KR101450720B1 - 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폭발물 탐지를 위한 장치에 있어서, 특히 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드에 관한 것으로, 육면체를 형성하는 제1 내지 6 기판들로 구성되며, 상기 제1기판의 일면에 구비되는 나선형의 제1송신코일과, 상기 제1기판에 대향 배치된 상기 제2기판의 일면에 구비되는 나선형의 제2송신코일과, 상기 제1기판의 일면에 구비되면서 상기 제1송신코일의 외곽에 구비되는 나선형의 제1수신코일과, 상기 제2기판의 일면에 구비되면서 상기 제2송신코일의 외곽에 구비되는 나선형의 제2수신코일을 포함하되, 상기 제1송신코일과 상기 제2송신코일은 상기 육면체의 내부에서 서로 일치되게 맞대향되면서 전기적으로 연결되고, 상기 제1수신코일과 상기 제2수신코일은 상기 육면체의 내부에서 서로 일치되게 맞대향되면서 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 발명이다.

Description

폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드{unbalanced differential sensor head for detecting explosives}
본 발명은 폭발물 탐지를 위한 장치에 관한 것으로, 특히 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드에 관한 것이다.
일반적으로 루프 안테나 중에서 도선의 길이가 파장의 1/10 이하인 경우에는 소형 루프 안테나로 분류된다.
그러한 소형 루프 안테나는 주로 저주파신호를 수신하는 용도로 사용된다.
한편, 저주파 대역은 라디오 및 TV 방송 주파수 대역을 포함하는데, AM과 같은 라디오 방송신호는 저주파신호를 수신하는 시스템에 원거리 잡음으로 작용한다.
이러한 원거리 잡음으로 작용하는 라디오 방송신호는 제거할 필요가 있다. 그에 따라, 원거리 잡음을 제거하기 위해 저주파신호 수신 시스템에는 코일 구조가 적용되고 있다.
한편, 송신안테나와 수신안테나가 결합된 구조를 사용하는 시스템에서는 수신안테나로 수신되는 신호는 송신안테나로부터 결합되는 성분과 샘플로부터 수신되는 성분으로 구성된다. 이때, 송신안테나로부터 결합되는 성분은 필요치 않은 신호성분임에도 불구하고 샘플로부터 수신되는 성분에 비해 큰 값을 갖게 된다. 그에 따라 송신안테나로부터 결합되는 성분은 제어할 필요가 있다.
또한, 송수신 시스템에서 안테나는 평형(balanced) 선로에 해당하며, 안테나에 연결되는 급전선이나 스코프를 사용하여 파형을 측정할 수 있도록 마련되는 프로브(probe)는 동축선로 즉, 불평형(unbalance) 선로에 해당한다. 이와 같이 안테나가 동축선로와 연결된 경우에는 원치 않는 제3의 경로로 전류가 흐르는 현상이 발생하며, 그로 인해 신호 및 방사패턴에 왜곡이 발생하는 문제가 있다.
종래에는 이상에서 설명된 문제점들 즉, 원거리 잡음이나 송신안테나로부터 결합되는 성분이나 신호 및 방사패턴의 왜곡을 제거하기 위한 방안이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 상기한 점을 감안하여 안출한 것으로, 특히 원거리 잡음이나 송신안테나로부터 결합되는 성분이나 신호 및 방사패턴의 왜곡을 제거해주는 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드의 특징은, 육면체를 형성하는 제1 내지 6 기판들로 구성되며, 상기 제1기판의 일면에 구비되는 나선형의 제1송신코일과, 상기 제1기판에 대향 배치된 상기 제2기판의 일면에 구비되는 나선형의 제2송신코일과, 상기 제1기판의 일면에 구비되면서 상기 제1송신코일의 외곽에 구비되는 나선형의 제1수신코일과, 상기 제2기판의 일면에 구비되면서 상기 제2송신코일의 외곽에 구비되는 나선형의 제2수신코일을 포함하되, 상기 제1송신코일과 상기 제2송신코일은 전기적으로 연결되고, 상기 제1수신코일과 상기 제2수신코일은 전기적으로 연결되는 것이다.
바람직하게, 상기 제1기판의 타면에 구비되면서 상기 제1송신코일과 상기 제2송신코일에 의한 형성되는 제1연결라인의 전기적 입출력을 위한 제1단자와 제2단자와, 상기 제1기판의 타면에 구비되면서 상기 제1수신코일과 상기 제2수신코일에 의한 형성되는 제2연결라인의 전기적 입출력을 위한 제3단자와 제4단자를 더 구비할 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제3기판의 일면에 구비되면서 상기 제1기판의 타면 일부와 상기 제2기판의 타면 일부에 연장되어 상기 제1송신코일의 일단과 상기 제2송신코일의 일단을 연결하는 제1라인과, 상기 제3기판의 일면에 구비되면서 상기 제1기판의 타면 일부와 상기 제2기판의 타면 일부에 연장되어 상기 제2단자와 상기 제2송신코일의 타단을 연결하는 제2라인과, 상기 제4기판의 일면에 구비되면서 상기 제1기판의 타면 일부와 상기 제2기판의 타면 일부에 연장되어 상기 제1수신코일의 일단과 상기 제2수신코일의 일단을 연결하는 제3라인과, 상기 제4기판의 일면에 구비되면서 상기 제1기판의 타면 일부와 상기 제2기판의 타면 일부에 연장되어 상기 제4단자와 상기 제2수신코일의 타단을 연결하는 제4라인을 더 구비할 수 있다. 여기서, 상기 제1단자는 상기 제1송신코일의 타단에 연결되어, 상기 제1송신코일과 상기 제1라인과 상기 제2송신코일과 상기 제2라인을 경유하여 상기 제2단자에 이르는 상기 제1연결라인을 형성할 수 있다. 또한, 상기 제3단자는 상기 제1수신코일의 타단에 연결되어, 상기 제1수신코일과 상기 제3라인과 상기 제2수신코일과 상기 제4라인을 경유하여 상기 제4단자에 이르는 상기 제2연결라인을 형성할 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제1단자와 상기 제2단자에 병렬로 연결되는 제1발룬(1st balun)과, 상기 제3단자와 상기 제4단자에 병렬로 연결되는 제2발룬(2nd balun)을 더 구비할 수 있다.
바람직하게, 상기 제1송신코일, 상기 제2송신코일, 상기 제1수신코일, 그리고 상기 제2수신코일 중 어느 하나가 서로 다른 방향으로 나선 회전되게 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 및 2 송신코일들과 상기 제1수신코일이 동일 방향으로 나선 회전되게 형성되거나, 상기 제1 및 2 수신코일들과 상기 제1송신코일이 동일 방향으로 나선 회전되게 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 제1송신코일의 내측 중심에 상기 제1기판을 관통하는 제1홀과, 상기 제2송신코일의 내측 중심에 상기 제2기판을 관통하는 제2홀을 더 구비할 수 있다.
바람직하게, 상기 제5기판과 상기 제6기판 중 적어도 하나에 상기 육면체의 내부를 관측하기 위한 관통 홀을 구비할 수 있다.
바람직하게, 상기 제1송신코일과 상기 제2송신코일은 상기 육면체의 내부에서 서로 일치되게 맞대향되고, 상기 제1수신코일과 상기 제2수신코일은 상기 육면체의 내부에서 서로 일치되게 맞대향될 수 있다.
본 발명에 따르면, 저주파신호 수신 시스템에 본 발명이 적용될 경우에, 원거리 잡음으로 작용하는 라디오 방송신호를 효과적으로 제거할 수 있다.
또한 본 발명이 송신안테나와 수신안테나가 결합된 구조를 사용하는 시스템에 적용될 경우에, 송신안테나로부터 결합되는 성분을 효과적으로 제거할 수 있다.
또한 동축선로가 안테나에 연결된 구조의 송수신 시스템에 본 발명이 적용될 경우에, 원치 않는 제3의 경로로 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있으므로 신호 및 방사패턴에 왜곡이 발생하는 문제를 해결할 수 있다.
특히, 본 발명에서는 발룬(Balun)을 구비함으로써 평형(balanced) 선로에 해당하던 안테나를 불평형(unbalanced) 선로로 변환시키는 효과를 갖는다. 그에 따라 신호 왜곡을 현저히 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드에서 제1기판의 양면을 각각 도시한 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드에서 제2기판의 양면을 각각 도시한 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드에서 제3기판의 양면을 각각 도시한 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드에서 제4기판의 양면을 각각 도시한 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드에서 제5기판과 제6기판을 각각 도시한 평면도.
도 7은 본 발명에 따른 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드의 전기적 연결 구성을 설명하기 위한 전개도.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드에 대한 바람직한 실시 예를 자세히 설명한다.
본 발명에 따른 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드는 일종의 안테나 또는 그 안테나의 일부 구성요소로 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드를 도시한 사시도이다.
본 발명에 따른 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드는 육면체를 형성하는 제1 내지 6 기판들(10, 20, 30, 40, 50, 60)로 구성된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 육면체에서 제1기판(10)과 제2기판(20)이 대향 배치되며, 제3기판(30)과 제4기판(40)이 대향 배치되며, 제5기판(50)과 제6기판(60)이 대향 대치된다.
도 2는 본 발명에 따른 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드에서 제1기판의 양면을 각각 도시한 평면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1기판(10)은 일면(10a)에 나선형의 제1송신코일(11)과, 제1송신코일(11)의 외곽에 나선형의 제1수신코일(12)을 구비한다. 제1송신코일(11)과 제1수신코일(12)이 구비되는 제1기판(10)의 일면(10a)은 전술된 육면체의 내부면 중 하나를 구성한다. 일 예로, 제1송신코일(11)과 제1수신코일(12)이 구비되는 제1기판(10)의 일면(10a)은 전술된 육면체의 내부 상면을 구성한다.
도 3은 본 발명에 따른 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드에서 제2기판의 양면을 각각 도시한 평면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제2기판(20)은 일면(20a)에 나선형의 제2송신코일(21)과, 제2송신코일(21)의 외곽에 나선형의 제2수신코일(22)을 구비한다. 제2송신코일(21)과 제2수신코일(22)이 구비되는 제2기판(20)의 일면(20a)은 전술된 육면체의 내부면 중 하나를 구성한다. 일 예로, 제2송신코일(21)과 제2수신코일(22)이 구비되는 제2기판(20)의 일면(20a)은 전술된 육면체의 내부 하면을 구성한다.
도 2와 3에 도시된, 제1기판(10)과 제2기판(20)은 육면체를 구성하면서 서로 대향 배치되며, 그에 따라 제1송신코일(11)과 제2송신코일(21)이 서로 일치되게 맞대향되며, 제1수신코일(12)과 제2수신코일(22)이 서로 일치되게 맞대향된다.
제1기판(10)은 타면(10b)에 제1송신코일(11)과 제2송신코일(21)에 의한 형성되는 제1연결라인의 전기적 입출력을 위한 제1단자(13)와 제2단자(14)를 구비하며, 그 타면(10b)에 제1수신코일(12)과 제2수신코일(22)에 의한 형성되는 제2연결라인의 전기적 입출력을 위한 제3단자(15)와 제4단자(16)를 구비한다.
제1기판(10)은 전술된 제1단자(13)와 제2단자(14)에 병렬로 연결되는 제1발룬(1st balun)(17)과, 제3단자(15)와 제4단자(16)에 병렬로 연결되는 제2발룬(2nd balun)(18)을 구비한다.
상기한 제1 내지 4 단자들(13,14,15,16)과 제1 및 2 발룬들(17,18)에 대해서는 도 7에서 상세히 설명한다.
제1송신코일(11)과 제2송신코일(21)은 전기적으로 연결되어 제1연결라인을 형성하고, 제1수신코일(12)과 제2수신코일(22)은 전기적으로 연결되어 제2연결라인을 형성한다. 이러한 전기적 연결을 위해 제3기판(30)과 제4기판(40)은 도전 특성을 갖는 라인들이 구비된다. 도 3과 4는 제3기판(30)과 제4기판(40)에 구비되는 제1 내지 4 라인들(31,32,41,42)을 나타낸다.
한편, 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 제1기판(10)은 제1송신코일(11)의 내측 중심에 제1기판(10)을 관통하는 비어(via)와 같은 제1홀(19)을 구비하며, 제2기판(20)은 제2송신코일(21)의 내측 중심에 상기 제2기판(20)을 관통하는 비어(via)와 같은 제2홀(23)을 구비한다.
별도의 예로써, 제1수신코일(12)이 제1송신코일(11)의 내측에 배치되고, 제2수신코일(22)이 제2송신코일(12)의 내측에 배치될 수 있다. 그에 따라, 제1홀(19)은 제1수신코일의 내측 중심에서 제1기판(10)을 관통하게 형성되고, 제2홀(23)은 제2수신코일의 내측 중심에서 제2기판(20)을 관통하게 형성될 수 있다.
제1 내지 6 기판들(10, 20, 30, 40, 50, 60)에 의해 육면체를 구성하면서, 제1송신코일(11)과 제2송신코일(21)은 동일한 방향으로 코일이 나선회전하므로 동일한 방향으로 전류가 흐르는 결합 코일 구조가 되며, 반면에 제1수신코일(12)과 제2수신코일(22)은 서로 반대방향으로 코일이 나선회전하므로 서로 반대 방향으로 전류가 흐르는 상쇄 코일 구조이다.
일 예로써, 제1수신코일(12)과 제2수신코일(22)이 상쇄 코일 구조임에 따라, 원거리 잡음은 제1수신코일(12)과 제2수신코일(22)에 흐르는 전류에 의해 상쇄 제거된다.
또한, 육면체 내에서 제1송신코일(11)과 제2송신코일(21)이 일치되게 맞대향되고 제1수신코일(12)과 제2수신코일(22)도 일치되게 맞대향됨에 따라, 송신코일로부터 결합되는 신호가 상쇄 제거된다.
한편, 본 발명에서 구비되는 발룬들(17,18)에 의해 평형(balanced) 선로에 해당하던 안테나는 불평형(unbalanced) 선로로 변환되며, 그에 따라 신호 왜곡을 감소시킬 수 있고 또한 코일의 입력 임피던스를 변화시킬 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드에서 제3기판의 양면을 각각 도시한 평면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드에서 제4기판의 양면을 각각 도시한 평면도이다.
도 4 및 5에 도시된 바와 같이, 전술된 제1연결라인과 제2연결라인을 형성하기 위해 구비되는 제1 내지 4 라인들(31,32,41,42)이 제3기판(30)과 제4기판(40)에 구비된다.
제1라인(31)은 제3기판(30)의 일면(30a)에 구비되며, 그 제1라인(31)은 제1기판(10)의 타면(10b) 일부와 제2기판의 타면(20b) 일부에도 연장되어 제1송신코일(11)의 일단과 제2송신코일(21)의 일단을 연결한다.
제2라인(32)은 제1라인(31)와 이웃하게 제3기판(30)의 일면(30a)에 구비되며, 그 제2라인(32)은 제1기판(10)의 타면(10b) 일부와 제2기판(20)의 타면(20b) 일부에 연장되어 제2단자(14)와 제2송신코일(21)의 타단을 연결한다.
제3라인(41)은 제4기판(40)의 일면(40a)에 구비되며, 그 제3라인(41)은 제1기판(10)의 타면(10b) 일부와 제2기판의 타면(20b) 일부에도 연장되어 제1수신코일(12)의 일단과 제2수신코일(22)의 일단을 연결한다.
제4라인(42)은 제3라인(41)와 이웃하게 제4기판(40)의 일면(40a)에 구비되며, 그 제4라인(42)은 제1기판(10)의 타면(10b) 일부와 제2기판(20)의 타면(20b) 일부에 연장되어 제4단자(16)와 제2수신코일(22)의 타단을 연결한다.
제3기판(30)과 제4기판(40)이 서로 대향 배치되므로, 제1라인(31)과 제2라인(32)이 제1기판(10)으로 연장된 부분은 제3라인(41)과 제4라인(42)이 제1기판으로 연장된 부분과 반대측이 된다.
도 6은 본 발명에 따른 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드에서 제5기판과 제6기판을 각각 도시한 평면도이다.
도 6에 도시된 제5기판(50)과 제6기판(60)은 제1 내지 4 기판들(10,20,30,40)과 결합되어 육면체를 완성한다.
특히, 제5기판(50)은 육면체의 내부를 관측하기 위한 관통 홀(51)을 각각 구비하며, 제6기판(60)도 육면체의 내부를 관측하기 위한 관통 홀(61)을 각각 구비한다.
별도의 예로써, 도 6에서는 제5기판(50)과 제6기판(60)이 모두 관통 홀(51,61)을 구비하는 것으로 도시하나, 제5기판(50)과 제6기판(60) 중 하나에만 관통 홀이 구비될 수도 있다.
도 7은 본 발명에 따른 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드의 전기적 연결 구성을 설명하기 위한 전개도로써, 설명에 용이하도록 제1 및 2 기판들(10,20)에서 송신코일(11,21)과 수신코일(12,22)을 분리하여 도시하며, 제1송신코일(11)과 제2송신코일(21), 또는 제1수신코일(12)과 제2수신코일(22)이 서로 다른 길이를 갖는 것으로 도시한다.
본 발명에서는 전술된 바와 같이 수신코일(12,22)이 송신코일(11,21)을 외곽에서 둘러싸는 형상이며, 제1송신코일(11)과 제2송신코일(21)은 동일한 도선 길이를 가지고, 제1수신코일(12)과 제2수신코일(22)은 동일한 도선 길이를 가진다.
한편, 도 7에서 실선으로 도시된 부분은 육면체의 내면에 구비되는 구성들이고, 점선으로 도시된 부분은 육면체의 외면에 구비되는 구성이다. 물론, 실선으로 도시되지만 제1 내지 4 단자들(13,14,15,16)도 육면체의 외면에 구비된다.
제1기판(10) 또는 제2기판(20)에 구비되는 제1송신코일(11), 제2송신코일(21), 제1수신코일(12), 그리고 제2수신코일(22) 중 어느 하나는 서로 다른 방향으로 나선 회전되게 형성된다. 즉, 제1 및 2 송신코일들(11,21)과 제1수신코일(12)이 동일 방향으로 나선 회전되게 형성될 수 있다. 또는 제1 및 2 수신코일들(12,22)과 제1송신코일(11)이 동일 방향으로 나선 회전되게 형성될 수 있다.
일 예로써, 제1 및 2 송신코일들(11,21)과 제1수신코일(12)은 시계 방향으로 나선 회전되고, 제2수신코일(22)은 시계 반대방향으로 나선 회전될 수 있다.
다른 예로써, 제1 및 2 수신코일들(12,22)과 제1송신코일(11)은 시계 방향으로 나선 회전되고, 제2송신코일(12)은 시계 반대방향으로 나선 회전될 수 있다.
본 발명에서는 도 7의 전개도 상에서 제1송신코일(11)과 제2송신코일(21)이 서로 다른 방향의 나선회선구조이고, 제1수신코일(12)과 제2수신코일(22)이 서로 동일 방향의 나선회선구조를 가장 바람직한 예로 적용한다.
그에 따라, 제1송신코일(11)과 제2송신코일(21)이 육면체의 내면에서 대향하고 있고, 육면체 내에서는 제1송신코일(11)이 상면에 제2송신코일(21)이 하면에 각각 구비되어 서로 마주보게 되므로, 제1송신코일(11)과 제2송신코일(21)의 전류방향은 동일하다. 반면에, 제1수신코일(12)과 제2수신코일(22)도 육면체의 내면에서 대향하고 있고, 육면체 내에서는 제1수신코일(12)이 상면에 제2수신코일(22)이 하면에 각각 구비되어 서로 마주보게 되므로, 제1수신코일(12)과 제2수신코일(22)의 전류방향은 서로 반대이다.
제1송신코일(11)과 제1수신코일(12)이 형성된 제1기판(10)의 일면(10a)과 제2송신코일(21)과 제2수신코일(22)이 형성된 제2기판(20)의 일면(20a)은 육면체의 내측면 일부를 구성하며, 제1 및 2라인들(31,32)이 형성된 제3기판(30)의 일면(30a)과 제3 및 4라인들(41,42)이 형성된 제4기판(40)의 일면(40a)이 육면체의 또다른 내측면 일부를 구성한다.
제3기판(30)의 일면(30a)에 구비되는 제1라인(31)은 제1기판(10)의 타면(10b) 일부와 제2기판의 타면(20b) 일부에도 연장되어 제1송신코일(11)의 일단과 제2송신코일(21)의 일단을 연결한다. 제1라인(31)이 제1기판(10)의 타면(10b)과 제2기판(20)의 타면(20b)으로 연장될 시에는, 제1기판(10)의 일면(10a)에서 타면(10b)으로 관통 연장되며, 제2기판(20)의 일면(20a)에서 타면(20b)으로 관통 연장된다.
제1라인(31)와 이웃하게 제3기판(30)의 일면(30a)에 구비되는 제2라인(32)은 제1기판(10)의 타면(10b) 일부와 제2기판(20)의 타면(20b) 일부에 연장되어 제2단자(14)와 제2송신코일(21)의 타단을 연결한다. 제2라인(32)도 제1기판(10)의 타면(10b)과 제2기판(20)의 타면(20b)으로 연장될 시에는, 제1기판(10)의 일면(10a)에서 타면(10b)으로 관통 연장되며, 제2기판(20)의 일면(20a)에서 타면(20b)으로 관통 연장된다.
제4기판(40)의 일면(40a)에 구비되는 제3라인(41)은 제1기판(10)의 타면(10b) 일부와 제2기판의 타면(20b) 일부에도 연장되어 제1수신코일(12)의 일단과 제2수신코일(22)의 일단을 연결한다. 제3라인(41)이 제1기판(10)의 타면(10b)과 제2기판(20)의 타면(20b)으로 연장될 시에는, 제1기판(10)의 일면(10a)에서 타면(10b)으로 관통 연장되며, 제2기판(20)의 일면(20a)에서 타면(20b)으로 관통 연장된다.
제3라인(41)와 이웃하게 제4기판(40)의 일면(40a)에 구비되는 제4라인(42)은 제1기판(10)의 타면(10b) 일부와 제2기판(20)의 타면(20b) 일부에 연장되어 제4단자(16)와 제2수신코일(22)의 타단을 연결한다. 제4라인(42)도 제1기판(10)의 타면(10b)과 제2기판(20)의 타면(20b)으로 연장될 시에는, 제1기판(10)의 일면(10a)에서 타면(10b)으로 관통 연장되며, 제2기판(20)의 일면(20a)에서 타면(20b)으로 관통 연장된다.
제1발룬(17)은 제1송신코일(11)의 타단에 연결된 제1단자(13)와 제2라인(32)에 연결된 제2단자(14)에 병렬로 연결되고, 제2발룬(18)은 제1수신코일(12)의 타단에 연결된 제3단자(15)와 제4라인(42)에 연결된 제4단자(16)에 병렬로 연결된다.
한편, 본 발명에 따른 불평형 차동 센서 헤드는 제1기판(10)의 타면(10b)에 구비되며 제3단자(15) 또는 제4단자(16) 중 어느 하나에 연결되는 튜닝코일(미도시)을 더 구비할 수 있다. 튜닝코일은 잔류 전류 성분을 제거하기 위한 것으로, 제1수신코일(12) 또는 제2수신코일(22)에 연결되는 제3라인(41)과 제4라인(42)의 일부를 나선형으로 구현한 것이다.
전술된 본 발명에 따른 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드에서 제1송신코일(11)과 제2송신코일(21)은 일정 주파수신호를 발생시키는 신호원으로 사용되며, 일 예로써 일정한 저주파신호를 발생시키는 신호원일 수 있다.
추가 예로써, 전술에서는 제1송신코일(11)과 제2송신코일(21)과 제1수신코일(12)과 제2수신코일(22) 중 어느 하나가 서로 다른 방향으로 나선 회전되게 형성되는 것으로 설명되었으나, 제1송신코일(11)과 제2송신코일(21)과 제1수신코일(12)과 제2수신코일(22)가 동일한 방향으로 나선 회전되게 형성할 수도 있으며, 그러한 구조에서는 제1송신코일(11)과 제2송신코일(21)에 연결되는 선로를 반대로 연결하거나, 제1수신코일(12)과 제2수신코일(22)에 연결되는 선로를 반대로 연결할 수 있다.
즉, 정리하면, 송신코일들(11,21)과 수신코일들(12,22)의 나선 회전 구조에 무관하게, 송신코일들(11,21)이 서로 일치되게 맞대향하면서 그들에 흐르는 전류 방향은 동일하게 구현하고, 수신코일들(12,22)이 서로 일치되게 맞대향하면서 그들에 흐르는 전류 방향은 서로 반대 방향이 되도록 구현한다.
지금까지 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다.
그러므로 여기서 설명한 본 발명의 실시 예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 상술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 제1기판 11: 제1송신코일
12: 제2송신코일 13,14,15,16: 제1 내지 4 단자
17,18: 제1 및 2 발룬 19,23: 제1 및 2 홀
20: 제2기판 21: 제2송신코일
22: 제2수신코일 30: 제3기판
31,32: 제1 및 2 라인 40: 제4기판
41,42: 제3 및 4 라인 50: 제5기판
60: 제6기판 51,61: 제1 및 2 관통 홀

Claims (12)

  1. 육면체를 형성하는 제1 내지 6 기판들로 구성되며,
    상기 제1기판의 일면에 구비되는 나선형의 제1송신코일;
    상기 제1기판에 대향 배치된 상기 제2기판의 일면에 구비되는 나선형의 제2송신코일;
    상기 제1기판의 일면에 구비되면서 상기 제1송신코일의 외곽에 구비되는 나선형의 제1수신코일; 그리고
    상기 제2기판의 일면에 구비되면서 상기 제2송신코일의 외곽에 구비되는 나선형의 제2수신코일을 포함하되,
    상기 제1송신코일과 상기 제2송신코일은 전기적으로 연결되고, 상기 제1수신코일과 상기 제2수신코일은 전기적으로 연결되며,
    상기 제1기판의 타면에 구비되면서 상기 제1송신코일과 상기 제2송신코일에 의한 형성되는 제1연결라인의 전기적 입출력을 위한 제1단자와 제2단자와,
    상기 제1기판의 타면에 구비되면서 상기 제1수신코일과 상기 제2수신코일에 의한 형성되는 제2연결라인의 전기적 입출력을 위한 제3단자와 제4단자를 더 구비하고,
    상기 제3기판의 일면에 구비되면서 상기 제1기판의 타면 일부와 상기 제2기판의 타면 일부에 연장되어 상기 제1송신코일의 일단과 상기 제2송신코일의 일단을 연결하는 제1라인과,
    상기 제3기판의 일면에 구비되면서 상기 제1기판의 타면 일부와 상기 제2기판의 타면 일부에 연장되어 상기 제2단자와 상기 제2송신코일의 타단을 연결하는 제2라인과,
    상기 제4기판의 일면에 구비되면서 상기 제1기판의 타면 일부와 상기 제2기판의 타면 일부에 연장되어 상기 제1수신코일의 일단과 상기 제2수신코일의 일단을 연결하는 제3라인과,
    상기 제4기판의 일면에 구비되면서 상기 제1기판의 타면 일부와 상기 제2기판의 타면 일부에 연장되어 상기 제4단자와 상기 제2수신코일의 타단을 연결하는 제4라인을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드.
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  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1단자는 상기 제1송신코일의 타단에 연결되어, 상기 제1송신코일과 상기 제1라인과 상기 제2송신코일과 상기 제2라인을 경유하여 상기 제2단자에 이르는 상기 제1연결라인을 형성하는 것을 특징으로 하는 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3단자는 상기 제1수신코일의 타단에 연결되어, 상기 제1수신코일과 상기 제3라인과 상기 제2수신코일과 상기 제4라인을 경유하여 상기 제4단자에 이르는 상기 제2연결라인을 형성하는 것을 특징으로 하는 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1단자와 상기 제2단자에 병렬로 연결되는 제1발룬(1st balun)과,
    상기 제3단자와 상기 제4단자에 병렬로 연결되는 제2발룬(2nd balun)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제1송신코일, 상기 제2송신코일, 상기 제1수신코일, 그리고 상기 제2수신코일 중 어느 하나가 서로 다른 방향으로 나선 회전되게 형성되는 것을 특징으로 하는 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제1 및 2 송신코일들과 상기 제1수신코일이 동일 방향으로 나선 회전되게 형성되는 것을 특징으로 하는 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 제1 및 2 수신코일들과 상기 제1송신코일이 동일 방향으로 나선 회전되게 형성되는 것을 특징으로 하는 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1송신코일의 내측 중심에 상기 제1기판을 관통하는 제1홀과,
    상기 제2송신코일의 내측 중심에 상기 제2기판을 관통하는 제2홀을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제5기판과 상기 제6기판 중 적어도 하나에 상기 육면체의 내부를 관측하기 위한 관통 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1송신코일과 상기 제2송신코일은 상기 육면체의 내부에서 서로 일치되게 맞대향되고, 상기 제1수신코일과 상기 제2수신코일은 상기 육면체의 내부에서 서로 일치되게 맞대향되는 것을 특징으로 하는 폭발물 탐지를 위한 불평형 차동 센서 헤드.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6809520B1 (en) * 2001-12-04 2004-10-26 The Johns Hopkins University Compact, autonomous robotic detection and identification sensor system of unexploded ordnance site remediation

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