KR101488793B1 - 인체 주변 통신 채널 평가용 모의인체 및 이의 제조 방법 - Google Patents

인체 주변 통신 채널 평가용 모의인체 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모의인체 제조 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 인체 주변 통신 채널의 측정을 위한 모의인체 외피와 모의인체 용액으로 구성되는 표준 한국인의 모의인체 및 이의 제조 방법에 대한 것이다.
본 발명에 따르면, 한국인의 특성이 반영된 상태에서 통신 채널의 특성을 분석하는 것이 가능하다.

Description

인체 주변 통신 채널 평가용 모의인체 및 이의 제조 방법{Simulating body for evaluating communication channels near a human body and Method for manufacturing the same}
본 발명은 모의인체 제조 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 인체 주변 통신 채널의 측정을 위한 모의인체 외피와 모의인체 용액으로 구성되는 표준 한국인의 모의인체 및 이의 제조 방법에 대한 것이다.
전자파 흡수율(SAR: Specific Absorption Rate) 측정 등 실 측정을 위한 모의인체는 국제 표준으로 국제전기기술위원회(IEC: International Electrotechnical Commission)에서 제정한 외형이 성인 남성의 머리와 같은 SAM(Specific Anthropomorphic Manequin) 표준 모의인체와 직육면체 형태의 몸통모의인체가 있다.
SAM 표준 모의인체의 외피는 목과 머리를 포함하여 귀가 한 쪽 또는 양 쪽이 모두 존재하는 형상이다. 이에 머리 조직에 대한 모의인체용액을 SAM 표준 모의인체 외피에 삽입하여 SAM 표준 모의인체가 완성된다.
또한 인체 상반신에 대한 모의인체인 몸통 모의인체는 직육면체 형태의 외피에 마찬가지로 몸통에 해당하는 모의인체용액을 삽입하는 구조이다. 머리 조직 모의인체 액체의 유전 특성은 주파수별로 표준 문서에 상대 유전율과 도전율의 값이 제시되어 있어, 이를 바탕으로 용액을 제조한다.
이러한 모의인체는 외국인을 바탕으로 제조, 고안된 것이기 때문에, 한국인의 특성을 갖는다고 보기 어렵다. 한국인은 외국인과 체형 및 내부 조직의 구성 등이 상이하며 한국인의 체위를 바탕으로 한 외피에 한국인의 내부 조직의 특성을 반영한 한국인에 대한 모의인체는 아직 개발된 바 없다.
따라서 한국인의 특성을 반영하여 한국인의 체위 및 내부 조직 특성을 반영한 모의인체의 개발이 필요하다.
1. 한국공개특허번호 제10-2004-0045160호
1. 고종환외, "전투원 신체 주변 통신기기의 인체 노출량 분석"한국전자파학회, 24(1), pp 106~112, 2013년 1월.
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해서 제안된 것으로서, 인체 주변 통신 채널의 측정을 위한 모의인체 외피와 모의인체용액으로 구성되는 한국인 모의인체 및 이를 제조하는 모의인체 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 위 과제에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 인체 주변 통신 채널의 측정을 위한 모의인체 외피와 모의인체용액으로 구성되는 인체 주변 통신 채널 평가용 모의인체를 제공한다.
상기 인체 주변 통신 채널 평가용 모의인체는,
SAM(Specific Anthropomorphic Manequin) 표준 방식을 채택하는 인체 주변 통신 채널 평가용 모의인체에 있어서,
상기 모의인체는 모의인체용액을 삽입하기 위한 삽입구가 각각 형성되는 머리, 몸통 및 사지로 구분되며,
상기 머리와 몸통 사이에는 제 1 내부 칸막이가 형성되고, 상기 사지 중 양쪽팔과 몸통 사이에는 제 2 내부 칸막이가 형성되며, 상기 사지 중 다리와 몸통 사이에는 제 3 내부 칸막이가 형성되며,
상기 모의인체용액은 상기 머리, 몸통 및 사지로 각각 나누어져 제조되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 모의인체의 치수는 한국인 신체치수조사에서 제시된 20대 한국인 성인 남성의 표준 체위를 기준으로 할 수 있다.
또한, 상기 모의인체의 외피 재질은 상기 모의인체용액과 서로 반응하지 않는 FRP(Fiber Reinforced Plastic)인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 머리, 몸통, 및 사지의 각 체적비는 한국인 남성 표준 인체 모델을 활용하여 계산하고, 상기 체적비에 따른 상기 모의인체용액의 상대 유전율 및 도전율은 다음식
Figure 112013059380711-pat00001
if V = {머리, 몸통, 사지}, Vi = {vi1, vi2, ..., vin}(여기서, vij : Vi를 구성하는 인체 조직, εr(x) : x의 상대유전율, vr(x) : x의 체적비, σ(x) : x의 도전율인)에 의해 산출되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 모의인체용액 중 상기 머리쪽에 삽입되는 머리 모의인체용액은 초순수(deionized water) 60%, 트리톤(Triton) X-100 30%, 디에틸렌글리콜부틸에테르(diethylene glycol butyl ether) 10%의 혼합액이고, 상기 모의인체용액 중 상기 몸통쪽에 삽입되는 몸통 모의인체용액은 초순수(deionized water) 59%, 트리톤(Triton) X-100 30.7%, 디에틸렌글리콜부틸에테르(diethylene glycol butyl ether) 10.3%의 혼합액이고, 상기 모의인체용액 중 상기 사지쪽에 삽입되는 사지 모의인체용액은 초순수(deionized water) 56%, 트리톤(Triton) X-100 41%, 디에틸렌글리콜부틸에테르(diethylene glycol butyl ether) 3%의 혼합액인 것을 특징으로 할 수 있다.
다른 한편으로, 본 발명의 일실시예는, SAM(Specific Anthropomorphic Manequin) 표준 방식을 채택하는 인체 주변 통신 채널 평가용 모의인체 제조 방법에 있어서, 상기 모의인체를 머리, 몸통 및 사지로 구분하여 모의인체용액을 삽입하기 위한 삽입구를 각각 형성하는 단계; 상기 머리와 몸통 사이에는 제 1 내부 칸막이를 형성하고, 상기 사지 중 양쪽팔과 몸통 사이에는 제 2 내부 칸막이를 형성하고, 상기 사지 중 다리와 몸통 사이에는 제 3 내부 칸막이를 형성하는 단계; 한국인 남성 표준 인체 모델을 활용하여 체적비를 산출하고 산출된 체적비에 따른 상기 머리, 몸통 및 사지의 상대 유전율 및 도전율을 산출하고 산출된 상대 유전율 및 도전율에 따라 모의인체용액을 제조하는 단계; 및 상기 삽입구를 통하여 제조된 해당 모의인체용액을 상기 머리, 몸통 및 사지로 나누어 주입하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인체 주변 통신 채널 평가용 모의인체 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 한국인의 특성이 반영된 상태에서 통신 채널의 특성을 분석하는 것이 가능하다. 부연하면, 한국인의 신체적인 특성을 반영한 것으로, 통신 채널 특성 측정시 실제 인체를 활용한 측정이 불가능하기 때문에 본 발명에서 제안하는 방식으로 모의인체를 측정에 활용하며 한국인의 특성이 반영된 모의인체를 사용함으로써 실험 결과의 정확도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 인체 주변 통신 채널 평가용 한국인 모의인체의 외형 중 전면을 설명하는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 인체 주변 통신 채널 평가용 한국인 모의인체의 외형 중 후면을 설명하는 개념도이다.
도 3은 본 본 발명의 일실시예에 따른 인체 주변 통신 채널 평가용 한국인 모의인체를 제조하는 과정을 보여주는 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.
제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 인체 주변 통신 채널 평가용 모의인체 제조 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 인체 주변 통신 채널 평가용 한국인 모의인체의 외형 중 전면을 설명하는 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 인체 주변 통신 채널 평가용 한국인 모의인체의 외형 중 후면을 설명하는 개념도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 표준 한국인의 신체 치수에 따른 모의인체(1)는 모의인체 외피(10)와 내부 조직의 모의인체용액으로 구성된다.
모의인체 외피(10)는 두께 4 ~ 6mm의 FRP(Fiber Reinforced Plastic)로 내부는 비어있는 구조이며, 규격은 한국인 신체치수조사에서 제시한 20대 한국인 남성 표준 체위를 바탕으로 하며, 표준 체위의 ㅁ5% 이내의 치수를 갖도록 외피를 제조한다. 예를 들면, 모의인체 외피의 규격은 키 175cm, 어깨 너비 40cm, 머리 둘레 55cm, 팔 길이 56cm, 다리 가쪽 길이 104 cm, 가슴둘레 90cm, 허리둘레 75cm, 엉덩이 둘레 91.5cm이다.
모의인체 외피(10)의 내부에 인체 조직과 유사한 특성을 갖는 모의인체용액을 삽입하며, 내부에서 서로 다른 용액이 섞이지 않도록 칸막이가 존재한다. 부연하면, 모의인체 외피(10)의 목, 허리, 양 어깨에 내부 칸막이(14,15,16)를 추가하여 내부 공간을 머리, 몸통, 사지로 구분한다.
부연하면, 제 1 내부 칸막이(14)는 머리와 몸통을 구분하기 위한 내부 칸막이이고, 제 2 내부 칸막이(15)는 몸통과 사지(팔)를 구분하기 위한 내부 칸막이이고, 제 3 내부 칸막이(16)는 몸통과 사지(다리)를 구분하기 위한 내부 칸막이이다.
모의인체(1)의 머리, 몸통, 사지(팔 및 다리를 일컬음)에는 모의인체용액을 삽입하기 위한 삽입구(11,12,13-1,13′-1,13-2,13′-2)가 있으며, 이러한 삽입구들을 막기 위한 마개(미도시)가 구비될 수 있다.
부연하면, 정수리쪽에 머리 모의인체용액 삽입구(11)가 있고, 등 위쪽에 몸통 모의인체용액 삽입구(12)가 있고, 양 팔꿈치쪽에 팔 모의인체용액 삽입구(13-1,13′-1)가 있으며, 양 엉덩이 쪽에는 하체 모의인체용액 삽입구(13-2,13′-2가 형성된다.
모의인체용액은 인체 부분을 머리, 몸통, 사지로 나누어 제조하며, 모의인체용액의 상대유전율과 도전율은 각 인체 부분을 구성하는 인체조직의 체적비를 활용하여 계산한다. 각 인체 부분에 대해 구성 조직의 종류 및 각 조직별 체적비는 한국인 남성 표준 인체 모델을 활용하여 파악하고, 인체 부분을 구성하는 각 조직별 체적비와 상대유전율, 도전율의 곱을 합산하여 머리, 몸통, 사지의 상대유전율 및 도전율 값을 도출한다. 이를 수학식으로 나타내면 다음과 같다.
Figure 112013059380711-pat00002
if V = {머리, 몸통, 사지}, Vi = {vi1, vi2, ..., vin}
여기서, 기호는 다음과 같다.
vij : Vi를 구성하는 인체 조직
εr(x) : x의 상대유전율
vr(x) : x의 체적비
σ(x) : x의 도전율
이에 따른 머리, 몸통, 사지의 상대 유전율과 도전율 값은 각각 머리 41.54, 1.56S/m, 몸통 40.57, 1.47S/m, 사지 38,16, 1.28S/m이다. 2.45 GHz에서 도출된 머리, 몸통, 사지의 상대유전율, 도전율의 ㅁ 10% 범위를 만족하도록 모의인체용액이 제조된다.
모의인체용액은 초순수(deionized water), 트리톤(Triton) X-100, 디에틸렌글리콜부틸에테르(diethylene glycol butyl ether)로 구성된다. 머리의 모의인체용액은 초순수(deionized water) 60%, 트리톤(Triton) X-100 30%, 디에틸렌글리콜부틸에테르(diethylene glycol butyl ether) 10%로 구성된다.
몸통의 모의인체용액은 초순수(deionized water) 59%, 트리톤(Triton) X-100 30.7%, 디에틸렌글리콜부틸에테르(diethylene glycol butyl ether) 10.3%, 사지의 모의인체용액은 초순수(deionized water) 56%, 트리톤(Triton) X-100 41%, 디에틸렌글리콜부틸에테르(diethylene glycol butyl ether) 3%로 구성된다.
도 3은 본 본 발명의 일실시예에 따른 인체 주변 통신 채널 평가용 한국인 모의인체를 제조하는 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 3을 참조하면, 모의인체(1)를 머리, 몸통 및 사지로 구분하여 모의인체용액을 삽입하기 위한 삽입구(11,12,13-1,13′-1,13-2,13′-2)를 각각 형성하고, 머리, 몸통 및/또는 사지들 사이에 내부 칸막이(14,15,16)를 형성한다(S300,S310).
부연하면, 상기 머리와 몸통 사이에는 제 1 내부 칸막이를 형성하고, 상기 사지 중 양쪽팔과 몸통 사이에는 제 2 내부 칸막이를 형성하고, 상기 사지 중 다리와 몸통 사이에는 제 3 내부 칸막이를 형성한다.
이후, 한국인 남성 표준 인체 모델을 활용하여 체적비를 산출하고 산출된 체적비에 따른 머리, 몸통 및 사지의 상대 유전율 및 도전율을 산출하고, 이러한 유전율 및/또는 도전율에 따라 모의인체용액을 제조한다(단계 S320).
상기 삽입구를 통하여 제조된 해당 모의인체용액을 상기 머리, 몸통 및 사지로 각각 나누어 주입한다(단계 S320).
도 3에서는 단계 S300이 단계 S310보다 앞서 진행되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지는 않으며, 단계 S310이 단계 S300보다 앞서 진행될 수 있다.
1: 모의인체
10 : 모의인체 외피
11 : 머리 모의인체용액 삽입구
12 : 몸통 모의인체용액 삽입구
13-1,13′-1 : 하체 모의인체용액 삽입구
13-2,13′-2 : 팔 모의인체용액 삽입구
14 : 제 1 내부 칸막이
15,15′ : 제 2 내부 칸막이
16 : 제 3 내부 칸막이

Claims (8)

  1. SAM(Specific Anthropomorphic Manequin) 표준 방식을 채택하는 인체 주변 통신 채널 평가용 모의인체에 있어서,
    상기 모의인체는 모의인체용액을 삽입하기 위한 삽입구가 각각 형성되는 머리, 몸통 및 사지로 구분되며,
    상기 머리와 몸통 사이에는 제 1 내부 칸막이가 형성되고, 상기 사지 중 양쪽팔과 몸통 사이에는 제 2 내부 칸막이가 형성되며, 상기 사지 중 다리와 몸통 사이에는 제 3 내부 칸막이가 형성되며,
    상기 모의인체용액은 상기 머리, 몸통 및 사지로 각각 나누어져 제조되고,
    상기 모의인체의 치수는 한국인 신체치수조사에서 제시된 20대 한국인 성인 남성의 표준 체위를 기준으로 하며, 상기 모의인체의 외피 재질은 상기 모의인체용액과 서로 반응하지 않는 FRP(Fiber Reinforced Plastic)인 것을 특징으로 하는 인체 주변 통신 채널 평가용 모의인체.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 머리, 몸통, 및 사지의 각 체적비는 한국인 남성 표준 인체 모델을 활용하여 계산하고, 상기 체적비에 따른 상기 모의인체용액의 상대 유전율 및 도전율은 다음식
    Figure 112013059380711-pat00003

    if V = {머리, 몸통, 사지}, Vi = {vi1, vi2, ..., vin}(여기서, vij : Vi를 구성하는 인체 조직, εr(x) : x의 상대유전율, vr(x) : x의 체적비, σ(x) : x의 도전율인)에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 인체 주변 통신 채널 평가용 모의인체.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 모의인체용액 중 상기 머리쪽에 삽입되는 머리 모의인체용액은 초순수(deionized water) 60%, 트리톤(Triton) X-100 30%, 디에틸렌글리콜부틸에테르(diethylene glycol butyl ether) 10%의 혼합액이고,
    상기 모의인체용액 중 상기 몸통쪽에 삽입되는 몸통 모의인체용액은 초순수(deionized water) 59%, 트리톤(Triton) X-100 30.7%, 디에틸렌글리콜부틸에테르(diethylene glycol butyl ether) 10.3%의 혼합액이고,
    상기 모의인체용액 중 상기 사지쪽에 삽입되는 사지 모의인체용액은 초순수(deionized water) 56%, 트리톤(Triton) X-100 41%, 디에틸렌글리콜부틸에테르(diethylene glycol butyl ether) 3%의 혼합액인 것을 특징으로 하는 인체 주변 통신 채널 평가용 모의인체.
  5. SAM(Specific Anthropomorphic Manequin) 표준 방식을 채택하는 인체 주변 통신 채널 평가용 모의인체 제조 방법에 있어서,
    상기 모의인체를 머리, 몸통 및 사지로 구분하여 모의인체용액을 삽입하기 위한 삽입구를 각각 형성하는 단계;
    상기 머리와 몸통 사이에는 제 1 내부 칸막이를 형성하고, 상기 사지 중 양쪽팔과 몸통 사이에는 제 2 내부 칸막이를 형성하고, 상기 사지 중 다리와 몸통 사이에는 제 3 내부 칸막이를 형성하는 단계;
    한국인 남성 표준 인체 모델을 활용하여 체적비를 산출하고 산출된 체적비에 따른 상기 머리, 몸통 및 사지의 상대 유전율 및 도전율을 산출하고 산출된 상대 유전율 및 도전율에 따라 모의인체용액을 제조하는 단계; 및
    상기 삽입구를 통하여 제조된 해당 모의인체용액을 상기 머리, 몸통 및 사지로 나누어 주입하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 인체 주변 통신 채널 평가용 모의인체 제조 방법
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 모의인체의 치수는 한국인 신체치수조사에서 제시된 20대 한국인 성인 남성의 표준 체위를 기준으로 하며, 상기 모의인체의 외피 재질은 상기 모의인체용액과 서로 반응하지 않는 FRP(Fiber Reinforced Plastic)인 것을 특징으로 하는 인체 주변 통신 채널 평가용 모의인체 제조 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 머리, 몸통, 및 사지의 각 체적비는 한국인 남성 표준 인체 모델을 활용하여 계산하고, 상기 체적비에 따른 상기 모의인체용액의 상대 유전율 및 도전율은 다음식
    Figure 112013059380711-pat00004

    if V = {머리, 몸통, 사지}, Vi = {vi1 , vi2, ..., vin}(여기서, vij : Vi를 구성하는 인체 조직, εr(x) : x의 상대유전율, vr(x) : x의 체적비, σ(x) : x의 도전율인)에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 인체 주변 통신 채널 평가용 모의인체 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 모의인체용액 중 상기 머리쪽에 삽입되는 머리 모의인체용액은 초순수(deionized water) 60%, 트리톤(Triton) X-100 30%, 디에틸렌글리콜부틸에테르(diethylene glycol butyl ether) 10%의 혼합액이고,
    상기 모의인체용액 중 상기 몸통쪽에 삽입되는 몸통 모의인체용액은 초순수(deionized water) 59%, 트리톤(Triton) X-100 30.7%, 디에틸렌글리콜부틸에테르(diethylene glycol butyl ether) 10.3%의 혼합액이고,
    상기 모의인체용액 중 상기 사지쪽에 삽입되는 사지 모의인체용액은 초순수(deionized water) 56%, 트리톤(Triton) X-100 41%, 디에틸렌글리콜부틸에테르(diethylene glycol butyl ether) 3%의 혼합액인 것을 특징으로 하는 인체 주변 통신 채널 평가용 모의인체 제조 방법.
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