수직편파, 수평편파 중의 어느 하나로 변환한다. Here, the antenna converts the millimeter wave into any one of circular polarization, vertical polarization and horizontal polarization according to a given situation.
또한, 상기 제어 및 표시부는, 각종 계측 정보를 표시하고 시스템 전체를 제어하는 시스템 제어 및 표시기와, 제어 및 계측 정보에 대한 신호변환을 수행하는 신호변환기로 구성된다.The control and display unit may include a system control and indicator for displaying various measurement information and controlling the entire system, and a signal converter for performing signal conversion on the control and measurement information.
여기서, 상기 시스템 제어 및 표시기는 상기 소형 셀의 IR카메라로부터 전송된 영상데이터를 수신하여 열영상 정보 및 조사시간에 따른 온도변화 측정, 편파에 따른 효과분석을 수행한다.Here, the system controller and the indicator receives the image data transmitted from the IR camera of the small cell to perform thermal image information, temperature change measurement according to the irradiation time, effect analysis according to polarization.
또한, 상기 각종 계측 정보 표시 및 신호변환 수행을 위해, 상기 시스템 제어 및 표시기로부터 신호변환기로 전송되는 제어정보는 상기 밀리미터파 발생부의 고전압 전원공급기의 전압제어, 냉각장치의 온도제어 및 진공장치의 진공제어 정보를 포함하고, 상기 신호변환기로부터 시스템 제어 및 표시기로 전송되는 계측정보는 고전압 전원공급기의 출력 전압 및 전류, 냉각장치의 온도, 진공장치의 진공도, 밀리미터파 발생부의 주파수 및 출력 정보를 포함한다. Further, in order to display the various measurement information and perform signal conversion, control information transmitted from the system control and the indicator to the signal converter includes voltage control of the high voltage power supply of the millimeter wave generator, temperature control of a cooling device, and vacuum of a vacuum device. Including control information, the measurement information transmitted from the signal converter to the system control and indicator includes the output voltage and current of the high voltage power supply, the temperature of the cooling device, the vacuum degree of the vacuum device, the frequency and output information of the millimeter wave generator. .
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석방법은, In addition, the millimeter wave biological effects and effects analysis method according to the present invention to achieve the above object,
밀리미터파 발생부, 밀리미터파 진단부, 소형 셀, 제어 및 표시부를 포함하는 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석장치를 기반으로 한 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석방법으로서,A millimeter wave bioeffect and effect analysis method based on a millimeter wave bioeffect and effect analyzer including a millimeter wave generator, a millimeter wave diagnostic unit, a small cell, a control and a display unit,
a) 생체(또는 생체시료)에 전자파를 조사(照射)하기 위한 밀리미터파를 상기 밀리미터파 발생부에 의해 발생하는 단계;a) generating, by the millimeter wave generator, a millimeter wave for irradiating electromagnetic waves to a living body (or a biological sample);
b) 상기 밀리미터파 발생부로부터 발생된 밀리미터파의 출력 및 주파수를 상기 밀리미터파 진단부에 의해 측정하는 단계;b) measuring the output and frequency of the millimeter wave generated from the millimeter wave generator by the millimeter wave diagnostic unit;
c) 상기 밀리미터파 발생부로부터 발생된 밀리미터파의 조사에 따른 상기 생체(또는 생체시료)에 대한 효과 및 다양한 파라미터의 영향을 상기 소형 셀에 의해 측정하는 단계; 및 c) measuring, by the small cell, the effect of various parameters and effects on the living body (or biological sample) according to the irradiation of the millimeter wave generated from the millimeter wave generator; And
d) 상기 제어 및 표시부에 의해 상기 밀리미터파 발생부에 밀리미터파 발생을 위한 제어신호를 송출하고, 상기 밀리미터파 진단부 및 상기 소형 셀로부터의 측정 신호를 각각 수신하여 분석하고 화면상에 표시하며, 분석결과에 따라 상기 밀리미터파 발생부로부터 발생되는 밀리미터파의 출력, 주파수 및 조사시간을 제어하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.d) sending a control signal for millimeter wave generation to the millimeter wave generating unit by the control and display unit, receiving and analyzing measurement signals from the millimeter wave diagnostic unit and the small cell, respectively, and displaying on a screen; It characterized in that it comprises the step of controlling the output, frequency and irradiation time of the millimeter wave generated from the millimeter wave generator according to the analysis result.
여기서, 상기 단계 a)의 밀리미터파를 발생하는 단계는,Here, the step of generating the millimeter wave of step a),
a-1) 상기 밀리미터파 발생부의 전자총을 통해 높은 전류밀도를 갖는 밀리미터 전자빔을 발생시키는 단계; a-1) generating a millimeter electron beam having a high current density through an electron gun of the millimeter wave generator;
a-2) 상기 밀리미터파 발생부의 밀리미터파 구동용 전압제어 발진기에 의해 저출력의 밀리미터 전자파를 발생시키고, 밀리미터 전자파의 주파수 및 출력을 가변시키는 단계; 및a-2) generating a low output millimeter electromagnetic wave by a millimeter wave driving voltage controlled oscillator of the millimeter wave generator, and varying the frequency and output of the millimeter electromagnetic wave; And
a-3) 상기 밀리미터 전자파를, 상기 전자총에 의해 발생된 전자빔과 전자파의 상호작용을 통해 RF회로에 의해 증폭시키는 단계를 포함한다.a-3) amplifying the millimeter electromagnetic wave by an RF circuit through the interaction of the electromagnetic beam with the electron beam generated by the electron gun.
또한, 상기 단계 b)의 밀리미터파 진단부에 의한 측정 단계는,In addition, the measuring step by the millimeter wave diagnostic unit of step b),
b-1) 상기 밀리미터파 발생부로부터 발생된 밀리미터파의 출력 레벨을 방향성 커플러에 의해 줄이는 단계; b-1) reducing the output level of the millimeter wave generated from the millimeter wave generator by a directional coupler;
b-2) 상기 방향성 커플러에 의해 출력 레벨이 줄어든 밀리미터파 신호를 전력분배기에 의해 분기하는 단계; b-2) branching the millimeter wave signal whose output level is reduced by the directional coupler by a power distributor;
b-3) 상기 전력분배기에 의해 분배된 신호의 주파수를 주파수 혼합기와 반도체형 발진기에 의해 측정하는 단계; 및 b-3) measuring the frequency of the signal distributed by the power divider by a frequency mixer and a semiconductor oscillator; And
b-4) 상기 전력분배기에 의해 분배된 신호의 출력 전력을 가변감쇄기와 전력감지기에 의해 측정하는 단계를 포함한다. b-4) measuring the output power of the signal distributed by the power divider by means of a variable attenuator and a power detector.
또한, 상기 단계 c)의 상기 소형 셀에 의해 측정하는 단계는,In addition, the step of measuring by the small cell of step c),
c-1) 상기 소형 셀의 안테나에 의해 상기 밀리미터파 발생부로부터 발생된 밀리미터파를 입력받아 다양한 편파로 변환하여 생체(또는 생체시료)에 조사하는 단계; c-1) receiving a millimeter wave generated from the millimeter wave generator by the antenna of the small cell and converting the millimeter wave into various polarizations to irradiate the living body (or a biological sample);
c-2) 상기 소형 셀의 거리측정기에 의해 상기 안테나와 생체(또는 생체시료)와의 거리를 측정하는 단계; 및c-2) measuring the distance between the antenna and the living body (or biological sample) by the range finder of the small cell; And
c-3) 상기 소형 셀의 IR(Infrared) 카메라에 의해 생체(또는 생체시료)의 온도 변화를 영상으로 촬영하여 측정하는 단계를 포함한다. c-3) photographing and measuring a temperature change of the living body (or biological sample) by an infrared (IR) camera of the small cell.
또한, 상기 단계 c)에서의 상기 파라미터는 주파수, 출력, 조사시간, 편파를 포함한다.In addition, the parameter in step c) includes frequency, output, irradiation time, polarization.
또한, 상기 단계 d)의 제어 및 표시부에 의한 분석 및 제어단계는,In addition, the analysis and control step by the control and display unit of step d),
d-1) 상기 제어 및 표시부의 시스템 제어 및 표시기에 의해 각종 계측 정보를 표시하는 단계; 및 d-1) displaying various measurement information by the system control and indicator of the control and display unit; And
d-2) 상기 제어 및 표시부의 신호변환기에 의해 제어 및 계측 정보에 대한 신호변환을 수행하는 단계를 포함한다.d-2) performing a signal conversion on the control and measurement information by the signal converter of the control and display unit.
또한, 상기 단계 d-1)에서 상기 시스템 제어 및 표시기에 의해 상기 소형 셀의 IR카메라로부터 전송된 영상데이터를 수신하여 열영상 정보 및 조사시간에 따른 온도변화 측정, 편파에 따른 효과분석을 수행한다.In addition, in step d-1), image data transmitted from the IR camera of the small cell is received by the system control and indicator, and thermal image information, temperature change measurement according to irradiation time, and effect analysis according to polarization are performed. .
또한, 상기 각종 계측 정보 표시 및 신호변환 수행을 위해, 상기 시스템 제어 및 표시기로부터 신호변환기로 전송되는 제어정보는 상기 밀리미터파 발생부의 고전압 전원공급기의 전압제어, 냉각장치의 온도제어 및 진공장치의 진공제어 정보를 포함하고, 상기 신호변환기로부터 시스템 제어 및 표시기로 전송되는 계측정보는 고전압 전원공급기의 출력 전압 및 전류, 냉각장치의 온도, 진공장치의 진공도, 밀리미터파 발생부의 주파수 및 출력 정보를 포함한다. Further, in order to display the various measurement information and perform signal conversion, control information transmitted from the system control and the indicator to the signal converter includes voltage control of the high voltage power supply of the millimeter wave generator, temperature control of a cooling device, and vacuum of a vacuum device. Including control information, the measurement information transmitted from the signal converter to the system control and indicator includes the output voltage and current of the high voltage power supply, the temperature of the cooling device, the vacuum degree of the vacuum device, the frequency and output information of the millimeter wave generator. .
이와 같은 본 발명에 의하면, 주파수, 출력, 조사(照射) 시간의 제어가 가능한 밀리미터파 발생장치와 편파의 변화가 가능한 안테나를 이용하여, 소형 셀 내의 표적인 생체 또는 생체시료에 밀리미터 전자파를 방사시킴으로써, 표적(생체 또는 생체시료)에 대한 온도 변화 및 효과를 정량적으로 분석할 수 있다.According to the present invention, by using a millimeter wave generator that can control the frequency, output, irradiation time and antenna that can change the polarization, by radiating millimeter electromagnetic waves to the target living body or biological sample in the small cell Can quantitatively analyze temperature changes and effects on targets (bio or biological).
도 1은 본 발명에 따른 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석장치의 밀리미터파 발생부의 내부 구성을 보여주는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석장치의 밀리미터파 진단부의 내부 구성을 보여주는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석장치의 소형 셀의 내부 구성을 보여주는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석장치의 다른 실시예의 소형 셀의 내부 구성을 보여주는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석장치의 제어 및 표시부의 내부 구성을 보여주는 도면.
도 7은 본 발명에 따른 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석방법의 전체적인 실행과정을 보여주는 흐름도.1 is a view schematically showing the configuration of a millimeter wave bioinfluence and effect analysis device according to the present invention.
Figure 2 is a view showing the internal configuration of the millimeter wave generator of the millimeter wave bioeffects and effects analysis apparatus according to the present invention.
Figure 3 is a view showing the internal configuration of the millimeter wave diagnostic unit of the millimeter wave bioeffects and effects analysis apparatus according to the present invention.
Figure 4 is a view showing the internal configuration of a small cell of the millimeter wave bio-effects and effects analysis apparatus according to the present invention.
5 is a view showing the internal configuration of a small cell of another embodiment of a millimeter wave bioinfluence and effect analysis device according to the present invention.
6 is a view showing the internal configuration of the control and display unit of the millimeter wave bio-effects and effects analysis apparatus according to the present invention.
Figure 7 is a flow chart showing the overall implementation of the millimeter wave biomechanical effects and effects analysis method according to the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of a millimeter wave bio-influence and effect analysis device according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석장치는 밀리미터파 발생부(100), 밀리미터파 진단부(200), 소형 셀(300), 제어 및 표시부(400)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the millimeter wave bioeffect and effect analysis apparatus according to the present invention includes a
상기 밀리미터파 발생부(100)는 생체(또는 생체시료)에 전자파를 조사(照射)하기 위한 밀리미터파를 발생한다.The
상기 밀리미터파 진단부(200)는 상기 밀리미터파 발생부(100)로부터 발생된 밀리미터파의 출력 및 주파수를 측정한다.The millimeter wave
상기 소형 셀(300)은 상기 밀리미터파 발생부(100)로부터 발생된 밀리미터파의 조사에 따른 상기 생체(또는 생체시료)에 대한 효과 및 다양한 파라미터의 영향을 측정하기 위한 것이다. 여기서, 상기 파라미터는 주파수, 출력, 조사시간, 편파를 포함한다.The
상기 제어 및 표시부(400)는 상기 밀리미터파 발생부(100)에 밀리미터파 발생을 위한 제어신호를 송출하고, 상기 밀리미터파 진단부(200) 및 상기 소형 셀 (300)로부터의 측정 신호를 각각 수신하여 분석하고 화면상에 표시하며, 분석결과에 따라 상기 밀리미터파 발생부(100)로부터 발생되는 밀리미터파의 출력, 주파수 및 조사시간을 제어하고, 상기 밀리미터파 발생부(100), 밀리미터파 진단부(200) 및 소형 셀(300)의 동작을 제어하고 상태를 감시한다.The control and
여기서, 상기 밀리미터파 발생부(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 열 방출 특성을 가지는 음극을 통해 높은 전류밀도를 갖는 전자빔을 발생시키는 전자총 (130); 내장된 밀리미터파 발생장치(미도시)에 의해 저출력의 밀리미터 전자파를 발생시키고, 밀리미터 전자파의 주파수 및 출력을 가변하는 밀리미터파 구동용 전압제어 발진기(190); 상기 밀리미터 전자파를 전자빔과 전자파의 상호작용을 통해 증폭시키는 RF회로(140); 상기 전자총(130) 및 밀리미터파 발생부(100), 입/출력부인 도파관에 진공을 유지하는 진공장치(110); 밀리미터파 발생부(100)가 정상적으로 작동하도록 밀리미터파 발생부 (100)의 온도 상승을 억제하는 냉각장치(120); 상기 RF회로(140)에 증폭된 밀리미터 전자파를 안테나를 통해 방사하기 위한 출구역할을 하는 RF윈도우(150); 상기 전자총(130)의 음극(cathode)에서 전자빔을 발생할 수 있도록 음극의 히터와 양극에 고전압의 직류(DC) 전원을 공급하는 고전압 전원공급기(160); 상기 RF 회로 (140)를 진행하는 전자빔이 서로를 밀어내는 힘에 의해서 퍼지지 않고 선형운동을 하도록 진행방향으로 자기장을 형성시키는 전자석(170); 상기 RF 회로(140)를 진행하면서 밀리미터파를 발생시키고 남은 전자빔을 수집하고 재활용하는 콜렉터(180)로 구성된다. 이때, 상기 제어 및 표시부(400)에서는 상기 고전압 전원공급기(160)의 전압을 제어하고, 출력된 전압 및 전류값을 수신하며, 상기 진공장치(110) 및 냉각장치(120)를 제어하여 그 진공도 및 냉각 온도값을 수신한다.Here, the millimeter wave generator 100 includes an electron gun 130 for generating an electron beam having a high current density through a cathode having heat emission characteristics, as shown in FIG. 2; A millimeter wave driving voltage controlled oscillator 190 for generating a low output millimeter electromagnetic wave by an embedded millimeter wave generator (not shown) and varying the frequency and output of the millimeter electromagnetic wave; An RF circuit (140) for amplifying the millimeter electromagnetic waves through interaction between the electron beam and the electromagnetic waves; A vacuum device (110) for maintaining a vacuum in the electron gun (130), the millimeter wave generator (100), and a waveguide that is an input / output unit; A cooling device 120 for suppressing a temperature rise of the millimeter wave generator 100 so that the millimeter wave generator 100 operates normally; An RF window 150 serving as an outlet for radiating the millimeter electromagnetic wave amplified by the RF circuit 140 through an antenna; A high voltage power supply 160 for supplying high voltage direct current (DC) power to a heater and an anode of the cathode so as to generate an electron beam at the cathode of the electron gun 130; An electromagnet 170 for forming a magnetic field in the advancing direction so that the electron beam traveling through the RF circuit 140 does a linear motion without spreading by a force pushing each other; The collector 180 generates a millimeter wave while collecting the RF beam 140 and collects and recycles the remaining electron beams. At this time, the control and
또한, 상기 밀리미터파 진단부(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 밀리미터파 발생부(100)로부터 발생된 밀리미터파의 출력 레벨을 줄이는 방향성 커플러 (directional coupler)(210); 그 방향성 커플러(210)에 의해 출력 레벨이 줄어든 밀리미터파 신호를 분기하는 전력분배기(power divider)(220); 그 전력분배기(220)에 의해 분배된 신호의 주파수를 측정하는 주파수 혼합기(230)와 반도체형 발진기(240); 및 상기 전력분배기(220)에 의해 분배된 신호의 출력 전력을 측정하는 가변감쇄기(250)와 전력감지기(260)로 구성된다. In addition, the millimeter wave
또한, 상기 소형 셀(300)은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 밀리미터파 발생부(100)로부터 발생된 밀리미터파를 입력받아 다양한 편파로 변환하여 생체(또는 생체시료)에 조사하는 안테나(310); 그 안테나(310)와 생체(또는 생체시료)와의 거리를 측정하는 거리측정기(330); 생체(또는 생체시료)의 온도 변화를 영상으로 촬영하여 측정하기 위한 IR(Infrared) 카메라(320); 소형 셀(300) 내의 불필요한, 그리고 반사된 밀리미터파를 차단하기 위한 흡수체(340); 및 상기 생체(또는 생체시료)를 지지하는 것으로, 높이 조절이 가능한 받침대(350)로 구성된다. In addition, as shown in FIG. 4, the
여기서, 상기 안테나(310)는 주어진 상황에 따라 밀리미터파를 원형편파, 수직편파, 수평편파 중의 어느 하나로 변환한다. 그리고, 상기와 같이 높이 조절이 가능한 받침대(350)를 통하여 생체(또는 생체시료)의 높이를 조절함으로써, 생체(또는 생체시료)에서 수신되는 밀리미터파의 전계강도가 달라지므로, 다양한 전계세기에 따른 생체(또는 생체시료)의 영향을 파악할 수 있다. 또한, 상기 IR카메라 (320)를 통하여 온도 변화를 측정하여 전계세기, 조사시간, 편파에 따른 온도변화 특성을 측정할 수 있다.Here, the
한편, 도 5는 소형 셀(300)의 다른 실시예를 보여주는 것으로서, 이 도 5에 도시된 소형 셀(300)은 위의 도 4의 실시예의 소형 셀(300)과 기본적으로는 동일한 구성을 갖지만, 도 5의 소형 셀(300)은 도 4에서와 같은 받침대(350)에 위치시키기 어려운 표적(생체 또는 생체시료)에 대한 효과를 분석하기 위하여 방향을 달리하여 구성한 것이다.Meanwhile, FIG. 5 shows another embodiment of the
또한, 상기 제어 및 표시부(400)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 각종 계측 정보를 표시하고 시스템 전체를 제어하는 시스템 제어 및 표시기(420)와 제어 및 계측 정보에 대한 신호변환을 수행하는 신호변환기(410)로 구성된다.In addition, the control and
도 6을 참조하면, 각종 계측 및 제어신호는 각 장치에 따라 인터페이스를 달리하므로, 각 장치가 달라지더라도 본 발명에서는 신호변환기(410)를 통하여 제어 및 계측이 수행될 수 있도록 구성하였으며, 결과 신호에 대한 다양한 형태의 분석 및 획득된 데이터에 대한 저장은 시스템 제어 및 표시기(420)에 의해 수행된다. Referring to FIG. 6, since various measurement and control signals have different interfaces according to each device, the present invention is configured such that control and measurement can be performed through the
여기서, 상기 시스템 제어 및 표시기(420)는 소형 셀(300)의 IR카메라(320)로부터의 전송된 영상데이터를 수신하여 열영상 정보 및 조사시간에 따른 온도변화 측정, 편파에 따른 효과분석을 수행한다.Here, the system control and
또한, 상기 시스템 제어 및 표시기(420)로부터 신호변환기(410)로 전송되는 제어정보는 상기 밀리미터파 발생부(100)의 고전압 전원공급기(160)의 전압제어, 냉각장치(120)의 온도제어 및 진공장치(110)의 진공제어 정보를 포함하고, 신호변환기(410)로부터 시스템 제어 및 표시기(420)로 전송되는 계측정보는 고전압 전원공급기(160)의 출력 전압 및 전류, 냉각장치(120)의 온도, 진공장치(110)의 진공도, 밀리미터파 발생부(100)의 주파수 및 출력 정보를 포함한다. In addition, the control information transmitted from the system control and
그러면, 이상과 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석장치를 기반으로 한 밀리미터파의 생체 영향 및 효과 분석방법에 대하여 설명해 보기로 한다.Then, the method for analyzing the biological effects and effects of the millimeter wave based on the millimeter wave biological effects and effect analysis apparatus according to the present invention having the above configuration will be described.
도 7은 본 발명에 따른 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석방법의 전체적인 실행과정을 보여주는 흐름도이다.Figure 7 is a flow chart showing the overall implementation of the millimeter wave bio-effects and effects analysis method according to the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석방법은, 위에서 설명한 밀리미터파 발생부(100), 밀리미터파 진단부(200), 소형 셀 (300), 제어 및 표시부(400)를 포함하는 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석장치를 기반으로 한 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석방법으로서, 먼저 생체(또는 생체시료)(미도시)에 전자파를 조사(照射)하기 위한 밀리미터파를 상기 밀리미터파 발생부(100)에 의해 발생한다(단계 S701).Referring to FIG. 7, the millimeter wave bioeffect and effect analysis method according to the present invention includes the
그리고, 상기 밀리미터파 발생부(100)로부터 발생된 밀리미터파의 출력 및 주파수를 상기 밀리미터파 진단부(200)에 의해 측정한다(단계 S702).Then, the millimeter wave
또한, 상기 밀리미터파 발생부(100)로부터 발생된 밀리미터파의 조사에 따른 상기 생체(또는 생체시료)에 대한 효과 및 다양한 파라미터의 영향을 상기 소형 셀(300)에 의해 측정한다(단계 S703). 여기서, 파라미터는 주파수, 출력, 조사시간, 편파를 포함한다.In addition, the
이후, 상기 제어 및 표시부(400)에 의해 상기 밀리미터파 발생부(100)에 밀리미터파 발생을 위한 제어신호를 송출하고, 상기 밀리미터파 진단부(200) 및 상기 소형 셀(300)로부터의 측정 신호를 각각 수신하여 분석하고 화면상에 표시하며, 분석결과에 따라 상기 밀리미터파 발생부(100)로부터 발생되는 밀리미터파의 출력, 주파수 및 조사시간을 제어한다(단계 S704).Subsequently, the control and
여기서, 상기 단계 S701의 밀리미터파를 발생하는 단계는, 상기 밀리미터파 발생부(100)의 전자총(130)을 통해 높은 전류밀도를 갖는 밀리미터 전자빔을 발생시키는 단계; 상기 밀리미터파 발생부(100)의 밀리미터파 구동용 전압제어 발진기 (190)에 의해 저출력의 밀리미터 전자파를 발생시키고, 밀리미터 전자파의 주파수 및 출력을 가변시키는 단계; 및 상기 밀리미터 전자파를, 상기 전자총(130)에 의해 발생된 전자빔과 전자파의 상호작용을 통해 RF회로(140)에 의해 증폭시키는 단계를 포함한다.The millimeter wave generating of the step S701 may include generating a millimeter electron beam having a high current density through the
또한, 상기 단계 S702의 밀리미터파 진단부(200)에 의한 측정 단계는, 상기 밀리미터파 발생부(100)로부터 발생된 밀리미터파의 출력 레벨을 방향성 커플러 (210)에 의해 줄이는 단계; 상기 방향성 커플러에 의해 출력 레벨이 줄어든 밀리미터파 신호를 전력분배기(220)에 의해 분기하는 단계; 상기 전력분배기(220)에 의해 분배된 신호의 주파수를 주파수 혼합기(230)와 반도체형 발진기(240)에 의해 측정하는 단계; 및 상기 전력분배기(220)에 의해 분배된 신호의 출력 전력을 가변감쇄기(250)와 전력감지기(260)에 의해 측정하는 단계를 포함한다. In addition, the measuring step by the millimeter wave
또한, 상기 단계 S703의 상기 소형 셀(300)에 의해 측정하는 단계는, 상기 소형 셀(300)의 안테나(310)에 의해 상기 밀리미터파 발생부(100)로부터 발생된 밀리미터파를 입력받아 다양한 편파(예를 들면, 원형편파, 수직편파, 수평편파)로 변환하여 생체(또는 생체시료)에 조사하는 단계; 상기 소형 셀(300)의 거리측정기(330)에 의해 상기 안테나(310)와 생체(또는 생체시료)와의 거리를 측정하는 단계; 및 상기 소형 셀(300)의 IR(Infrared) 카메라(320)에 의해 생체(또는 생체시료)의 온도 변화를 영상으로 촬영하여 측정하는 단계를 포함한다. In addition, the measuring by the
또한, 상기 단계 S704의 제어 및 표시부(400)에 의한 분석 및 제어단계는, 상기 제어 및 표시부(400)의 시스템 제어 및 표시기(420)에 의해 각종 계측 정보를 표시하는 단계; 및 상기 제어 및 표시부(400)의 신호변환기(410)에 의해 제어 및 계측 정보에 대한 신호변환을 수행하는 단계를 포함한다.In addition, the analysis and control step by the control and
또한, 상기 시스템 제어 및 표시기(420)에 의해 각종 계측 정보를 표시하는 단계에서, 상기 시스템 제어 및 표시기(420)에 의해 상기 소형 셀(300)의 IR카메라(320)로부터 전송된 영상데이터를 수신하여 열영상 정보 및 조사시간에 따른 온도변화 측정, 편파에 따른 효과분석을 수행한다.In addition, in the displaying of the various measurement information by the system control and
또한, 상기 각종 계측 정보 표시 및 신호변환 수행을 위해, 상기 시스템 제어 및 표시기(420)로부터 신호변환기로 전송되는 제어정보는 상기 밀리미터파 발생부의 고전압 전원공급기의 전압제어, 냉각장치의 온도제어 및 진공장치의 진공제어 정보를 포함하고, 상기 신호변환기(410)로부터 시스템 제어 및 표시기(420)로 전송되는 계측정보는 고전압 전원공급기의 출력 전압 및 전류, 냉각장치의 온도, 진공장치의 진공도, 밀리미터파 발생부의 주파수 및 출력 정보를 포함한다.In addition, the control information transmitted from the system control and
이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 밀리미터파의 생체 영향 및 효과 분석장치 및 그 방법은 주파수, 출력, 조사(照射) 시간의 제어가 가능한 밀리미터파 발생장치와 편파의 변화가 가능한 안테나를 이용하여, 소형 셀 내의 표적인 생체 또는 생체시료에 밀리미터 전자파를 방사시킴으로써, 표적(생체 또는 생체시료)에 대한 온도 변화 및 효과를 정량적으로 분석할 수 있는 장점이 있다.As described above, the apparatus for analyzing the biological effects and effects of the millimeter wave according to the present invention, and a method thereof are provided using a millimeter wave generator capable of controlling frequency, output, and irradiation time and an antenna capable of changing polarization. By radiating millimeter electromagnetic waves to a target living body or biological sample in a small cell, there is an advantage in that it is possible to quantitatively analyze temperature changes and effects on a target (biological or biological sample).
이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of the same should be construed as being included in the scope of the present invention.
100...밀리미터파 발생부 200...밀리미터파 진단부
300...소형 셀 400...제어 및 표시부
110...진공장치 120...냉각장치
130...전자총 140...RF 회로
150...RF 윈도우 160...고전압 전원공급기
170...전자석 180...콜렉터
190...전압제어 구동용 발진기 210...방향성 커플러
220...전력분배기 230...주파수 혼합기
240...발진기 250...가변감쇄기
260...전력감지기 310...안테나
320...IR 카메라 330...거리측정기
340...흡수체 350...받침대
410...신호변환기 420...시스템 제어 및 표시기100 ...
300 ...
110
130 ...
150 ...
170 ...
190 ... Oscillator for voltage control drive 210 ... Directional coupler
220 ... power divider 230 ... frequency mixer
240 ...
340 ... absorber 350 ... stand
410 ...
Claims (17)
상기 밀리미터파 발생부로부터 발생된 밀리미터파의 출력 및 주파수를 측정하는 밀리미터파 진단부;
상기 밀리미터파 발생부로부터 발생된 밀리미터파의 조사에 따른 상기 생체 또는 생체시료에 대한 효과 및 다양한 파라미터의 영향을 측정하기 위한 소형 셀; 및
상기 밀리미터파 발생부에 밀리미터파 발생을 위한 제어신호를 송출하고, 상기 밀리미터파 진단부 및 상기 소형 셀로부터의 측정 신호를 각각 수신하여 분석하고 화면상에 표시하며, 분석결과에 따라 상기 밀리미터파 발생부로부터 발생되는 밀리미터파의 출력, 주파수 및 조사시간을 제어하고, 상기 밀리미터파 발생부, 밀리미터파 진단부 및 소형 셀의 동작을 제어하고 상태를 감시하는 제어 및 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석장치.A millimeter wave generator for generating a millimeter wave for irradiating electromagnetic waves to a living body or a biological sample;
A millimeter wave diagnosis unit measuring an output and a frequency of the millimeter wave generated from the millimeter wave generator;
A small cell for measuring the effect of various parameters and the effects on the living body or the biological sample according to the irradiation of the millimeter wave generated from the millimeter wave generator; And
The millimeter wave generating unit transmits a control signal for millimeter wave generation, receives and analyzes measurement signals from the millimeter wave diagnosis unit and the small cell, respectively, and displays the measured signals on the screen, and generates the millimeter wave according to an analysis result. A millimeter wave, comprising a millimeter wave generation unit, a millimeter wave diagnosis unit, and a control and display unit for controlling the operation of the millimeter wave generator, the small cell, and monitoring the state of the millimeter wave; Wave bio influence and effect analysis device.
상기 밀리미터파 발생부는,
열 방출 특성을 가지는 음극을 통해 전자빔을 발생시키는 전자총;
내장된 밀리미터파 발생장치에 의해 저출력의 밀리미터 전자파를 발생시키고, 밀리미터 전자파의 주파수 및 출력을 가변하는 밀리미터파 구동용 전압제어 발진기;
상기 밀리미터 전자파를 전자빔과 전자파의 상호작용을 통해 증폭시키는 RF회로;
상기 전자총 및 밀리미터파 발생부, 입/출력부인 도파관에 진공을 유지하는 진공장치;
상기 밀리미터파 발생부가 정상적으로 작동하도록 밀리미터파 발생부의 온도 상승을 억제하는 냉각장치;
상기 RF회로에 증폭된 밀리미터 전자파를 안테나를 통해 방사하기 위한 출구역할을 하는 RF윈도우;
상기 전자총의 음극(cathode)에서 전자빔을 발생할 수 있도록 음극의 히터와 양극에 고전압의 직류(DC) 전원을 공급하는 고전압 전원공급기;
상기 RF 회로 를 진행하는 전자빔이 서로를 밀어내는 힘에 의해서 퍼지지 않고 선형운동을 하도록 진행방향으로 자기장을 형성시키는 전자석; 및
상기 RF 회로를 진행하면서 밀리미터파를 발생시키고 남은 전자빔을 수집하고 재활용하는 콜렉터로 구성되는 것을 특징으로 하는 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석장치.The method of claim 1,
The millimeter wave generator,
An electron gun for generating an electron beam through a cathode having heat emission characteristics;
A millimeter wave driving voltage controlled oscillator for generating a low output millimeter electromagnetic wave by a built-in millimeter wave generator and varying the frequency and output of the millimeter electromagnetic wave;
An RF circuit for amplifying the millimeter electromagnetic waves through interaction between the electron beam and the electromagnetic waves;
A vacuum device for maintaining a vacuum in the electron gun, the millimeter wave generator, and the waveguide which is an input / output unit;
A cooling device for suppressing a temperature rise in the millimeter wave generator so that the millimeter wave generator normally operates;
An RF window serving as an outlet for radiating the millimeter electromagnetic wave amplified by the RF circuit through an antenna;
A high voltage power supply for supplying high voltage direct current (DC) power to a heater and an anode of the cathode to generate an electron beam at a cathode of the electron gun;
An electromagnet configured to form a magnetic field in a traveling direction such that the electron beam traveling through the RF circuit does not spread by a force pushing against each other and makes a linear motion; And
Millimeter wave bio-effects and effects analysis device, characterized in that consisting of a collector for generating a millimeter wave and collecting and recycling the remaining electron beam while the RF circuit proceeds.
상기 밀리미터파 진단부는,
상기 밀리미터파 발생부로부터 발생된 밀리미터파의 출력 레벨을 줄이는 방향성 커플러(directional coupler);
상기 방향성 커플러에 의해 출력 레벨이 줄어든 밀리미터파 신호를 분기하는 전력분배기(power divider);
상기 전력분배기에 의해 분배된 신호의 주파수를 측정하는 주파수 혼합기와 반도체형 발진기; 및
상기 전력분배기에 의해 분배된 신호의 출력 전력을 측정하는 가변감쇄기와 전력감지기로 구성되는 것을 특징으로 하는 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석장치.The method of claim 1,
The millimeter wave diagnostic unit,
A directional coupler for reducing an output level of the millimeter wave generated from the millimeter wave generator;
A power divider for branching the millimeter wave signal whose output level is reduced by the directional coupler;
A frequency mixer and a semiconductor oscillator for measuring the frequency of the signal distributed by the power divider; And
Millimeter-wave biomechanical effects and effects analyzer comprising a variable attenuator for measuring the output power of the signal distributed by the power divider and a power detector.
상기 소형 셀은,
상기 밀리미터파 발생부로부터 발생된 밀리미터파를 입력받아 다양한 편파로 변환하여 생체 또는 생체시료에 조사하는 안테나;
상기 안테나와 생체 또는 생체시료와의 거리를 측정하는 거리측정기;
생체 또는 생체시료의 온도 변화를 영상으로 촬영하여 측정하기 위한 IR(Infrared) 카메라;
소형 셀 내의 불필요한, 그리고 반사된 밀리미터파를 차단하기 위한 흡수체; 및
상기 생체 또는 생체시료를 지지하는 것으로, 높이 조절이 가능한 받침대로 구성되는 것을 특징으로 하는 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석장치.The method of claim 1,
The small cell,
An antenna for receiving a millimeter wave generated from the millimeter wave generator and converting it into various polarized waves to irradiate the living body or a biological sample;
A distance measuring device for measuring a distance between the antenna and a living body or a biological sample;
An IR (Infrared) camera for measuring a temperature change of a living body or a biological sample as an image;
Absorbers for blocking unwanted and reflected millimeter waves in small cells; And
Supporting the living body or biological sample, millimeter wave biological effect and effect analysis device, characterized in that consisting of a height adjustable pedestal.
상기 안테나는 주어진 상황에 따라 밀리미터파를 원형편파, 수직편파, 수평편파 중의 어느 하나로 변환하는 것을 특징으로 하는 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석장치.The method of claim 4, wherein
And said antenna converts millimeter waves into one of circular polarization, vertical polarization and horizontal polarization according to a given situation.
상기 제어 및 표시부는, 각종 계측 정보를 표시하고 시스템 전체를 제어하는 시스템 제어 및 표시기와, 제어 및 계측 정보에 대한 신호변환을 수행하는 신호변환기로 구성되는 것을 특징으로 하는 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석장치.The method of claim 1,
The control and display unit is a millimeter wave bio-effects and effects analysis comprising a system control and indicator for displaying various measurement information and control the entire system, and a signal converter for performing a signal conversion for the control and measurement information Device.
상기 시스템 제어 및 표시기는 상기 소형 셀의 IR카메라로부터 전송된 영상데이터를 수신하여 열영상 정보 및 조사시간에 따른 온도변화 측정, 편파에 따른 효과분석을 수행하는 것을 특징으로 하는 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석장치.The method of claim 6,
The system controller and the indicator receive the image data transmitted from the IR camera of the small cell to measure the thermal image information and temperature change according to the irradiation time, effect analysis according to the polarization of the millimeter wave, characterized in that Analysis device.
상기 각종 계측 정보 표시 및 신호변환 수행을 위해, 상기 시스템 제어 및 표시기로부터 신호변환기로 전송되는 제어정보는 상기 밀리미터파 발생부의 고전압 전원공급기의 전압제어, 냉각장치의 온도제어 및 진공장치의 진공제어 정보를 포함하고, 상기 신호변환기로부터 시스템 제어 및 표시기로 전송되는 계측정보는 고전압 전원공급기의 출력 전압 및 전류, 냉각장치의 온도, 진공장치의 진공도, 밀리미터파 발생부의 주파수 및 출력 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석장치.The method of claim 6,
In order to display the various measurement information and perform signal conversion, the control information transmitted from the system control and the indicator to the signal converter includes voltage control of the high voltage power supply of the millimeter wave generator, temperature control of a cooling device, and vacuum control information of a vacuum device. The measurement information transmitted from the signal converter to the system control and indicator is characterized in that the output voltage and current of the high voltage power supply, the temperature of the cooling device, the vacuum degree of the vacuum device, the frequency and output information of the millimeter wave generator Millimeter wave biomechanical effect and effect analysis apparatus.
상기 파라미터는 주파수, 출력, 조사시간, 편파를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석장치.The method of claim 1,
And said parameter includes frequency, power, irradiation time, and polarization.
a) 생체 또는 생체시료에 전자파를 조사(照射)하기 위한 밀리미터파를 상기 밀리미터파 발생부에 의해 발생하는 단계;
b) 상기 밀리미터파 발생부로부터 발생된 밀리미터파의 출력 및 주파수를 상기 밀리미터파 진단부에 의해 측정하는 단계;
c) 상기 밀리미터파 발생부로부터 발생된 밀리미터파의 조사에 따른 상기 생체 또는 생체시료에 대한 효과 및 다양한 파라미터의 영향을 상기 소형 셀에 의해 측정하는 단계; 및
d) 상기 제어 및 표시부에 의해 상기 밀리미터파 발생부에 밀리미터파 발생을 위한 제어신호를 송출하고, 상기 밀리미터파 진단부 및 상기 소형 셀로부터의 측정 신호를 각각 수신하여 분석하고 화면상에 표시하며, 분석결과에 따라 상기 밀리미터파 발생부로부터 발생되는 밀리미터파의 출력, 주파수 및 조사시간을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석방법.A millimeter wave bioeffect and effect analysis method based on a millimeter wave bioeffect and effect analyzer including a millimeter wave generator, a millimeter wave diagnostic unit, a small cell, a control and a display unit,
a) generating a millimeter wave for irradiating electromagnetic waves to a living body or a biological sample by the millimeter wave generator;
b) measuring the output and frequency of the millimeter wave generated from the millimeter wave generator by the millimeter wave diagnostic unit;
c) measuring, by the small cell, the effect of various parameters and the effect on the living body or the biological sample according to the irradiation of the millimeter wave generated from the millimeter wave generator; And
d) sending a control signal for millimeter wave generation to the millimeter wave generating unit by the control and display unit, receiving and analyzing measurement signals from the millimeter wave diagnostic unit and the small cell, respectively, and displaying on a screen; And millimeter wave bioeffects and effects analysis method comprising controlling millimeter wave output, frequency, and irradiation time generated from the millimeter wave generator according to the analysis result.
상기 단계 a)의 밀리미터파를 발생하는 단계는,
a-1) 상기 밀리미터파 발생부의 전자총을 통해 전자빔을 발생시키는 단계;
a-2) 상기 밀리미터파 발생부의 밀리미터파 구동용 전압제어 발진기에 의해 저출력의 밀리미터 전자파를 발생시키고, 밀리미터 전자파의 주파수 및 출력을 가변시키는 단계; 및
a-3) 상기 밀리미터 전자파를, 상기 전자총에 의해 발생된 전자빔과 전자파의 상호작용을 통해 RF회로에 의해 증폭시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석방법.The method of claim 10,
Generating the millimeter wave of step a),
a-1) generating an electron beam through an electron gun of the millimeter wave generator;
a-2) generating a low output millimeter electromagnetic wave by a millimeter wave driving voltage controlled oscillator of the millimeter wave generator, and varying the frequency and output of the millimeter electromagnetic wave; And
a-3) millimeter wave biomechanical effects and effects analysis method comprising amplifying the millimeter electromagnetic wave by an RF circuit through the interaction of the electron beam generated by the electron gun with the electromagnetic wave.
상기 단계 b)의 밀리미터파 진단부에 의한 측정 단계는,
b-1) 상기 밀리미터파 발생부로부터 발생된 밀리미터파의 출력 레벨을 방향성 커플러에 의해 줄이는 단계;
b-2) 상기 방향성 커플러에 의해 출력 레벨이 줄어든 밀리미터파 신호를 전력분배기에 의해 분기하는 단계;
b-3) 상기 전력분배기에 의해 분배된 신호의 주파수를 주파수 혼합기와 반도체형 발진기에 의해 측정하는 단계; 및
b-4) 상기 전력분배기에 의해 분배된 신호의 출력 전력을 가변감쇄기와 전력감지기에 의해 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석방법.The method of claim 10,
The measuring step by the millimeter wave diagnostic unit of step b),
b-1) reducing the output level of the millimeter wave generated from the millimeter wave generator by a directional coupler;
b-2) branching the millimeter wave signal whose output level is reduced by the directional coupler by a power distributor;
b-3) measuring the frequency of the signal distributed by the power divider by a frequency mixer and a semiconductor oscillator; And
b-4) measuring the output power of the signal distributed by the power divider by means of a variable attenuator and a power detector.
상기 단계 c)의 상기 소형 셀에 의해 측정하는 단계는,
c-1) 상기 소형 셀의 안테나에 의해 상기 밀리미터파 발생부로부터 발생된 밀리미터파를 입력받아 다양한 편파로 변환하여 생체 또는 생체시료에 조사하는 단계;
c-2) 상기 소형 셀의 거리측정기에 의해 상기 안테나와 생체 또는 생체시료와의 거리를 측정하는 단계; 및
c-3) 상기 소형 셀의 IR(Infrared) 카메라에 의해 생체 또는 생체시료의 온도 변화를 영상으로 촬영하여 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석방법.The method of claim 10,
Measuring by the small cell of step c),
c-1) receiving a millimeter wave generated from the millimeter wave generator by the antenna of the small cell and converting the millimeter wave into various polarizations to irradiate the living body or the biological sample;
c-2) measuring the distance between the antenna and the living body or biological sample by the small cell range finder; And
c-3) millimeter-wave biological effects and effects analysis method comprising the step of measuring the temperature change of the living body or biological sample by the infrared (IR) camera of the small cell image.
상기 단계 c)에서의 상기 파라미터는 주파수, 출력, 조사시간, 편파를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석방법.The method of claim 10,
And said parameter in step c) includes frequency, power, irradiation time, and polarization.
상기 단계 d)의 제어 및 표시부에 의한 분석 및 제어단계는,
d-1) 상기 제어 및 표시부의 시스템 제어 및 표시기에 의해 각종 계측 정보를 표시하는 단계; 및
d-2) 상기 제어 및 표시부의 신호변환기에 의해 제어 및 계측 정보에 대한 신호변환을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석방법.The method of claim 10,
Analysis and control by the control and display unit of step d),
d-1) displaying various measurement information by the system control and indicator of the control and display unit; And
d-2) millimeter wave biological effect and effect analysis method comprising the step of performing a signal conversion for the control and measurement information by the signal converter of the control and display unit.
상기 단계 d-1)에서 상기 시스템 제어 및 표시기에 의해 상기 소형 셀의 IR카메라로부터 전송된 영상데이터를 수신하여 열영상 정보 및 조사시간에 따른 온도변화 측정, 편파에 따른 효과분석을 수행하는 것을 특징으로 하는 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석방법.16. The method of claim 15,
In step d-1), by receiving the image data transmitted from the IR camera of the small cell by the system control and indicator, thermal image information, temperature change measurement according to irradiation time, and effect analysis according to polarization are performed. Millimeter-wave bioeffects and effects analysis method.
상기 각종 계측 정보 표시 및 신호변환 수행을 위해, 상기 시스템 제어 및 표시기로부터 신호변환기로 전송되는 제어정보는 상기 밀리미터파 발생부의 고전압 전원공급기의 전압제어, 냉각장치의 온도제어 및 진공장치의 진공제어 정보를 포함하고, 상기 신호변환기로부터 시스템 제어 및 표시기로 전송되는 계측정보는 고전압 전원공급기의 출력 전압 및 전류, 냉각장치의 온도, 진공장치의 진공도, 밀리미터파 발생부의 주파수 및 출력 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀리미터파 생체 영향 및 효과 분석방법.16. The method of claim 15,
In order to display the various measurement information and perform signal conversion, the control information transmitted from the system control and the indicator to the signal converter includes voltage control of the high voltage power supply of the millimeter wave generator, temperature control of a cooling device, and vacuum control information of a vacuum device. The measurement information transmitted from the signal converter to the system control and indicator is characterized in that the output voltage and current of the high voltage power supply, the temperature of the cooling device, the vacuum degree of the vacuum device, the frequency and output information of the millimeter wave generator Millimeter-wave bioeffects and effects analysis method.
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