KR102219340B1 - 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치, 및 이를 이용하여 대상 물체의 전자기파 흡수능을 측정하는 방법 - Google Patents

표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치, 및 이를 이용하여 대상 물체의 전자기파 흡수능을 측정하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치, 및 이를 이용하여 대상 물체의 전자기파 흡수능을 측정하는 방법을 제공한다.

Description

표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치, 및 이를 이용하여 대상 물체의 전자기파 흡수능을 측정하는 방법 {SURFACE CONTACT TYPE DEVICE OF MEASURING ELECTROMAGNETIC RADIATION ABSORBANCE AND METHOD OF MEASURING ELECTROMAGNETIC RADIATION ABSORBANCE OF OBJECT USING THE SAME}
본 발명은 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치, 및 이를 이용하여 대상 물체의 전자기파 흡수능을 측정하는 방법을 제공한다.
다양한 산업분야에서 소재 및 구조의 전자기파 반응 특성을 평가하는 기술을 사용하고 있다. 대상물의 유전율, 투자율, 전자기파 투과/반사 특성(S-parameter)을 평가하는 다양한 장치와 방법들이 있으나, 특정 기술분야에는 적용하기에 불합리한 경우가 있다. 그 예로, 군사분야에 사용되는 전파흡수도료/전파흡수구조의 성능평가 분야가 있다.
전파흡수도료는 항공기등의 표면에 도포하여 레이더에서 입사되는 전자기파를 흡수함으로써, 해당 비행체가 적의 레이더에 탐지될 가능성을 줄여준다. 이러한 전파흡수도료의 개발 단계에서는 2차원 평판에 도료를 도포하여 실험실 환경하의 안테나에서 면의 수직방향으로 방사된 전자기파에 대한 투과/반사 특성을 평가하고 전파흡수능을 가늠한다.
특히 전파흡수도료는 코팅 두께에 따라 흡수능에 민감한 영향을 받으므로, 평면 시료의 전파흡수능을 측정함으로써 해당 평면에 전파흡수도료가 설계대로 정확히 도포되었는지를 평가할 수 있다. 그러나 실제 비행체는 다양한 곡면을 갖는 3차원 구조물이므로, 해당 구조에 흡수도료를 도포할 경우 모든 영역에 정확히 설계두께대로 도포되어 성능을 제대로 발휘하는지에 대한 평가가 현실적으로 불가능하다. 물론 최종적으로는 해당 비행체의 RCS(Radar Cross-Section)을 측정 평가함으로써 저피탐 특성값을 정의할 수 있으나, 부분적으로 흡수도료가 불균일하게 도포되었을 경우나 해당 도료의 화학적 조성에 불량이 존재할 경우, 또는 대상 물체의 표면이 굴곡을 가지는 경우에는 전자기파 흡수능을 측정하기에 어려움이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1824605호
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치, 및 이를 이용하여 대상 물체의 전자기파 흡수능을 보다 정확하게 측정하는 방법을 제공하는 것이다.
본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
제 1 측면에 따른 발명은, 네트워크 분석기를 포함하는 제어부; 도파관의 형태를 가지며, 내부에 전자기파를 송신 및 수신하는 송수신부를 포함하는 프로브; 및 상기 제어부와 상기 프로브를 전기적으로 연결하는 케이블;을 포함하고, 상기 프로브의 일단은 상기 제어부와 연결되는 상기 케이블과 접촉되고, 상기 프로브의 타단은 대상 물체와 직접 접촉하는 전자기파 누설 방지부를 포함하는, 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치를 제공할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 전자기파 누설 방지부는 상기 프로브의 타단에 형성되고, 탄성을 갖는 폼(foam)을 포함할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 전자기파 누설 방지부는 상기 프로브의 타단에 형성되고, 대상 물체의 표면에 접촉될 때 상기 표면의 굴곡을 따라 가압되어 노출되는 길이가 각각 변형되는 복수의 핀을 포함할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 복수의 핀은 상기 프로브의 상기 타단의 단면을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 대상 물체의 표면과 상기 전자기파 누설 방지부가 서로 접촉될 때 상기 전자기파 누설 방지부가 가압되는 정도에 따라 접촉 각도를 측정할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 제어부는 하기 (a) 내지 (e)를 통하여 상기 대상 물체의 표면의 전자기파 흡수능을 측정할 수 있다.
(a) 상기 프로브가 상기 대상 물체의 표면 상에 위치되는 단계;
(b) 상기 제어부가 상기 대상 물체의 표면의 전자기파 흡수 성능값을 측정하는 단계;
(c) 상기 제어부가 상기 대상 물체의 표면과 상기 전자기파 누설 방지부의 접촉 각도를 측정하는 단계;
(d) 상기 제어부가 기 설정된 보정 수치들로부터 상기 측정된 접촉 각도에 대응되는 보정 수치를 선택하는 단계; 및
(e) 상기 제어부가 상기 대상 물체의 표면의 전자기파 흡수 성능값에 상기 보정 수치를 더하여, 보정된 전자기파 흡수 성능값을 수득하는 단계;
제 2 측면에 따른 발명은, 제 1 측면에 따른 발명을 이용하여 대상 물체의 전자기파 흡수능을 측정하는 방법을 제공할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 대상 물체의 전자기파 흡수능을 측정하는 방법은 하기 (a) 내지 (e)를 포함할 수 있다.
(a) 상기 프로브가 상기 대상 물체의 표면 상에 위치되는 단계;
(b) 상기 제어부가 상기 대상 물체의 표면의 전자기파 흡수 성능값을 측정하는 단계;
(c) 상기 제어부가 상기 대상 물체의 표면과 상기 전자기파 누설 방지부의 접촉 각도를 측정하는 단계;
(d) 상기 제어부가 기 설정된 보정 수치들로부터 상기 측정된 접촉 각도에 대응되는 보정 수치를 선택하는 단계; 및
(e) 상기 제어부가 상기 대상 물체의 표면의 전자기파 흡수 성능값에 상기 보정 수치를 더하여, 보정된 전자기파 흡수 성능값을 수득하는 단계;
실시예에 있어서, 상기 (a)에서 상기 프로브의 중심축은 상기 대상 물체의 표면과 직교하도록 형성될 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 (c)에서 상기 제어부가 상기 대상 물체의 표면과 상기 전자기파 누설 방지부의 접촉 각도를 측정하는 단계는, 상기 제어부가 상기 전자기파 누설 방지부의 각각의 복수의 핀이 노출되는 길이를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 대상 물체의 전자기파 흡수능을 측정하는 방법은 하기 (a) 내지 (e)를 포함할 수 있다.
(a) 상기 프로브가 상기 대상 물체의 표면 상에 위치되는 단계;
(b) 상기 제어부가 상기 대상 물체의 표면의 전자기파 흡수 성능값을 측정하는 단계;
(c) 상기 제어부가 상기 대상 물체의 표면의 곡률 값을 측정하는 단계;
(d) 상기 제어부가 기 설정된 보정 수치들로부터 상기 측정된 곡률 값에 대응되는 보정 수치를 선택하는 단계; 및
(e) 상기 제어부가 상기 대상 물체의 표면의 전자기파 흡수 성능값에 상기 보정 수치를 더하여, 보정된 전자기파 흡수 성능값을 수득하는 단계;
실시예에 있어서, 상기 (c)에서 상기 제어부가 상기 대상 물체의 표면의 곡률 값을 측정하는 단계는, 상기 제어부가 상기 전자기파 누설 방지부의 각각의 복수의 핀이 노출되는 길이를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 과제의 해결수단들에 의하여 한정되지 않으며, 이하의 기재로부터 다른 과제의 해결수단들이 유추될 수 있다.
실시예에 따른 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치는 제어부; 프로브; 및 케이블;을 포함하고, 프로브가 전자기파 누설 방지부를 포함하여 전자기파 흡수능을 보다 정확하게 측정할 수 있는 장점이 있다.
또한, 실시예에 따른 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치는 기 설정된 보정 수치들로부터 대상 물체의 표면과 프로브 사이의 접촉 각도, 또는 대상 물체의 표면의 곡률 값에 대응되는 보정 수치를 선택하여 대상 물체의 표면의 전자기파 흡수능을 보다 정확하게 측정할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 효과는 상술한 효과로 제한되는 것이 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은, 일 실시예에 따른 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는, 일 실시예에 따른 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치의 프로브 및 케이블의 측면도이다.
도 3은, 다른 실시예에 따른 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치의 프로브 및 케이블의 측면도이다.
도 4는, 다른 실시예에 따른 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치의 프로브가 대상 물체의 표면의 전자기파 흡수능을 측정하고 있는 상태를 나타낸 개략도이다.
도 5는, 다른 실시예에 따른 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치의 프로브 및 복수의 핀들을 나타낸 사시도이다.
도 6은, 종래 기술에 따른 자유공간 측정장치에 대한 사진(상단) 및 자유공간 측정 시스템을 나타낸 개략도(하단)이다.
도 7은, 일 실시예에 따른 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치의 구성요소를 나타낸 개략도이다.
도 8은, 일 실시예에 따른 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치로 전자기파 흡수능을 측정한 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다.
도 9는, 일 실시예에 따른 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치가 대상 물체의 표면과 0도의 접촉 각도를 갖는 경우(좌측) 및 20도의 접촉 각도를 갖는 경우(우측)를 나타낸 개략도이다.
도 10은, 종래 기술에 따른 측정 장치가 전자기파 흡수능을 측정하는 모습(좌측 상단), 종래 기술에 따른 측정 장치가 전자기파 흡수능을 측정한 데이터(우측 상단), 일 실시예에 따른 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치가 전자기파 흡수능을 측정하는 모습(좌측 하단), 및 일 실시예에 따른 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정한 데이터(우측 하단)을 나타낸 도면 및 그래프들이다.
도 11은, 제어부(컴퓨터)를 포함하는 일 실시예에 따른 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치를 나타낸 개략도이다.
본 실시예들에서 사용되는 용어는 본 실시예들에서의 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 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서, 본 실시예들에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 실시예들 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 실시예들은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 일부 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 실시예들을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 실시예들의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 사용한 용어들은 단지 실시예들의 설명을 위해 사용된 것으로, 본 실시예들을 한정하려는 의도가 아니다.
본 실시예들에 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 실시예들에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
명세서 전체에서, "A 및/또는 B"는 A 및 B 중에서 적어도 어느 하나를 의미한다.
명세서 전체에서, "~상에"는 어떤 부재의 상단 또는 하단 영역을 의미하며, 접촉하는 것 및 접촉하지 않는 것을 모두 포함한다.
명세서 전체에서, "네트워크 분석기"는 다른 장치와 통신이 가능한 데이터 분석 장치를 의미한다.
명세서 전체에서, "도파관"은 파동이 통과하는 관을 의미한다.
명세서 전체에서, "프로브"는 어떠한 특성을 탐지 장치를 의미한다.
이하에서는, 도면을 참조하여 발명에 대하여 설명하도록 한다. 다만, 발명은 도면 및 실시예들의 구성으로 제한되지 않는다.
제 1 측면에 따른 발명은, 네트워크 분석기를 포함하는 제어부(110); 도파관의 형태를 가지며, 내부에 전자기파를 송신 및 수신하는 송수신부를 포함하는 프로브(120); 및 상기 제어부(110)와 상기 프로브(120)를 전기적으로 연결하는 케이블(130);을 포함하고, 상기 프로브(120)의 일단은 상기 제어부(110)와 연결되는 상기 케이블(130)과 접촉되고, 상기 프로브(120)의 타단은 대상 물체와 직접 접촉하는 전자기파 누설 방지부(121)를 포함하는, 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치(100)를 제공할 수 있다.
도 1은, 일 실시예에 따른 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치(100)를 나타낸 개략도이다.
실시예에 있어서, 대상 물체의 전자기파 흡수능을 측정하고자 하는 사용자는 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치(100)의 프로브(120), 구체적으로 전자기파 누설 방지부(121)를 대상 물체의 표면에 접촉시켜 전자기파 흡수능을 측정할 수 있다.
도 2는, 일 실시예에 따른 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치(100)의 프로브(120) 및 케이블(130)의 측면도이다.
실시예에 따른 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치(100)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 도파관 형태의 프로브(120)를 포함하고, 프로브(120)의 일단에는 케이블(130)이 연결될 수 있으며, 프로브(120)의 타단에는 전자기파 누설 방지부(121)를 포함할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 전자기파 누설 방지부는 상기 프로브의 타단에 형성되고, 탄성을 갖는 폼(foam)을 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 프로브(120)의 타단에 배치되는 전자기파 누설 방지부(121)는 탄성을 갖는 폼을 포함할 수 있으며, 이에 따라 사용자가 대상 물체의 표면에 전자기파 누설 방지부(121)를 직접 접촉시킬 수 있고, 폼은 대상물체의 표면에서 가압되어 접촉될 수 있다. 따라서, 프로브(120)의 내부에 배치되는 송신기로부터 전자기파가 발생하여 대상 물체의 표면을 향해 입사하는 경우, 입사된 전자기파 중 일부는 흡수되고 일부는 대상 물체의 표면에서 반사되는데, 폼에 의해 프로브(120)와 대상 물체가 빈틈 없이 접촉되어 반사된 전자기파가 프로브(120)의 외부로 빠져나가지 못하게 된다. 이에 따라, 반사된 전자기파는 프로브(120)의 송신단으로 모두 도달하여 보다 정확한 전자기파 흡수능을 측정할 수 있게 된다.
실시예에 있어서, 폼(foam)은 이 기술분야에서 보편적으로 사용되는 재료를 사용할 수 있다. 예를 들어, 폼은 폴리우레탄, 멜라민 등의 재료를 포함할 수 있다.
도 3은, 다른 실시예에 따른 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치(100)의 프로브(120) 및 케이블(130)의 측면도이다.
도 3을 참조하면, 도 2와는 다르게 실시예에 따른 전자기파 누설 방지부(121)는 프로브(120)의 타단에 형성되고, 대상 물체의 표면에 접촉될 때 표면의 굴곡을 따라 가압되어 노출되는 길이가 각각 독립적으로 변형되는 복수의 핀을 포함할 수 있다. 또한, 복수의 핀 각각이 가압되어 노출되는 길이는 센서로 측정될 수 있으며, 제어부(110)로 전달될 수 있다.
실시예에 있어서, 복수의 핀은 프로브(120)의 타단의 단면을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 복수의 핀은 프로브(120)의 타단의 단면을 따라 서로 이격되거나 연속적으로 배치되어, 각각의 핀이 특정 위치에 배치될 수 있으며, 제어부(110)는 각각의 핀의 특정 위치를 인식할 수 있다. 예를 들어, 제어부(110)는 각각의 핀의 특정 위치를 좌표를 통해 인식할 수 있다.
또한, 제어부(110)는 복수의 핀이 각각 가압되어 외부에 노출되는 길이를 측정할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 제어부(110)는 복수의 핀이 외부에 노출되는 길이로부터 대상 물체의 표면의 곡률 값, 및/또는 프로브(120)와 대상 물체의 표면과의 접촉 각도를 측정할 수 있다.
도 4는, 다른 실시예에 따른 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치의 프로브가 대상 물체의 표면의 전자기파 흡수능을 측정하고 있는 상태를 나타낸 개략도이고, 도 5는 다른 실시예에 따른 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치의 프로브 및 복수의 핀들을 나타낸 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 제어부는, 상기 대상 물체의 표면과 상기 전자기파 누설 방지부가 서로 접촉될 때 상기 전자기파 누설 방지부가 가압되는 정도에 따라 접촉 각도를 측정할 수 있다.
실시예에 있어서, 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치(100)의 프로브(120)의 복수의 핀은 도 4에 나타낸 바와 같이 대상 물체의 표면의 굴곡을 따라 각각 가압될 수 있다. 이러한 굴곡의 정도에 따라서, 복수의 핀은 가압되어 노출되는 길이가 각각 상이할 수 있다. 복수의 핀의 노출되지 않는 부분은 프로브(120)의 내부로 삽입될 수 있으며, 스프링 방식 또는 슬라이드 방식에 의해 삽입될 수 있다.
또한, 실시예에 있어서, 복수의 핀은 이격되지 않고 프로브의 단면을 따라서 연속적으로 배치될 수 있다. 이에 따라, 누설되는 전자기파를 감소시킬 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 제어부(110)는 하기 (a) 내지 (e)를 통하여 상기 대상 물체의 표면의 전자기파 흡수능을 측정할 수 있다.
(a) 상기 프로브가 상기 대상 물체의 표면 상에 위치되는 단계;
(b) 상기 제어부가 상기 대상 물체의 표면의 전자기파 흡수 성능값을 측정하는 단계;
(c) 상기 제어부가 상기 대상 물체의 표면과 상기 전자기파 누설 방지부의 접촉 각도를 측정하는 단계;
(d) 상기 제어부가 기 설정된 보정 수치들로부터 상기 측정된 접촉 각도에 대응되는 보정 수치를 선택하는 단계; 및
(e) 상기 제어부가 상기 대상 물체의 표면의 전자기파 흡수 성능값에 상기 보정 수치를 더하여, 보정된 전자기파 흡수 성능값을 수득하는 단계;
상기 (a)에서, 프로브(120)는 대상 물체의 표면 상에 위치될 수 있다. 이 경우, 프로브(120)는 대상 물체의 표면에 접촉하여 위치될 수 있으며, 접촉하지 않고 위치될 수 있다. 바람직하게는, 프로브(120)는 대상 물체의 표면에 접촉하여 위치될 수 있으며, 사용자에 의해 프로브(120)의 전자기파 누설 방지부(121)가 가압될 수 있다. 이에 따라, 예를 들어, 전자기파 누설 방지부(121)가 복수의 핀을 포함하는 경우, 복수의 핀은 대상 물체의 표면의 굴곡을 따라 각각 가압되는 정도를 달리할 수 있다.
상기 (b)에서 제어부(110)는 대상 물체의 표면의 전자기파 흡수 성능값을 측정할 수 있다. 제어부(110)는 프로브(120) 내에 배치되는 송신부에서 전자기파를 송신하고, 대상 물체의 표면에서 반사되어 되돌아오는 전자기파의 일부를 수신부에서 수신하여, 대상 물체의 표면의 전자기파 흡수 성능값을 측정할 수 있다.
상기 (c)에서 제어부(110)는 대상 물체의 표면과 전자기파 누설 방지부(121)의 접촉 각도를 측정할 수 있다. 접촉 각도는, 예를 들어, 전자기파 누설 방지부(121)의 단면 방향과, 프로브(120)의 중심축선이 대상 물체의 표면과 교차하는 지점에서의 표면의 접선 방향이 이루는 각도일 수 있다.
상기 (d)에서 제어부(110)는 기 설정된 보정 수치들로부터 상기 측정된 접촉 각도에 대응되는 보정 수치를 선택할 수 있다.
상기 기 설정된 보정 수치들은, 상기 접촉 각도에 대응되는 보정 수치의 집합일 수 있으며, 예를 들어, 접촉 각도 0도 내지 90도의 범위 내에서 1도 간격으로 표시된 접촉 각도에 대응되는 보정 수치가 설정될 수 있다.
실시예에 있어서, 이러한 기 설정된 보정 수치들은 표준 시편에 의해 시뮬레이션된 전자기파 흡수능 측정 값으로부터 얻어질 수 있으며, 기 설정된 보정 수치들은 대상 물체의 종류에 따라 달라질 수 있다.
제 2 측면에 따른 발명은, 제 1 측면에 따른 발명을 이용하여 대상 물체의 전자기파 흡수능을 측정하는 방법을 제공할 수 있다.
제 2 측면에 따른 발명에 대하여, 제 1 측면에 따른 발명의 상술한 기술적 특징들은 모두 적용될 수 있으며, 기재를 생략하였다고 하여 그 적용이 배제되는 것은 아니다. 또한, 후술하는 제 2 측면에 따른 발명의 기술적 특징들 또한 제 1 측면에 따른 발명에 적용될 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 대상 물체의 전자기파 흡수능을 측정하는 방법은 하기 (a) 내지 (e)를 포함할 수 있다.
(a) 상기 프로브가 상기 대상 물체의 표면 상에 위치되는 단계;
(b) 상기 제어부가 상기 대상 물체의 표면의 전자기파 흡수 성능값을 측정하는 단계;
(c) 상기 제어부가 상기 대상 물체의 표면과 상기 전자기파 누설 방지부의 접촉 각도를 측정하는 단계;
(d) 상기 제어부가 기 설정된 보정 수치들로부터 상기 측정된 접촉 각도에 대응되는 보정 수치를 선택하는 단계; 및
(e) 상기 제어부가 상기 대상 물체의 표면의 전자기파 흡수 성능값에 상기 보정 수치를 더하여, 보정된 전자기파 흡수 성능값을 수득하는 단계;
실시예에 있어서, 상기 (a)에서 상기 프로브의 중심축은 상기 대상 물체의 표면과 직교하도록 형성될 수 있다.
상기 (a)에서, 프로브(120)는 대상 물체의 표면 상에 위치될 수 있다. 이 경우, 프로브(120)는 대상 물체의 표면에 접촉하여 위치될 수 있으며, 접촉하지 않고 위치될 수 있다. 바람직하게는, 프로브(120)는 대상 물체의 표면에 접촉하여 위치될 수 있으며, 사용자에 의해 프로브(120)의 전자기파 누설 방지부(121)가 가압될 수 있다. 이에 따라, 예를 들어, 전자기파 누설 방지부(121)가 복수의 핀을 포함하는 경우, 복수의 핀은 대상 물체의 표면의 굴곡을 따라 각각 가압되는 정도를 달리할 수 있다.
상기 (b)에서 제어부(110)는 대상 물체의 표면의 전자기파 흡수 성능값을 측정할 수 있다. 제어부(110)는 프로브(120) 내에 배치되는 송신부에서 전자기파를 송신하고, 대상 물체의 표면에서 반사되어 되돌아오는 전자기파의 일부를 수신부에서 수신하여, 대상 물체의 표면의 전자기파 흡수 성능값을 측정할 수 있다.
상기 (c)에서 제어부(110)는 대상 물체의 표면과 전자기파 누설 방지부(121)의 접촉 각도를 측정할 수 있다. 접촉 각도는, 예를 들어, 전자기파 누설 방지부(121)의 단면 방향과, 프로브(120)의 중심축선이 대상 물체의 표면과 교차하는 지점에서의 표면의 접선 방향이 이루는 각도일 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 (c)에서 상기 제어부가 상기 대상 물체의 표면과 상기 전자기파 누설 방지부의 접촉 각도를 측정하는 단계는, 상기 제어부가 상기 전자기파 누설 방지부의 각각의 복수의 핀이 노출되는 길이를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 (d)에서 제어부(110)는 기 설정된 보정 수치들로부터 상기 측정된 접촉 각도에 대응되는 보정 수치를 선택할 수 있다.
상기 기 설정된 보정 수치들은, 상기 접촉 각도에 대응되는 보정 수치의 집합일 수 있으며, 예를 들어, 접촉 각도 0도 내지 90도의 범위 내에서 1도 간격으로 표시된 접촉 각도에 대응되는 보정 수치가 설정될 수 있다.
실시예에 있어서, 이러한 기 설정된 보정 수치들은 표준 시편에 의해 시뮬레이션된 전자기파 흡수능 측정 값으로부터 얻어질 수 있으며, 기 설정된 보정 수치들은 대상 물체의 종류에 따라 달라질 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 대상 물체의 전자기파 흡수능을 측정하는 방법은 하기 (a) 내지 (e)를 포함할 수 있다.
(a) 상기 프로브가 상기 대상 물체의 표면 상에 위치되는 단계;
(b) 상기 제어부가 상기 대상 물체의 표면의 전자기파 흡수 성능값을 측정하는 단계;
(c) 상기 제어부가 상기 대상 물체의 표면의 곡률 값을 측정하는 단계;
(d) 상기 제어부가 기 설정된 보정 수치들로부터 상기 측정된 곡률 값에 대응되는 보정 수치를 선택하는 단계; 및
(e) 상기 제어부가 상기 대상 물체의 표면의 전자기파 흡수 성능값에 상기 보정 수치를 더하여, 보정된 전자기파 흡수 성능값을 수득하는 단계;
실시예에 있어서, 상기 (c)에서 상기 제어부가 상기 대상 물체의 표면의 곡률 값을 측정하는 단계는, 상기 제어부가 상기 전자기파 누설 방지부의 각각의 복수의 핀이 노출되는 길이를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예에 있어서, 상기 (c)의 대상 물체의 표면의 곡률 값은 프로브(120)와 대상 물체가 접촉하는 면 중 특정한 지점에서의 곡률 값일 수 있다.
상기 (d)에서 제어부(110)는 기 설정된 보정 수치들로부터 상기 측정된 곡률 값에 대응되는 보정 수치를 선택할 수 있다.
상기 기 설정된 보정 수치들은, 상기 곡률 값에 대응되는 보정 수치의 집합일 수 있으며, 예를 들어, 곡률 값이 0 내지 20의 범위 내에서 정수 간격으로 표시된 곡률 값에 대응되는 보정 수치가 설정될 수 있다.
실시예에 있어서, 이러한 기 설정된 보정 수치들은 표준 시편에 의해 시뮬레이션된 전자기파 흡수능 측정 값으로부터 얻어질 수 있으며, 기 설정된 보정 수치들은 대상 물체의 종류에 따라 달라질 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예 및 실험예에 대하여 구체적으로 설명한다.
<실시예>
도 6은, 종래 기술에 따른 자유공간 측정장치에 대한 사진(상단) 및 자유공간 측정 시스템을 나타낸 개략도(하단)이다.
도 6을 참조하면, 두 개의 안테나가 마주보고 있고, 그 사이에 평판시편이 위치한다. 안테나(#1)에서 방사된 전파가 반사될경우 #1에 수신되고, 투과될 경우 #2에 수신된다. 해당 신호를 분석하여, 시편의 전자기 특성을 평가한다. 전파 특성 상, 시편은 2D 평판으로 제작되어야 하며, 안테나 전자기파 입사방향에 대하여 수직을 유지해야 한다.
도 7은, 일 실시예에 따른 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치의 구성요소를 나타낸 개략도이다.
제안하는 시스템은 NA, cable, probe(waveguide)로 기본 구성된다. 흡수체(대상체) 표면에 접촉시켜서 전파 투과/반사/흡수 특성을 측정한다.
도 8은, 일 실시예에 따른 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치로 전자기파 흡수능을 측정한 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다.
도 8을 참조하면, 실시예에서 제안하는 시스템을 이용한 측정 시뮬레이션 결과를 보여준다. 10 GHz 대역에서 -6 dB의 전파흡수율로 측정되는 결과를 보여주고 있다.
도 9는, 일 실시예에 따른 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치가 대상 물체의 표면과 0도의 접촉 각도를 갖는 경우(좌측) 및 20도의 접촉 각도를 갖는 경우(우측)를 나타낸 개략도이다.
도 9를 참조하면, 도파관을 포함하는 프로브가 대상 물체의 표면에 접촉될 때, 상단의 그림과 같이 수직일 경우 결과가 가장 안정적으로 측정된다. 그러나 실제 환경에서는 대상체가 완전한 평면이 아닌 경우도 있고, 프로브를 하단의 그림과 같이 경사를 갖고 접촉시키는 경우도 발생할 수 있으며 이런 경우에는 전파누설이 발생하여 측정오차를 야기한다. 이를 방지하기 위해서 동축 프로브의 경우, 내부 ground shaft는 길이방향에 스프링 등의 탄성 기구물을 적용하여, 프로브가 대상면에 항상 접촉될 수 있도록 한다. 외부 hollow shaft의 끝단은 유연성을 갖는 EM gasket이나 탄성을 갖는 자바라 형태의 금속구조물을 적용하여 대상체와의 접촉을 유지하고 sealing을 유지할 수 있다.
도 10은, 종래 기술에 따른 측정 장치가 전자기파 흡수능을 측정하는 모습(좌측 상단), 종래 기술에 따른 측정 장치가 전자기파 흡수능을 측정한 데이터(우측 상단), 일 실시예에 따른 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치가 전자기파 흡수능을 측정하는 모습(좌측 하단), 및 일 실시예에 따른 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정한 데이터(우측 하단)을 나타낸 도면 및 그래프들이다.
도 10을 참조하면, 전자기파 누설 방지부를 설치한 경우, 아래 그림과 같이 프로브 경사도에 따른 성능 편차가 상대적으로 작아진다. 추가적으로 해당 편차는 입사각도 보정 기구물/알고리즘을 적용하여 더욱 정밀하게 관리할 수 있다.
도 11은, 제어부(컴퓨터)를 포함하는 일 실시예에 따른 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치를 나타낸 개략도이다.
한편, 본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치
110: 제어부
120: 프로브
121: 전자기파 누설 방지부
130: 케이블

Claims (12)

  1. 네트워크 분석기를 포함하는 제어부;
    도파관의 형태를 가지며, 내부에 전자기파를 송신 및 수신하는 송수신부를 포함하는 프로브; 및
    상기 제어부와 상기 프로브를 전기적으로 연결하는 케이블;을 포함하고,
    상기 프로브의 일단은 상기 제어부와 연결되는 상기 케이블과 접촉되고,
    상기 프로브의 타단은 대상 물체와 직접 접촉하는 전자기파 누설 방지부를 포함하고,
    상기 제어부는 하기 (a) 내지 (e)를 통하여 상기 대상 물체의 표면의 전자기파 흡수능을 측정하는, 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치.
    (a) 상기 프로브가 상기 대상 물체의 표면 상에 위치되는 단계;
    (b) 상기 제어부가 상기 대상 물체의 표면의 전자기파 흡수 성능값을 측정하는 단계;
    (c) 상기 제어부가 상기 대상 물체의 표면과 상기 전자기파 누설 방지부의 접촉 각도를 측정하는 단계;
    (d) 상기 제어부가 기 설정된 보정 수치들로부터 상기 측정된 접촉 각도에 대응되는 보정 수치를 선택하는 단계; 및
    (e) 상기 제어부가 상기 대상 물체의 표면의 전자기파 흡수 성능값에 상기 보정 수치를 더하여, 보정된 전자기파 흡수 성능값을 수득하는 단계;
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자기파 누설 방지부는 상기 프로브의 타단에 형성되고, 탄성을 갖는 폼(foam)을 포함하는, 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자기파 누설 방지부는 상기 프로브의 타단에 형성되고, 대상 물체의 표면에 접촉될 때 상기 표면의 굴곡을 따라 가압되어 노출되는 길이가 각각 변형되는 복수의 핀을 포함하는, 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 핀은 상기 프로브의 상기 타단의 단면을 따라 서로 이격되어 배치되는, 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 대상 물체의 표면과 상기 전자기파 누설 방지부가 서로 접촉될 때 상기 전자기파 누설 방지부가 가압되는 정도에 따라 접촉 각도를 측정하는, 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 따른 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치를 이용하여 대상 물체의 전자기파 흡수능을 측정하는 방법.
  8. 삭제
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 (a)에서 상기 프로브의 중심축은 상기 대상 물체의 표면과 직교하도록 형성되는, 대상 물체의 전자기파 흡수능을 측정하는 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 (c)에서 상기 제어부가 상기 대상 물체의 표면과 상기 전자기파 누설 방지부의 접촉 각도를 측정하는 단계는, 상기 제어부가 상기 전자기파 누설 방지부의 각각의 복수의 핀이 노출되는 길이를 측정하는 단계를 포함하는, 대상 물체의 전자기파 흡수능을 측정하는 방법.
  11. 네트워크 분석기를 포함하는 제어부;
    도파관의 형태를 가지며, 내부에 전자기파를 송신 및 수신하는 송수신부를 포함하는 프로브; 및
    상기 제어부와 상기 프로브를 전기적으로 연결하는 케이블;을 포함하고,
    상기 프로브의 일단은 상기 제어부와 연결되는 상기 케이블과 접촉되고,
    상기 프로브의 타단은 대상 물체와 직접 접촉하는 전자기파 누설 방지부를 포함하는, 표면 접촉식 전자기파 흡수능 측정 장치를 이용하고,
    하기 (a) 내지 (e)를 포함하는, 대상 물체의 전자기파 흡수능을 측정하는 방법.
    (a) 상기 프로브가 상기 대상 물체의 표면 상에 위치되는 단계;
    (b) 상기 제어부가 상기 대상 물체의 표면의 전자기파 흡수 성능값을 측정하는 단계;
    (c) 상기 제어부가 상기 대상 물체의 표면의 곡률 값을 측정하는 단계;
    (d) 상기 제어부가 기 설정된 보정 수치들로부터 상기 측정된 곡률 값에 대응되는 보정 수치를 선택하는 단계; 및
    (e) 상기 제어부가 상기 대상 물체의 표면의 전자기파 흡수 성능값에 상기 보정 수치를 더하여, 보정된 전자기파 흡수 성능값을 수득하는 단계;
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 (c)에서 상기 제어부가 상기 대상 물체의 표면의 곡률 값을 측정하는 단계는, 상기 제어부가 상기 전자기파 누설 방지부의 각각의 복수의 핀이 노출되는 길이를 측정하는 단계를 포함하는, 대상 물체의 전자기파 흡수능을 측정하는 방법.
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