KR102090767B1 - 센서용 레이더 모듈 장치 - Google Patents

센서용 레이더 모듈 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102090767B1
KR102090767B1 KR1020190123161A KR20190123161A KR102090767B1 KR 102090767 B1 KR102090767 B1 KR 102090767B1 KR 1020190123161 A KR1020190123161 A KR 1020190123161A KR 20190123161 A KR20190123161 A KR 20190123161A KR 102090767 B1 KR102090767 B1 KR 102090767B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
transmission
substrate
antenna
pin member
sensor
Prior art date
Application number
KR1020190123161A
Other languages
English (en)
Inventor
박민혁
Original Assignee
(주)디 넷
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)디 넷 filed Critical (주)디 넷
Priority to KR1020190123161A priority Critical patent/KR102090767B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102090767B1 publication Critical patent/KR102090767B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/03—Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver
    • G01S7/032—Constructional details for solid-state radar subsystems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/247—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set with frequency mixer, e.g. for direct satellite reception or Doppler radar

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 센서용 레이더 모듈 장치는 기판부; 상기 기판부에 형성되어 전원을 공급하는 전원 회로부; 상기 기판부에 형성되며, 상기 전원 회로부로부터 전원을 공급받아 송신신호를 생성하고 외부로부터 수신신호를 처리하는 송수신 회로부; 표면이 도전성 금속부로 이루어져 상기 송수신 회로부를 외부로부터 격리하도록 상기 송수신 회로부가 형성된 상기 기판부의 일측면 상에 구비되는 쉴드 케이스부; 상기 송수신 회로부와 연결되어 상기 송신신호를 외부로 방출하고 상기 송신신호가 타겟에 반사되어 형성된 상기 수신신호를 상기 송수신 회로부로 전달하며, 상기 기판부의 일측면의 맞은 편 타측면으로부터 돌출되어 외부에 노출되고, 상기 수신신호의 입력이 측면의 전방향으로 원활하도록 원형 단면을 지닌 안테나용 핀부재를 포함한다.

Description

센서용 레이더 모듈 장치{RADAR MODULE APPARATUS FOR SENSOR }
본 발명은 센서용 레이더 모듈 장치에 관한 것이다.
대상물이 감지 시스템에 의해 감지되어 적용되는 과정을 살펴보면, 기본적으로 전원입력부를 통해 공급되는 정전류 및 정전압의 전원이 초기화된 상태에서 작동이 이루어지도록 한다.
전원입력부를 통해 인가된 전원에 의해 국부신호발생부가 1~30GHz의 특정 주파수를 발생시키면, 대상물의 접근이 없는 대기상태에서는 안테나송신부에서 발생되는 주파수를 계속적으로 발신하게 되고, 안테나수신부를 통해 안테나송신부로부터 발생된 주파수를 계속적으로 수신하게 된다.
이와 같은 센서용 레이더 모듈 장치는 설치 위치가 건물의 천청 등에 설치가 많이 되므로 이러한 설치 위치를 고려한 설계가 이루어질 필요가 있다.
공개특허 10-2004-0034231 (공개일 : 2005년 2월 14일)
본 발명의 실시예에 따른 센서용 레이더 모듈 장치는 설치 위치를 고려한 구조를 제공하기 위한 것이다.
본 출원의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 기판부; 상기 기판부에 형성되어 전원을 공급하는 전원 회로부; 상기 기판부에 형성되며, 상기 전원 회로부로부터 전원을 공급받아 송신신호를 생성하고 외부로부터 수신신호를 처리하는 송수신 회로부; 표면이 도전성 금속부로 이루어져 상기 송수신 회로부를 외부로부터 격리하도록 상기 송수신 회로부가 형성된 상기 기판부의 일측면 상에 구비되는 쉴드 케이스부; 상기 송수신 회로부와 연결되어 상기 송신신호를 외부로 방출하고 상기 송신신호가 타겟에 반사되어 형성된 상기 수신신호를 상기 송수신 회로부로 전달하며, 상기 기판부의 일측면의 맞은 편 타측면으로부터 돌출되어 외부에 노출되고, 상기 수신신호의 입력이 측면의 전방향으로 원활하도록 원형 단면을 지닌 안테나용 핀부재를 포함하는 센서용 레이더 모듈 장치가 제공된다.
상기 안테나용 핀부재의 끝단은 외부로 볼록한 둥근 형상을 지닐 수 있다.
상기 기판부는 하나의 기판을 포함하고, 상기 하나의 기판에 상기 전원 회로부 및 상기 송수신 회로부가 구현되고, 상기 하나의 기판의 모든 측면은 접지되고, 상기 쉴드 케이스부는 상기 접지된 기판의 측면과 연결될 수 있다.
상기 송수신 회로부는, 상기 송신신호를 생성하기 위한 주파수 업 컨버젼을 수행하기 위한 제1 쇼트키 믹서 다이오드와 상기 수신신호에 대한 주파수 다운 컨버젼을 수행하기 위한 제2 쇼트키 믹서 다이오드를 포함하고, 상기 제1 쇼트키 믹서 다이오드의 캐소드단과 상기 제2 쇼트키 믹서 다이오드의 애노드단은 제1 캐패시터의 일단과 연결되고, 상기 제1 캐패시터의 타단은 상기 안테나용 핀부재에 연결될 수 있다.
상기 안테나용 핀부재의 외경 및 길이는 각각 (0.8 ± 0.02) mm와 14 mm일 수 있다.
상기 쉴드 케이스는 도전성 금속부가 표면에 코팅된 플라스틱 바디를 포함할 수 있다.
상기 도전성 금속부는 상기 플라스틱 바디 상에 코팅된 구리층과 상기 구리층 상에 코팅된 니켈크롬 합금층을 포함할 수 있다.
상기 안테나용 핀부재는 알루미늄과 구리의 합금으로 이루어진 핀부재 바디를 포함하고, 상기 핀부재 바디의 표면은 은으로 코팅될 수 있다.
상기 쉴드 케이스부의 상측면은 제1 영역부와 제2 영역부를 포함하고, 상기 제1 영역부와 상기 기판부 사이의 거리는 상기 제2 영역부와 상기 기판부 사이의 거리보다 크며, 상기 송수신 회로부의 발진회로가 구비된 상기 기판부의 영역은 상기 제1 영역부와 중첩될 수 있다.
상기 송수신 회로부는, 상기 송수신 회로부의 오실레이터에 대한 미세 튜닝을 위하여 사용자에 의하여 조작가능한 튜닝 스크류(tuning screw)를 포함하며, 상기 튜닝 스크류는 상기 쉴드 케이스를 관통하고, 상기 쉴드 케이스부 내부에 위치하는 상기 튜닝 스크류의 끝단은 상기 기판부와 이격되며, 상기 튜닝 스크류의 끝단과 상기 기판부와의 거리는 상기 튜닝 스크류의 회전에 따라 가까워지거나 멀어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 센서용 레이더 모듈 장치는 안테나용 핀부재를 포함하여 설치 위치를 고려한 구조를 제공할 수 있다.
본 출원의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 센서용 레이더 모듈 장치의 일례를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 센서용 레이더 모듈 장치의 송수신 회로부의 블럭도를 나타낸다.
도 3은 안테나용 핀부재에 의한 안테나 빔 패턴을 나타낸다.
도 4는 안테나용 핀부재의 확대도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 센서용 레이더 모듈 장치의 송수신 회로부의 회로도를 나타낸다.
도 6은 노이즈 필터링용 패턴이 형성된 기판부를 나타낸다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 센서용 레이더 모듈 장치의 일례를 나타낸다. 도 1의 좌측 도면 및 우측 도면은 각각 본 발명의 실시예에 따른 센서용 레이더 모듈 장치의 평면도 및 측면도를 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 센서용 레이더 모듈 장치는 기판부(110), 전원 회로부(130), 송수신 회로부(150), 쉴드 케이스(shield case)부(170), 및 안테나용 핀부재(190)를 포함한다.
전원 회로부(130)는 기판부(110)에 형성되어 전원을 공급한다. 이와 같은 전원 회로부(130)는 송신신호 또는 수신신호의 증폭을 위한 증폭부를 포함할 수도 있다.
송수신 회로부(150)는 기판부(110)에 형성되며, 전원 회로부(130)로부터 전원을 공급받아 송신신호를 생성하고 외부로부터 수신신호를 처리한다. 송수신 회로부(150)는 송신신호의 생성 및 수신신호의 처리를 위한 발진회로(151)와 주파수 믹싱 회로(153)를 포함할 수 있다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 전원 회로부(130)로부터 입력된 입력신호는 주파수 믹싱 회로(153)를 거치며, 주파수 믹싱 회로(153)는 입력신호에 대한 주파수 업 컨버젼(frequency up conversion)을 수행하여 송신신호를 생성할 수 있다. 이 때 주파수 믹싱 회로(153)는 발진회로(151)에서 제공된 주파수와 입력신호의 주파수를 믹싱함으로써 주파수 업 컨버젼을 수행할 수 있다. 이와 같이 생성된 송신신호를 안테나용 핀부재(190)를 통하여 외부로 송신될 수 있다.
송신신호는 사람이나 물체와 같은 타겟(target)에 도달하고, 타겟이 송신신호를 반사함으로써 수신신호가 형성될 수 있다. 수신신호는 안테나용 핀부재(190)를 통하여 송수신 회로부(150)에 전달될 수 있다.
주파수 믹싱 회로(153)는 수신신호에 대한 주파수 다운 컨버젼(frequency down conversion)을 수행하여 출력신호를 생성할 수 있다. 이 때 주파수 믹싱 회로(153)는 발진회로(151)에서 제공된 주파수와 수신신호의 주파수를 믹싱함으로써 주파수 다운 컨버젼을 수행할 수 있다. 이와 같이 생성된 출력신호는 전원 회로부(130)로 전달될 수 있다.
타겟에 반사되어 전달된 수신신호의 해석을 위하여 도플러 효과를 이용할 수 있으며, 이를 위한 컨트롤러가 기판부(110)에 구비될 수 있다. 물론 도플러 효과 외에 다른 분석 이론을 통하여 출력신호에 대한 분석이 이루어질 수도 있다.
도 1에서 송수신 회로부(150)는 쉴드 케이스부(170)에 덮여 있어 도 1에 도시되어 있지 않으며, 송수신 회로부(150)의 회로 패턴에 대해서는 이후에 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
쉴드 케이스부(170)의 표면은 도전성 금속부로 이루어지며 쉴드 케이스부(170)가 송수신 회로부(150)를 외부로부터 격리하도록 송수신 회로부(150)가 형성된 기판부(110)의 일측면 상에 구비된다. 쉴드 케이스부(170)는 쉴드 케이스부(170) 내부의 송신신호 및 수신신호를 쉴드 케이스부(170) 외부의 노이즈로부터 격리함으로써 센싱 동작의 신뢰성을 높일 수 있다.
안테나용 핀부재(190)는 송수신 회로부(150)와 연결되어 송신신호를 외부로 방출하고 송신신호가 타겟에 반사되어 형성된 수신신호를 송수신 회로부(150)로 전달한다.
이 때 안테나용 핀부재(190)는 기판부(110)의 일측면의 맞은 편 타측면으로부터 돌출되어 외부에 노출된다. 이와 같은 이유는 본 발명의 실시예와 다르게 안테나용 핀부재(190)가 기판부(110)의 일측면으로부터 돌출될 경우 쉴드 케이스부(170)와의 간섭이 일어날 수 있기 때문이다.
또한 안테나용 핀부재(190)는 수신신호의 수신이 안테나용 핀부재(190) 측면의 전방향(全方向)으로 원활하도록 이루어지도록 원형 단면을 지닌다.
이와 같은 안테나용 핀부재(190)는 주파수 믹싱 회로(153)에 연결되어 송신신호를 외부로 발신하고 수신신호를 외부로부터 수신하는 역할을 한다.
도 3은 안테나용 핀부재(190)에 의한 안테나 빔 패턴을 나타낸 것으로 각 각도별로 수신된 전계 강도를 폴라 차트(polar chart) 상에 파형으로 표시한 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 안테나용 핀부재(190)의 측면에 수직 방향으로의 단면이 원형이기 때문에 360도 전방향에서 수신된 수신신호의 강도가 유사한 것을 알 수 있다.
이에 따라 패치 안테나와 같은 기존 안테나의 감지영역은 대부분 타원모양을 이루고 있으나, 안테나용 핀부재(190) 의 감지영역은 거의 정원모양을 이루고 있다.
또한 도 4에 도시된 바와 같이, 안테나용 핀부재(190)는 원기둥 형상을 지니고 있다. 안테나용 핀부재(190)의 외경 및 길이는 각각 (0.8 ± 0.02) mm와 14 mm일 수 있다. 이와 같은 안테나용 핀부재(190)의 외경 및 길이는 안테나와 송수신 회로부(150)의 최적의 임피던스 매칭을 위한 것으로 이후에 설명될 안테나용 핀부재(190)의 재질을 고려하여 설정된 것이다.
이와 같은 안테나용 핀부재(190)는 패치 안테나에 비하여 면적이 작기 때문에 여러 제품 적용시 제품의 면적을 줄일 수 있으며, 조명등과 같이 금속성 하우징 커버에는 1mm 내의 핀홀(pin hole)을 뚫어 원하는 감지영역을 확보할 수 있다. 또한 안테나용 핀부재(190)는 안테나로서 휨성이 좋아 원하는 감지영역을 인위적 조정할수 있다.
한편, 안테나용 핀부재(190)의 끝단은 full R 처리되어 외부로 볼록한 둥근 형상을 지닐 수 있다. 즉, 안테나용 핀부재(190)의 끝단은 안테나용 핀부재(190)의 끝단이 full R 처리하는 것은 송신신호 및 수신신호의 안테나 방사구조를 최대한 넓고 안정적으로 송수신하기 위함이다.
즉, 본 발명의 실시예와 다르게 안테나용 핀부재(190)의 끝단이 날카롭게 형성되거나 끝단에 모서리가 있다면, 신호의 송수신 시 노이즈 발생가능성이 증가하고 송신신호 및 수신신호의 전파 파형이 왜곡될 수 있다.
본 발명의 실시예의 경우, 안테나용 핀부재(190)의 끝단이 full R 처리되어 있으므로 송신신호 및 수신신호가 어느 방향에서 수신 또는 송신되더라도 송신신호 및 수신신호의 왜곡이 적어 안정적인 송신 및 수신이 이루어질 수 있다.
또한 안테나용 핀부재(190)가 물리적으로는 날카로우면 사용자나 제조자가 안테나용 핀부재(190)를 취급할 때 다칠 염려도 있기 때문에 안테나용 핀부재(190)의 끝단을 곡면 처리될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서 안테나용 핀부재(190)는 한 개일 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에서 송수신 회로부(150)는 중간주파수로(Intermediate Frequency)의 변환없이 송신신호의 생성 및 수신신호의 처리를 수행하는 호모다인(homodyne) 기술을 사용하는데, 한 개의 안테나용 핀부재(190)로 신호의 수/발신이 동시에 가능하다.
호모다인 기술은 직접 주파수 변환 방식으로 RF 대역에서 베이스맨드 대역으로 직접 하향 변환하여 검파하는 방식이다. 호모다인 기술은 중간주파수 변환 과정이 없으므로 하드웨어 구성이 간단하여 소형화가 가능하고 전력소모가 적다. 이에 따라 본 발명의 실시예에 따른 센서용 레이더 모듈 장치는 조명 센서나 보안용 센서 등에 적용될 수 있다.
수신과 송신의 안테나가 분리하지 않고 쇼트키 다이오드를 이용하여 하나의 핀 안테나로 수발신이 가능하다. 쇼트키 다이오드를 이용한 수발신에 대해서는 이후에 도 5를 통하여 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 센서용 레이더 모듈 장치는 조명 센서나 보안용 센서 등에 적용될 수 있으므로 한 개의 안테나용 핀부재(190)로 원뿔형 신호 방사 구조를 만들 수 있다. 이에 따라 앞서 설명된 도 4와 같이 안테나 빔 패턴이 360도 둥근 감지 형태일 수 있다.
즉, 조명 센서나 보안용 센서의 경우 옥내외의 건축물 천정에 주로 장착되므로 한 개의 안테나용 핀부재(190)로 원뿔형 신호 방사 구조를 형성함으로써 조명 센서나 보안용 센서의 설치 영역에 대응할 수 있다.
한편, 기판부(110)는 하나의 기판을 포함하고, 하나의 기판에 전원 회로부(130) 및 송수신 회로부(150)가 구현될 수 있다. 이 때 하나의 기판의 모든 측면은 접지되고, 쉴드 케이스부(170)는 상기 접지된 기판의 측면과 연결될 수 있다.
일반적으로 송수신 모듈과 증폭 모듈은 하나의 기판에 구현되지 않고 별도의 기판으로 분리되어 개발되는데, 증폭 모듈에 의하여 송수신 모듈의 노이즈가 증폭될 수 있기 때문이다. 그러나 별도의 기판에 송수신 모듈과 증폭 모듈이 구현되면 제조 공정이 복잡해질 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 하나의 기판에 전원 회로부(130)와 송수신 회로부(150)가 구현되는데, 증폭 회로가 송수신 회로부(150)에 인접함으로 인해 불필요하게 발생하는 노이즈를 최소화하기 위해 하나의 기판의 측면은 접지되어 불필요한 노이즈를 차단할 수 있다. 예를 들어, 하나의 기판이 4개의 측면을 가지고 있을 경우, 4개의 측면 각각은 접지될 수 있다. 또한 쉴드 케이스부(170)가 하나의 기판의 접지된 측면과 연결됨으로써 외부에서 유입되는 노이즈를 차단할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 송수신 회로부(150)는 상기 안테나용 핀부재(190)에 연결된 제1 쇼트키 믹서 다이오드(schottky mixer diode)(155), 제2 쇼트키 믹서 다이오드(157) 및 발진용 트랜지스터(159)를 포함할 수 있다. 제1 쇼트키 믹서 다이오드(155)는 송신신호를 생성하기 위한 주파수 업 컨버젼을 수행하기 위한 것이고, 제2 쇼트키 믹서 다이오드(157)는 수신신호에 대한 주파수 다운 컨버젼을 수행하기 위한 것이다.
제1 쇼트키 믹서 다이오드(155)의 캐소드단과 제2 쇼트키 믹서 다이오드(157)의 애노드단은 제1 캐패시터(C1)의 일단과 연결되고, 제1 캐패시터(C1)의 타단은 안테나용 핀부재(190)에 연결될 수 있다. 또한 제1 쇼트키 믹서 다이오드(155)의 애노드단과 제2 쇼트키 믹서 다이오드(157)의 캐소드단은 접지될 수 있다.
발진용 트랜지스터(159)는 발진 주파수를 지닌 신호를 생성하기 위한 것이다. 발진용 트랜지스터(159)의 제1 단자(t1)는 제2 캐패시터(C2)의 일단과 연결되고, 제2 캐패시터(C2)의 타단은 제1 쇼트키 믹서 다이오드(155)의 캐소드단, 제2 쇼트키 믹서 다이오드(157)의 애노드단은 제1 캐패시터(C1)의 일단과 연결된다.
발진용 트랜지스터(159)의 제2 단자(t2)는 접지되고, 발진용 트랜지스터(159)의 제3 단자(t3)는 저항(R)의 일단과 연결되고, 저항(R)의 타단은 발진용 트랜지스터(159)의 제1 단자(t1)와 연결된다.
발진용 트랜지스터(159)가 BJT(bipolar junction transistor)인 경우, 제1 단자, 제2 단자 및 제3 단자 각각은 베이스 단자, 에미터 단자 및 컬렉터 단자일 수 있다.
이상에서 언급된 제1 캐패시터(C1), 제2 캐패시터(C2), 저항은 송수신 회로부(150)와 안테나용 핀부재(190)의 임피던스 매칭(impedence matching)을 위한 것이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 기판부(110)에는 노이즈 필터링용 패턴부(210)가 형성되고, 노이즈 필터링용 패턴부(210)는 발진용 트랜지스터(159)의 제1 단자 및 제3 단자와 연결될 수 있다.
노이즈 필터링용 패턴부(210)는 상기 제3 단자와 연결되는 제1 패턴부(211)와 상기 제1 단자와 연결되는 제2 패턴부(213)를 포함할 수 있다. 제1 패턴부(211)와 제2 패턴부(213) 각각은 복수의 스트립 패턴(strip pattern)을 포함할 수 있다. 이 때 제1 패턴부(211)의 스트립 패턴들과 제2 패턴부(213)의 스트립 패턴들은 서로 엇갈려 형성되고, 제1 패턴부(211)의 스트립 패턴과 제2 패턴부(213)의 스트립 패턴은 설정 거리만큼 이격될 수 있다.
노이즈 필터링용 패턴부(210)는 별도의 회로 구성 및 연결없이 S/N 비율을 올리기 위한 시그널 필터링 회로기술 적용 및 주파수 변조 기술을 적용한 것이다.
즉, 아무리 좋은 유전체라 하더라도 pcb 패턴 금속을 통과하는 동안 저항이 발생하며, 이로 인한 노이즈가 발생할 수 있다. 그러므로 노이즈 필터링용 패턴부(210)과 같이 스티립 패턴들이 엇갈려 형성되면, 전류 차이로 미세한 주파수가 형성되어 노이즈가 필터링될 수 있다.
한편, 쉴드 케이스는 도전성 금속부가 표면에 코팅된 플라스틱 바디를 포함할 수 있다. 이 때 도전성 금속부는 플라스틱 바디 상에 코팅된 구리층과 구리층 상에 코팅된 니켈크롬 합금층을 포함할 수 있다.
쉴드 케이스부(170)의 외관, 주조 상의 편의성 및 금형의 제작비용 등을 고려하여 사출 공정으로 제조된 플라스틱 바디가 사용될 수 있다.
플라스틱 바디에 이온도금법 등으로 구리층이 코팅될 수 있다. 구리층에 의하여 노이즈가 차단될 수 있으나 구리층은 부식과 표면 습기에 약하므로 이를 방지하기 위하여 구리층 상에 니켈크롬 합금층이 코팅될 수 있다.
이와 같은 니켈크롬 합금층으로 인하여 상품 가치가 장시간 유지될 수 있을 뿐만 아니라 부식 방지 및 취급 상의 편리성이 향상되어 전파품질 안정성을 오랜 기간 유지할 수 있다.
플라스틱 바디 대신에 알루미늄 바디에 니켈크롬 합금층이 코팅될 수도 있다. 알루미늄 바디의 경우 송신수 회로부를 고려하여 알루미늄 바디의 금형이 제작되어야 하므로 금형 제작 비용이 증가할 수 있고, 금형의 수명이 단축될 수 있다.
한편, 안테나용 핀부재(190)는 알루미늄과 구리의 합금으로 이루어진 핀부재 바디를 포함할 수 있다. 알루미늄은 금 다음으로 전파 방사 저항이 작으며 부식에 강하고 원가면에서도 저렴하다.
이 때 핀부재 바디의 표면은 은으로 코팅될 수 있다. 은을 코팅하는 이유는 전파전류 저항을 최소화하여 안테나용 핀부재(190)의 표면 전도성을 높이기 위한 것이다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 쉴드 케이스부(170)의 상측면은 제1 영역부(171)와 제2 영역부(173)를 포함할 수 있다. 제1 영역부(171)와 기판부(110) 사이의 거리는 제2 영역부(173)와 기판부(110) 사이의 거리보다 클 수 있다. 이에 따라 쉴드 케이스부(170)의 상측면에는 단차가 형성될 수 있다. 이 때 송수신 회로부(150)의 발진회로(151)가 구비된 기판부(110)의 영역은 제1 영역부(171)와 중첩될 수 있다.
이와 같은 쉴드 케이스부(170)의 단차 형성은 송수신 회로부(150)를 덮는 쉴드 케이스부(170)를 가능한 한 슬림하고 얇게 할 수 있다. 쉴드 케이스부(170)의 부피 감소에 따라 본 발명의 실시예에 따른 센서용 레이터 모듈 장치의 적용 분야가 넓어질 수 있다.
뿐만 아니라 발진회로(151)의 영역과 중첩되는 제1 영역부(171)는 송신신호의 생성 및 수신신호의 처리를 위하여 주파수와 밀접한 상관관계가 있다. 즉, 제1 영역부(171)의 쉴드 케이스부(170)의 내부 공간은 제2 영역부(173)의 내부 공간에 비하여 크게 형성되는데, 이는 제1 영역부(171)의 내부공간의 면적을 확보함으로써 송신신호의 생성 및 수신신호의 처리를 위한 주파수 공진을 안정적으로 할 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 송수신 회로부(150)는, 송수신 회로부(150)의 오실레이터에 대한 미세 튜닝을 위하여 사용자에 의하여 조작가능한 튜닝 스크류 (tuning screw)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 센서용 레이더 모듈 장치는 물체 감지용 센서에 적용될 수 있다. 한국의 경우 물체감지용 센서가 사용가능한 주파수 대역은 5.847GHz 내지 5.850GHz이고, 복사전력은 10㎽ (안테나 절대이득 포함) 이하이다.
이와 같은 주파수 대역 및 복사 전력은 국내 와이파이 서비스에서 사용되는 주파수 대역과의 간섭을 방지하기 위한 것인데, 상기 사용가능한 주파수 대역폭은 3Mhz에 불과하다.
발진 주파수는 송수신 회로부(150)의 다양한 소자 및 회로 구성과, 기판부(110)에 형성된 도전 패턴 등에 영향을 받을 수 있다. 이에 따라 송수신 회로부(150) 및 기판부(110)의 도전 패턴 등을 최적화하더라도 매우 좁은 3Mhz의 주파수 대역폭을 맞추기 어려울 수 있다.
즉, 이와 같은 3Mhz의 사용가능 주파수 대역폭은 매우 좁기 때문에 경우에 따라 송수신 회로부(150)가 3Mhz의 대역폭을 만족시키지 못할 수 있다.
이를 방지하기 위하여 튜닝 스크류가 사용되는데, 튜닝 스크류는 쉴드 케이스(170)를 관통하고, 쉴드 케이스부(170) 내부에 위치하는 튜닝 스크류의 끝단은 기판부(110)와 이격될 수 있다. 이 때 튜닝 스크류의 끝단과 기판부(110)와의 거리는 튜닝 스크류(170)의 회전에 따라 가까워지거나 멀어질 수 있다.
즉, 앞서 설명된 바와 같이 발진 주파수의 최적화에는 회로 소자, 회로 구성, 도전 패턴 등이 영향을 미치는데, 튜닝 스크류(170)의 끝단은 쉴드 케이스부(170) 내부에 위치하는 기판부(110)의 회로 소자나 도전 패턴 등과 함께 캐패시턴스 성분 등을 형성함으로써 발진 주파수의 최적화에 영향을 미칠 수 있다.
이 때 튜닝 스크류(170)의 회전에 따라 튜닝 스크류(170)의 끝단과 쉴드 케이스부(170) 내부에 위치하는 기판부(110) 사이의 거리가 조정됨에 따라 발진 주파수가 미세 조정될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예의 경우, 주파수의 미세 조정을 위한 튜닝 스크류를 포함함으로서 본 발명의 실시예에 따른 센서용 레이더 모듈 장치의 최종 조립후 튜닝 스크류를 이용하여 미세하게 주파수를 조정함으로써 한국 전파법을 만족시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
기판부(110)
전원 회로부(130)
송수신 회로부(150)
발진회로(151)
주파수 믹싱 회로(153)
제1 쇼트키 믹서 다이오드(155)
제2 쇼트키 믹서 다이오드(157)
발진용 트랜지스터(159)
제1 캐패시터(C1)
제2 캐패시터(C2)
쉴드 케이스부(170)
제1 영역부(171)
제2 영역부(173)
안테나용 핀부재(190)
노이즈 필터링용 패턴부(210)
제1 패턴부(211)
제2 패턴부(213)

Claims (10)

  1. 기판부;
    상기 기판부에 형성되어 전원을 공급하는 전원 회로부;
    상기 기판부에 형성되며, 상기 전원 회로부로부터 전원을 공급받아 송신신호를 생성하고 외부로부터 수신신호를 처리하는 송수신 회로부;
    표면이 도전성 금속부로 이루어져 상기 송수신 회로부를 외부로부터 격리하도록 상기 송수신 회로부가 형성된 상기 기판부의 일측면 상에 구비되는 쉴드 케이스부;
    상기 송수신 회로부와 직접 연결되어 상기 송신신호를 외부로 방출하고 상기 송신신호가 타겟에 반사되어 형성된 상기 수신신호를 상기 송수신 회로부로 전달하며, 상기 기판부의 일측면의 맞은 편 타측면으로부터 돌출되어 외부에 노출되고, 상기 수신신호의 입력이 측면의 전방향으로 원활하도록 원형 단면을 지닌 안테나용 핀부재를 포함하고,
    상기 안테나용 핀부재는,
    한 개 구비되어 상기 한 개의 안테나용 핀부재로 원뿔형 신호 방사 구조를 형성함으로써 안테나 빔 패턴이 360도 둥근 감지 형태이고,
    금속으로만 이루어져 휨성을 지녀 감지영역의 조정이 가능한 것을 특징으로 하는 센서용 레이더 모듈 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 안테나용 핀부재의 끝단은 외부로 볼록한 둥근 형상을 지니는 것을 특징으로 하는 센서용 레이더 모듈 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판부는 하나의 기판을 포함하고,
    상기 하나의 기판에 상기 전원 회로부 및 상기 송수신 회로부가 구현되고,
    상기 하나의 기판의 모든 측면은 접지되고,
    상기 쉴드 케이스부는 상기 접지된 기판의 측면과 연결되는 것을 특징으로 하는 센서용 레이더 모듈 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 송수신 회로부는, 상기 송신신호를 생성하기 위한 주파수 업 컨버젼을 수행하기 위한 제1 쇼트키 믹서 다이오드와 상기 수신신호에 대한 주파수 다운 컨버젼을 수행하기 위한 제2 쇼트키 믹서 다이오드를 포함하고,
    상기 제1 쇼트키 믹서 다이오드의 캐소드단과 상기 제2 쇼트키 믹서 다이오드의 애노드단은 제1 캐패시터의 일단과 연결되고, 상기 제1 캐패시터의 타단은 상기 안테나용 핀부재에 연결되는 것을 특징으로 하는 센서용 레이더 모듈 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 안테나용 핀부재의 외경 및 길이는 각각 (0.8 ± 0.02) mm와 14 mm인 것을 특징으로 하는 센서용 레이더 모듈 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 쉴드 케이스는 도전성 금속부가 표면에 코팅된 플라스틱 바디를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서용 레이더 모듈 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 도전성 금속부는 상기 플라스틱 바디 상에 코팅된 구리층과 상기 구리층 상에 코팅된 니켈크롬 합금층을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서용 레이더 모듈 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 안테나용 핀부재는 알루미늄과 구리의 합금으로 이루어진 핀부재 바디를 포함하고,
    상기 핀부재 바디의 표면은 은으로 코팅된 것을 특징으로 하는 센서용 레이더 모듈 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 쉴드 케이스부의 상측면은 제1 영역부와 제2 영역부를 포함하고,
    상기 제1 영역부와 상기 기판부 사이의 거리는 상기 제2 영역부와 상기 기판부 사이의 거리보다 크며,
    상기 송수신 회로부의 발진회로가 구비된 상기 기판부의 영역은 상기 제1 영역부와 중첩되는 것을 특징으로 하는 센서용 레이더 모듈 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 송수신 회로부는 상기 송수신 회로부의 오실레이터에 대한 미세 튜닝을 위하여 사용자에 의하여 조작가능한 튜닝 스크류(tuning screw)를 포함하며,
    상기 튜닝 스크류는 상기 쉴드 케이스를 관통하고,
    상기 쉴드 케이스부 내부에 위치하는 상기 튜닝 스크류의 끝단은 상기 기판부와 이격되며,
    상기 튜닝 스크류의 끝단과 상기 기판부와의 거리는 상기 튜닝 스크류의 회전에 따라 가까워지거나 멀어지는 것을 특징으로 하는 센서용 레이더 모듈 장치.
KR1020190123161A 2019-10-04 2019-10-04 센서용 레이더 모듈 장치 KR102090767B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190123161A KR102090767B1 (ko) 2019-10-04 2019-10-04 센서용 레이더 모듈 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190123161A KR102090767B1 (ko) 2019-10-04 2019-10-04 센서용 레이더 모듈 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102090767B1 true KR102090767B1 (ko) 2020-05-26

Family

ID=70914764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190123161A KR102090767B1 (ko) 2019-10-04 2019-10-04 센서용 레이더 모듈 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102090767B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220001672A (ko) * 2020-06-30 2022-01-06 주식회사 만도모빌리티솔루션즈 레이더 장치
CN117233748A (zh) * 2023-11-13 2023-12-15 欧智通科技股份有限公司 一种基于ble技术的多频段雷达传感器模组

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980031372A (ko) * 1996-10-31 1998-07-25 배순훈 위성안테나의 lnb 구조
KR20040034231A (ko) 2002-10-21 2004-04-28 (주)동남엔텍 Ｒｆ 극초단파를 이용한 마이크로웨이브 작동 센서 모듈및 이를 이용한 대상물의 감지 방법
KR100831870B1 (ko) * 2000-09-25 2008-05-22 스카이워크스 솔루션즈 인코포레이티드 서브하모닉 믹서, 수신 rf 신호의 다운 컨버팅 방법 및 그 시스템
JP2015534367A (ja) * 2012-09-24 2015-11-26 ジ アンテナ カンパニー インターナショナル ナムローゼ フェンノートシャップ レンズアンテナ、このようなアンテナの製造および使用方法、およびアンテナシステム
KR20180085987A (ko) * 2017-01-20 2018-07-30 이용하 고효율 세라믹 안테나 및 그 제조방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980031372A (ko) * 1996-10-31 1998-07-25 배순훈 위성안테나의 lnb 구조
KR100831870B1 (ko) * 2000-09-25 2008-05-22 스카이워크스 솔루션즈 인코포레이티드 서브하모닉 믹서, 수신 rf 신호의 다운 컨버팅 방법 및 그 시스템
KR20040034231A (ko) 2002-10-21 2004-04-28 (주)동남엔텍 Ｒｆ 극초단파를 이용한 마이크로웨이브 작동 센서 모듈및 이를 이용한 대상물의 감지 방법
JP2015534367A (ja) * 2012-09-24 2015-11-26 ジ アンテナ カンパニー インターナショナル ナムローゼ フェンノートシャップ レンズアンテナ、このようなアンテナの製造および使用方法、およびアンテナシステム
KR20180085987A (ko) * 2017-01-20 2018-07-30 이용하 고효율 세라믹 안테나 및 그 제조방법

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220001672A (ko) * 2020-06-30 2022-01-06 주식회사 만도모빌리티솔루션즈 레이더 장치
KR102366273B1 (ko) * 2020-06-30 2022-02-25 주식회사 만도모빌리티솔루션즈 레이더 장치
US11558987B2 (en) 2020-06-30 2023-01-17 Hl Klemove Corp. Radar apparatus
CN117233748A (zh) * 2023-11-13 2023-12-15 欧智通科技股份有限公司 一种基于ble技术的多频段雷达传感器模组
CN117233748B (zh) * 2023-11-13 2024-03-22 欧智通科技股份有限公司 一种基于ble技术的多频段雷达传感器模组

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4724443A (en) Patch antenna with a strip line feed element
EP1443591B1 (en) Printed circuit board antenna structure
KR102090767B1 (ko) 센서용 레이더 모듈 장치
JPWO2008120826A1 (ja) マイクロ波・ミリ波センサ装置
WO2020124671A1 (zh) 多波束同频微波探测天线及其制造方法和检测方法
US10854983B2 (en) Antenna with anti-interference arrangement and its manufacturing method
US10790589B2 (en) Microwave device
JP4304642B1 (ja) 電波センサ
CN111162382A (zh) 微型化微波探测装置和其制造方法
FI79625B (fi) Korsstraolande hoegfrekvent stoeldfoerhindrande system.
JP5212903B2 (ja) 電波センサ
CN111129755A (zh) 波束修整方法
JP5671787B2 (ja) 電波センサ
TW202002544A (zh) 抗干擾天線及其應用
CN211150779U (zh) 微型化微波探测装置
CN211238503U (zh) 微型化微波探测装置
CN211150780U (zh) 微型化微波探测装置
CN211150782U (zh) 微型化微波探测装置
CN211150781U (zh) 微型化微波探测装置
CN112379361B (zh) 一种平面型微波传感器
US20230097476A1 (en) Antenna for Sending and/or Receiving Electromagnetic Signals
US20230054135A1 (en) Omnidirectional antenna assemblies including broadband monopole antennas
JP5515452B2 (ja) 検波装置
RU2266591C1 (ru) Микрополосковая антенна с широкой диаграммой направленности
JP2010096621A (ja) 電波センサ