KR102158566B1 - Microwave doppler sensor implemented Tx and Rx antenna by using AC power line - Google Patents

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Abstract

AC 전원 라인을 송수신 안테나로 구현한 마이크로파 도플러 센서가 개시된다. 상기 마이크로파 도플러 센서는, 송신 안테나의 방사 패턴(pattern)을 사용하지 않고 그 대신에 송신부의 AC 전원 라인(AC power line)을 사용하는 광대역 특성을 가진 안테나로부터 주파수 선택부에 의해 2~30 GHz 대역의 어느 하나의 RF 주파수 신호를 선택하여 방사하며, 대상 물체로부터 반사된 파장이 변화된 반사파 신호를 수신부로 수신하는 도플러 센서의 RF부; 상기 도플러 센서의 RF부에 연결되며, 수신부와 혼합부 및 IF 신호 검출부로부터 수신된 미세한 신호를 증폭하여 HIGH/LOW 신호를 전송하는 신호 증폭부; 상기 신호 증폭부로부터 검출된 HIGH/LOW 신호를 전송받아 대상 물체인 사람이나 동물 검출시, 비검출시 HIGH/LOW에 해당하는 제어 기능이 동작되도록 하는 제어부; 및 전원을 공급하는 전원부를 포함한다.
마이크로파 도플러 센서의 PCB 코어에 감긴 수신부의 코일 아래에 AC 전원 라인을 사용하여 수신 안테나를 구현하여 지향성을 개선하였으며, 기존 송신 안테나의 방사 패턴을 사용하는 도플러 센서 보다 넓혀진 각도에서 반사파를 수신하게 하여 도플러 센서의 반응 사각지대를 줄였다. Disclosed is a microwave Doppler sensor implementing an AC power line as a transmission/reception antenna. The microwave Doppler sensor is a 2 to 30 GHz band by a frequency selector from an antenna having a broadband characteristic that does not use the radiation pattern of the transmitting antenna and instead uses the AC power line of the transmitting unit. An RF unit of a Doppler sensor that selects and radiates any one of the RF frequency signals of the Doppler sensor and receives a reflected wave signal having a changed wavelength reflected from the target object to the receiving unit; A signal amplifying unit connected to the RF unit of the Doppler sensor and transmitting a HIGH/LOW signal by amplifying a fine signal received from a receiving unit, a mixing unit, and an IF signal detection unit; A control unit configured to operate a control function corresponding to HIGH/LOW when detecting a human or animal as a target object by receiving the detected HIGH/LOW signal from the signal amplifying unit; And a power supply for supplying power.
Directivity is improved by implementing a receiving antenna by using an AC power line under the coil of the receiving unit wound around the PCB core of the microwave Doppler sensor. Reduced the sensor's reactive blind spot.

Description

AC 전원 라인을 송수신 안테나로 구현한 마이크로파 도플러 센서{Microwave doppler sensor implemented Tx and Rx antenna by using AC power line}Microwave doppler sensor implemented Tx and Rx antenna by using AC power line}

본 발명은 AC 전원 라인을 송수신 안테나로 구현한 마이크로파 도플러 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도플러 방사를 위해 송신부의 송수신 안테나의 방사 패턴(pattern)을 사용하지 아니하고 송수신 안테나로써 송신부의 AC 전원 라인(AC power line)을 사용하여 방사하였으며, 광대역 특성을 가진 안테나를 갖는 송신부의 AC 전원 라인으로부터 2~30 GHz 대역의 어느 하나의 RF 주파수 신호를 방사하고, 그 대상물체로부터 반사된 파장이 변화된 반사파 신호를 수신부의 코일(coil)과 AC 전원 라인(AC power line)으로 구현된 수신 안테나로 수신하는 마이크로파 도플러 센서를 구현하였으며, 마이크로파 도플러 센서의 PCB의 코어에 감긴 수신부 코일과 AC 전원 라인을 구비하는 송수신 안테나를 사용하여 지향성을 개선하고, 기존 송신 안테나의 방사 패턴을 사용하는 도플러 센서 보다 넓혀진 각도에서 반사파를 수신하여 도플러 센서의 반응 사각지대를 줄이며, 신호 증폭부 회로는 OP-AMP 또는 Not Gate의 Logic IC를 사용하여 증폭하며 좁은 공간에서 구현가능한 증폭회로를 구비한 도플러 센서를 구현하여 움직이는 사람과 물체를 감지하는, AC 전원 라인을 송수신 안테나로 구현한 마이크로파 도플러 센서에 관한 것이다. The present invention relates to a microwave Doppler sensor in which an AC power line is implemented as a transmission/reception antenna, and more particularly, an AC power line of the transmission unit as a transmission/reception antenna without using a radiation pattern of the transmission/reception antenna of the transmission unit for Doppler radiation. AC power line), radiated from the AC power line of the transmitter with an antenna with broadband characteristics, and radiated any RF frequency signal in the 2~30 GHz band, and the reflected wave signal whose wavelength reflected from the target object was changed. A microwave Doppler sensor is implemented to receive the signal through a receiving antenna implemented by a coil of the receiving unit and an AC power line, and a receiving unit coil and an AC power line wound around the core of the PCB of the microwave Doppler sensor are transmitted and received. By using an antenna to improve directivity and to receive the reflected wave at a wider angle than the Doppler sensor that uses the radiation pattern of the existing transmission antenna, it reduces the reactive blind spot of the Doppler sensor, and the signal amplification part circuit is the logic of OP-AMP or Not Gate. The present invention relates to a microwave Doppler sensor in which an AC power line is implemented as a transmitting/receiving antenna by implementing a Doppler sensor with an amplifying circuit that can be implemented in a narrow space and amplified using an IC to detect moving people and objects.

인체 감지 센서는 적외선(IR) 센서 및 PIR 센서가 사용되며, PIR 센서(예, HC-SR501, PIR motion detector)는 passive infrared, 즉 적외선 센서가 5~10m 이내의 탐지거리와 120° 정도의 일정한 탐지각도로 움직이는 사람이나 이동 물체의 적외선을 감지하며, 주변 온도와 온도 차이를 감지하여 이를 전압 신호로 출력한다. PIR 센서는 자동문, 아파트 현관 입구, 무인 경비 시스템의 감지 센서 등에 널리 사용되지만, 문이 닫히거나 폐쇄되면 적외선이 투과되지 않으므로 우의를 입고 움직인 사람이나 이동 물체를 감지하기 어려웠다. Human body detection sensor uses infrared (IR) sensor and PIR sensor, and PIR sensor (eg, HC-SR501, PIR motion detector) is passive infrared, that is, infrared sensor has a detection distance within 5-10m and a constant 120°. It detects infrared rays of people or moving objects moving at the detection angle, detects the temperature difference from the surrounding temperature, and outputs this as a voltage signal. PIR sensors are widely used in automatic doors, apartment entrance entrances, and detection sensors of unmanned security systems, but when the door is closed or closed, infrared rays are not transmitted, so it was difficult to detect people or moving objects that moved wearing raincoats.

이를 개선하기 위해, 도플러 효과의 원리가 적용된 마이크로파 도플러 센서가 개발되었다. 마이크로파 도플러 센서는 방사된 마이크로파가 이동하는 대상물체로부터 반사되는 반사파를 직접 수신하여 주파수를 비교하는 방식을 사용한다.In order to improve this, a microwave Doppler sensor to which the principle of the Doppler effect is applied has been developed. The microwave Doppler sensor uses a method of comparing frequencies by directly receiving a reflected wave reflected from a moving object.

도플러 효과(doppler effect)는 파동을 발생시키는 파원(음원)과 그 파동을 관측하는 관찰자 중 하나 이상이 운동하고 있을 때 파동의 전파속도와 파원에 대한 관측자의 상대속도에 따라 파원(음원)의 고유 진동수와 다른 진동수(또는 다른 파장)으로 들려지는 효과가 발생하며, 파원과 관찰자 사이의 거리가 가까워질 때에는 파원의 파동의 주파수가 더 높게(파장이 작아지고 소리의 주파수가 짧고 파원의 고유 진동수 보다 더 많은 진동수, 더 높은 소리), 거리가 멀어질 때에는 파원의 파동의 주파수가 더 낮게(파장이 길어지고 소리의 주파수가 길고 파원의 고유 진동수보다 더 작은 진동수, 더 낮은 소리) 관측되는 현상이다. The Doppler effect is the intrinsic of the wave source (sound source) according to the propagation speed of the wave and the relative velocity of the observer to the wave source when at least one of the observers observing the wave is in motion. The effect of being heard at a different frequency (or a different wavelength) than the frequency occurs, and when the distance between the wave source and the observer is close, the frequency of the wave of the wave source is higher (the wavelength is smaller, the frequency of the sound is shorter, and the frequency is shorter than that of the wave source. It is a phenomenon in which the frequency of the wave of the wave source becomes lower (the wavelength is longer, the frequency of the sound is longer, and the frequency is lower than the natural frequency of the wave source, the sound is lower) when the distance increases.

v는 음속, V는 관찰자의 속도(+ 접근 때, - 멀어질 때), u는 음원의 속도(- 접근 때, + 멀어질 때), fo는 초기 주파수(음원의 고유 진동수), f는 관찰자의 주파수, 도플러 효과 공식에 의해 다음과 같이 표현된다. v is the speed of sound, V is the speed of the observer (when approaching +, when moving away), u is the speed of the sound source (when approaching -, + when moving away), fo is the initial frequency (natural frequency of the sound source), and f is the observer The frequency of is expressed by the Doppler effect formula as follows.

Figure 112019014524549-pat00001
, 음원이 관찰자와 가까워질 때
Figure 112019014524549-pat00001
, When the sound source is close to the observer

Figure 112019014524549-pat00002
, 음원이 관찰자와 멀어질 때
Figure 112019014524549-pat00002
, When the sound source moves away from the observer

마이크로파 도플러 센서(microwave sensor with doppler effect)는 마이크 로파의 방사원과 대상물체의 사이에 상대운동이 있는 경우, 정지한 경우와 비교하여 마이크로파의 파장이 다르게 관측된다. 이 현상이 마이크로파의 도플러 효과이고, 이 원리를 응용한 도플러 센서는 마이크로파 도플러 센서라고 한다. 마이크로파 도플러 센서는 이동 물체의 속도 계측에 사용된다.In the microwave sensor with doppler effect, when there is a relative motion between the radiation source of the microwave and an object, the wavelength of the microwave is observed differently than when it is stopped. This phenomenon is the Doppler effect of microwaves, and the Doppler sensor applying this principle is called a microwave Doppler sensor. Microwave Doppler sensors are used to measure the velocity of moving objects.

투과형 초음파 도플러 센서(transmission-type ultrasonic doppler sensor)는 초음파 송파기와 수파기를 피측정물을 양쪽에서 끼듯이 배치하여 송파기로부터 발사된 초음파의 도플러 효과를 이용한 센서이며, 공업용 유속계나 의료용 혈류계 등에 사용되고 있다.Transmission-type ultrasonic doppler sensor is a sensor that uses the Doppler effect of ultrasonic waves emitted from the transmitter by arranging the ultrasonic transmitter and the receiver so that the object to be measured is pinched from both sides. Is being used.

이와 관련된 선행 기술1로써, 특허 등록번호 10-09597 (등록일자 2010년 05월 17일), "도플러 방식의 마이크로파 센서 장치"가 개시되어 있다. As prior art 1 related to this, patent registration number 10-09597 (registration date May 17, 2010) and "Doppler type microwave sensor device" are disclosed.

도플러 방식의 마이크로파 센서 장치는 국부신호 발생부에 의해 주기적으로 발진되는 2.4GHz의 고주파를 안테나 송신부 및 안테나 수신부에 의해서 파악하여 이동 물체의 움직임 여부를 판단하며, 수신 감도를 극대화하고 민감도의 조절이 용이하며 동시에 구조가 간략한 마이크로파 센서를 제공한다. The Doppler-type microwave sensor device determines whether or not a moving object is moving by grasping the high frequency of 2.4GHz that is periodically oscillated by the local signal generator by the antenna transmitter and antenna receiver, maximizes reception sensitivity, and easy to adjust sensitivity. At the same time, it provides a microwave sensor with a simple structure.

도플러 방식의 움직임 감지장치는 2.4 GHz 주파수의 반송파를 출력하고 출력된 반송파가 물체에 의해 반사되는 전파를 수신하되, 수신 주파수를 간헐적 발진시키고, 주파수 수신신호의 수신 증폭도를 조절하여 민감도를 조절함으로써 수신감도가 극대화된 상태로 물체의 움직임을 감지하는 마이크로파 센서부와; 상기 마이크로파 센서부의 주파수 송신신호와 주파수 수신신호를 증폭하는 센서신호 증폭부와; 상기 센서신호 증폭부에 의해 증폭된 주파수 송신신호 및 주파수 수신신호를 이용하여 물체의 움직임을 종합적으로 판단하고 이에 따른 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하여 구성된다. The Doppler-type motion detection device outputs a carrier wave of 2.4 GHz frequency and receives the radio waves reflected by the object, but is received by intermittently oscillating the receiving frequency and adjusting the sensitivity by adjusting the reception amplification of the frequency received signal. A microwave sensor unit for sensing movement of an object in a state in which sensitivity is maximized; A sensor signal amplifying unit for amplifying a frequency transmission signal and a frequency reception signal of the microwave sensor unit; And a control unit that comprehensively determines the movement of an object using the frequency transmission signal and the frequency reception signal amplified by the sensor signal amplifying unit and outputs a control signal according to the determination.

도 1은 종래의 도플러 센서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for describing an operation of a conventional Doppler sensor.

기존 도플러 센서는 송신부(안테나의 방사 패턴), 수신부, 신호 검출부, 증폭부(OP-AMP), 제어부, 및 전원부로 구성되었다. Existing Doppler sensors consist of a transmitter (a radiation pattern of an antenna), a receiver, a signal detector, an amplification unit (OP-AMP), a control unit, and a power supply unit.

기존 도플러 센서는 주파수 방사시에 송신부에서 송신부의 안테나 방사 패턴(pattern)을 사용하여 방사하고 주파수 수신을 안테나 방사 패턴 옆에 수신기를 설치하여 OP-AMP를 사용하여 신호 증폭과 신호 ON/OFF (High/Low) 변화를 주어 제어부(CPU)에 전달하여 동작하였다. Existing Doppler sensors radiate from the transmitter using the antenna radiation pattern of the transmitter during frequency radiation, and install a receiver next to the antenna radiation pattern for frequency reception, and use OP-AMP to amplify signals and turn signals ON/OFF (High /Low) changed and transferred to the control unit (CPU) and operated.

그러나, 기존 도플러 센서는 송신부의 안테나의 방사 패턴(pattern)을 사용하여 지향성이 확보되지 않았으며, 비교적 좁은 각도에서 파장이 변화된 반사파를 수신하여 신호 증폭부 회로로써 OP-AMP가 사용되어 회로의 크기가 커지며 복잡하였다.However, the existing Doppler sensor has not secured directivity by using the radiation pattern of the antenna of the transmitting unit, and the OP-AMP is used as a signal amplifying unit circuit by receiving the reflected wave whose wavelength is changed at a relatively narrow angle. Became large and complicated.

특허 등록번호 10-09597000000 (등록일자 2010년 05월 17일), "도플러 방식의 마이크로파 센서 장치", (주)코맨텍Patent registration number 10-09597000000 (Registration date May 17, 2010), "Doppler type microwave sensor device", Commandec Co., Ltd.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 도플러 방사를 위해 송신부의 송수신 안테나의 방사 패턴(pattern)을 사용하지 아니하고 송수신 안테나의 송신부는 AC 전원 라인(AC power line)을 사용하여 방사하였으며, 2~30 GHz 대역의 광대역 특성을 가진 안테나를 갖는 송신부의 AC 전원 라인으로부터 2~30 GHz 대역의 어느 하나의 RF 주파수 신호를 방사하고, 그 대상물체로부터 반사된 파장이 변화된 반사파 신호를 수신부의 코일(coil)과 AC 전원 라인(AC power line)으로 구현된 수신 안테나로 수신하는 마이크로파 도플러 센서를 구현하였으며, 마이크로파 도플러 센서의 PCB의 코어에 감긴 수신부의 코일과 AC 전원 라인을 구비하는 송수신 안테나를 사용하여 지향성을 개선하고, 기존 송신 안테나의 방사 패턴을 사용하는 도플러 센서 보다 넓혀진 각도에서 반사파를 수신하게 하여 도플러 센서의 반응 사각지대를 줄이며, 신호 증폭부 회로는 OP-AMP 또는 Not Gate의 Logic IC를 사용하여 증폭하며 좁은 공간에서 구현가능한 증폭회로를 구비한 도플러 센서를 구현하여 움직이는 사람과 물체를 감지하는, AC 전원 라인을 송수신 안테나로 구현한 마이크로파 도플러 센서를 제공하는 것이다. An object of the present invention for solving the above problem is that the radiation pattern of the transmitting and receiving antenna of the transmitting unit is not used for Doppler radiation, and the transmitting unit of the transmitting and receiving antenna radiates by using an AC power line. It radiates any one RF frequency signal in the 2~30 GHz band from the AC power line of the transmitter with the antenna with the broadband characteristic of the 30 GHz band, and the reflected wave signal of which the wavelength reflected from the object is changed is transmitted to the coil of the receiver. ) And an AC power line (AC power line) and a microwave Doppler sensor that is received by a receiving antenna, and a transmit/receive antenna with an AC power line and a coil of the receiver wound around the core of the PCB of the microwave Doppler sensor is used. And reduce the reactive blind spot of the Doppler sensor by receiving the reflected wave at a wider angle than the Doppler sensor that uses the radiation pattern of the existing transmission antenna, and the signal amplification unit circuit uses OP-AMP or Logic IC of Not Gate. To provide a microwave Doppler sensor that implements a Doppler sensor with an amplifying circuit that is amplified and can be implemented in a narrow space to detect moving people and objects, and implements an AC power line as a transmission/reception antenna.

본 발명의 목적을 달성하기 위해, AC 전원 라인을 송수신 안테나로 구현한 마이크로파 도플러 센서는, 송신 안테나의 방사 패턴(pattern)을 사용하지 않고 그 대신에 송신부의 AC 전원 라인(AC power line)을 사용하는 광대역 특성을 가진 안테나로부터 주파수 선택부에 의해 2~9 GHz, 또는 11~24 GHz, 또는 26~30 GHz 대역의 어느 하나의 RF 주파수 신호가 선택되어 방사하며, 대상 물체로부터 반사된 파장이 변화된 반사파 신호를 수신부로 수신하는 도플러 센서의 RF부; 상기 도플러 센서의 RF부에 연결되며, 수신부와 혼합부 및 IF 신호 검출부로부터 수신된 미세한 신호를 증폭하여 HIGH/LOW 신호를 전송하는 신호 증폭부; 상기 신호 증폭부로부터 검출된 HIGH/LOW 신호를 전송받아 대상 물체인 사람이나 동물 검출시, 비검출시 HIGH/LOW에 해당하는 제어 기능이 동작되도록 하는 제어부; 및 전원을 공급하는 전원부를 포함하며,
상기 도플러 센서의 RF부에서, 상기 송신부의 송신 안테나는 AC 전원 라인을 사용하며, 상기 수신부의 수신 안테나는 코일과 AC 전원 라인을 사용하고,
상기 AC 전원 라인을 송수신 안테나로 구현한 마이크로파 도플러 센서는 대기전력 절전 콘센트의 장치 ID가 할당된 각각의 콘센트 단자의 내부 또는 외부에서 인체 감지 센서로 사용된다. In order to achieve the object of the present invention, a microwave Doppler sensor that implements an AC power line as a transmission/reception antenna does not use a radiation pattern of a transmission antenna, but instead uses an AC power line of the transmission unit. From an antenna having a broadband characteristic, an RF frequency signal in the 2~9 GHz, 11~24 GHz, or 26~30 GHz band is selected and radiated by the frequency selector, and the wavelength reflected from the target object is changed. RF unit of the Doppler sensor receiving the reflected wave signal to the receiving unit; A signal amplifying unit connected to the RF unit of the Doppler sensor and transmitting a HIGH/LOW signal by amplifying a fine signal received from a receiving unit, a mixing unit, and an IF signal detection unit; A control unit configured to operate a control function corresponding to HIGH/LOW when detecting a human or animal as a target object by receiving the detected HIGH/LOW signal from the signal amplifying unit; And a power supply for supplying power,
In the RF unit of the Doppler sensor, the transmitting antenna of the transmitting unit uses an AC power line, the receiving antenna of the receiving unit uses a coil and an AC power line,
The microwave Doppler sensor implementing the AC power line as a transmission/reception antenna is used as a human body detection sensor inside or outside each outlet terminal to which the device ID of the standby power saving outlet is assigned.

본 발명에 따른 AC 전원 라인을 송수신 안테나로 구현한 마이크로파 도플러 센서는 도플러 방사를 위해 송신부의 송수신 안테나의 방사 패턴(pattern)을 사용하지 아니하고 송수신 안테나는 AC 전원 라인(AC power line)을 사용하여 방사하였으며, 2~30 GHz 대역의 광대역 특성을 가진 안테나를 갖는 송신부의 AC 전원 라인으로부터 2~30 GHz 대역의 어느 하나의 RF 주파수 신호를 방사하고 그 대상물체로부터 반사된 파장이 변화된 반사파 신호를 수신부의 코일(coil)과 AC 전원 라인(AC power line)으로 구현된 수신 안테나로 수신하는 마이크로파 도플러 센서를 구현하였다. The microwave Doppler sensor implementing the AC power line according to the present invention as a transmission/reception antenna does not use a radiation pattern of the transmission/reception antenna of the transmitter for Doppler radiation, and the transmission/reception antenna radiates using an AC power line. It radiates any one RF frequency signal in the 2~30 GHz band from the AC power line of the transmitter with an antenna with a broadband characteristic in the 2~30 GHz band, and the reflected wave signal whose wavelength reflected from the object is changed A microwave Doppler sensor received by a receiving antenna implemented with a coil and AC power line was implemented.

마이크로파 도플러 센서의 PCB의 코어에 감긴 수신부의 코일과 AC 전원 라인(AC power line)을 구비하는 송수신 안테나를 사용하여 지향성을 개선하였으며, 기존 송신 안테나의 방사 패턴을 사용하는 도플러 센서 보다 넓혀진 각도에서 반사파를 수신하게 하여 도플러 센서의 반응 사각지대를 줄이게 되었다. Directivity is improved by using a transmitting/receiving antenna equipped with an AC power line and a coil of the receiver wound around the core of the microwave Doppler sensor's PCB, and reflected waves at a wider angle than the Doppler sensor using the radiation pattern of the existing transmitting antenna. By receiving the Doppler sensor, the reactive blind spot is reduced.

또한, AC 전원 라인(AC power line)을 사용하여 송수신 안테나를 구현한 마이크로파 도플러 센서의 신호 증폭부 회로는 OP-AMP 또는 Not Gate의 Logic IC를 사용하여 신호 증폭과 스위칭 기능을 제공하고, 좁은 공간에서 구현가능한 증폭회로를 구비한 도플러 센서를 구현하여 움직이는 사람과 물체를 감지하며, 상기 마이크로웨이브 도플러 센서는 멀티탭 또는 대기전력 절전 콘센트의 장치 ID가 할당된 각각의 콘센트 단자의 내부 밑면 또는 외부 표면에서 인체 감지 센서로 사용된다. In addition, the signal amplification unit circuit of the microwave Doppler sensor that implements a transmit/receive antenna using an AC power line provides signal amplification and switching functions using OP-AMP or Not Gate's Logic IC, A Doppler sensor with an amplification circuit that can be implemented in is implemented to detect moving people and objects, and the microwave Doppler sensor is on the inner bottom or outer surface of each outlet terminal to which a device ID of a power-saving outlet or a power-saving outlet is assigned. It is used as a human body detection sensor.

AC 전원 라인을 사용하여 송수신 안테나를 구현한 마이크로웨이브 도플러 센서는 멀티탭, 대기전력 차단 콘센트, 조명기기, 센서 스위치, 주차 유도등, 기타 센서 사용기기에 적용되는 인체 감지 센서로 사용된다. The microwave Doppler sensor, which implements a transmission/reception antenna using an AC power line, is used as a human body detection sensor applied to power strips, standby power cut-off outlets, lighting devices, sensor switches, parking induction lights, and other sensor-using devices.

도 1은 종래의 도플러 센서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 AC 전원 라인(AC power line)을 사용하여 송수신 안테나로 구현한 마이크로파 도플러 센서의 내부 구성도이다.
도 3은 기존 송신 안테나의 방사 패턴(pattern)을 갖는 도플러 센서의 제품 사진과, 본 발명의 AC 전원 라인(AC power line)을 사용하여 송신 안테나를 구현한 마이크로웨이브 도플러 센서의 제품 사진이다.
도 4는 마이크로파 도플러 센서의 PCB 코어의 둘레에 감겨진 코일(coil)의 특성을 나타낸 도면이다. 1 is a diagram for describing an operation of a conventional Doppler sensor.
2 is an internal configuration diagram of a microwave Doppler sensor implemented as a transmission/reception antenna using an AC power line according to the present invention.
3 is a product photograph of a Doppler sensor having a radiation pattern of an existing transmission antenna and a product photograph of a microwave Doppler sensor implementing a transmission antenna using an AC power line of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing characteristics of a coil wound around a PCB core of a microwave Doppler sensor.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 발명의 구성 및 동작을 상세하게 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 AC 전원 라인(AC power line)을 사용하여 송수신 안테나로 구현한 마이크로파 도플러 센서의 내부 구성도이다. 2 is an internal configuration diagram of a microwave Doppler sensor implemented as a transmission/reception antenna using an AC power line according to the present invention.

도 3은 기존 송신 안테나의 방사 패턴(pattern)을 갖는 마이크로파 도플러 센서의 제품 사진(2개의 PCB를 사용한 좌측 사진)과, 본 발명의 AC 전원 라인(AC power line)을 사용하여 송수신 안테나를 구현한 마이크로웨이브 도플러 센서의 제품 사진(1개의 PCB를 사용한 우측 사진)이다. 3 is a product photo of a microwave Doppler sensor having a radiation pattern of a conventional transmitting antenna (left photo using two PCBs) and a transmitting and receiving antenna using the AC power line of the present invention. This is a product photo of the microwave Doppler sensor (right photo using one PCB).

본 발명의 AC 전원 라인(AC power line)을 사용하여 송수신 안테나를 구현한 마이크로웨이브 도플러 센서는 도플러 방사를 위해 제어부의 제어에 따라 적어도 하나 이상의 국부신호 발생기에 의해 주기적으로 발진되는 2~30 GHz의 대역의 고주파를 제공하며, 송신부의 송신 안테나의 방사 패턴(pattern)을 사용하지 아니하고 송신부의 AC 전원 라인(AC power line)을 사용하여 방사하였으며, 2~30 GHz 대역의 광대역 특성을 가진 안테나를 갖는 송신부로부터 2~30 GHz 대역의 어느 하나의 RF 주파수 신호를 방사하여 대상물체로부터 반사된 파장이 변화된 반사파 신호를 수신부의 코일과 AC 전원 라인(AC power line)으로 수신하는 마이크로파 도플러 센서를 구현하였다. The microwave Doppler sensor implementing the transmission/reception antenna using the AC power line of the present invention has a 2 to 30 GHz range that is periodically oscillated by at least one local signal generator under the control of the controller for Doppler radiation. It provides high-frequency bands, radiated by using the AC power line of the transmitter without using the radiation pattern of the transmitting antenna of the transmitter, and has an antenna with a broadband characteristic in the 2~30 GHz band. A microwave Doppler sensor was implemented that emits any one RF frequency signal in the 2~30 GHz band from the transmitter and receives the reflected wave signal with a changed wavelength reflected from the target object through the coil of the receiver and the AC power line.

또한, 기존 송신 안테나의 방사 패턴을 사용하는 도플러 센서 보다 수신부의 코일과 AC 전원 라인(AC power line)을 사용하여 지향성을 개선하고, 넓혀진 각도에서 반사파를 수신하여 도플러 센서의 반응 사각지대를 줄이며 움직이는 사람과 물체를 감지할 수 있다. In addition, compared to the Doppler sensor that uses the radiation pattern of the conventional transmitting antenna, the coil of the receiver and the AC power line are used to improve directivity, and by receiving the reflected wave from a wider angle, the Doppler sensor's reactive blind spot is reduced and moves. People and objects can be detected.

또한, 상기 마이크로파 도플러 센서의 신호 증폭부 회로는 신호의 증폭과 스위칭 기능을 하는 OP-AMP 또는 Logic IC를 사용하여 증폭하며, 좁은 공간에서도 구현가능한 증폭회로를 구비한 마이크로파 도플러 센서를 구현하였다. In addition, the signal amplification unit circuit of the microwave Doppler sensor is amplified using an OP-AMP or a logic IC that amplifies and switches signals, and implements a microwave Doppler sensor having an amplification circuit that can be implemented in a narrow space.

AC 전원 라인(AC power line)을 사용하여 송수신 안테나를 구현한 마이크로파 도플러 센서는 주파수 선택부(32), 송신부(11), 혼합부 및 IF 신호 검출부(12), 및 수신부(13)를 포함하는 도플러 센서의 RF부(10), 신호 증폭부(20), 제어부(30), 및 전원부(40)로 구성된다.A microwave Doppler sensor implementing a transmission/reception antenna using an AC power line includes a frequency selection unit 32, a transmission unit 11, a mixing unit and an IF signal detection unit 12, and a reception unit 13. It is composed of an RF unit 10 of the Doppler sensor, a signal amplification unit 20, a control unit 30, and a power supply unit 40.

특히, AC 전원 라인(AC power line)을 사용하여 송수신 안테나를 구현한 마이크로파 도플러 센서는 도플러 센서의 RF부(10)에서 2~30 GHz 대역의 어느 하나의 RF 주파수 신호를 선택하는 주파수 선택부(32)를 사용한다.In particular, the microwave Doppler sensor implementing a transmit/receive antenna using an AC power line is a frequency selector that selects any one RF frequency signal in the 2 ~ 30 GHz band from the RF unit 10 of the Doppler sensor ( 32).

도플러 센서의 RF부(10)의 송신부(11)의 방사 주파수는 주파수 선택부(32)에 의해 2~30 GHz 대역의 어느 하나의 RF 주파수 신호가 선택되어 사용된다. As for the radiation frequency of the transmission unit 11 of the RF unit 10 of the Doppler sensor, any one of the RF frequency signals in the 2 ~ 30 GHz band is selected and used by the frequency selection unit 32.

도플러 센서의 RF부(10)는 주파수 선택부(32), 송신부(11), 혼합부 및 IF 신호 검출부(12), 및 수신부(13)로 구성된다. The RF unit 10 of the Doppler sensor includes a frequency selection unit 32, a transmission unit 11, a mixing unit and an IF signal detection unit 12, and a receiving unit 13.

도 3을 참조하면, 본 발명의 AC 전원 라인(AC power line)을 사용하여 송수신 안테나를 구현한 마이크로파 도플러 센서는 Referring to FIG. 3, a microwave Doppler sensor implementing a transmit/receive antenna using an AC power line of the present invention is

기존의 도플러 센서 처럼 송신부의 송신 안테나는 방사 패턴(pattern)을 사용하지 않고 그 대신에 송신부(11)에 AC 전원 라인(AC power line)을 사용하는 2~30 GHz 대역의 광대역 특성을 가진 안테나를 갖는 송신부(11)의 AC 전원 라인로부터 2~9 GHz, 또는 11~24 GHz, 또는 26~30 GHz 대역의 어느 하나의 RF 주파수 신호가 선택되어 방사하며, 대상물체로부터 반사된 파장이 변화된 반사파 신호를 수신부(13)로 수신하며, 상기 수신부(13)는 코일(coil)과 AC 전원 라인(AC power line)을 사용하여 수신 안테나가 구비되는 도플러 센서의 RF부(10); Like the existing Doppler sensor, the transmitting antenna does not use a radiation pattern, but instead uses an antenna with a broadband characteristic in the 2~30 GHz band using an AC power line to the transmitting unit 11. A reflected wave signal in which any RF frequency signal in the 2 to 9 GHz, 11 to 24 GHz, or 26 to 30 GHz band is selected and radiated from the AC power line of the transmitting unit 11 and the wavelength reflected from the target object is changed. The receiving unit 13 receives the received unit 13, the RF unit 10 of the Doppler sensor having a receiving antenna using a coil and an AC power line;

상기 도플러 센서의 RF부(10)에 연결되며, 상기 수신부(13)와 혼합부 및 IF 신호 검출부(12)로부터 수신된 미세한 신호를 증폭하여 HIGH/LOW 신호를 전송하는 신호 증폭부(20); A signal amplifying unit 20 connected to the RF unit 10 of the Doppler sensor, amplifying the fine signals received from the receiving unit 13, the mixing unit, and the IF signal detection unit 12 to transmit a HIGH/LOW signal;

상기 신호 증폭부(20)와 연결되며, 상기 신호 증폭부(20)로부터 검출된 HIGH/LOW 신호를 전송받아 대상 물체인 사람이나 동물 검출시, 비검출시 HIGH/LOW에 해당하는 제어 기능이 동작되도록 하는 제어부(30); 및 It is connected to the signal amplification unit 20 and receives the detected HIGH/LOW signal from the signal amplification unit 20 so that a control function corresponding to HIGH/LOW is operated when a target person or animal is detected or not detected. A control unit 30; And

DC 5V 또는 DC 12V의 동작 전원을 공급하는 전원부(40);를 포함하며, Includes; a power supply unit 40 supplying operating power of DC 5V or DC 12V,

상기 주파수 선택부(32)는 상기 도플러 센서의 RF부(10)의 송신부(11)에 연결되며, 2~30 GHz 대역의 어느 하나의 RF 주파수가 선택되고,
상기 주파수 선택부(32)는 2~9 GHz, 또는 11~24 GHz, 또는 26~30 GHz 대역의 어느 하나의 RF 주파수 신호가 선택되며,
상기 도플러 센서의 RF부에서, 상기 송신부의 송신 안테나는 AC 전원 라인을 사용하며, 상기 수신부의 수신 안테나는 코일과 AC 전원 라인을 사용하고,
상기 AC 전원 라인을 송수신 안테나로 구현한 마이크로파 도플러 센서는 대기전력 절전 콘센트의 장치 ID가 할당된 각각의 콘센트 단자의 내부 또는 외부에서 인체 감지 센서로 사용된다. The frequency selection unit 32 is connected to the transmission unit 11 of the RF unit 10 of the Doppler sensor, and any one RF frequency in the 2 ~ 30 GHz band is selected,
The frequency selection unit 32 selects any one of the RF frequency signals in the 2 ~ 9 GHz, 11 ~ 24 GHz, or 26 ~ 30 GHz band,
In the RF unit of the Doppler sensor, the transmitting antenna of the transmitting unit uses an AC power line, the receiving antenna of the receiving unit uses a coil and an AC power line,
The microwave Doppler sensor implementing the AC power line as a transmission/reception antenna is used as a human body detection sensor inside or outside each outlet terminal to which the device ID of the standby power saving outlet is assigned.

상기 도플러 센서의 RF부(10)의 송신부(11)의 방사 주파수는 주파수 선택부(32)에 의해 다수 또는 적어도 하나 이상의 국부신호 발생기에 의해 주기적으로 발진되는 2~30 GHz의 대역의 고주파 신호를 제공하며, 2~30 GHz 대역의 어느 하나의 RF 주파수 신호가 선택되어 사용된다. The radiation frequency of the transmitter 11 of the RF unit 10 of the Doppler sensor is a high-frequency signal in the band of 2 to 30 GHz that is periodically oscillated by a plurality of or at least one local signal generator by the frequency selection unit 32. Provided, and any one RF frequency signal in the 2~30 GHz band is selected and used.

예를 들면, 주파수 선택부(32)는 5GHz, 10GHz, 20GHz, 30GHz 고주파 신호가 선택될 수 있다. 다른 예를 들면, 주파수 선택부(32)는 2~9 GHz, 또는 11~24 GHz, 또는 26~30 GHz 대역의 어느 하나의 RF 주파수 신호가 선택될 수 있다. For example, the frequency selector 32 may select 5GHz, 10GHz, 20GHz, and 30GHz high-frequency signals. For another example, the frequency selection unit 32 may select any one of the RF frequency signals in the 2 ~ 9 GHz, 11 ~ 24 GHz, or 26 ~ 30 GHz band.

또한, AC 전원 라인(AC power line)을 사용하여 송수신 안테나를 구현한 마이크로파 도플러 센서는, In addition, a microwave Doppler sensor implementing a transmit/receive antenna using an AC power line,

마이크로파 도플러 방사를 위해 송신부(11)의 송신 안테나는 방사 패턴(pattern)을 사용하지 아니하고 송신부(11)의 AC 전원 라인(AC power line)을 사용하여 방사하였으며, For microwave Doppler radiation, the transmitting antenna of the transmitting unit 11 did not use a radiation pattern, but radiated using the AC power line of the transmitting unit 11,

수신부(13)는 수신 안테나의 코일(coil)과 AC 전원 라인을 사용하며, 도플러센서 PCB의 코어에 감겨진 수신부(13)의 코일(coil) 아래에(밑에) AC 전원 라인(AC power line)을 사용한 수신 안테나를 구현하여 지향성(directivity)을 개선하였으며, 기존 송신 안테나의 방사 패턴을 사용하는 도플러 센서 보다 넓혀진 각도에서 반사파를 수신하게 되었으며 도플러 센서의 반응 사각지대를 줄이며 움직이는 사람과 물체를 감지한다. The receiving unit 13 uses a coil of a receiving antenna and an AC power line, and an AC power line under (below) the coil of the receiving unit 13 wound around the core of the Doppler sensor PCB. By implementing a receiving antenna using a receiving antenna, directivity is improved, and the reflected wave is received at a wider angle than the Doppler sensor using the radiation pattern of the existing transmitting antenna, and it detects moving people and objects while reducing the reactive blind spot of the Doppler sensor. .

본 발명의 특징은 송신부가 기존의 도플러 센서에서 사용하는 송신부의 송신 안테나의 방사 패턴(pattern)을 사용하지 아니하며, 송신부의 AC 전원 라인(AC power line)을 사용하며, 주파수 선택부(32)에 의해 2~30 GHz 대역(2~9 GHz, 또는 11~24 GHz, 또는 26~30 GHz 대역)의 어느 하나의 RF 주파수 신호가 선택되어 송신부(11)로부터 대상 물체로 방사되는 광대역 특성을 가진 안테나를 구현하였다. A feature of the present invention is that the transmission unit does not use the radiation pattern of the transmission antenna of the transmission unit used in the existing Doppler sensor, and the AC power line of the transmission unit is used, and the frequency selector 32 is By selecting any one of the RF frequency signals in the 2 ~ 30 GHz band (2 ~ 9 GHz, or 11 ~ 24 GHz, or 26 ~ 30 GHz band), the antenna having a broadband characteristic radiated from the transmitter 11 to the target object Implemented.

송신부(11)는 도플러 방사를 위해 기존 도플러 센서에서 사용되는 송신부(11)에서 송신 안테나의 방사 패턴(pattern)을 사용하지 아니하고 그 대신에 송신부의 AC 전원 라인(AC power line)을 사용하여 2~30 GHz 광대역 특성을 만족하는 송신 안테나를 구현하였으며, 주파수 선택부(32)에 의해 2~9 GHz, 또는 11~24 GHz, 또는 26~30 GHz 대역의 어느 하나의 선택된 RF 주파수 선택 신호가 선택되면, 제어부(30)의 제어에 따라 도플러 센서의 RF부(10)의 송신부(11)의 AC 전원 라인(AC power line)으로부터 2~30 GHz 대역의 어느 하나의 RF 주파수 신호를 방사하는 광대역 특성을 갖는 송신 안테나를 구현하였다.The transmitter 11 does not use the radiation pattern of the transmitting antenna in the transmitter 11 used in the existing Doppler sensor for Doppler radiation, but instead uses the AC power line of the transmitter 2~ A transmission antenna that satisfies the 30 GHz broadband characteristic is implemented, and when any one selected RF frequency selection signal in the 2 to 9 GHz, 11 to 24 GHz, or 26 to 30 GHz band is selected by the frequency selector 32 , Under the control of the control unit 30, the broadband characteristic of radiating any one RF frequency signal in the 2 to 30 GHz band from the AC power line of the transmitter 11 of the RF unit 10 of the Doppler sensor. I implemented a transmitting antenna.

상기 도플러 센서의 RF부(10)에서, 송신부(11)의 송신 안테나는 AC 전원 라인(AC power line)을 사용하며, In the RF unit 10 of the Doppler sensor, the transmission antenna of the transmission unit 11 uses an AC power line,

수신부(13)의 수신 안테나는 코일(coil)과 AC 전원 라인(AC power line)을 사용한다. The receiving antenna of the receiving unit 13 uses a coil and an AC power line.

수신부(13)의 코일(coil)은 마이크로파 도플러 센서 PCB의 코어의 둘레에 감겨지며, λ/4 파장의 길이를 가지며,

Figure 112019014524549-pat00003
의 공진 주파수를 갖으며, 송신부(11)로부터 대상 물체로 방사된 2~30 GHz 대역의 어느 하나의 RF 주파수 신호에 대한 반사파가 수신되는 수신 안테나를 구비하며, 광대역 특성을 가진 안테나 역할을 한다. The coil of the receiver 13 is wound around the core of the microwave Doppler sensor PCB and has a length of λ/4 wavelength,
Figure 112019014524549-pat00003
It has a resonant frequency of, and has a receiving antenna for receiving a reflected wave for any one RF frequency signal in the 2 ~ 30 GHz band radiated from the transmitter 11 to the target object, and serves as an antenna having a broadband characteristic.

혼합부 및 IF 신호 검출부(12)는 상기 송신부(11)와 상기 수신부(13)에 연결되며, 주파수 선택부(32)에 의해 선택된 주파수 선택 신호가 도플러센서의 RF부(10)로 인가되면, 선택된 2~30 GHz 대역의 어느 하나의 RF 주파수 신호를 송신부(11)로부터 방사 후, 대상 물체인 사람 또는 동물로부터 반사파가 수신부(13)로 수신되면, 중간 주파수(IF) 신호로 변환하고 파장이 변화된 오디오 신호를 검출한다. The mixing unit and the IF signal detection unit 12 are connected to the transmission unit 11 and the reception unit 13, and when the frequency selection signal selected by the frequency selection unit 32 is applied to the RF unit 10 of the Doppler sensor, After radiating any one RF frequency signal in the selected 2~30 GHz band from the transmitter 11, when the reflected wave from the target human or animal is received by the receiver 13, it is converted into an intermediate frequency (IF) signal and the wavelength is Detect the changed audio signal.

수신부(13)는 도플러 센서 PCB의 코어의 둘레에 감겨진 코일(coil)과, AC 전원 라인(AC power line)을 사용하여 수신 안테나가 구현되며, 상기 송신부(11)로부터 방사된 상기 2~30 GHz 대역의 어느 하나의 RF 주파수 신호가 대상 물체인 사람 또는 동물로부터 반사되는 파장이 변화된 반사파 신호를 수신한다. The receiving unit 13 is implemented using a coil wound around the core of the Doppler sensor PCB and an AC power line, and the 2 to 30 radiated from the transmitting unit 11 A reflected wave signal having a changed wavelength reflected from a human or animal as a target object of any one RF frequency signal in the GHz band is received.

신호 증폭부(20)는 OP-AMP 또는 Logic IC를 선택하여 비교적 좁은 공간에서 사용할 수 있는 신호 증폭과 스위칭 기능을 사용하여 수신된 반사파 신호를 증폭하며, 좁은 공간에서도 구현가능한 증폭회로를 구비한 마이크로파 도플러 센서를 구현하였다. 신호 증폭부(20)는 신호 증폭 또는 스위칭 기능을 제공한다. The signal amplification unit 20 amplifies the received reflected wave signal using a signal amplification and switching function that can be used in a relatively narrow space by selecting OP-AMP or Logic IC, and a microwave having an amplifying circuit that can be implemented in a narrow space. Implemented a Doppler sensor. The signal amplification unit 20 provides a signal amplification or switching function.

신호 증폭부(20)는 도플러 센서의 RF부(10)와 연결되며, 수신부(13)와 혼합부 및 IF 신호 검출부(12)로부터 수신된 미세한 신호를 증폭하여 HIGH/LOW 신호(사람이나 동물 검출시, 비검출시 HIGH/ LOW)를 검출하여 제어부(30)로 전송한다. The signal amplification unit 20 is connected to the RF unit 10 of the Doppler sensor, and amplifies the fine signals received from the receiving unit 13 and the mixing unit and the IF signal detection unit 12 to detect HIGH/LOW signals (human or animal detection). When it is not detected, HIGH/LOW) is detected and transmitted to the control unit 30.

제어부(30)는 신호증폭부(20)와 연결되며, 신호 증폭부(20)로부터 검출된 HIGH/LOW 신호를 전송받아, 마이크로파 도플러 센서의 감지 거리 이내에서 대상 물체인 사람이나 동물 검출시 5V - HIGH, 비검출시 0V - LOW를 이에 해당하는 제어 기능이 동작되도록 한다. 제어부(30)는 대상 물체의 존재 여부를 감지하여 표시부(LED)(37)에 표시될 수 있다.The control unit 30 is connected to the signal amplification unit 20, receives the high/low signal detected from the signal amplification unit 20, and detects a human or animal that is a target object within the sensing distance of the microwave Doppler sensor. When HIGH, non-detection, 0V-LOW are set to operate the corresponding control function. The control unit 30 may detect the presence or absence of the target object and may be displayed on the display unit (LED) 37.

표시부(37)는 제어부(30)와 연결되며, LED를 사용하며 대상물체인 사람이나 동물 검출시에 LED ON되며, 일정시간 동안 깜빡거리거나 특정 색상으로 표시할 수 있다. The display unit 37 is connected to the control unit 30, uses an LED, and turns on the LED when detecting a person or an animal as an object, and may flicker for a certain period of time or display a specific color.

예를들면, 제어부(30)의 제어 기능은 사람이나 동물 검출시 5V - HIGH가 검출되면, 사람이나 동물 검출을 표시하는 표시부(37)의 LED ON, 사람이나 동물의 비검출시 0V - LOW가 검출되면, 표시부(37)의 LED OFF로 동작을 표시할 수 있다. For example, the control function of the control unit 30 is when 5V-HIGH is detected when a person or animal is detected, the LED of the display unit 37 indicating human or animal detection is ON, and 0V-LOW is detected when a person or animal is not detected. If so, the operation can be displayed by turning off the LED of the display unit 37.

전원부(40)는 동작 전원(DC 12V)을 공급한다. The power supply unit 40 supplies operating power (DC 12V).

도 4는 마이크로파 도플러 센서의 PCB 코어의 둘레에 감겨진 코일(coil)의 특성을 나타낸 도면이다. FIG. 4 is a diagram showing characteristics of a coil wound around a PCB core of a microwave Doppler sensor.

AC 전원 라인(AC power line)을 사용하여 송수신 안테나를 구현한 마이크로파 도플러 센서는 마이크로파 도플러 방사를 위해 송신부(11)의 송신 안테나는 방사 패턴(pattern)을 사용하지 아니하고 송신부(11)의 AC 전원 라인(AC power line)을 사용하여 방사하였으며, The microwave Doppler sensor, which implements a transmit/receive antenna using an AC power line, does not use a radiation pattern for the transmit antenna of the transmitter 11 for microwave Doppler radiation, and the AC power line of the transmitter 11 It was radiated using (AC power line),

수신부(13)의 수신 안테나는 코일(coil) 및 AC 전원 라인(AC power line)을 사용하며, 도플러센서 PCB의 코어에 감겨진 수신부(13)의 코일(coil) 밑에 AC 전원 라인(AC power line)을 사용한 수신 안테나를 구현하여 지향성(directivity)을 개선하였으며, 기존 송신 안테나의 방사 패턴(pattern)을 사용하는 도플러 센서 보다 넓혀진 각도에서 수신부(13)로 반사파를 수신하게 하여 마이크로파 도플러 센서의 반응 사각지대를 줄이며 움직이는 사람과 물체를 감지할 수 있다. The receiving antenna of the receiving unit 13 uses a coil and an AC power line, and an AC power line under the coil of the receiving unit 13 wound around the core of the Doppler sensor PCB. ) To improve the directivity by implementing a receiving antenna, and to receive the reflected wave from the receiving unit 13 at a wider angle than the Doppler sensor using the radiation pattern of the existing transmitting antenna. It reduces the area and can detect moving people and objects.

본 발명의 특징으로써, 송신부(11)의 송신 안테나는 방사 패턴(pattern)을 사용하지 아니하며 AC 전원 라인(AC power line)을 사용하며, 주파수 선택부(32)는 송신부(11)에 연결되며, 주파수 선택부(32)에 따라 도플러센서의 RF부(10)의 송신부(11)에 인가된 주파수 선택 신호에 따라 2~30 GHz 대역의 어느 하나의 RF 주파수 신호가 방사되는 광대역 특성을 가진 안테나를 구현하였다. As a feature of the present invention, the transmitting antenna of the transmitting unit 11 does not use a radiation pattern and uses an AC power line, and the frequency selector 32 is connected to the transmitting unit 11, According to the frequency selection unit 32, an antenna having a broadband characteristic in which any one of the RF frequency signals in the 2 to 30 GHz band is radiated according to the frequency selection signal applied to the transmission unit 11 of the RF unit 10 of the Doppler sensor. Implemented.

예를 들면, 도플러 센서의 RF부(10)의 송신부(11)의 AC 전원 라인(AC power line)은 송신 안테나로 사용되며, 주파수 선택부(32)와 송신부(11)가 연결되며, 주파수 선택부(32)에 의해 다수 또는 적어도 하나 이상의 국부신호 발생기에 의해 주기적으로 발진되는 2~30 GHz의 대역의 고주파 신호를 송신부(11)로 방사되도록 제공하며, 예를 들면 5GHz, 10GHz, 20GHz, 30GHz 고주파 신호가 선택될 수 있다. For example, the AC power line of the transmission unit 11 of the RF unit 10 of the Doppler sensor is used as a transmission antenna, and the frequency selection unit 32 and the transmission unit 11 are connected, and frequency selection A high frequency signal of a band of 2 to 30 GHz, which is periodically oscillated by a plurality of or at least one local signal generator by the unit 32, is provided to be radiated to the transmission unit 11, for example, 5 GHz, 10 GHz, 20 GHz, 30 GHz High-frequency signals can be selected.

2~30 GHz 대역의 RF 주파수 신호 중에서 사용자 설정에 의해 주파수 선택부(32)에 의해 선택된 주파수 선택 신호에 따라 도플러센서의 RF부(10)의 송신부(11)로 인가되면, 송신부(11)의 AC 전원 라인으로부터 선택된 2~30 GHz 대역의 어느 하나의 RF 주파수 신호가 방사된다. When applied to the transmission unit 11 of the RF unit 10 of the Doppler sensor according to the frequency selection signal selected by the frequency selection unit 32 by the user setting among the RF frequency signals in the 2 ~ 30 GHz band, the transmission unit 11 Any one RF frequency signal in the 2~30 GHz band selected from the AC power line is radiated.

수신부(13)의 코일은 도플러 센서 PCB의 코어의 둘레에 감겨지며, λ/4 파장의 길이를 가지며,

Figure 112019014524549-pat00004
의 공진 주파수를 갖으며, 송신부(11)로부터 대상 물체로 방사된 2~30 GHz 대역의 어느 하나의 RF 주파수 신호에 대한 반사파가 수신부의 수신 안테나로 수신된다. The coil of the receiver 13 is wound around the core of the Doppler sensor PCB and has a length of λ/4 wavelength,
Figure 112019014524549-pat00004
It has a resonance frequency of, and a reflected wave for any one RF frequency signal in the 2 ~ 30 GHz band radiated from the transmitter 11 to the target object is received by the reception antenna of the receiver.

제품 제작시에, 수신부의 수신 안테나는 코일(coil)의 길이와 굵기에 따라 인덕턴스(L)와 커패시턴스(C)를 갖는 LC 특성에 의해 주파수가 변경될 수 있다. When manufacturing a product, the frequency of the receiving antenna of the receiving unit may be changed by LC characteristics having inductance (L) and capacitance (C) according to the length and thickness of the coil.

마이크로파 도플러 센서는 도플러 방사를 위해 송신부의 송신 안테나의 방사 패턴(pattern)을 사용하지 아니하고 송신부의 AC 전원 라인(AC power line)을 사용하여 방사하였으며, 주파수 선택부(32)에 의해 광대역 특성을 가진 안테나를 갖는 송신부의 AC 전원 라인으로부터 2~30 GHz 대역의 어느 하나의 RF 신호를 선택 방사하고, 대상물체로부터 반사된 파장이 변화된 반사파 신호를 수신부로 수신하는 마이크로파 도플러 센서를 구현하였다. 마이크로파 도플러 센서의 PCB 코어에 감긴 수신부의 코일 아래에 AC 전원 라인을 사용하여 수신 안테나를 구현하고 지향성을 개선하였으며, 기존 송신 안테나의 방사 패턴을 사용하는 도플러 센서 보다 넓혀진 각도에서 반사파를 수신하게 하여 도플러 센서의 반응 사각지대를 줄이며, 좁은 공간에서 구현가능한 증폭회로를 구비한 마이크로파 도플러 센서를 구현하여 움직이는 사람과 물체를 감지한다.The microwave Doppler sensor radiates by using the AC power line of the transmitter without using the radiation pattern of the transmitting antenna of the transmitter for Doppler radiation, and has broadband characteristics by the frequency selector 32. A microwave Doppler sensor was implemented that selects and radiates any one RF signal in the 2~30 GHz band from the AC power line of the transmitter having an antenna, and receives the reflected wave signal whose wavelength reflected from the target object is changed to the receiver. Using an AC power line under the coil of the receiving part wound around the PCB core of the microwave Doppler sensor, the receiving antenna was implemented and directivity was improved, and the Doppler wave was received at a wider angle than the Doppler sensor using the radiation pattern of the existing transmitting antenna. It reduces the reactive blind spot of the sensor and detects moving people and objects by implementing a microwave Doppler sensor with an amplifying circuit that can be implemented in a narrow space.

특히, AC 전원 라인을 사용하여 송신부의 송신 안테나를 구현하고, 수신부에서는 코일과 AC 전원 라인을 사용하여 수신부의 수신 안테나를 구현한 마이크로파 도플러 센서는 대기전력 절전 콘센트의 각각의 콘센트 단자에 사용될 수 있다. In particular, a microwave Doppler sensor that implements the transmit antenna of the transmitter using an AC power line, and implements the receive antenna of the receiver using a coil and an AC power line in the receiver can be used for each outlet terminal of a standby power saving outlet. .

실시예에서는, 대기전력 절전 콘센트는 다수의 콘센트 단자를 구비하며, 장치 ID가 할당된 각각의 콘센트 단자의 내부 밑면 또는 외부 표면에서 AC 전원 라인(AC power line)을 사용하여 송수신 안테나를 구현한 마이크로파 도플러 센서를 사용하여 인체 감지 센서를 구현하였다. In the embodiment, the standby power saving outlet has a plurality of outlet terminals, and a microwave using an AC power line on the inner bottom or outer surface of each outlet terminal to which a device ID is assigned is implemented. A human body detection sensor was implemented using a Doppler sensor.

또한, 대기전력 절전 콘센트는 다수의 콘센트 단자를 구비하며, 예를들면, 장치 ID가 할당된 각각의 콘센트 단자의 내부 밑면에서 누름 스위치 또는 빛 감지 센서가 사용될 수 있다. In addition, the standby power saving outlet includes a plurality of outlet terminals, and for example, a push switch or a light detection sensor may be used on the inner bottom of each outlet terminal to which a device ID is assigned.

AC 전원 라인(AC power line)을 사용하여 송수신 안테나를 구현한 마이크로파 도플러 센서는 대기전력 절전 콘센트의 장치 ID가 할당된 각각의 콘센트 단자의 내부 밑면 또는 외부 표면에서 인체 감지 센서로 사용된다. A microwave Doppler sensor that implements a transmit/receive antenna using an AC power line is used as a human body detection sensor on the inner bottom or outer surface of each outlet terminal to which the device ID of the standby power saving outlet is assigned.

AC 전원 라인(AC power line)을 사용하여 송수신 안테나를 구현한 마이크로웨이브 도플러 센서는 멀티탭, 대기전력 차단 콘센트, 조명기기, 센서 스위치, 주차 유도등, 기타 센서 사용기기에 적용되는 인체 감지 센서로 사용된다. The microwave Doppler sensor, which implements a transmission/reception antenna using an AC power line, is used as a human body detection sensor applied to power strips, standby power cut-off outlets, lighting devices, sensor switches, parking induction lights, and other sensor-using devices. .

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자가 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, but the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims by those of ordinary skill in the relevant technical field It will be appreciated that various modifications or variations can be implemented.

10: 도플러 센서의 RF부 11: 송신부(AC power line)
12: 혼합부 및 IF 신호 검출부 13: 수신부(코일 및 AC power line)
32: 주파수 선택부 20: 신호 증폭부
30: 제어부 37: 표시부(LED)
40: 전원부 10: RF section of the Doppler sensor 11: Transmitter section (AC power line)
12: mixing unit and IF signal detection unit 13: receiving unit (coil and AC power line)
32: frequency selection unit 20: signal amplification unit
30: control unit 37: display unit (LED)
40: power supply

Claims (9)

송신 안테나의 방사 패턴(pattern)을 사용하지 않고 그 대신에 송신부의 AC 전원 라인(AC power line)을 사용하는 광대역 특성을 가진 안테나로부터 주파수 선택부에 의해 2~9 GHz, 또는 11~24 GHz, 또는 26~30 GHz 대역의 어느 하나의 RF 주파수 신호가 선택되어 방사하며, 대상 물체로부터 반사된 파장이 변화된 반사파 신호를 수신부로 수신하는 도플러 센서의 RF부;
상기 도플러센서의 RF부에 연결되며, 수신부와 혼합부 및 IF 신호 검출부로부터 수신된 미세한 신호를 증폭하여 HIGH/LOW 신호를 전송하는 신호 증폭부;
상기 신호 증폭부로부터 검출된 HIGH/LOW 신호를 전송받아 대상 물체인 사람이나 동물 검출시, 비검출시 HIGH/LOW에 해당하는 제어 기능이 동작되도록 하는 제어부; 및
전원부를 포함하며,
상기 도플러 센서의 RF부에서, 상기 송신부의 송신 안테나는 AC 전원 라인을 사용하며, 상기 수신부의 수신 안테나는 코일과 AC 전원 라인을 사용하고,
상기 AC 전원 라인을 송수신 안테나로 구현한 마이크로파 도플러 센서는 대기전력 절전 콘센트의 장치 ID가 할당된 각각의 콘센트 단자의 내부 또는 외부에서 인체 감지 센서로 사용되는, AC 전원 라인을 송수신 안테나로 구현한 마이크로파 도플러 센서.2~9 GHz, or 11~24 GHz by a frequency selector from an antenna with a broadband characteristic that does not use the radiation pattern of the transmitting antenna, but instead uses the AC power line of the transmitting unit. Or an RF unit of a Doppler sensor configured to receive a reflected wave signal having a changed wavelength reflected from the target object by selecting and emitting any one RF frequency signal in the 26 to 30 GHz band;
A signal amplifying unit connected to the RF unit of the Doppler sensor and transmitting a HIGH/LOW signal by amplifying a fine signal received from a receiving unit, a mixing unit, and an IF signal detection unit;
A control unit configured to operate a control function corresponding to HIGH/LOW when detecting a human or animal as a target object by receiving the detected HIGH/LOW signal from the signal amplifying unit; And
Includes a power supply,
In the RF unit of the Doppler sensor, the transmitting antenna of the transmitting unit uses an AC power line, the receiving antenna of the receiving unit uses a coil and an AC power line,
The microwave Doppler sensor implementing the AC power line as a transmitting/receiving antenna is a microwave Doppler sensor implementing the AC power line as a transmitting/receiving antenna, which is used as a human body detection sensor inside or outside each outlet terminal to which the device ID of the standby power saving outlet is assigned. Doppler sensor. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 수신부의 코일은 도플러 센서 PCB의 코어의 둘레에 감겨지며, λ/4 파장의 길이를 가지며,
Figure 112020058908545-pat00005
의 공진 주파수를 갖으며, 송신부로부터 대상 물체로 방사된 2~30 GHz 대역의 어느 하나의 RF 주파수 신호에 대한 반사파가 수신되는, AC 전원 라인을 송수신 안테나로 구현한 마이크로파 도플러 센서.The method of claim 1,
The coil of the receiver is wound around the core of the Doppler sensor PCB, and has a length of λ/4 wavelength,
Figure 112020058908545-pat00005
A microwave Doppler sensor implementing an AC power line as a transmitting/receiving antenna with a resonance frequency of, and receiving a reflected wave for any RF frequency signal in the 2~30 GHz band radiated from the transmitter to the target object. 제1항에 있어서,
상기 도플러 센서의 RF부는
마이크로파 도플러 방사를 위해 송신 안테나의 방사 패턴(pattern)을 사용하지 아니하고 그 대신에 송신부의 AC 전원 라인(AC power line)을 사용하며, 상기 2~30 GHz 대역의 어느 하나의 RF 주파수 신호를 방사하여 송신하는 송신부;
도플러 센서 PCB의 코어의 둘레에 감겨진 코일(coil)과, AC 전원 라인(AC power line)을 사용하여 수신 안테나가 구현되며, 상기 송신부로부터 방사된 상기 2~30 GHz 대역의 어느 하나의 RF 주파수 신호가 대상 물체인 사람 또는 동물로부터 반사되는 파장이 변화된 반사파 신호를 수신하는 수신부; 및
상기 송신부와 상기 수신부에 연결되며, 적어도 하나 이상의 국부신호 발생기에 의해 주기적으로 발진되는 2~30 GHz 대역의 고주파 신호를 제공하며, 상기 주파수 선택부에 따라 상기 2~30 GHz 대역의 어느 하나의 RF 주파수 신호 방사후 대상 물체인 사람 또는 동물로부터 반사파를 수신하고, 중간 주파수(IF) 신호로 변환하고 파장이 변화된 오디오 신호를 검출하는 혼합부 및 IF 신호 검출부;
를 포함하는 AC 전원 라인을 송수신 안테나로 구현한 마이크로파 도플러 센서.The method of claim 1,
The RF unit of the Doppler sensor
Instead of using the radiation pattern of the transmitting antenna for microwave Doppler radiation, an AC power line of the transmitter is used instead, and any RF frequency signal in the 2 ~ 30 GHz band is radiated. A transmitter for transmitting;
A receiving antenna is implemented using a coil wound around the core of the Doppler sensor PCB and an AC power line, and any one RF frequency in the 2 ~ 30 GHz band radiated from the transmitter A receiver configured to receive a reflected wave signal whose wavelength is reflected from a human or animal as a target object; And
It is connected to the transmitting unit and the receiving unit, and provides a high frequency signal in the 2 ~ 30 GHz band periodically oscillated by at least one local signal generator, and any one of the RF in the 2 ~ 30 GHz band according to the frequency selection unit A mixing unit and an IF signal detection unit configured to receive a reflected wave from a human or animal as a target object after radiation of the frequency signal, convert it into an intermediate frequency (IF) signal, and detect an audio signal having a changed wavelength;
A microwave Doppler sensor implementing an AC power line including a transmitting and receiving antenna. 제1항에 있어서,
상기 신호 증폭부는
OP-AMP 또는 Logic IC를 선택하여 비교적 좁은 공간에서 사용할 수 있는 신호 증폭과 스위칭 기능을 사용하여 증폭하는, AC 전원 라인을 송수신 안테나로 구현한 마이크로파 도플러 센서.The method of claim 1,
The signal amplification unit
A microwave Doppler sensor that implements an AC power line as a transmit/receive antenna by selecting OP-AMP or Logic IC and amplifying it using a signal amplification and switching function that can be used in a relatively narrow space. 제1항에 있어서,
상기 AC 전원 라인을 송수신 안테나로 구현한 마이크로파 도플러 센서는
상기 수신부의 수신 안테나는 코일(coil) 및 AC 전원 라인(AC power line)을 사용하며, 도플러센서 PCB의 코어에 감겨진 상기 수신부의 코일 밑에 AC 전원 라인을 사용한 수신 안테나를 구현하여 지향성(directivity)을 개선하였으며, 기존 송신 안테나의 방사 패턴을 사용하는 도플러 센서 보다 넓혀진 각도에서 상기 수신부로 반사파를 수신하게 하여 마이크로파 도플러 센서의 반응 사각지대를 줄이며 움직이는 사람과 물체를 감지하는, AC 전원 라인을 송수신 안테나로 구현한 마이크로파 도플러 센서.The method of claim 1,
The microwave Doppler sensor implementing the AC power line as a transmission/reception antenna
The receiving antenna of the receiving unit uses a coil and an AC power line, and by implementing a receiving antenna using an AC power line under the coil of the receiving unit wound around the core of the Doppler sensor PCB, directivity is achieved. Is improved, and an AC power line transmits and receives an AC power line that reduces the reactive blind spot of the microwave Doppler sensor and detects moving people and objects by allowing the receiver to receive the reflected wave at a wider angle than the Doppler sensor using the radiation pattern of the existing transmitting antenna. Microwave Doppler sensor implemented with. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 AC 전원 라인을 송수신 안테나로 구현한 마이크로파 도플러 센서는
멀티탭, 대기전력 차단 콘센트, 조명기기, 센서 스위치, 주차 유도등, 기타 센서 사용기기에 적용되는 인체 감지 센서로 사용되는, AC 전원 라인을 송수신 안테나로 구현한 마이크로파 도플러 센서.The method of claim 1,
The microwave Doppler sensor implementing the AC power line as a transmission/reception antenna
A microwave Doppler sensor that implements an AC power line as a transmission/reception antenna, used as a human body detection sensor applied to power strips, standby power cut-off outlets, lighting equipment, sensor switches, parking induction lights, and other sensor-using devices.
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