KR102174432B1 - 전파흡수재료의 전파흡수능을 측정하는 휴대형 시스템 및 방법 - Google Patents

전파흡수재료의 전파흡수능을 측정하는 휴대형 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

모노스태틱 방식의 휴대용 안테나를 이용하여 전파흡수재료의 전파흡수능을 측정하는 시스템 및 방법을 개시한다. 전파흡수재료의 전파흡수능을 측정하는 시스템은, 상기 전파흡수재료에 전파를 송신하고 반사되어 오는 전파를 수신하는 안테나 및 상기 안테나가 송신한 전파 및 수신한 전파에 기초하여, 상기 전파흡수재료의 전파흡수능을 측정하는 분석장치를 포함하고, 상기 안테나는 휴대가 가능하다.

Description

전파흡수재료의 전파흡수능을 측정하는 휴대형 시스템 및 방법{Portable system and method for measuring radio wave absorption capability of radio wave absorbing material}
전파흡수재료의 전파흡수능을 측정하는 휴대형 시스템 및 방법에 관한 것이다.
전파흡수재료의 전자파 흡수 성능인 전파흡수능의 측정은 현재 실험실에 설치된 대형의 전파흡수능 측정시스템으로 수행되고 있다. 그런데, 구조물, 장비 등에 장착된 전파흡수재료의 전파흡수능을 측정하기 위해서는, 구조물, 장비 등으로부터 전파흡수재료의 시편을 떼어낸 후, 실험실에 설치된 측정시스템에 적합한 형태로 전파흡수재료의 시편을 가공하여 측정할 수밖에 없다. 이러한 측정 방식에는 구조물, 장비 등에 장착된 전파흡수재료가 파손됨으로써 전파흡수재료를 다시 제작하여 장착해야 하는 단점을 가지고 있다.
한국 등록특허 제10-0423820호
전파흡수재료가 구조물, 장비 등에 장착된 상태로, 전파흡수재료의 전파흡수능을 측정할 수 있는 휴대형 시스템 및 방법을 제안하고자 한다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에 따른 전파흡수재료의 전파흡수능을 측정하는 시스템은, 상기 전파흡수재료에 전파를 송신하고 반사되어 오는 전파를 수신하는 안테나; 및 상기 안테나가 송신한 전파 및 수신한 전파에 기초하여, 상기 전파흡수재료의 전파흡수능을 측정하는 분석장치를 포함하고, 상기 안테나는 휴대가 가능하다.
상술한 시스템에서, 상기 전파흡수재료는 상기 전파흡수재료를 장착하여 기능을 수행하는 물체에 장착된 상태이다.
상술한 시스템에서, 상기 안테나는 광대역 안테나이다.
상술한 시스템에서, 상기 안테나는 협대역 안테나이다.
상술한 시스템에서, 상기 안테나는 모노스태틱(monostatic) 방식으로 작동한다.
상술한 시스템에서, 상기 안테나는 혼 안테나이다.
상술한 시스템에서, 상기 안테나 및 상기 분석장치는 무선 또는 유선으로 통신한다.
상술한 시스템에서, 상기 분석장치는 휴대가 가능하다.
상술한 시스템은, 상기 안테나가 장착되는 안테나 홀더를 더 포함한다.
상술한 시스템에서, 상기 안테나는 상기 안테나 홀더로부터 탈착이 가능하다.
상술한 시스템에서, 상기 안테나 홀더의 일단은 상기 전파흡수재료에 접촉하여, 상기 안테나 홀더는 상기 안테나의 전파를 송신하는 개구면을 상기 전파흡수재료로부터 이격되게 지지한다.
상술한 시스템에서, 상기 안테나 홀더는, 상기 안테나를 지지하며 상기 전파흡수재료로부터 이격되게 배치되는 장착부; 및 상기 장착부로부터 상기 전파흡수재료까지 연장되며, 단부가 상기 전파흡수재료와 접촉하는 다리부를 포함한다.
상술한 시스템에서, 상기 안테나 홀더는 사용자가 손으로 잡을 수 있는 손잡이를 더 포함한다.
일 실시예에 따른 전파흡수재료의 전파흡수능을 측정하는 방법은, 사용자가 휴대가 가능한 안테나를 상기 전파흡수재료의 인근에 배치하는 단계; 상기 안테나가 상기 전파흡수재료에 전파를 송신하고, 반사되어 오는 전파를 수신하는 단계; 분석장치가 상기 안테나가 송신한 전파 및 수신한 전파에 관한 정보를 수신하는 단계; 및 상기 분석장치가 상기 수신한 정보에 기초하여, 상기 전파흡수재료의 전파흡수능을 측정하는 단계를 포함한다.
휴대용 시스템으로 전파흡수능 측정이 가능하므로, 전파흡수재료의 시편에 대해서 전파흡수능을 측정할 필요 없이, 물체에 장착된 전파흡수재료에 대해서 전파흡수능을 측정할 수 있다. 따라서, 물체에 장착된 전파흡수재료에 대해서 시료 채취로 인한 손상 없이 전파흡수능을 측정할 수 있고, 측정된 전파흡수능의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 휴대용 시스템으로 전파흡수능 측정이 가능하므로, 실험실에 설치된 측정시스템의 이용 없이 전파흡수재료의 전파흡수능을 측정할 수 있다. 따라서, 사용자는 장소의 제약 없이 전파흡수재료의 전파흡수능을 측정할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1 및 도 2는 전파흡수재료의 전파흡수능을 측정하기 위한 시스템의 예들을 나타낸다.
도 3a는 정면에서 바라본 안테나 및 안테나 홀더의 일 예를 나타낸다.
도 3b는 측면에서 바라본 안테나 및 안테나 홀더의 일 예를 나타낸다.
도 3c는 안테나 및 안테나 홀더의 일 예를 나타낸다.
도 4는 전파흡수재료의 전파흡수능을 측정하는 방법의 일 예를 나타내는 순서도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 오로지 예시를 위한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 하기 설명은 실시예들을 구체화하기 위한 것일 뿐 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 상세한 설명 및 실시예로부터 당해 기술분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.
본 명세서에서 사용되는 '구성된다' 또는 '포함한다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
도 1 및 도 2는 전파흡수재료의 전파흡수능을 측정하기 위한 시스템의 예들을 나타낸다.
시스템(100, 200)은 전파흡수재료(12)의 전파흡수능을 측정하기 위한 시스템이다. 전파흡수재료(12)는 유전 재료 또는 자성 재료로 제작될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
전파흡수재료(12)는 전파흡수재료를 장착하여 기능을 수행하는 물체(11)에 장착될 수 있다. 물체(11)는 구조물, 장비 등일 수 있다. 예를 들어, 물체(11)는 비행체, 안테나, 수상 이동체 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
전파흡수능은 전파흡수재료(12)가 전파를 흡수하는 정도를 나타내는 지수로, 전파흡수재료(12)의 반사율로부터 산출될 수 있다.
시스템(100, 200)은 휴대용 시스템일 수 있다. 즉, 사용자는 시스템(100, 200)을 휴대하고, 물체(11)에 장착된 전파흡수재료(12)의 전파흡수능을 측정할 수 있다.
휴대용 시스템(100, 200)으로 전파흡수능 측정이 가능하므로, 전파흡수재료의 시편에 대해서 전파흡수능을 측정할 필요 없이, 물체(11)에 장착된 전파흡수재료(12)에 대해서 전파흡수능을 측정할 수 있다. 따라서, 물체(11)에 장착된 전파흡수재료(12)에 대해서 시료 채취로 인한 손상 없이 전파흡수능을 측정할 수 있고, 측정된 전파흡수능의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 휴대용 시스템(100, 200)으로 전파흡수능 측정이 가능하므로, 실험실에 설치된 측정시스템의 이용 없이 전파흡수재료(12)의 전파흡수능을 측정할 수 있다. 따라서, 사용자는 장소의 제약 없이 전파흡수재료(12)의 전파흡수능을 측정할 수 있다.
도 1에 도시된 시스템(100)은 안테나(110) 및 분석장치(120)를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 시스템(200)은 안테나(210), 분석장치(220), 및 안테나 홀더(240)를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 시스템(200)은 도 1에 도시된 시스템(100)과 비교하였을 때, 안테나 홀더(240)를 더 포함하는 점만 차이가 있으므로, 중복되는 설명을 피하기 위해 도 2에 도시된 시스템(200)을 중심으로 전파흡수능 측정 시스템을 설명한다.
안테나(210)는 모노스태틱(monostatic) 방식의 안테나일 수 있다. 즉, 안테나(210)는 전파흡수재료에 전파를 송신하고 전파흡수재료로부터 반사되어 오는 전파를 수신하는 안테나일 수 있다.
모노스태틱 방식의 안테나(210)를 이용하므로, 하나의 안테나를 이용하여 전파흡수재료의 전파흡수능을 측정할 수 있다. 따라서, 시스템의 구성을 단순화시킬 수 있으며, 휴대용 시스템을 구현할 수 있다.
또한, 안테나(210)는 파라볼라 안테나, 혼 안테나, 다이폴 안테나, 루프 안테나, 슬롯 안테나, 또는 패치 안테나일 수 있다. 예를 들어, 안테나(210)는 혼 안테나일 수 있다.
또한, 안테나(210)는 광대역의 주파수 밴드에 적용이 가능한 광대역 안테나이거나 단일 주파수 밴드에 적용이 가능한 협대역 안테나일 수 있다. 예를 들어, 안테나(210)는 L 밴드(1GHz~2GHz) 내지 S 밴드(2GHz~4GHz) 등에서 적용 가능한 안테나일 수 있다. 예를 들어, 안테나(210)는 C 밴드(4GHz~8GHz), X 밴드(8GHz~12GHz), Ku 밴드(12GHz~18GHz) 등에서 사용 가능한 협대역 안테나일 수 있다. 그 외에도, 안테나(210)는 전파흡수능을 측정하고자 하는 전파흡수재료의 특성에 따른 주파수 밴드에 적용이 가능한 안테나일 수 있다.
광대역 안테나를 이용하는 경우, 1대의 안테나로 광대역의 주파수 밴드에 대하여 전파흡수재료의 전파흡수능을 측정할 수 있다. 협대역 안테나를 이용하는 경우, 특정 밴드에 대하여 전파흡수재료의 전파흡수능을 측정할 수 있다.
또한, 안테나(210)는 휴대가 가능한 소형 안테나일 수 있다.
분석장치(220)는 안테나(210)가 전파흡수재료(12)에 송신한 전파 및 전파흡수재료(12)에서 반사되어 수신한 전파에 기초하여, 전파흡수재료(12)의 전파흡수능을 측정할 수 있다. 구체적으로, 분석장치(220)는 안테나(210)가 전파흡수재료(12)에 송신한 전파 및 전파흡수재료(12)에서 반사되어 수신한 전파에 기초하여, 전파흡수재료(12)의 반사율을 측정하고, 측정된 반사율로부터 전파흡수능을 측정할 수 있다.
분석장치(220)는 전파흡수재료(12)의 반사율 및 전파흡수능을 측정하는 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 분석장치(220)는 프로그램, 데이터 등을 저장 가능한 메모리를 포함할 수 있다. 또한, 분석장치(220)는 사용자가 명령을 입력할 수 있는 입력부 및 사용자에게 정보를 출력할 수 있는 출력부를 포함할 수 있다. 또한, 분석장치(220)는 안테나, 주변 기기 등과 통신이 가능한 통신부를 포함할 수 있다.
분석장치(220)는 다음의 수학식 1을 이용하여 반사율을 측정할 수 있다.
(수학식 1)
Figure 112019030459409-pat00001
여기서, ρ는 반사율을, Er는 안테나가 수신한 전파의 에너지를, Ei는 안테나가 송신한 전파의 에너지를 나타낸다.
분석장치(220)는 다음의 수학식 2를 이용하여 전파흡수능을 측정할 수 있다.
(수학식 2)
Figure 112019030459409-pat00002
여기서, ρ는 반사율을, i는 전파흡수능을 나타낸다.
분석장치(220)는 휴대가 가능한 크기를 갖는 장치일 수 있다.
시스템(100, 200)에서 안테나와 분석장치 간의 통신이 가능할 수 있다. 안테나(110, 210)와 분석장치(120, 220) 간에는 무선 또는 유선 통신이 수행될 수 있다. 필요에 따라, 안테나(110, 210)와 분석장치(120, 220)는 케이블(130, 230)로 연결될 수 있다. 예를 들어, 안테나(110, 210)와 분석장치(120, 220)는 유선 통신을 위해 RF 케이블, 5c 케이블 등으로 연결될 수 있다.
도 1에 도시된 시스템(100)에서, 안테나(110)는 사용자에 의해 전파흡수재료(12)의 인근에 배치될 수 있다. 전파흡수재료(12)의 전파흡수능을 측정하기 위해서, 안테나(110)가 전파흡수재료(12)로부터 일정 거리 이격된 위치에 배치될 필요가 있다. 도 2에 도시된 시스템(200)은 안테나(210)가 전파흡수재료(12)로부터 일정 거리 이격되도록 안테나(210)를 고정하는 안테나 홀더(240)를 포함할 수 있다.
도 3a는 정면에서 바라본 안테나 및 안테나 홀더의 일 예를 나타내고, 도 3b는 측면에서 바라본 안테나 및 안테나 홀더의 일 예를 나타낸다.
안테나 홀더(240)는 휴대가 가능한 장치일 수 있다. 안테나 홀더(240)는 안테나(210)와 일체이거나 분리가 가능한 장치일 수 있다. 안테나(210)는 안테나 홀더(240)에 탈착이 가능하도록 장착될 수 있다.
안테나 홀더(240)는 일단이 전파흡수재료(12)에 접촉하여, 안테나(210)의 전파를 송신하는 개구면(211)을 전파흡수재료(12)로부터 이격되게 지지할 수 있다.
안테나 홀더(240)는 안테나(210)를 지지하며 전파흡수재료(12)로부터 이격되게 배치되는 장착부(242)를 포함할 수 있다. 장착부(242)는 안테나(210)가 움직이지 않도록 안테나(210)를 지지할 수 있다. 안테나(210)는 장착부(242)에 고정되거나, 탈착 가능하도록 장착될 수 있다.
또한, 안테나 홀더(240)는 장착부(242)로부터 전파흡수재료(12)까지 연장되며, 단부가 전파흡수재료(12)와 접촉하는 다리부(241)를 포함할 수 있다. 도 3a 및 도 3b에는 4개의 다리부(241)가 도시되어 있으나, 안테나 홀더(240)는 이와 다른 개수의 다리부를 포함할 수 있다.
전파흡수재료(12)와 접촉하는 다리부(241)의 단부는 마찰력이 높은 물질을 포함하여, 안테나 홀더(240)가 물체(11)의 표면에서 미끄러지는 것을 방지할 수 있다.
다리부(241)는 길이 조절이 가능할 수 있다. 예를 들어, 도 3c에 도시된 것처럼 물체(11)의 표면이 평면이 아닌 경우, 다리부(241)의 길이를 조절하여 안테나(210)가 전파흡수재료(12)와 적정 거리 이격된 위치에 배치되도록 할 수 있다.
안테나(210)의 전파를 송신하는 개구면(211)이 전파흡수재료(12)로부터 이격되게 지지되므로, 안테나(210)는 적정 위치에서 전파흡수재료(12)에 전파를 송신하고 반사되는 전파를 수신할 수 있다.
안테나 홀더(240)는 손잡이(243)를 포함할 수 있다. 도 3a 및 도 3b에서 손잡이(243)는 안테나(210)의 후방에 위치하나, 이와 달리 손잡이(243)는 안테나(210)의 측방에 위치할 수 있다. 사용자는 손잡이(243)를 잡고 안테나 홀더(240)를 움직일 수 있다.
도 4는 전파흡수재료의 전파흡수능을 측정하는 방법의 일 예를 나타내는 순서도이다.
단계 S1에서, 사용자는 휴대가 가능한 안테나를 전파흡수재료의 인근에 배치할 수 있다. 사용자는 안테나를 휴대할 수 있으므로, 공간적 제약 없이 안테나를 전파흡수재료의 인근에 배치할 수 있다. 예를 들어, 전파흡수재료가 물체에 장착되어 있는 경우, 사용자는 물체가 위치한 공간으로 안테나를 들고 와서 전파흡수재료의 인근에 배치할 수 있다. 다른 예를 들어, 전파흡수재료가 물체에 장착되어 있지 않은 경우에도, 당연히 사용자는 전파흡수재료가 위치한 공간으로 안테나를 들고 와서 전파흡수재료의 인근에 배치할 수 있다. 즉, 사용자는 물체에 장착된 전파흡수재료, 장착되지 않은 전파흡수재료, 시편으로 채취된 전파흡수재료 등, 다양한 상태에 있는 전파흡수재료의 인근에 안테나를 배치할 수 있다.
또한, 사용자는 안테나를 직접 들어서 전파흡수재료의 인근에 배치할 수 있다. 또는, 안테나가 안테나 홀더에 장착된 경우, 사용자는 안테나 홀더를 들어서 안테나를 전파흡수재료의 인근에 배치할 수 있다.
또한, 사용자는 전파흡수재료의 전파흡수능 측정이 완료될 때까지 안테나 또는 안테나 홀더를 들고 있을 수 있다. 또는, 사용자는 안테나 또는 안테나 홀더를 전파흡수재료의 인근에 배치시키고는 내버려둘 수 있다.
단계 S2에서, 배치된 안테나는 전파흡수재료에 전파를 송신하고, 반사되어 오는 전파를 수신할 수 있다.
안테나는 모노스태틱 방식으로 작동하므로, 1대의 안테나로 전파흡수재료에 전파를 송신하고, 반사되어 오는 전파를 수신할 수 있다.
단계 S3에서, 분석장치는 안테나가 송신한 전파 및 수신한 전파에 관한 정보를 수신할 수 있다.
분석장치는 무선 또는 유선 통신을 통하여 안테나로부터 정보를 수신할 수 있다.
단계 S4에서, 분석장치는 수신한 정보에 기초하여, 전파흡수재료의 전파흡수능을 측정할 수 있다.
분석장치는 전파흡수재료의 반사율을 측정하고, 측정된 반사율로부터 전파흡수능을 측정할 수 있다.
이상에서 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
11: 물체 12: 전파흡수재료
100, 200: 시스템 110, 210: 안테나
120, 220: 분석장치 130, 230: 케이블
240: 안테나 홀더 241: 다리부
242: 장착부 243: 손잡이

Claims (14)

  1. 전파흡수재료의 전파흡수능을 측정하는 시스템에 있어서,
    상기 전파흡수재료에 전파를 송신하고 반사되어 오는 전파를 수신하는 안테나; 및
    상기 안테나가 송신한 전파 및 수신한 전파에 기초하여, 상기 전파흡수재료의 전파흡수능을 측정하는 분석장치를 포함하고,
    상기 안테나는 휴대가 가능하고,
    상기 안테나가 장착되는 안테나 홀더를 더 포함하고,
    상기 안테나 홀더는 상기 안테나를 지지하며 상기 전파흡수재료로부터 이격되게 배치되는 장착부 및 상기 장착부로부터 상기 전파흡수재료까지 연장되며, 단부가 상기 전파흡수재료와 접촉하는 다리부를 포함하고,
    상기 전파흡수재료의 표면이 평면이 아닌 경우에도 상기 안테나가 상기 전파흡수재료로부터 이격되어 지지될 수 있도록, 상기 다리부는 길이 조절이 가능한, 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전파흡수재료는 상기 전파흡수재료를 장착하여 기능을 수행하는 물체에 장착된 상태인, 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 안테나는 광대역 안테나인, 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 안테나는 협대역 안테나인, 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 안테나는 모노스태틱(monostatic) 방식으로 작동하는, 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 안테나는 혼 안테나인, 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 및 상기 분석장치는 무선 또는 유선으로 통신하는, 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 분석장치는 휴대가 가능한, 시스템.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 안테나는 상기 안테나 홀더로부터 탈착이 가능한, 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 홀더의 일단은 상기 전파흡수재료에 접촉하여, 상기 안테나 홀더는 상기 안테나의 전파를 송신하는 개구면을 상기 전파흡수재료로부터 이격되게 지지하는, 시스템.
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 홀더는 사용자가 손으로 잡을 수 있는 손잡이를 더 포함하는, 시스템.
  14. 삭제
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