KR101759996B1 - 전자기장 측정 시스템 - Google Patents

Abstract

전자기장 측정 시스템(MSY)은 평면(AB)에 배치되는 안테나 장치(AD1)를 포함한다. 상기 안테나 장치는 한 쌍의 전자기장 직교 성분을 나타내는 한 쌍의 신호를 제공하도록 배치된다. 신호 전송용 인쇄 회로(PT)는 상기 안테나 장치가 배치되는 평면에 직교하도록 배치된다. 상기 인쇄 회로는 상기 안테나 장치를 통해 제공되는 상기 한 쌍의 신호를 측정 모듈(PRM)에 전송시키기 위하여 상기 안테나 장치에 연결되어 있는 전송 선(TL1)을 포함한다.

Description

전자기장 측정 시스템{SYSTEM FOR MEASURING AN ELECTROMAGNETIC FIELD}

본 발명은 전자기장, 특히 근거리장에서 전자기장을 측정하는 시스템에 관한 것이다. 예를 들어, 상기 시스템은 전자파 인체 흡수율(SAR)을 측정하는데 사용될 수 있다. 본 발명은 또한 상기 시스템과 관련하여 전자기장을 측정하는 방법에 관한 것이다.

전자파 인체 흡수율의 측정 방법은 일반적으로 근거리 상태에 있는 전자기장의 3차원적 특징과 관계가 있다. 상기 전자기장은 예를 들어, 생체 조직으로 간주되는 매체로 채워진 마네킹과 같은 3차원적 물체를 통과한다. 상기 전자기장은 상기 물체 내 한 지점에서 다른 한 지점을 지나가면서 상당히 변화할 수 있는 진폭을 가진다. 상기 전자파 인체 흡수율을 측정하기 위하여, 상기 전자기장의 진폭은 상기 물체 내 여러 지점에서 측정되어야만 한다. 이와 관련된 최신 기술은 전자기장의 3 개의 직교 성분(X, Y 및 Z)을 측정하기 위하여 배치되는 단일의 안테나 장치를 포함하는 기초 프로브(probe)를 사용하는 단계로 이루어져 있다. 상기 기초 프로브가 상기 물체 내 여러 지점에 연속적으로 위치되도록 상기 기초 프로브는 상기 물체 내에서 이동하게 된다. 그 후, 상기 기초 프로브는 상기 여러 지점에서 전자기장의 진폭을 측정한다. 하지만, 이는 상대적으로 처리 속도가 느리다.

특허 간행물 WO 2004/079299는 생체 조직의 유전(dielectric) 성질을 구현하는 액체로 채워진 환형(phantom)이 흡수하는 전자기파의 전자파 인체 흡수율(SAR)을 측정하는 방법을 설명하고 있다. 상기 환형은 안테나로부터 방출되는 마이크로웨이브에 노출된다. 상기 환형 내에서의 상기 전기장의 진폭 및 위상은 상기 전기장의 집중적 근거리 영역으로 정의되는 표면 상에 위치한 복수의 지점에서 측정된다. 상기 환형 내의 전기장 크기를 결정하기 위하여 상기 표면 상에서 측정된 데이터의 근거리장 변환(near-field transformation) 방법이 수행된다. 그 후 상기 SAR이 계산된다.

보다 상세하게, 상기 언급된 특허 간행물은 70 mm의 측면 크기를 가지고 36 개의 양극성 프로브를 운반하는 사각형의 얇은 딱딱한 기판으로 형성된 프로브의 네트워크를 설명하고 있다. 각각의 프로브는 인쇄 회로 기판을 가로 질러 에칭된 4 개의 분리된 스트립으로 형성된다. 각각의 쌍극 안테나의 각각의 스트립은 얇은 수직 동축 케이블의 중심 코어에 연결되어 있다. 이와 같이, 두 개의 케이블이 동일한 쌍극 안테나의 두 개의 스트립에 연결되어 있다. 이들 케이블은 밸런(balun) 장치의 단자에 연결되어 있다. 양극성 프로브는 두 개의 분리된 밸런 장치 및 4 개의 동축 케이블을 필요로 한다. 상기 4 개의 동축 케이블은 차폐물 사이의 접촉을 확실히 하기 위하여 서로 연결되어 있고, 4 개의 스트립은 서로 붙어 있지는 않지만 근접하게 배치된다.

이와 같이, 특히 근거리장에서 상대적으로 빠르고 정확한 방법으로 전자기장을 측정할 수 있게 하는 실질적인 해결 방법이 요구되고 있다. 이러한 요구를 보다 효과적으로 만족시키기 위하여, 다음과 같은 사항이 고려된다.

전자기장의 두 직교 성분의 측정값에 기초하여 상대적으로 정확한 방법으로 전자기장을 특징 짓기 위한 사전 대응책이 고려된다. 전자기장의 성분을 나타내는 신호는 전자기장의 다른 성분을 나타내는 신호와 간섭을 일으킬 수 있고, 그 반대 간섭 현상도 일어날 수 있다. 이러한 간섭 현상은 일반적으로 보상시키기 어렵고 비용을 많이 들여 설령 보상된다 할지라도 정밀도에 안 좋은 영향을 미칠 수 있다.

상기 언급된 특허 간행물에서 설명된 방법의 경우, 프로브의 네트워크로부터 전송되는 두 개의 직교 성분을 나타내는 신호를 전송하는데 사용되는 동축 케이블 덕분에 이러한 간섭 현상이 상대적으로 약해질 수 있다. 하지만, 상기 프로브의 네트워크는 많은 동축 케이블을 필요로 하고, 상기 동축 케이블은 방법의 수행을 어렵게 만들며 단가를 높인다. 더 나아가, 상기 동축 케이블은 측정되는 전자기장에 영향을 주어, 측정 정밀도에 안 좋은 영향을 미칠 수 있다.

본 발명에 따른 전자기장 측정 시스템은,

- 적어도 하나의 평면 기판(AB) 상에 배치되는 안테나 장치 집합체(AD1 내지 AD8)로서, 상기 평면 기판은 적어도 하나의 슬롯(GA1)을 포함하고, 상기 안테나 장치는 상기 적어도 하나의 슬롯을 따라 배치되며, 상기 안테나 장치 집합체는 상기 안테나 장치가 배치된 각 지점에서의 전자기장의 진폭 정보 및 위상 정보 한 쌍의 직교 성분을 포함하는 안테나 신호를 제공하도록 배치되어, 각 안테나 장치가 전자기장의 한 쌍의 직교 성분을 나타내는 한 쌍의 신호를 제공하도록 배치되는, 안테나 장치 집합체(AD1 내지 AD8); 및
- 상기 안테나 장치가 배치된 상기 적어도 하나의 평면 기판의 적어도 하나의 슬롯에 수용된 연장부(PO1)를 포함하는 신호 전송용 인쇄 회로(PT)로서, 상기 인쇄 회로는 상기 안테나 장치 집합체가 배치되는 적어도 하나의 평면 기판에 직교하도록 배치되고, 상기 인쇄 회로는 상기 안테나 장치 집합체와 연결된 전송선 집합체(TL1 내지 TL8)로서, 상기 안테나 장치에 연결되어 있는 전송선(TL1)이 상기 안테나 장치를 통해 제공되는 상기 한 쌍의 신호를 측정 모듈(PRM)로 전송하도록 배치된 제1 신호 전도부 및 제2 신호 전도부를 포함하는, 전송선 집합체를 포함하는, 신호 전송용 인쇄 회로(PT);를 포함한다.

삭제

발명자는 충분히 정확한 방법으로 전자기장을 측정할 수 있는 한편 전자기장의 두 직교 성분을 나타내는 신호를 전송하기 위한 인쇄 회로 상에서 수행되는 전송선을 사용할 수 있도록 하였다. 이러한 신호 전송용 인쇄 회로의 사용을 통해서 특히 근거리장에서 상대적으로 빠르고 정확한 방법으로 전자기장을 측정하는 것이 매우 용이하게 된다. 더 나아가, 상기 신호를 전송하기 위한 동축 케이블을 사용하는 측정 시스템과 비교하여 볼 때, 인쇄 기판을 사용하는 측정 시스템은 더 높은 자유도를 제공하여 상기 측정 시스템이 상대적으로 작은 정도로만 전자기장에 영향을 주도록 할 수 있다.

본 발명의 수행은 유리하게 이하 설명되게 되는 추가적인 특징들 중 하나 이상을 포함한다. 이들 추가적인 특징들은 상대적으로 빠르고 정확한 방법으로 전자기장을 측정할 수 있게 하는 실질적 수행방법을 달성하는데 도움을 준다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 집합체의 각 안테나 장치는 서로 직교하도록 배치되는 제1 요소(EV)와 제2 요소(EH), 및 공통 기준 요소(ER)를 포함한다.
상기 안테나 장치는 차등형 출력 신호 보다 덜 복잡한 전송선을 필요로 하는 단일 말단형 출력 신호를 제공한다.

삭제

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 안테나 장치는 신호 전송용 인쇄 회로(PT)와 다른 별도의 인쇄 회로에서 구현되고, 상기 별도의 인쇄 회로는, 상기 안테나 장치 집합체(AD1 내지 AD8)가 상기 별도의 인쇄 회로에 배치되도록, 적어도 하나의 평면 기판(AB)을 구성한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)의 연장부(PO1)는 마주보는 한 쌍의 주면을 가지고, 상기 한 쌍의 주면 중 한 면은 상기 전송선의 제1 신호 전도부와 연결된 제1 전도 영역(X1)을 포함하고, 상기 한 쌍의 주면 중 다른 한 면은 상기 전송선의 제2 신호 전도부 및 기준 전도부에 각각 연결된 제2 전도 영역(X2) 및 제3 전도 영역(X3)을 포함하고, 상기 안테나 장치가 구현된 상기 평면 기판(AB)을 구성하는 상기 별도 인쇄 회로의 슬롯(GA1)은, 한 쌍의 길이 방향 가장자리(LB1, LB2)를 가지고, 제1 요소(EV)가 상기 연장부의 상기 제1 전도 영역에 납땜되어 연결될 수 있도록 상기 한 쌍의 길이 방향 가장자리 중 하나에 배치되는 제1 요소의 일부분을 가지고, 상기 제2 요소 및 상기 공통 기준 요소가 상기 연장부의 상기 제2 전도 영역 및 상기 제3 전도영역에 납땜되어 각각 연결될 수 있도록 상기 슬롯의 한 쌍의 길이 방향 가장자리 중 나머지 하나에 배치된 제2 요소(EH)의 일부분 및 공통 기준 요소(ER)의 일부분을 가진다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)의 연장부(PO1)는 마주보는 한 쌍의 주면을 가지고, 상기 한 쌍의 주면 중 한 면은 상기 전송선의 제1 신호 전도부와 연결된 제1 전도 영역(X1)을 포함하고, 상기 한 쌍의 주면 중 다른 한 면은 상기 전송선의 제2 신호 전도부 및 기준 전도부에 각각 연결된 제2 전도 영역(X2) 및 제3 전도 영역(X3)을 포함하고, 상기 안테나 장치가 구현된 상기 평면 기판(AB)을 구성하는 상기 별도 인쇄 회로의 슬롯(GA1)은, 한 쌍의 길이 방향 가장자리(LB1, LB2)를 가지고, 제1 요소(EV)가 상기 연장부의 상기 제1 전도 영역에 납땜되어 연결될 수 있도록 상기 한 쌍의 길이 방향 가장자리 중 하나에 배치되는 제1 요소의 일부분을 가지고, 상기 제2 요소 및 상기 공통 기준 요소가 상기 연장부의 상기 제2 전도 영역 및 상기 제3 전도영역에 납땜되어 각각 연결될 수 있도록 상기 슬롯의 한 쌍의 길이 방향 가장자리 중 나머지 하나에 배치된 제2 요소(EH)의 일부분 및 공통 기준 요소(ER)의 일부분을 가진다.
이러한 추가적인 특징은 상기 안테나 장치가 수행되는 인쇄 회로와 신호 전송용 인쇄 회로의 조립을 쉽고 확실하게 만든다.
여기서, 상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)는 유리하게, 상기 인쇄 회로에서 서로 마주하는 한 쌍의 외부 전도 레이어(CL1, CL4); 복수의 내부 전도 레이어(CL2, CL3); 및 두 개의 전도 레이어를 분리하는 복수의 비전도 레이어(NL1, NL2, NL3);를 포함할 수 있다.

삭제

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 연장부의 상기 제1 전도 영역(X1)은 제1 내부 전도 레이어(CL2)에 속한 제1 전도 통로(P1)의 일 단부를 구성하고, 상기 제2 전도 영역(X2) 및 상기 제3 전도 영역(X3) 각각은, 제2 내부 전도 레이어(CL3)에 속한 제2 전도 통로(P2)의 일 단부 및 제3 전도 통로(P3)의 일 단부를 구성하고, 상기 전송선의 비 표면 처리(non-surfacing) 구역에서, 상기 제1 전도 통로, 상기 제2 전도 통로, 및 상기 제3 전도 통로는 각각 제1 신호 전도부, 제2 신호 전도부 및 기준 전도부에 대응한다.

이 경우, 바람직하게는, 상기 제1 전도 통로, 상기 제2 전도 통로 및 상기 제3 전도 통로는 서로에 대하여, 상기 제1 전도 통로에 존재하는 신호와 상기 제2 전도 통로에 존재하는 신호 사이에서 간섭 현상이 최소화 되도록 배치된다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 전송선은 표면 처리 구역 및 전이 구역을 포함하고, 상기 표면 처리 구역은 한 쌍의 마이크로-스트립 선 형태를 가지고, 외부 전도 레이어(CL1)에 속한 제1 전도 스트립(S1) 및 제2 전도 스트립(S2), 및 내부 전도 레이어(CL2)에 속한 제3 전도 스트립(S3)으로 형성되고, 상기 전송선의 표면 처리 구역에서 상기 제1 전도 스트립, 상기 제2 전도 스트립 및 상기 제3 전도 스트립은 각각 제1 신호 전도부, 제2 신호 전도부 및 기준 전도부에 대응하고, 상기 전이 구역은 상기 제1 전도 스트립, 상기 제2 전도 스트립 및 상기 제3 전도 스트립을 상기 비 표면 처리 구역의 상기 제1 전도 통로(P1), 제2 전도 통로(P2) 및 제3 전도 통로(P3)에 전기적으로 각각 연결시키는 전도성 관통 구멍(V)을 구비한다.
이들 추가적 특징은 상기 신호 전송용 인쇄 회로가 상대적으로 간단한 방법으로 전기 회로를 구비하도록 만든다.

또한, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 제2 전도 통로(P2) 및 상기 제3 전도 통로(P3)는 상기 제2 전도 스트립(S2) 및 상기 제3 전도 스트립(S3)으로 형성되는 마이크로-스트립 선의 특성 임피던스에 대응하는 특성 임피던스를 가지는 2선식 전송선을 구성하도록 서로에 대하여 거리(Dl2)만큼 떨어져 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)는 상기 전송선에 대응하는 복수의 전송선(TL1 내지 TL8)을 포함하고, 상기 한 쌍의 외부 전도 레이어(CL1, CL4) 중 하나 이상의 부분은 전자기장이 상기 전송선(TL1 내지 TL8)에 도달하는 것을 막는 차폐물의 일 부분이다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 일련의 전도성 관통 구멍(VA1)은 인접하는 두 개의 전송선(TL1, TL2)의 두 개의 비 표면 처리 구역 사이에 배치되고, 상기 일련의 전도성 관통 구멍은 상기 차폐물의 일 부분이 되도록 상기 한 쌍의 외부 전도 레이어(CL1, CL4) 사이에 놓여 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 전자기장 측정 시스템은, 상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)는 전자기장의 회절 현상을 발생시키고, 상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)는, 상기 전송선(TL1, TL8)이 위치하는 중심 영역과 마주하는 한 쌍의 주변 영역으로서, 상기 주변 영역은 상기 회절 현상과 위상이 반대인 전자기장의 반향(echo)을 생성하도록 구성된 전도 구조를 구비한, 한 쌍의 주변 영역을 포함한다.
이 경우, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 전도 구조는 상기 한 쌍의 외부 전도 레이어로 형성된 한 쌍의 전도 평면(CP1, CP2)을 포함하고, 상기 한 쌍의 전도 평면 사이에 놓여 있는 상기 전도성 관통 구멍(V)을 더 포함하고, 상기 전도성 관통 구멍은 상기 전도 구조의 가장자리를 형성한다.
한편, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)는, 차폐물의 일 부분으로서 적어도 상기 전송선(TL1 내지 TL8)의 표면 처리 구역을 덮고 있는 덮개를 구비한다.

삭제

한편, 본 발명의 또 다른 실시형태의 전자기장 측정 시스템은, 서로 병렬로 배치되는 복수의 안테나 장치 집합체; 및 상기 복수의 안테나 장치 집합체 각각에 하나씩 연결되어 있는 복수의 신호 전송용 인쇄 회로(PT1 내지 PT8)로서, 상기 측정 모듈(PRM)은 각각의 상기 안테나 장치 집합체에 속한 각각의 안테나 장치로부터 전송되는 각각의 신호 쌍에 기초하여 3차원(3DR)으로 표현된 전자기장을 구축하는, 복수의 신호 전송용 인쇄 회로;를 포함한다.

삭제

본 발명의 실시예 및 추가적인 특징을 설명하기 위하여, 도면을 참고로 하여 특정 실시예의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 전자기장을 측정하는 시스템을 도시한 블록 다이어그램이다.
도 2는 전자기장을 나타내는 신호를 제공할 수 있는 프로브 모듈 조립체의 사시도를 나타낸 개략도이다.
도 3은 프로브 모듈 내 신호 전송용 인쇄 회로의 단면도를 나타낸 개략도이다.
도 4는 프로브 모듈의 측면도를 나타낸 개략도이다.
도 5는 프로브 모듈의 평면도를 나타낸 개략도이다.
도 6은 프로브 모듈의 정면도를 나타낸 개략도이다.
도 7은 프로브 모듈의 배면도를 나타낸 개략도이다.
도 8은 상기 프로브 모듈 내에 있는 안테나 장치를 도시한 개략도이다.
도 9는 신호 전송용 인쇄 회로에 안테나 바가 연결되어 있을 때 상기 프로브 모듈 내 영역의 절단도를 도시한 개략도이다.
도 10은 덮개가 제거된 이후 상기 프로브 모듈의 정면도를 도시한 개략도이다.
도 11은 신호 전송용 인쇄 회로 내에 전송선을 도시한 개략도이다.
도 12는 신호 전송용 인쇄 회로의 부분적 절단도를 통해서 상기 전송선의 연결 구역을 도시한 개략도이다.
도 13은 신호 전송용 인쇄 회로의 부분적 절단도를 통해서 상기 전송선의 비 표면 처리 구역을 도시한 개략도이다.
도 14는 신호 전송용 인쇄 회로의 부분적 절단도를 통해서 상기 전송선의 전이 구역의 제1 레벨을 도시한 개략도이다.
도 15는 신호 전송용 인쇄 회로의 부분적 절단도를 통해서 상기 전송선의 전이 구역의 제2 레벨을 도시한 개략도이다.
도 16는 신호 전송용 인쇄 회로의 부분적 절단도를 통해서 상기 전송선의 표면 처리 구역을 도시한 개략도이다.
도 17은 상기 신호 전송용 인쇄 회로의 한 쌍의 외부 전도 레이어 사이에 놓여 있는 전도성 관통 구멍을 도시한 개략도이다.
도 18은 전자기장의 회절 현상을 감소시키도록 배치된 전도 구조를 보다 상세히 도시한 개략도이다.

도 1은 전자기장을 측정하는 시스템(MSY)을 도시하고 있다. 상기 시스템(MSY)은 프로브(probe) 모듈 조립체(PBA), 선택 모듈(SLM), 처리 모듈(PRM), 디스플레이 장치(DPL) 및 데이터 저장 장치(DST)를 포함한다. 상기 프로브 모듈 조립체(PBA)는 복수의 프로브 모듈(MD1 내지 MD8)에 분포되어 있는 복수의 안테나 장치(AD)를 포함한다. 상기 프로브 모듈은 안테나 장치(AD)의 집합체를 포함하고, 상기 안테나 장치의 집합체는 단일 평면 또는 여러 평면 상에 배치될 수 있다. 케이블(CA) 세트는 프로브 모듈 집합체(PBA)와 선택 모듈(SLM) 사이에 뻗어 있다. 본 시스템에는 각각의 프로브 모듈 마다 하나 이상의 케이블이 존재하고, 이는 상기 프로브 모듈을 선택 모듈(SLM)에 연결시킨다. 어드레스 버스(BS)는 각각의 프로브 모듈을 상기 선택 모듈(SLM)에 연결시킨다.

도 1에 도시된 상기 시스템(MSY)은 기본적으로 다음과 같이 동작한다. 안테나 장치(AD)는 직교하는 전자기장 성분을 나타내는 한 쌍의 신호를 제공한다. 예를 들어, 한 성분은 "수평 성분"으로 지정될 수 있고 다른 성분은 "수직 성분"으로 지정될 수 있다. 이 용어에 따라서, 안테나 장치(AD)는 전자기장의 수평 성분을 나타내는 한 신호 및 전자기장의 수직 성분을 나타내는 다른 한 신호를 제공한다.

상기 시스템(MSY)은 상기 처리 모듈(PRM)이 안테나 장치(AD) 세트로부터 전달되는 신호를 연속적으로 수신하도록 상기 프로브 모듈 조립체(PBA)를 스캔(scan)하는 작업을 수행하며, 여기서 상기 신호가 상기 스캔 작업의 대상이 된다. 보다 구체적으로, 상기 처리 모듈(PRM)은 스캔 작업의 대상으로서 각각의 안테나 장치(AD)로부터 전자기장의 수평 성분을 나타내는 신호 및 전자기장의 수직 성분을 나타내는 신호를 연속적으로 수신한다.

상기 스캔 작업은 다음과 같은 방법으로 수행될 수 있다. 상기 처리 모듈(PRM)은 초기 선택 신호(PCS)를 제공하고, 상기 초기 선택 신호는 스캔 작업의 대상이 되는 안테나 장치(AD)를 연속적으로 선택한다. 더 나아가, 상기 초기 선택 신호(PCS)는 각각의 안테나 장치(AD) 마다 전자기장의 수평 성분 및 수직 성분을 연속적으로 선택한다. 이와 같이, 상기 초기 선택 신호(PCS)는 주어진 순간에 특정 안테나 신호(AS)를 선택한 것으로 간주된다. 이와 같이 현재 선택된 안테나 신호(AS)는 현재 선택된 안테나 장치로부터 온 것으로서 어떤 것이 선택되던지 간에 전자기장의 수평 성분 또는 수직 성분을 나타내고 있다.

상기 초기 선택 신호(PCS)의 응답으로, 상기 선택 모듈(SLM)은 상기 케이블(CA) 세트 중에서 한 케이블을 선택한다. 이 선택된 케이블은 선택 모듈(SLM)과 현재 선택된 안테나 장치가 위치한 프로브 모듈(MD*)을 연결한다(여기서 *표시는 이러한 프로브 모듈의 번호를 나타내는 기호이다). 상기 선택 모듈(SLM)은 제2 선택 신호(SCS)를 상기 주소 버스(BS)에 적용한다. 상기 제2 선택 신호(SCS)는 상기 프로브 모듈(MD*) 상에 존재하는 안테나 장치(AD)들 사이에서 하나의 특정 안테나 장치를 지시한다. 더 나아가, 상기 제2 선택 신호(SCS)는 전자기장의 수평 성분 또는 수직 성분을 선택한다. 이와 같이, 현재 선택된 안테나 신호(AS)가 상기 선택된 케이블 상에 나타나게 된다. 상기 선택 모듈(SLM)은 상기 신호를 현재 선택된 안테나 장치에서 상기 처리 모듈(PRM)로 전송한다.

이에 따라, 상기 처리 모듈(PRM)은 일련의 안테나 신호(AS)를 수신하고, 상기 안테나 신호는 스캔 작업의 대상이 되는 상기 안테나 장치(AD)로 덮여 있는 표면 상의 전자기장의 샘플링을 나타낸다. 이러한 표면은 이하 "측정 표면"이라 한다. 스캔 작업에 대상이 되는 상기 안테나 장치(AD)들의 각각의 위치는 샘플링 지점 세트를 이룬다. 상기 안테나 신호(AS)는 각각의 샘플링 지점에 대하여 전자기장의 두 직교 성분의 진폭 정보 및 위상 정보를 포함한다.

상기 처리 모듈(PRM)은 프로브 모듈 집합체(PBA)의 스캔 작업을 통해 얻어진 일련의 안테나 신호(AS)에 기초하여 전자기장의 3차원적 표현(3DR)을 주어진 크기로 만들어 낸다. 상기 일련의 안테나 신호(AS)는 상기 전자기장을 수평 차원 "X" 및 수직 차원 "Y"으로 특징짓는다. 실제로, 상기 처리 모듈(PRM)은 상기 수평 차원"X" 및 수직 차원 "Y"에 대하여 직교하는 추가적인 차원 "Z"를 추가할 수 있다. 예를 들어, 맥스웰 방정식을 적용함으로써, 상기 처리 모듈(PRM)은 상기 안테나 장치(AD)로부터 전송된 신호를 나타내는 수평 성분 "X" 및 수직 성분 "Y"에 기초하여 상기 안테나 장치(AD)의 위치에서 상기 전자기장의 제3 성분 "Z"를 결정할 수 있다.

보다 일반적인 방법으로, 상기 처리 모듈(PRM)은 측정되지 않은 위치, 즉 측정 표면 바깥 위치에서 전자기장을 재구성시킬 수 있다. 이는 상기 일련의 안테나 신호(AS)가 상기 전자기장의 두 직교 성분의 진폭 정보 및 위상 정보, 및 상기 측정 표면 상의 여러 위치에 대한 정보를 전달하기 때문에 가능할 수 있다.

상기 처리 모듈(PRM)은 예를 들어 주어진 크기로 전자기장의 3차원적 표현(3DR)을 만들어 내기 위하여 FFT 변환 방식을 사용할 수 있다(FFT는 빠른 퓨리에 변환(Fast Fourier Transformation)의 약자이다). 특정 실시예에 따르면, 상기 처리 모듈(PRM)은 상기 측정 표면 상의 전자기장을 2차원적 공간 표현으로 구성하는 데이터 메트릭스(matrix)에 FFT 변환을 적용한다. 이러한 FFT 변환을 통해서 등가 공간 표현을 만들어 낸다. 그 후, 상기 처리 모듈(PRM)은 "Z" 차원에서의 전파 연산자(propagation operator)를 상기 등가 공간 표현에 적용한다. 이 결과 상기 "Z" 차원에 있어서 상기 측정 표면에 대하여 변이된 표면에 존재하는 전자기장의 공간 표현을 만들어 낼 수 있다. 상기 처리 모듈(PRM)은 마지막으로 만들어진 상기 공간 표현에 IFFT 변환을 적용한다(상기 IFFT 변환은 FFT 변환의 역변환이다). 이를 통해 변위된 표면에 존재하는 전자기장의 2차원적 공간 표현을 구성하는 데이터 메트릭스가 얻어진다. 상기 처리 모듈(PRM)은 상기 측정 표면에 대하여 서로 다르게 변위된 각각의 표면들에 대하여 전자기장의 각각의 공간 표현을 결정함으로써 상대적으로 짧은 시간 내에 전자기장의 3차원적 표현(3DR)을 생성시킬 수 있다.

상기 디스플레이 장치(DPL)는 상기 처리 모듈(PRM)에 의하여 만들어진 전자기장의 3차원적 표현(3DR)을 시각화시킨다. 또한, 상기 3차원적 표현(3DR)은 데이터 저장 장치(DST)에 저장될 수 있다. 상기 전자기장과 관련된 그 밖의 데이터 및 측정 파라미터 또한 필요하다면 상기 데이터 저장 장치(DST)에 저장되고 시각화될 수 있다.

도 1에 도시된 상기 시스템(MSY)은 유리하게 전자파 인체 흡수율(Specific Absorption Rate, SAR)을 측정하는데 사용될 수 있다. 이를 위하여, 생체 조직과 유사한 절연 특성을 매질로 채워진 마네킹 안에 프로브 모듈 조립체(PBA)를 위치시킨다. 상기 마네킹은 인간의 머리라고 가정된다. 휴대 전화와 같이 전자기장을 방출하는 장치가 상기 마네킹 근처에 위치하게 된다. 상기 전자파 인체 흡수율은 머리에 부분적으로 흡수되는 전자기력을 나타낸다.

이하, 도 1에 도시된 상기 시스템(MSY)은 상기 전자파 인체 흡수율을 측정하기 위하여 사용된다고 가정한다. 또한, 실시예로서, 이하의 특징들이 적용된다고 가정한다. 상기 전자기장은 약 수백 MHz 내지 약 수 GHz 범위의 주파수 성분을 포함한다. 생체 조직을 가장한 상기 매질은 표준 EN62209-1에 대응하는 비유전율(relative permittivity)을 가지고, 이는 보통 약 40 정도이다. 이는 수 미리미터 내지 수십 미리미터의 전형적인 파장 범위를 가진다는 것을 의미한다. 예를 들어, 상기 전자기장은 7 mm의 최소 파장 길이와 60 mm의 최대 파장 길이를 가질 수 있다. 근거리장 조건(Near-field conditions)을 상기 전자파 인체 흡수율을 측정하기 위하여 적용하고, 이는 도 1에서 도시된 상기 프로브 모듈 조립체(PBA)가 전자기장을 방출하는 상기 장치와 불과 파장의 몇 배 정도로 비교적 가깝게 위치한다는 것을 의미한다.

도 2는 프로브 모듈 집합체(PBA)의 일 실시예를 사시도로 보다 상세하게 도시한 것이다. 본 실시예에 따르면, 상기 프로브 모듈 집합체(PBA)는 몇 개의 안테나 바(AB1 내지 AB8) 및 몇 개의 신호 전송용 인쇄 회로(PT1 내지 PT8)를 포함한다. 프로브 모듈(MD*)은 안테나 바(AB*)와 신호 전송용 인쇄 회로(PT*)의 조합을 포함한다(기호*는 1 내지 8 중 임의의 번호를 의미한다). 상기 프로브 모듈 집합체(PBA)는 상기 프로브 모듈을 기계적으로 고정시키고 상기 프로브 모듈들이 서로에 대하여 가지는 기하학적 위치를 결정하는 지지부(SUP)를 포함한다. 시스템의 축 "X", "Y" 및 "Z"는 도 2에서 3 개의 화살표를 사용하여 나타나 있고 각각은 개개의 축을 의미한다. 이들 축 "X", "Y" 및 "Z"은 상기 언급한 바와 같이 각각 차원 공간 "X", "Y" 및 "Z"에 대응한다.

프로브 모듈(MD*)의 안테나 바(AB*)는 안테나 장치(AD)의 집합체가 배치되는 평면을 구성한다. 상기 안테나 바(AB1 내지 AB8)는 예를 들어 인쇄 회로의 형태를 가질 수 있고, 상기 안테나 장치(AD)는 에칭을 통해 상기 인쇄 회로에서 형성되게 된다. 상기 인쇄 회로는 예를 들어 FR4 형식을 가질 수 있다. 상기 신호 전송용 인쇄 회로 또한 이와 동일한 형식을 가질 수 있다.

상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT*)는 상기 안테나 회로(AB*)에 직교하도록 배치된다. 이는, 상기 신호 전송용 인쇄 회로가 상기 안테나 장치(AD)의 집합체가 배치되는 평면에 직교하도록 배치되는 것을 의미한다. 상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT*)는 몇 개의 전송선을 포함하고, 보통 각각의 안테나 장치(AD)에 대한 전송선은 안테나 바 상에 존재한다. 전송선은 상기 프로브 모듈(MD*)에 연결되어 있는 케이블을 따라서 상기 전송선이 속해 있는 안테나 장치(AD)로부터 온 한 쌍의 신호를 도 1에 도시된 선택 모듈(SLM)로 전송한다. 이는 이하 상세히 설명될 것이다.

상기 안테나 바(AB1 내지 AB8)는 기하학적으로 볼 때 다양한 방법으로 배치될 수 있다는 것에 유의해야 한다. 단순화시키기 위하여, 도 2에서는 기본적인 배치 형태로서 상기 안테나 바(AB1 내지 AB8)가 평평한 표면을 형성하도록 배치되어 있다. 하지만, 상기 안테나 바(AB1 내지 AB8)는 이러한 형태와는 다른, 예를 들어 굴곡진 표면을 형성하도록 배치될 수 있다. 이를 위해서는, 상기 프로브 모듈 중 일부가 "Z" 축을 따라서 이동되어야 한다. 도 2에서 도시된 지지부(SUP)는 이러한 프로브 모듈를 이동시키는 기능을 제공할 수 있다. 또 다른 방법으로, 프로브 모듈이 서로 다른 높이를 가지도록 하여, "Z" 축을 따라서 특정 거리만큼 떨어진 특정 높이에 프로브 모듈을 위치시키는 것도 가능하다. 이러한 실시예의 경우, 상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT1 내지 PT8)는 서로 다른 크기를 가지게 될 것이다.

도 3은 신호 전송용 인쇄 회로(PT)의 횡구조를 도시하고 있다. 이 인쇄 회로(PT)는 도 2에 도시된 프로브 모듈 조립체(PBA)에 위치한 상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT1 내지 PT8)를 의미한다. 상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)는 센드위치 구조를 가지는 4 개의 전도 레이어(CL1 내지 CL4) 및 3 개의 비전도 레이어(NL1 내지 NL3)를 포함한다. 이는, 비 전도 레이어가 두 개의 전도 레이어를 분리시키는 것을 의미한다. 전도 레이어(CL1 및 CL4)는 한 쌍의 외부 전도 레이어를 구성한다. 그 외의 전도 레이어(CL2 및 CL3)는 신호 전송용 인쇄 회로의 내부에 위치하고 이하 이 둘이 합쳐져 내부 전도 레이어(CL2, CL3)를 구성한다.

이하, 도 4 내지 도 18을 참조하여 프로브 모듈을 상세히 설명한다. 상기 프로브 모듈은 도 1 및 도 2에서 도시한 프로브 모듈 집합체(PBA)에 존재하는 프로브 모듈(MD1 내지 MD8)을 의미한다.

도 4는 도 2의 축 "X"를 나타내는 화살표 방향의 측면 방향에서 상기 프로브 모듈을 도식적으로 도시한 것이다. 상기 프로브 모듈은 안테나 바(AB) 및 신호 전송용 인쇄 회로(PT)를 포함한다. 상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)는 덮개(CO)를 구비한다. 바람직하게, 상기 덮개(CO)는 금속 또는 합금과 같이 전도성 물질로 구성된다. 상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)에는 케이블 커넥터(CX)를 구비한다. 상기 케이블 커넥터(CX)는 케이블을 통해서 도 1에 도시된 선택 모듈(SLM)과 상기 프로브 모듈과의 결합을 가능하게 한다. 또한, 상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)는 하나 이상의 버스 커넥터를 포함할 수 있다. 도 4와 이하 도면에는 간략화 시키기 위하여 추가 커넥터를 도시하지 않았다.

상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)는 상기 안테나 바(AB)를 가로지르는 제1 연장부(PO1)를 포함한다. 상기 제1 연장부(PO1)는 도 3에서 도시된 두 개의 내부 전도 레이어(CL2, CL3)를 포함한다. 또한, 상기 제1 연장부(PO1)는 상기 두 개의 내부 전도부를 분리시키는 비전도 레이어(NL2)를 포함한다. 한편으로, 상기 제1 연장부(PO1)는 한 쌍의 외부 전도 레이어(CL1, CL4)를 포함하지 않고 도 3에서 도시된 그 밖의 비전도 레이어(NL1, NL3)를 포함하지 않는다.

도 5는 도 2에서 "Z" 축을 나타내는 화살표의 반대 방향으로 상기 프로브 모듈의 평면도를 도식적으로 도시한 것이다. 상기 안테나 바(AB)는 8 개의 안테나 장치(AD1 내지 AD8)의 집합체를 포함한다. 상기 안테나 바(AB)는 두 개의 슬롯으로서 제1 슬롯(GA1) 및 제2 슬롯(GA2)을 포함한다. 4 개의 안테나 장치(AD1 내지 AD4)는 상기 제1 슬롯(GA1)을 따라서 배치된다. 그 외의 4 개의 안테나 장치(AD5 내지 AD8)는 상기 제2 슬롯(GA2)을 따라서 배치된다. 즉, 상기 제1 슬롯(GA1)은 4 개의 안테나 장치(AD1 내지 AD4)를 결집시키는 한편, 상기 제2 슬롯(GA2)은 4 개의 안테나 장치(AD5 내지 AD8)를 결집시킨다.

상기 제1 슬롯(GA1)은 상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)의 제1 연장부(PO1)를 수용한다. 상기 제2 슬롯(GA2)은 상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)의 제2 연장부(PO2)를 수용한다. 상기 제2 연장부(PO2)는 제1 연장부(PO1)와 유사하다. 즉, 상기 제2 연장부(PO2)는 두 개의 내부 전도 레이어(CL2, CL3) 및 이들을 분리시키는 비전도 레이어(NL2)만을 포함한다. 상기 언급된 레이어들은 도 3에서 도시되어 있다.

도 6은 도 2에서 "Y"축을 나타내는 화살표 방향으로 본 상기 프로브 모듈의 정면도를 도식적으로 도시하고 있다. 우측에 있는 상기 제1 연장부(PO1)는 제1 주면을 가지고, 도 6에 상기 제1 주면이 도시되어 있다. 동일하게, 좌측에 있는 상기 제2 연장부(PO2)는 제1 주면을 가지고, 도 6에 상기 제1 주면이 도시되어 있다. 도 4와 관련하여 상기 언급된 상기 케이블 커넥터(CX) 및 상기 덮개(CO) 또한 도 6에 도시되어 있다.

도 6에 도시된 제1 연장부(PO1)의 제1 주면은 총 4 개의 복수의 제1 전도 영역(X1₁ 내지 X1₄)을 포함한다. 상기 제1 연장부의 제1 주면에는 도 5에서 도시된 제1 슬롯(GA1)을 따라서 배치된 각각의 안테나 장치(AD1 내지 AD4)에 대한 제1 전도 영역이 존재한다. 또한, 도 6에 도시된 제2 연장부(PO2)의 제1 주면은 총 4 개의 복수의 제1 전도 영역(X1₅ 내지 X1₈)을 포함한다. 상기 제2 연장부의 제1 주면에는 도 5에서 도시된 제2 슬롯(GA2)을 따라서 배치된 각각의 안테나 장치(AD5 내지 AD8)에 대한 제1 전도 영역이 존재한다. 상기 제1 전도 영역(X1₁ 내지 X1₅)는 도 3에 도시된 두 개의 내부 전도 레이어(CL2, CL3) 중 하나에 속해 있으며, 본 실시예의 경우 전도 레이어(CL2)에 속해있다.

상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)는 너비가 안테나 바(AB)에 대응하는 중심 영역을 포함한다. 상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)는 상기 중심 영역에서 서로 마주하는 면에 위치한 한 쌍의 주변 영역을 더 포함한다. 즉, 상기 중심 영역의 좌측과 우측에 각각 주변 영역이 존재한다.

상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)는 제1 전도 평면(CP1)을 포함한다. 상기 제1 전도 평면(CP1)은 도 5에 도시된 두 개의 외부 전도 레이어(CL1, CL4) 중 하나로 형성되어 있고, 본 실시예의 경우 전도 레이어(CL1)로 형성되어 있다. 상기 제1 전도 평면(CP1)은 "앵무새의 부리 모양"과 같이 구성된 특정 형태의 두 개의 부분을 포함하는 외형을 가진다. 상기 특정 형태는 전자기 신호 용 초크(choke)로 이루어진다. 상기 언급된 두 개의 주변 영역 각각은 앵무새의 부리 모양을 가지는 상기 초크를 포함한다. 보다 구체적으로, 초크 중 하나는 상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)의 상측 왼쪽 모서리에 위치한다. 초크 중 다른 하나는 상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)의 상측 오른쪽 모서리에 위치한다. 상기 초크는 이하 보다 상세히 설명될 것이다.

도 7은 도 2의 "Y" 축을 나타내는 화상표의 반대 방향으로 본 상기 프로브 모듈의 배면도를 도식적으로 도시한 것이다. 상기 제1 연장부(PO1)의 제2 주면은 도 7의 좌측에 도시되어 있다. 제2 주면은 도 6의 우측에 도시된 상기 제1 연장부(PO1)의 제1 주면의 맞은편에 있다. 이와 유사하게, 상기 제2 연장부(PO2)의 제2 주면은 도 7의 우측에 도시되어 있다. 도 4와 관련하여 상기 언급된 케이블 커넥터(CX) 또한 도 7에 도시되어 있다.

도 7에 도시된 상기 제1 연장부(PO1)의 제2 주면은 총 4 개의 복수의 제2 전도 영역(X2₁ 내지 X2₄)을 포함한다. 상기 제2 주면 또한 마찬가지로 총 4 개의 복수의 제3 전도 영역(X3₁ 내지 X3₄)을 포함한다. 도 5에 도시된 상기 제1 슬롯(GA1)을 따라 배치된 각각의 안테나 장치(AD1 내지 AD8)를 위한 제2 전도 영역 및 제3 전도 영역이 존재한다. 또한, 도 7에 도시된 제2 연장부(PO2)의 제2 주면은 총 4 개의 복수의 제2 전도 영역(X2₅ 내지 X2₈)을 포함하고, 총 4 개의 복수의 제3 전도 영역(X3₅ 내지 X3₈)을 포함한다. 도 5에 도시된 상기 제2 슬롯(GA2)을 따라 배치된 각각의 안테나 장치(AD5 내지 AD8)를 위한 제2 전도 영역 및 제3 전도 영역이 존재한다. 상기 제2 전도 영역(X2₁ 내지 X2₈) 및 제3 전도 영역(X3₁ 내지 X3₈)은 도 3에 도시된 전도 레이어(CL3)에 속해있다.

도 7은 제2 전도 평면(CP2)를 포함하는 신호 전달용 인쇄 회로(PT)를 도시하고 있다. 상기 제2 전도 평면(CP2)은 도 3에 도시된 전도 레이어(CL4)에 속해있다. 상기 제2 전도 평면(CP2)는 적어도 부분적으로, 도 6에 도시된 상기 제1 전도 평면(CP1)과 상호 보충적이다. 그 결과, 상기 제2 전도 평면(CP2)은 "앵무새의 부리 모양"을 가지는 두 개의 부분을 포함하는 외형을 가진다. 상기 앵무새의 부리 모양은 도 6에서 도시된 제1 전도 평면(CP)의 모양과 비교할 때 유사하고 대칭적인 형태이다. 즉, 상기 제2 전도 평면(CP2)은 상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)의 상측 왼쪽 모서리에 위치하는 앵무새의 부리 모양의 구성을 포함한다. 상기 앵무새의 부리 모양은 도 6에 도시된 상측 오른쪽 모서리에 있는 앵무새의 부리 모양을 마주보고 있다. 상기 제2 전도 평면(CP2)은 상측 오른쪽 모서리에 또 다른 앵무새의 부리 모양의 구성을 포함한다. 상기 앵무새의 부리 모양은 도 6에 도시된 상측 왼쪽 모서리에 있는 앵무새의 부리 모양을 마주보고 있다.

도 8은 도 5에 도시된 안테나 바(AB) 상에 존재하는 안테나 장치(AD1 내지 AD8)를 나타내는 안테나 장치(AD)를 보다 상세히 도시한 것이다. 도 8은 도 5에 도시된 8개의 안테나 장치(AD1 내지 AD8) 중 하나를 확대한 것이다. 한 쌍으로 구성된 길이 방향의 상부 가장자리(LB1) 및 길이 방향의 하부 가장자리(LB2)가 도 8에 도시되어 있다. 상기 한 쌍의 길이 방향 가장자리(LB1, LB2)는 확대되어 도시된 상기 안테나 장치(AD)가 서브-집합체(AD1 내지 AD4) 또는 서브-집합체(AD5 내지 AD8) 중 각각 어디에 속해 있는지에 따라서 슬롯(GA1) 또는 슬롯(GA2)에 속하게 된다. 상기 슬롯(GA1, GA2) 각각은 길이 방향 가장자리(LB1, LB2) 사이의 거리에 대응하는 너비를 가진다.

상기 안테나 장치(AD)는 서로 직교하도록 배치되어 있는 두 개의 센서 요소(EV, EH), 및 공통 기준 요소(ER)를 포함한다. 상기 두 개의 센서 요소 중 하나는 "Y"축을 따라 배향되어 있고 이하 수직 요소(EV)라 한다. 상기 두 개의 센서 요소 중 나머지 하나는 "X"축을 따라 배향되어 있고 이하 수평 요소(EH)라 한다. 상기 공통 기준 요소(ER)은 직사각형 형태를 가진다. 도 8에서 도시된 바와 같이, 상기 공통 기준 요소(ER)의 수평 가장자리는 상기 수직 요소(EV)를 마주하고 있으며, 수직 가장자리는 수평 요소(EH)를 마주하고 있다.

바람직하게, 상기 수직 요소(EV)는 전자기장의 최소 파장 길이의 절반 이하의 길이를 가진다. 이와 동일한 길이가 수평 요소(EH)에 적용된다. 예를 들어, 상기 최소 파장 길이가 위에서 언급한 바와 같이 8 mm라고 가정하자. 이 경우, 상기 수직 요소(EV) 및 수평 요소(EH)의 길이는 각각 2mm일 것이다. 상기 공통 기준 요소(ER)와 결합하여, 상기 수직 요소(EV)는 전기 용량성 임피던스(capacitive impedance)를 가지는 안테나 신호원으로 구성되어 있다. 이와 동일한 구성이 수평 요소(EH)에 적용된다. 상기 공통 기준 요소(ER)의 가장자리는 예를 들어, 1.5 내지 2mm의 너비를 가질 수 있다.

상기 수직 요소(EV)는 상기 길이 방향의 상부 가장자리(LB1) 근처에 있는 말단을 포함한다. 상기 수평 요소(EH)는 상기 길이 방향의 하부 가장자리(LB2) 근처에 있는 말단을 포함한다. 상기 수직 요소(EV)를 마주보고 있는 상기 공통 기준 요소(ER)의 수평 가장자리 또한 상기 길이 방향의 하부 가장자리(LB2)의 근처에 위치한다. 여기서, 상기 수직 요소(EV)와 상기 공통 기준 요소(ER) 사이는 소정의 너비만큼 떨어져 있다. 상기 소정의 너비는, 관련 슬롯(GA1 또는 GA2)의 너비에 대응하는 상기 길이 방향 상부 가장자리(LB1)와 길이 방향 하부 가장자리(LB2) 사이의 거리와 실질적으로 동일하다.

상기 사용된 "근처"란 용어는 다음과 같은 의미를 가지는 것으로 해석되어야 한다. 상기 언급된 수직 요소(EV)의 가장자리는 상기 수직 요소(EV)가 도 6에서 도시된 상기 제1 전도 영역(X1₁ 내지 X1₈) 중 하나와 납땜 결합될 수 있기에 충분할 정도로 상기 길이 방향 상부 가장자리(LB1)에 근접해 있다. 이와 유사하게, 상기 언급된 수평 요소(EH)의 가장자리는 상기 수평 요소(EH)가 도 7에서 도시된 상기 제2 전도 영역(X2₁ 내지 X2₈) 중 하나와 납땜 결합될 수 있기에 충분할 정도로 상기 길이 방향 하부 가장자리(LB2)에 근접해 있다. 상기 언급된 공통 기준 요소(ER)의 수평 가장자리는 상기 공통 기준 요소(ER)이 도 7에서 도시된 제3 전도 영역(X3₁ 내지 X3₈) 중 하나와 남땜되어 연결될 수 있도록 상기 길이 방향 하부 가장자리(LB2)에 충분히 근접해 있다.

제1 수평 거리(Dh1)는 상기 수직 요소(EV)와 상기 수평 요소(EH)를 마주보는 상기 공통 기준 요소(ER)의 수직 가장자리와 일치하는 선이 떨어져 있는 거리이다. 제2 수평 거리(Dh2)는 도 8에서 도시된 바와 같이 상기 수평 요소(Eh)와 상기 공통 기준 요소(ER)이 떨어져 있는 거리이다. 이들 수평 거리(Dh1, Dh2)는 상기 수평 요소(EH) 및 상기 수직 요소(EV)가 상대적으로 높은 분극화 감도(polarization selectivity)를 가질 수 있도록 하는 값으로 최적화되어 있다. 즉, 수평적으로 분극된 전자기장의 성분이 상기 수직 요소(EV)에서 상대적으로 약한 신호만을 유도하고, 반대로, 수직적으로 분극된 전자기장의 성분이 상기 수평 요소(EH)에서 상대적으로 약한 신호만을 유도한다. 본 상세한 설명에 있어서, 상기 제1 수평 거리(Dh1)은 예를 들어 0.1 내지 0.5 mm일 수 있다. 상기 제2 수평 거리(Dh2)는 예를 들어 약 십분의 수 밀리미터일 수 있다.

상기 수평 거리(Dh1, Dh2)의 최적화된 값은 이하 방법에서 시뮬레이션 도구를 사용하여 결정될 수 있다. 상기 수평 요소(EH)에서 수직적으로 분극된 전자기장 성분을 시뮬레이션하는 전자기장 방출이 상기 수직 요소(EV)에 적용된다. 이와는 반대 방법으로, 상기 수직 요소(EV)에서 수평적으로 분극된 전자기장 성분을 시뮬레이션하는 전자기장 방출이 상기 수평 요소(EH)에 적용된다. 초기 단계로서, 상기 수직 요소(EV)는 상기 제1 수평 거리(Dh1)이 예를 들어 매우 작은, 0에 가까울 정도가 되는 초기 위치에 놓이게 된다. 상기 수평 요소(EH)는 상기 제2 수평 거리(Dh2)가 상대적으로 작은, 예를 들어 0.1mm 정도가 되는 초기위치에 놓이게 된다.

최적화 단계에서, 상기 수직 요소(EV)는 "X" 축을 나타내는 화살표 방향을 따라서 이동되는 한편, "Y"축의 방향으로는 이동하지 않는다. 상기 수평 요소(EH)는 "X" 축을 나타내는 화살표의 반대 방향을 따라서 이동한다. 상기 수직 요소(EV) 및 상기 수평 요소(EH)에서 각각 유도되는 각각의 신호는 이들 각각의 이동 중에 관찰된다. 따라서, 유도되는 신호가 최소가 되는 경우 상기 수직 요소(EV)의 위치 및 상기 수평 요소(EH)의 위치가 탐색될 수 있다. 이들 위치는 각각 상기 제1 수평 거리(Dh1) 및 상기 제2 수평 거리(Dh2)의 최적화된 값을 의미한다.

도 9는 도 8에서 도시된 상기 안테나 장치(AD)가 신호 전송용 인쇄 회로(PT)에 연결되어 있는 경우 상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT) 내 영역의 단면도를 도시한 것이다. 상기 수직 요소(EV) 및 상기 공통 기준 요소(ER)가 도 9에 도시되어 있고, 상기 안테나 장치(AD)가 배치되는 안테나 바(AB) 또한 도시되어 있다. 도 6 및 도 7에서 도시된 상기 제1 전도 평면(CP1)의 일부분 및 상기 제2 전도 평면(CP2)의 일부분 또한 도 9에 도시되어 있다.

도 9는 상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)의 연장부(PO)를 도시하고 있고, 상기 연장부는 도 5, 6 및 7에서 도시된 제1 연장부(PO1) 및 제2 연장부(PO2)를 의미한다. 상기 수직 요소(EV)는 땜납 범프(solder bump)(SP1)를 통해서 기계적 및 전기적으로 상기 연장부(PO) 상에 존재하는 제1 전도 영역(X1)에 결합되어 있다. 이와 유사하게, 상기 수평 요소(EHJ)는 도 9에는 도시되어 있지 않은 또 다른 땜납 범프를 통해서 기계적 및 전기적으로 제2 전도 영역에 결합되어 있다. 단, 또 다른 땜납 범프(SP2)는 상기 공통 기준 요소(ER)를 상기 제3 전도 영역(X3)에 기계적 및 전기적으로 연결시키고, 상기 제3 전도 영역 또한 상기 연장부(PO) 상에 존재한다.

도 10은 도 4 및 도 6에서 도시된 상기 덮개(CO)가 제거되었을 경우의 상기 프로브 모듈을 도시하고 있다. 도 10은 도 6과 유사하게 도시되어 있다. 따라서, 덮개(CO)를 제외하고 도 6에서 나타난 요소들 또한 도 10에서 도시되어 있다. 도 10은 상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)가 8 개의 전송선(TL1 내지 TL8)을 포함하고 있다는 것을 도시하고 있다. 상기 전송선(TL1 내지 TL8)은 각각 한 쌍의 전도 스트립(S1₁, S2₁ 내지 S1₈, S2₈)을 포함한다. 도 10에 도시된 이들 전도 스트립 쌍은 상기 제1 전도 평면(CP1)과 동일한 전도 레이어에 속해 있으며, 본 실시예의 경우 도 3에 도시된 전도 레이어(CL1)에 속해있다.

도 10은 더 나아가 상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)가 멀티플렉스(MUX)를 포함하고 있다는 것을 도시하고 있다. 상기 전송선(TL1 내지 TL8)은 도 5에 도시된 상기 안테나 장치(AD1 내지 AD8)와 상기 멀티플렉서(MUX) 사이에 놓여 있다. 각각의 안테나 장치에 대하여 하나의 전송선이 존재한다. 상기 멀티플랙서(MUX)는 출력 전송선(TO)을 사용하여 상기 케이블 커넥터(CX)에 연결되어 있다. 상기 멀티플렉서(MUX)는 도 1과 관련하여 상기 설명된 제2 선택 신호(SCS)에 따라서 하나의 전도 스트립을 선택하기 위하여 배치되고, 선택된 상기 전도 스트립은 안테나 신호를 전송한다. 상기 멀티플렉서(MUX)는 표면 실장 부품(SMD)을 포함할 수 있다.

도 11 내지 도 16은 도 10에서 도시된 전송선(TL1 내지 TL8)를 나타내는 전송선(TL)을 보다 상세히 도식적으로 도시한 것이다. 도 11은 상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)를 투시하였을 때 상기 전송선의 전도 요소만을 볼 수 있을 경우의 전체 그림이다. 상기 전송선(TL)은 몇 개의 구역으로 나뉘어지고, 상기 구역은 접촉 구역(CS), 비 표면 처리 구역(NSP), 전이 구역(TR) 및 표면 처리 구역(SP)이다. 바람직하게, 상기 비 표면 처리 구역(NSP)은 측정되는 전자기장의 최대 파장 길이의 약 1 내지 10 배 길이를 가진다. 상기 비 표면 처리 구역(NSP)은 예를 들어 10 mm의 길이를 가진다. 즉, 도 6을 참조하여 보면, 상기 안테나 바(AB)와 상기 덮개(CO) 사이에 약 10 mm의 거리만큼 떨어져 있다.

도 12는 상기 접촉 구역(CS)의 절단면을 보다 상세히 도시한 것이다. 상기 접촉 구역(CS)은 상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)의 연장부에 위치하고, 여기서 상기 연장부는 도 10에서 도시된 제1 연장부(PO1) 또는 제2 연장부(PO2)일 수 있다. 이와 같이, 상기 접촉 구역은 제1 전도 영역(X1), 제2 전도 영역(X2) 및 제3 전도 영역(X3)을 포함한다. 상기 언급한 바와 같이, 상기 제1 전도 영역(X1)은 도 3에 도시된 전도 레이어(CL2)에 속해 있다. 상기 제2 전도 영역(X2) 및 상기 제3 전도 영역(X3)은 전도 레이어(CL3)에 속해 있다.

도 13은 상기 비 표면 처리 구역(NSP)의 단면도를 보다 상세하게 도시한 것이다. 상기 비 표면 처리 구역(NSP)은 복수의 전도 통로로서, 제1 전도 통로(P1), 제2 전도 통로(P2) 및 제3 전도 통로(P3)를 포함한다. 상기 제1 전도 통로(P1)은 접촉 구역(CS)에 있는 제1 전도 영역(X1)과 유사하게, 도 3에 도시된 전도 레이어(CL2)에 속해 있다. 사실, 상기 제1 전도 영역(X1)은 상기 제1 전도 통로(P1)에서 확장된 부분으로 구성되어 있다. 상기 확장 부분은 납땜 방법을 통해서 안테나 장치의 수직 요소와의 연결을 용이하게 한다. 상기 제2 전도 통로(P2) 및 상기 제3 전도 통로(P3)는 접촉 구역(CS)에 있는 제2 전도 영역(X2) 및 제3 전도 영역(X3)와 같이 전도 레이어(CL3)에 속해 있다. 상기 제2 전도 영역(X2)는 상기 제2 전도 통로(P2)에서 확장된 부분으로 구성되어 있다. 상기 확장 부분은 상기 안테나 장치의 수평 요소와의 납땜 연결을 용이하게 한다.

도 13은 제1 측면 거리(Dl1)만큼 상기 제1 전도 통로(P1)의 가장자리와 상기 제3 전도 통로(P3)의 가장자리의 연장선 사이에서 떨어져 있는 것을 도시하고 있다. 상기 관련 가장자리들은 도 13에서 도시된 바와 같이 제2 전도 통로(P2)에 가장 가까운 가장자리들이다. 상기 제1 측면 거리(Dl1)은 상기 제1 전도 통로(P1)와 상기 제2 전도 통로 사이에서 상대적으로 낮은 레벨의 간섭이 일어나게 하는 최적화된 값을 가진다. 즉, 상기 제1 전도 통로(P1)에 존재하는 신호는 상기 제2 전도 통로(P2)에서 상대적으로 약한 신호만을 유도하고, 이와는 상반되게, 상기 제2 전도 통로(P2)에 존재하는 신호는 상기 제1 전도 통로(P1)에서 상대적으로 약한 신호만을 유도한다.

상기 제1 측면 거리(Dl1)의 최적화 값은 도 8에서 도시된 안테나 장치의 수평 거리(Dh1, Dh2)의 최적화 값을 결정하는데 사용된 것과 유사한 방법으로 결정될 수 있다. 즉, 시뮬레이션 툴이 사용될 수 있다. 초기 단계에서, 상기 제1 전도 통로(P1)는 상기 제1 측면 거리(Dl1)는 상대적으로 작거나 거의 0에 가깝게 되는 초기 측면 위치에 놓이게 된다. 최적화 단계에서, 상기 제1 전도 통로(P1) 및 상기 제2 전도 통로(P2) 상에 존재하는 신호들 사이의 간섭 레벨을 관찰함과 동시에 상기 제1 측면 거리(Dl1)는 점차적으로 증가하게 된다. 상기 간섭 레벨은 가장 작은 제1 측면 거리(Dl1)의 특정 값을 나타내게 된다. 상기 특정 값은 최적화 값으로서 저장될 수 있다.

도 13은 제2 측면 거리(Dl2)만큼 상기 제2 전도 통로(P2)와 상기 제3 전도 통로(P3) 사이가 떨어져 있는 것을 도시하고 있다. 상기 제2 측면 거리(Dl2)는 상기 언급된 전도 통로들이 필요한 특성 임피던스를 가지는 2선식 전송선을 구성하도록 하는 값을 가진다. 상기 필요한 특성 임피던스는 일반적으로 제1 전도 통로(P1) 및 제3 전도 통로(P3)에 의하여 형성되는 또 다른 2선식 전송선의 특성 임피던스에 대응한다. 본 명세서에서 상기 제2 측면 거리(Dl2)는 예를 들어 0.1 mm 단위의 상대적으로 작은 값을 가진다.

도 14 및 도 15는 서로 다른 레벨로 상기 전이 구역(RT)의 두 단면도를 보다 상세히 도시한 것이다. 상기 전이 구역(RT)은 몇 개의 전도성 관통 구멍 및 전도 브리지(B)를 포함한다. 상기 전도성 관통 구멍은 도 11에서 어두운 회색으로 칠해진 상대적으로 작은 원형으로 표현되었다. 상기 전이 구역(RT)은 상기 전도 통로(P1, P2, P3)의 연장 부분을 더 포함하고, 상기 연장 부분은 상기 전송선(TL)의 비 표면 처리 구역(NSP)의 일부분이다. 상기 전이 구역(RT)은 표면 처리 구역(SP)의 연장 부분을 더 포함한다. 이 때문에, 상기 표면 처리 구역(SP)은 상기 전이 구역(RT)을 보다 상세히 설명하기 전에 이하 보다 상세히 설명되게 될 것이다.

도 16은 상기 표면 처리 구역(SP)의 단면도를 보다 상세하게 도시한 것이다. 상기 표면 처리 구역(SP)은 복수의 전도 스트립으로서, 제1 전도 스트립(S1), 제2 전도 스트립(S2) 및 제3 전도 스트립(S3)을 포함한다. 상기 제1 전도 스트립(S1) 및 상기 제2 전도 스트립(S2)은 도 3에 도시된 전도 레이어(CL1)에 속해 있다. 이들 전도 스트립들은 도 10에 도시된 모든 스트립 쌍(S1₁, S2₁ 내지 S1₈, S2₈)에 대응한다. 상기 제3 전도 스트립(S3)은 도 3에서 도시된 전도 레이어(CL2)에 속해 있다. 상기 전도 스트립(S3)은 도 11에서 도시된 바와 같이 상기 제1 전도 스트립(S1)과 상기 제2 전도 스트립(S2)과 비교해 볼 때 상대적으로 더 큰 너비를 가진다.

상기 표면 처리 구역(SP)의 전도 스트립(S1, S2, S3)은 한 쌍의 마이크로 스트립 선을 형성한다. 실제로, 상기 제1 전도 스트립(S1)과 상기 제3 전도 스트립(S3)는 특성 임피던스를 가지는 마이크로 스트립 선을 형성한다. 상기 제2 전도 스트립(S2)과 상기 제3 전도 스트립은 상기 특성 임피던스와 실질적으로 동일한 특성 임피던스를 가지는 또 다른 마이크로 스트립을 형성한다. 바람직하게, 상기 마이크로 스트립 선 쌍의 특성 임피던스는 비 표면 처리 구역(NSP)의 상기 제1 전도 통로(P1)와 상기 제3 전도 통로(P3)에 의하여 형성되는 2선식 전송선의 특성 임피던스에 대응한다. 또한, 상기 특성 임피던스는 바람직하게 비 표면 처리 구역(NSP)의 상기 제2 전도 통로(P2)와 상기 제3 전도 통로(P3)에 의하여 형성되는 또 다른 2선식 전송선의 특성 임피던스에 대응한다. 즉, 상기 비 표면 처리 구역(NSP) 및 표면 처리 구역(SP)은 바람직하게 상기 전송선(TL)이 전체 길이에 걸쳐 균일한 특성 임피던스를 가지는 방법으로 배치된다.

상기 전이 구역(RT)은 전송선(TL)의 비 표면 처리 구역(NSP)과 표면 처리 구역(SP) 사이의 전기적 연결을 형성시킨다. 바람직하게, 이들 전기적 연결은 전송선(TL)의 특성 임피던스를 따른다. 보다 상세하게, 도 14는 상기 전이 구역(RT)의 전도 브리지(B)와 제2 전도 퉁로(P2)를 연결시키는 전도성 관통 구멍을 도시하고 있으며, 상기 전도성 관통 구멍은 비 표면 처리 구역(NSP)에서 뻗어 있다. 도 15는 상기 제3 전도 스트립(S3)을 상기 제3 전도 통로(P3)에 연결시키는 3 개의 전도성 관통 구멍 그룹을 도시하고 있으며, 상기 전도성 관통 구멍은 비 표면 처리 구역(NSP)에서 뻗어 있다. 또 다른 전도성 관통 구멍은 상기 제2 전도 스트립(S2)를 상기 전도 브리지(B)에 연결시키고, 이는 상기 비 표면 처리 구역(NSP)의 제2 전도 통로(P2)에 전기적으로 연결되어 있다. 또한, 또 다른 전도성 관통 구멍은 비 표면 처리 구역(SP)에서 뻗어 있는 상기 제1 전도 스트립(S1)을 상기 비 표면 처리 구역(NSP)에서 뻗어 있는 상기 제1 전도 통로(P1)에 연결시킨다.

도 11을 보면, 전기적으로 연결되어 있는 상기 제1 전도 통로(P1)와 상기 제1 전도 스트립(S1)는 실제로 전송선(TL)의 제1 신호 전도부를 형성한다. 상기 제2 전도 통로(P2)와 상기 제2 전도 스트립(S2)뿐 아니라 상기 전도 브리지(B)는 실제로 상기 전송선(TL)의 제2 신호 전도부를 형성한다. 상기 제3 전도 통로(p3)와 제3 전도 스트립(S3)은 실제로 상기 전송선(TL)의 기준 전도부를 형성한다.

도 17은 신호 전송용 인쇄 회로(PT)의 두 외부 전도 레이어 사이에 뻗어 있는 전도성 관통 구멍을 나타내는, 프로브 모듈의 선택적 반투명 도면을 나타내고 있다. 이들 전도성 관통 구멍은 다음과 같이 완전 횡단형 전도성 관통 구멍으로 구성될 것이다. 도 4 및 도 6에서 도시된 덮개(CO)는 도 17에서 표현되지 않았다. 그 결과, 도 17은 도 10과 유사하게 보이지만, 완전 횡단형 전도성 관통 구멍은 도 17에서만 볼 수 있다.

완전 횡단형 전도성 관통 구멍(V)의 벽은 도 17에서 도시되는 바와 같이 제1 전도 평면(CP1)의 외형의 실질적 부분을 따라서 놓여 있다. 또한, 완전 횡단형 전도성 관통 구멍(V)의 상기 벽은 도 7에서 도시되는 바와 같이 부분적으로 대칭적인 제2 전도 평면(CP2)의 외형의 실질적 부분을 따라서 놓여 있다. 도 6 및 도 7과 관련하여 상기 언급된 바와 같이, 이들 외형은 "앵무새의 부리 모양"을 포함한다. 이와 같이 상기 언급된 외형을 따라 놓여 있는 완전 횡단형 전도성 관통 구멍(V)의 벽은 "앵무새의 부리 모양"의 형상한 두 개의 부분을 가진다. 또한, 도 17에는 도시되는 바와 같이 전송선(TL1 내지 TL8)의 비 표면 처리 구역들 사이에 배치되는 완전 횡단형 전도성 관통 구멍(V)의 여러 열(VA1 내지 VA7)이 존재한다.

도 17에 도시된 상기 완전 횡단형 전도성 관통 구멍(V) 및 상기 제1 전도 평면(CP1)뿐 아니라 도 7에 도시된 제2 전도 평면(CP2)은 차폐물의 일부분을 구성한다. 도 4 및 도 6에 도시된 상기 덮개(CO) 또한 이러한 차폐물의 일부분을 구성한다. 상기 차폐물은 전자기장이 전송선에 도달하는 것을 방지한다. 상기 차폐물은 일반적으로 전기적 접지부의 일부분을 구성하고, 이는 도 11과 관련하여 상기 언급된 전송선의 기준 전도부를 포함한다. 바람직하게, 상기 차폐물 및 상기 전송선의 기준 전도부는 케이블 커넥터(CX) 근처에 있는 연결점을 통해서 전기적으로 서로 연결되어 있다. 즉, 상기 연결점은 바람직하게 상기 안테나 바(AB)가 위치하는 곳의 반대편에 위치한다. 이러한 전기적 접지 형태는 상기 전자기장이 유도할 수 있는 기생적 전류 루프(parasitic current loop)를 방지한다.

도 18은 신호 전송용 인쇄 회로(PT)에 형성된 초크를 보다 상세히 도시한 것이다. 도 18은 도 6 및 도 7에서 도시된 신호 전송용 인쇄 회로(PT)의 상측 왼쪽 모서리를 확대한 것이다. 이에 따라서, 도 18은 상기 초크의 정면 또는 배면으로 간주될 수 있다. 상기 초크는 "앵무새의 부리 모양"의 형상을 가지는 전도 구조를 가진다. 상기 전도 구조는 두 개의 마주보는 대칭 면으로서 그 중 하나는 도 6에서 도시된 제1 전도 평면(CP1)에 속해 있고 나머지 하나는 도 7에 도시된 제2 전도 평면(CP2)에 속해 있다. 상기 전도 구조는 "앵무새의 부리 모양"의 두 면 사이에 놓여 있는 완전 횡단형 전도성 관통 구멍을 더 포함할 수 있다.

상기 초크는 다음과 같은 이유로 상대적으로 높은 측정 정확도를 얻는데 도움을 준다. 상기 초크가 일 부분으로서 형성되어 있는 상기 신호 전송용 인쇄 회로는 전자기장의 회절 현상을 발생시킨다. 이러한 회절 현상은 그 크기가 상대적으로 클 경우 일반적으로 안테나 바(AB), 특히 상기 안테나 바(AB)의 말단에 위치한 안테나 장치(AD)에 도달하게 된다. 상기 회절은 특히 상기 언급된 안테나 장치(AD)에서 측정 결과를 왜곡시킬 있다. 상기 초크는 특정 파장 범위에서 회절과 반대 위상인 전자기장 반향(echo)를 생성시킬 수 있으며, 상기 특정 파장 범위는 공명 파장 범위로서 설정될 수 있다. 이와 같이, 상기 초크는 적어도 부분적으로 측정 정확도에 불리한 영향을 줄 수 있는 상기 전자기장의 회절을 상쇄시킬 수 있다.

도 18은 상기 초크의 두 개의 기하학적 파라미터로서, 섹터 각(φ) 및 두께(Δ)를 도시하고 있다. 이들 파라미터는 상기 공명 파장 범위를 조절시키며 상기 회절이 최적의 범위로 상쇄되도록 최적화될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 전자기장의 반향은 상기 초크의 섹터 각(φ)에 따라 변하는 위상을 가질 수 있다. 상기 전자기장의 반향은 상기 초크의 두께(Δ)에 따라 변하는 진폭을 가질 수 있다. 보다 덜 효과적이긴 하지만, 상기 반향의 위상은 두께(Δ)로도 변할 수 있고 상기 진폭은 섹터 각(φ)으로도 변할 수 있다. 따라서, 특히 상기 안테나 바(AB)의 말단에서, 반향의 위상이 회절과는 반대이고 반향의 진폭이 회절의 진폭과 같게 되는 이상적인 조건이 충족될 수 있도록, 섹터 각(φ)의 값과 두께(Δ)의 값의 세트를 결정하는 것이 바람직하다.

도 6과 관련하여 언급된 신호 전송용 인쇄 회로(PT)의 주변 영역 또한 상대적으로 높은 측정 정확도를 얻는데 도움을 줄 수 있다. 상기 전자기장의 회절은 주로 신호 전송용 인쇄 회로(PT)의 모서리에서 발생하게 된다. 상기 주변 영역이 더 넓어지게 된다면, 안테나 바(AB)에 대하여 모서리가 보다 멀어지게 되고, 더 약한 회절이 상기 안테나 바(AB)의 말단에 위치한 안테나 장치에서 발생하게 된다. 이와 같이, 상기 주변 영역은 상대적으로 강도가 손실되는 매질에서 상대적으로 높은 정확도를 달성시키는데 상당한 도움을 준다. 상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)의 주변 영역은 바람직하게 최소 파장의 10배 또는 최대 파장 중 더 큰 값의 자리수와 같은 크기의 너비를 가진다. 본 실시예에 있어서, 상기 너비는 1 내지 2cm일 수 있다.

최종 검토

도면을 참조하여 상기 설명된 상세한 설명은 청구항에서 정의된 단지 본 발명의 일 실시예 및 추가적인 특징에 관한 것일 뿐이다. 본 발명은 여러 서로 다른 방법으로 수행될 수 있다. 이를 도시하기 위하여, 몇 가지 변형 실시예를 간략하게 설명한다.

본 발명은 전자기장의 측정과 관련된 여러 종류의 제품 및 방법에 유리하게 적용될 수 있다. 전자파 인체 흡수율을 측정하는 것은 일 실시예에 지나지 않는다. 또한, 본 발명은 예를 들어 전자기장이 상대적으로 크거나 작은 영역을 측정하기 위하여 공간 내에 있는 전자기장의 특징을 조사하는데 사용될 수 있다.

상기 안테나 장치를 배치하는 여러 다양한 방법이 존재한다. 예를 들어, 상기 안테나는 단일 기판 상에서 그룹 지어질 수 있다. 이 경우, 상기 기판은 안테나 메트릭스를 포함할 수 있다. 또한, 분리된 기판 상에서 각각의 안테나 장치를 수행할 수 있다. 이러한 수행 방법에 있어서, 안테나 장치만큼의 기판 수가 존재할 것이다. 안테나 바와 같은 기판은 천공을 포함할 수 있다. 기판은 임의의 필요한 복수의 안테나 장치를 포함할 수 있다. 상기 안테나 장치는 반드시 정렬될 필요는 없다.

신호 전송용 인쇄 회로를 수행하는 여러 다양한 방법이 존재한다. 상기 인쇄 회로는 예를 들어 증폭기, 주파수 변환기 및 아날로그-디지털 변환기와 같은 아날로그 및 디지털 처리 회로를 포함할 수 있다. 이와 대조적으로, 상기 인쇄 회로는 신호 처리 회로를 포함할 필요가 없다. 예를 들어, 도 10을 보면, 상기 멀티플렉서(MUX)가 신호 전송용 인쇄 회로(PT)에서 제거될 수 있고 시스템 내 다른 위치에 배치될 수 있다. 상기 신호 전송용 인쇄 회로는 반드시 도 3에서 도시된 바와 같이 4 개의 전도 레이어를 포함할 필요가 없다. 예를 들어, 이러한 인쇄 회로는 더 많은 전도 레이어를 포함할 수 있고, 이는 덮개 없이 본 발명이 수행될 수 있게 만든다. 신호 전송용 인쇄 회로는 도 5, 6 및 7에서 도시된 바와 같이 두 개의 연장부를 포함할 필요가 없다. 예를 들어, 이러한 인쇄 회로는 단일의 연장부, 또는 또 다른 실시예로서 각각의 안테나 장치에 대하여 별도의 연장부를 포함할 수 있다. 신호 전송용 인쇄 회로는 서로 다른 공명 파장 범위를 가지는 여러 서로 다른 ㅊ초크를 포함할 수 있다. 이는 상대적으로 넓은 파장 범위에 걸쳐서 회절의 보상을 가능하게 만든다. 도 18을 보면, 서로 다른 초크가 서로 다른 섹터 각(φ) 및 서로 다른 두께(Δ)를 가질 수 있다.

본 발명에 따라서 전자기장을 측정하는 시스템을 수행하는 여러 다양한 방법이 존재한다. 예를 들어, 상기 시스템은 본 발명에 따른 단일 프로브 모듈을 포함할 수 있고, 측정 표면을 덮기 위하여 상기 프로브 모듈을 이동시키는 장치를 포함할 수 있다. 납땜 방법 이외의 방법이 안테나 장치를 포함하는 기판과 신호 전송용 인쇄 회로를 기계적 및 전기적으로 연결시키기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 클립(clip) 장치가 사용될 수 있다.

"인쇄 회로"란 용어는 넓은 의미로서 이해되어야 한다. 상기 용어는 상기 전송선이 수행될 수 있는 모든 종류의 기판을 포함하는 개념이다. 전송선과 관련하여 상기 "전송" 및 "전송하다"란 용어는 상기 전송선이 어느 한 지점에서 다른 한 지점으로 신호를 가이드 하는 것, 예를 들어 안테나 장치에서 전송선을 포함하는 신호 전송용 인쇄 회로로 신호를 가이드 하는 것을 의미한다.

여기서 이루어진 검토 내용은 도면을 기초로 하여 상기 상세한 설명이 본 발명의 실시예로서 본 발명의 범위가 이에 한정되지 않는다는 것을 의미한다. 본 발명은 청구항의 범위 내에서 다양한 별도의 방법으로 수행될 수 있다. 청구항과 균등한 사상 및 범위 내에서 이루어지는 모든 변경은 본 발명의 범위 내에 있다. 청구항 내 모든 도면 부호는 청구항을 한정해서는 안된다. "포함한다"란 용어는 청구항에서 언급된 구성 또는 단계 외의 구성 또는 단계가 있을 수 있다는 것을 의미한다. "단수"로 기재된 구성 또는 단계는 복수의 구성 또는 단계가 있을 수 있다는 것을 의미한다. 각각의 종속항은 각각의 추가적인 특징을 정의하지만, 청구항에 반영된 특징 외의 추가적인 특징의 조합이 있을 수 있다.

Claims (15)

1. 전자기장을 측정하는 시스템(MSY)으로서,
   - 적어도 하나의 평면 기판(AB) 상에 배치되는 안테나 장치 집합체(AD1 내지 AD8)로서, 상기 평면 기판은 적어도 하나의 슬롯(GA1)을 포함하고, 안테나 장치는 상기 적어도 하나의 슬롯을 따라 배치되며, 상기 안테나 장치 집합체는 상기 안테나 장치가 배치된 각 지점에서의 전자기장의 진폭 정보 및 위상 정보 한 쌍의 직교 성분을 포함하는 안테나 신호를 제공하도록 배치되어, 각 안테나 장치가 전자기장의 한 쌍의 직교 성분을 나타내는 한 쌍의 신호를 제공하도록 배치되는, 안테나 장치 집합체(AD1 내지 AD8); 및
   - 상기 안테나 장치가 배치된 상기 적어도 하나의 평면 기판의 적어도 하나의 슬롯에 수용된 연장부(PO1)를 포함하는 신호 전송용 인쇄 회로(PT)로서, 상기 인쇄 회로는 상기 안테나 장치 집합체가 배치되는 적어도 하나의 평면 기판에 직교하도록 배치되고, 상기 인쇄 회로는 상기 안테나 장치 집합체와 연결된 전송선 집합체(TL1 내지 TL8)로서, 상기 안테나 장치에 연결되어 있는 전송선(TL1)이 상기 안테나 장치를 통해 제공되는 상기 한 쌍의 신호를 측정 모듈(PRM)로 전송하도록 배치된 제1 신호 전도부 및 제2 신호 전도부를 포함하는, 전송선 집합체(TL1 내지 TL8)를 포함하는, 신호 전송용 인쇄 회로(PT);를 포함하는, 전자기장을 측정하는 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 집합체의 각 안테나 장치는 서로 직교하도록 배치되는 제1 요소(EV)와 제2 요소(EH), 및 공통 기준 요소(ER)를 포함하는, 전자기장을 측정하는 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 안테나 장치는 신호 전송용 인쇄 회로(PT)와 다른 별도의 인쇄 회로에서 구현되고, 상기 별도의 인쇄 회로는, 상기 안테나 장치 집합체(AD1 내지 AD8)가 상기 별도의 인쇄 회로에 배치되도록, 적어도 하나의 평면 기판(AB)을 구성하는, 전자기장을 측정하는 시스템.
4. 제3항에 있어서,
   - 상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)의 연장부(PO1)는 마주보는 한 쌍의 주면을 가지고, 상기 한 쌍의 주면 중 한 면은 상기 전송선의 제1 신호 전도부와 연결된 제1 전도 영역(X1)을 포함하고, 상기 한 쌍의 주면 중 다른 한 면은 상기 전송선의 제2 신호 전도부 및 기준 전도부에 각각 연결된 제2 전도 영역(X2) 및 제3 전도 영역(X3)을 포함하고,
   - 상기 안테나 장치가 구현된 상기 평면 기판(AB)을 구성하는 상기 별도 인쇄 회로의 슬롯(GA1)은, 한 쌍의 길이 방향 가장자리(LB1, LB2)를 가지고, 제1 요소(EV)가 상기 연장부의 상기 제1 전도 영역에 납땜되어 연결될 수 있도록 상기 한 쌍의 길이 방향 가장자리 중 하나에 배치되는 제1 요소의 일부분을 가지고, 상기 제2 요소 및 상기 공통 기준 요소가 상기 연장부의 상기 제2 전도 영역 및 상기 제3 전도영역에 납땜되어 각각 연결될 수 있도록 상기 슬롯의 한 쌍의 길이 방향 가장자리 중 나머지 하나에 배치된 제2 요소(EH)의 일부분 및 공통 기준 요소(ER)의 일부분을 가지는, 전자기장을 측정하는 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)는,
   - 상기 인쇄 회로에서 서로 마주하는 한 쌍의 외부 전도 레이어(CL1, CL4);
   - 복수의 내부 전도 레이어(CL2, CL3); 및
   - 두 개의 전도 레이어를 분리하는 복수의 비전도 레이어(NL1, NL2, NL3);를 포함하는, 전자기장을 측정하는 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   - 상기 연장부의 상기 제1 전도 영역(X1)은 제1 내부 전도 레이어(CL2)에 속한 제1 전도 통로(P1)의 일 단부를 구성하고,
   - 상기 제2 전도 영역(X2) 및 상기 제3 전도 영역(X3) 각각은, 제2 내부 전도 레이어(CL3)에 속한 제2 전도 통로(P2)의 일 단부 및 제3 전도 통로(P3)의 일 단부를 구성하고,
   - 상기 전송선의 비 표면 처리(non-surfacing) 구역에서, 상기 제1 전도 통로, 상기 제2 전도 통로, 및 상기 제3 전도 통로는 각각 제1 신호 전도부, 제2 신호 전도부 및 기준 전도부에 대응하는, 전자기장을 측정하는 시스템.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 전도 통로(P1), 상기 제2 전도 통로(P2), 및 상기 제3 전도 통로(P3)는 서로에 대하여, 상기 제1 전도 통로에 존재하는 신호와 상기 제2 전도 통로에 존재하는 신호 사이에서 간섭 현상이 최소화 되도록 배치되는, 전자기장을 측정하는 시스템.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
   상기 전송선은 표면 처리 구역 및 전이 구역을 포함하고,
   - 상기 표면 처리 구역은 한 쌍의 마이크로-스트립 선 형태를 가지고, 외부 전도 레이어(CL1)에 속한 제1 전도 스트립(S1) 및 제2 전도 스트립(S2), 및 내부 전도 레이어(CL2)에 속한 제3 전도 스트립(S3)으로 형성되고, 상기 전송선의 표면 처리 구역에서 상기 제1 전도 스트립, 상기 제2 전도 스트립 및 상기 제3 전도 스트립은 각각 제1 신호 전도부, 제2 신호 전도부 및 기준 전도부에 대응하고,
   - 상기 전이 구역은 상기 제1 전도 스트립, 상기 제2 전도 스트립 및 상기 제3 전도 스트립을 상기 비 표면 처리 구역의 상기 제1 전도 통로(P1), 제2 전도 통로(P2) 및 제3 전도 통로(P3)에 전기적으로 각각 연결시키는 전도성 관통 구멍(V)을 구비하는, 전자기장을 측정하는 시스템.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제2 전도 통로(P2) 및 상기 제3 전도 통로(P3)는 상기 제2 전도 스트립(S2) 및 상기 제3 전도 스트립(S3)으로 형성되는 마이크로-스트립 선의 특성 임피던스에 대응하는 특성 임피던스를 가지는 2선식 전송선을 구성하도록 서로에 대하여 거리(Dl2)만큼 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 전자기장을 측정하는 시스템.
10. 제6항에 있어서,
    상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)는 상기 전송선에 대응하는 복수의 전송선(TL1 내지 TL8)을 포함하고, 상기 한 쌍의 외부 전도 레이어(CL1, CL4) 중 하나 이상의 부분은 전자기장이 상기 전송선(TL1 내지 TL8)에 도달하는 것을 막는 차폐물의 일 부분인, 전자기장을 측정하는 시스템.
11. 제10항에 있어서,
    일련의 전도성 관통 구멍(VA1)은 인접하는 두 개의 전송선(TL1, TL2)의 두 개의 비 표면 처리 구역 사이에 배치되고, 상기 일련의 전도성 관통 구멍은 상기 차폐물의 일 부분이 되도록 상기 한 쌍의 외부 전도 레이어(CL1, CL4) 사이에 놓여 있는, 전자기장을 측정하는 시스템.
12. 제10항에 있어서,
    상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)는 전자기장의 회절 현상을 발생시키고, 상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)는,
    - 상기 전송선(TL1, TL8)이 위치하는 중심 영역과 마주하는 한 쌍의 주변 영역으로서, 상기 주변 영역은 상기 회절 현상과 위상이 반대인 전자기장의 반향(echo)을 생성하도록 구성된 전도 구조를 구비한, 한 쌍의 주변 영역을 포함하는, 전자기장을 측정하는 시스템.
13. 제12항에 있어서,
    상기 전도 구조는 상기 한 쌍의 외부 전도 레이어로 형성된 한 쌍의 전도 평면(CP1, CP2)을 포함하고, 상기 한 쌍의 전도 평면 사이에 놓여 있는 전도성 관통 구멍(V)을 더 포함하고, 상기 전도성 관통 구멍은 상기 전도 구조의 가장자리를 형성하는, 전자기장을 측정하는 시스템.
14. 제12항에 있어서,
    상기 신호 전송용 인쇄 회로(PT)는, 차폐물의 일 부분으로서 적어도 상기 전송선(TL1 내지 TL8)의 표면 처리 구역을 덮고 있는 덮개를 구비하는, 전자기장을 측정하는 시스템.
15. 제1항에 있어서,
    - 서로 병렬로 배치되는 복수의 안테나 장치 집합체; 및
    - 상기 복수의 안테나 장치 집합체 각각에 하나씩 연결되어 있는 복수의 신호 전송용 인쇄 회로(PT1 내지 PT8)로서, 상기 측정 모듈(PRM)은 각각의 상기 안테나 장치 집합체에 속한 각각의 안테나 장치로부터 전송되는 각각의 신호 쌍에 기초하여 3차원(3DR)으로 표현된 전자기장을 구축하는, 복수의 신호 전송용 인쇄 회로;를 포함하는, 전자기장을 측정하는 시스템.

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