KR102308197B1 - 전자기 물성 측정을 위한 장비 - Google Patents

Abstract

다양한 실시예에 따르면, 전자기 물성 측정을 위한 장비는, 제1 안테나; 제2 안테나; 하나 이상의 모터를 포함하는 구동부; 상기 구동부의 제어에 기초하여 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나 중 적어도 하나가 움직이도록 하는 하나 이상의 기구물; 상기 구동부의 제어에 기초하여 회전하는 제1 시편 홀더; 상기 구동부의 제어에 기초하여 제1 축 방향으로 선형 이동하는 제 2 시편 홀더; 및 상기 하나 이상의 기구물, 상기 제1 시편 홀더 및 상기 제2 시편 홀더를 지지하는 베이스를 포함할 수 있다.

Description

전자기 물성 측정을 위한 장비{EQUIPMENT FOR MEASURING ELECTROMAGNETIC PROPERTIES}

본 발명은 전자기 물성 측정을 위한 장비에 관한 것이다.

스텔스 무기 체계 및 민간 분야에서 유해한 전자기파의 차단을 목적으로 전자기파 흡수체의 개발이 이루어지고 있다. 전자기파 흡수체의 개발을 위해서는 흡수체에 적용하기 위한 소재의 유전율, 투자율 등과 같은 전자기 물성의 측정이 필요하다. 또한, 상기 전자기 물성을 기초로 개발된 흡수체의 전자기적 성능을 평가하기 위해서는, 구조물에 대한 전자기파의 흡수, 반사 및/또는 투과 물성의 측정이 수행되어야 한다. 또한, 상기 흡수체의 전자기적 물성 평가를 위해, 전자기파가 시편에 수직 입사될 때의 물성, 전자기파의 입사각 변화에 따른 물성 및/또는 안테나의 편파(TE파, TM파)에 따른 물성 평가가 필요할 수 있다.

이에 따라, 전자기 물성 측정을 위해, 손쉽게 제어가 가능함과 동시에 측정 정확도가 높은 장비의 개발이 요구된다.

종래에 소재 및 시편의 전자기 물성 측정을 위해 주로 이용되는 방식은 도파관법, 자유 공간 측정법 등이 있다. 상기의 방식 중 상기 자유 공간 측정법은 자유 공간에 놓여진 평면 상의 시편에 두 안테나를 이용해 평면파를 생성시키고 주파수, 편파, 입사각 등에 따라 반사 계수와 투과 계수를 측정하여 상기 측정 결과로부터 유전율 및 투자율을 획득하는 방식이다.

상기 자유 공간 측정법을 이용한 소재 및 구조물의 전자기 물성을 측정하는 장비는 종래에 상용화되어 사용되고 있다. 그러나, 종래의 자유 공간 측정법을 이용한 소재 및 구조물의 전자기 물성을 측정하는 장비는, 측정 가능한 시편의 형상 및 크기가 매우 제한적이고, 전자기파의 입사 각도 및 편파 제어에 있어서 정확도가 낮은 단점이 있다. 또한, 종래에는 상기의 정확도가 낮은 단점을 보완, 즉, 상기의 정확도를 높이기 위해 추가 기구물을 이용하는 경우가 있으나, 상기의 추가 기구물로 인하여 상기 장비가 크고 무거워지는 또다른 단점이 존재한다.

한편, 전자기파 흡수체 개발 최종 단계에서 제작품의 전자기적 물성의 측정 및 평가가 수행되어야 하지만, 제작품의 형상이 평판형이 아닌 곡면을 포함하는 경우, 상기 제작품이 종래의 전자기 물성을 측정하는 장비를 이용해 측정 가능한 시편보다 크기가 클 수 있으며, 이에 따라, 종래의 전자기 물성을 측정하는 장비를 이용하여 전자기적 성능 평가가 불가능할 수 있다.

이에 따라, 다양한 형상 및 크기를 갖는 대면적 구조체의 전자기 물성 측정을 위해서는 이를 두 대의 안테나 사이에 위치시켜 고정 및 측정하기 위한 별도의 기구물이 요구된다. 그러나 안테나와 고정 기구물이 별도로 구성되어 운용될 경우 전자기 물성을 측정하는 장비의 가격이 상승하고 크기가 증가하는 단점이 있으며, 일반적으로 안테나와 시편의 정렬이 측정 정확도에 큰 영향을 미치는데 대면적 구조체의 측정을 위해 두 장비를 결합하면서 위치 정확도를 확보하기는 쉽지 않다.

또한, 전자기파 흡수체에 전자기파가 경사 입사 될 때의 전자기 물성을 측정할 경우, 종래의 전자기 물성을 측정하는 장비는 안테나의 입사각 제어를 위해 2축 선형 이동 조합을 통해 입사각을 구현한다. 이에 따라, 하나의 안테나 입사각 제어를 위해 베이스(base) 위에 x축 및 y축의 2축의 포지셔너가 설치되어야 하므로 상기 장비의 가격이 상승하고 크기가 증가한다. 또한 이러한 방식은 원하는 각도에 안테나를 위치시키기 위하여, x축 및 y축의 위치를 계산 후 안테나를 이동시켜야 하며, 이동 후에도 안테나가 위치한 각도를 직관적으로 확인하기 어려운 단점이 있다. 또한 2축 제어를 통해 안테나의 입사각을 변화시키면서 상기 입사각을 측정하는 경우 안테나와 시편 사이의 초점 거리(focal length)가 일정하지 않은 문제점이 있으며, 사용자가 의도한 입사각과는 다르게 전자기파가 시편에 입사되는 문제가 발생할 수 있다. 포지셔너 없이 호(arc) 형태로 난 레일을 따라 사용자가 직접 수동으로 입사각을 변경하는 경우에는 상기 장비의 크기 및 비용은 줄일 수 있지만 각도 제어의 정확도가 떨어지는 문제가 있다.

전자기파의 편파 제어 시, 종래의 전자기 물성을 측정하는 장비에서는 사용자가 안테나를 수동으로 회전해야 하기 때문에, 안테나의 무게로 인한 사용자 조작 시 어려움과 위험성이 있으며 원하는 각도와 수평을 정확히 맞추기 어려우며, 이에 따라 편파 제어의 정확성이 낮은 문제가 있다. 또한 이를 자동으로 제어하기 위해서는 안테나를 회전시키기 위한 체인 또는 벨트를 안테나 홀더에 적용시켜야 하며 이로 인해 안테나 홀더의 크기가 증가하게 되어 전제적인 전자기 물성을 측정하는 장비의 크기 및 비용 증가의 원인이 된다.

본 발명의 실시 예는, 상술한 종래의 전자기 물성을 측정하는 장비의 단점 및 문제점을 보완한 새로운 전자기 물성 측정을 위한 장비를 제공할 수 있다.

예를 들어, 본 발명의 실시 예는, 안테나 및 시편 홀더에 선형 및 회전 제어 기구물을 적용하여, 제어 장치를 통해 자동 제어를 할 수 있는, 즉, 전자기 물성 측정의 자동화가 가능한 장비를 제공할 수 있다. 예를 들어, 대면적 구조체의 고정이 가능한 시편 홀더를 1개의 베이스 위에 설치하여 측정 가능한 시편의 크기 및 형상의 범위를 확장하고 위치 정렬 및 측정의 정확도를 향상시킨 전자기 물성 측정을 위한 장비를 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 전자기 물성 측정을 위한 장비는, 제1 안테나; 제2 안테나; 하나 이상의 모터를 포함하는 구동부; 상기 구동부의 제어에 기초하여 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나 중 적어도 하나가 움직이도록 하는 하나 이상의 기구물; 상기 구동부의 제어에 기초하여 회전하는 제1 시편 홀더; 상기 구동부의 제어에 기초하여 제1 축 방향으로 선형 이동하는 제 2 시편 홀더; 및 상기 하나 이상의 기구물, 상기 제1 시편 홀더 및 상기 제2 시편 홀더를 지지하는 베이스를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 하나 이상의 기구물은, 상기 제1 안테나가 장착되는 제1 안테나 홀더, 상기 제2 안테나가 장착되는 제2 안테나 홀더, 상기 제1 안테나 홀더를 지지하며, 상기 하나 이상의 모터 중 제1 모터의 동작에 기초하여 선형 이동되는 제1 포지셔너, 및 상기 제2 안테나 홀더를 지지하며, 상기 하나 이상의 모터 중 제2 모터의 동작에 기초하여 선형 이동되는 제2 포지셔너를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 시편 홀더는 상기 제1 포지셔너 및 제2 포지셔너로부터 지정된 동일 거리만큼 이격되어 위치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 하나 이상의 모터 중 제3 모터의 동작에 기초하여, 적어도 일부 구성이 제2 방향으로 선형 이동되는 제3 포지셔너, 상기 하나 이상의 모터 중 제4 모터의 동작에 기초하여 적어도 일부 구성이 상기 제2 방향과 수직인 제3 방향으로 선형 이동되는 제4 포지셔너를 더 포함하며, 상기 제3 포지셔너 및 상기 제4 포지셔너는, 상기 제2 시편 홀더 상에 위치되어 선형이동될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 안테나 홀더의 적어도 일부 및 상기 제2 안테나 홀더의 적어도 일부 각각에 위치되는 클램프 고정 장치, 상기 제1 안테나 홀더 및 상기 제2 안테나 홀더의 하단 각각에 위치되는 스프링 플렌저, 및 상기 스프링 플런저 각각과 맞닿도록 위치되며, 하나 이상의 홈을 포함하는 원형의 링을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 시편 홀더는, 적어도 두 개의 프레임들, 및 상기 적어도 두 개의 프레임들을 고정하며 길이 조정 가능한 복수 개의 핀들을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 제어 장치로부터 상기 구동부의 제어 신호를 포함하는 신호를 수신하는 통신부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 신호는, 상기 하나 이상의 기구물 중 적어도 하나의 위치 제어 정보, 상기 하나 이상의 기구물 중 적어도 하나의 이동 제어 시의 시작 위치 정보, 상기 하나 이상의 기구물 중 적어도 하나의 상기 이동 제어 시의 종료 위치 정보, 상기 하나 이상의 기구물 중 적어도 하나의 상기 이동 제어 시의 이동 간격 정보, 및 물성 측정 횟수 정보 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 통신부는, 제1 케이블 및 제2 케이블을 더 포함하며, 상기 제1 케이블을 통해 계측기와 상기 제1 안테나가 전자기파 통신이 수행되며, 상기 제2 케이블을 통해 상기 계측기와 상기 제2 안테나가 전자기파 통신이 수행될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 전자기 물성 측정을 위한 장비는, 전자기 물성의 측정 및 성능 평가 시 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 전자기 물성 측정을 위한 장비의 위치 정렬에 있어서 정확도를 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기 물성 측정을 위한 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 장비를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 장비의 적어도 하나의 구성 요소의 선형 이동을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 장비의 적어도 하나의 구성 요소의 회전 이동을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러를 이용한 안테나 홀더를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 플런저를 나타낸 도면이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적 구조체에 대한 전자기적 성능 측정 시의 측정 장비의 운용 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 시편 홀더를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 장치에 저장된 전자기 물성 측정을 위한 시스템을 제어하기 위한 소프트웨어의 측정 파라미터 설정 화면을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 장치에 저장된 전자기 물성 측정을 위한 시스템을 제어하기 위한 소프트웨어의 측정 결과의 출력 화면을 나타낸 도면이다.

먼저, 본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 여기에서, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 범주를 명확하게 이해할 수 있도록 하기 위해 예시적으로 제공되는 것이므로, 본 발명의 기술적 범위는 청구항들에 의해 정의되어야 할 것이다.

아울러, 아래의 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성 등에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들인 것으로, 이는 사용자, 운용자 등의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 그 정의는 본 명세서의 전반에 걸쳐 기술되는 기술사상을 토대로 이루어져야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기 물성 측정을 위한 시스템의 블록도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 장비(100)를 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 장비(100)의 적어도 하나의 구성 요소의 선형 이동을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 장비(100)의 적어도 하나의 구성 요소의 회전 이동을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 상기 시스템(10)은 측정 장비(100), 계측기(network analyzer)(200) 및 제어 장치(300)를 포함할 수 있다.

상기 측정 장비(100)는 전자기 물성 측정을 하도록 구성될 수 있다. 상기 측정 장비(100)는 하나 이상의 안테나(110), 기구부(130), 구동부(150), 전원부(170) 및/또는 통신부(190)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 측정 장비(100)는 측정 장치라고도 명명할 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 하나 이상의 안테나(110)는 전자기파를 송신 및/또는 수신할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 하나 이상의 안테나(110)는, 도 2의 제1 안테나(111) 및 제2 안테나(113)를 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 상기 제1 안테나(111) 및 상기 제2 안테나(113) 각각은, 초점형 혼 안테나(focused horn antenna)일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 안테나(111) 및 상기 제2 안테나(113)를 하나의 안테나 쌍이라고 명명할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 기구부(130)는, 상기 하나 이상의 안테나(110)를 지지할 수 있으며 상기 하나 이상의 안테나(110)의 움직임이 제어되도록 이동 및/또는 회전 가능한 구조를 갖는 하나 이상의 기구물을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 기구부(130)는, 도 2의 하나 이상의 기구물을 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 상기 하나 이상의 기구물은 제1 안테나 홀더(131), 제2 안테나 홀더(132), 제1 시편 홀더(133), 제2 시편 홀더(134), 제1 포지셔너(135), 제2 포지셔너(136), 제3 포지셔너(137), 제4 포지셔너(138) 및/또는 베이스 구조물(139)을 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 안테나 홀더(131)는 상기 제1 안테나(111)가 위치(또는 거치, 장착)되도록 구성되어, 상기 제1 안테나(111)를 고정시킬 수 있다. 상기 제1 안테나 홀더(131)의 움직임에 따라 상기 제1 안테나(111)의 편파가 제어될 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 안테나 홀더(132)는 상기 제2 안테나(113)가 위치되도록 구성되어, 상기 제2 안테나(113)를 고정시킬 수 있다. 상기 제2 안테나 홀더(132)의 움직임에 따라 상기 제2 안테나(113)의 편파가 제어될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 시편 홀더(133)는 평판형 시편(미도시)이 위치되도록 구성되어, 상기 평판형 시편(20)을 고정시킬 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 시편 홀더(134)는 상기 베이스 구조물(139)의 상단에 위치될 수 있으며, 대면적 구조체(미도시)를 고정할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 포지셔너(135)의 적어도 일부 프레임은 상기 제1 안테나 홀더(131)의 적어도 일부에 위치 될 수 있다. 상기 제1 포지셔너(135)는, 도 3과 같이 상기 제1 안테나 홀더(131)를 Y축으로 선형 이동시킬 수 있도록 하는, 일부 이동 가능한 구성을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 포지셔너(135)의 상기 일부 이동 가능한 구성의 Y축으로의 선형 이동에 따라, 상기 제1 안테나(111)가 Y축으로의 선형 이동을 할 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 포지셔너(136)의 적어도 일부 프레임은 상기 제2 안테나 홀더(132)의 적어도 일부에 위치될 수 있다. 상기 제2 포지셔너(136)는 도 3과 같이 상기 제2 안테나 홀더(132)를 Y축으로 선형 이동시킬 수 있도록 하는, 일부 이동 가능한 구성을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 포지셔너(136)의 상기 일부 이동 가능한 구성의 Y축으로의 선형 이동에 따라, 상기 제2 안테나(113)가 Y축으로의 선형 이동을 할 수 있다.

예를 들어, 상기 제3 포지셔너(137)는, 도 3과 같이 상기 제2 시편 홀더(134)의 X축으로 선형 이동시킬 수 있도록 하는, 일부 이동 가능한 구성을 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 제4 포지셔너(138)는, 도 3과 같이 상기 제2 시편 홀더(134)의 Z축으로 선형 이동시킬 수 있도록 하는, 일부 이동 가능한 구성을 포함할 수 있으며, 상기 제4 포지셔너(138)의 적어도 일부 구성이 상기 제2 시편 홀더(134)의 적어도 일부에 위치될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 구동부(150)는 상기 기구부(130)의 상기 하나 이상의 기구물 중 적어도 하나가 움직이도록 할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 구동부(150)는 복수의 모터들을 포함할 수 있다. 상기 복수의 모터들은, 하나 이상의 선형 모터 및 하나 이상의 회전 모터를 포함할 수 있다.

예를 들어, 제1 포지셔너(135), 제2 포지셔너(136), 제3 포지셔너(137) 및 제4 포지셔너(138)는, 각각의 선형 모터(미도시)에 의해 제어될 수 있으며, 이에 따라, 상술한 도 3의 선형 이동 동작이 수행될 수 있다.

다시, 도 2를 참조하면, 상기 하나 이상의 회전 모터는 도 2의 회전 모터(151)일 수 있다. 상기 회전 모터(151)는 베이스 구조물(139) 상단에 위치될 수 있다. 상기 회전 모터(151)의 적어도 일부와 상기 제1 시편 홀더(133)의 적어도 일부 프레임이 연결(또는 결합)될 수 있다. 이에 따라, 상기 회전 모터(151)의 회전에 따라, 도 4와 같이 상기 제1 시편 홀드(133)가 회전될 수 있다. 도 4를 참조하면, 상기 회전 모터(151)의 회전에 따라 상기 제1 안테나 홀더(131)가 Z축 기준으로 회전하면서 상기 제1 안테나(111)가 회전(41)될 수 있다. 상기 회전 모터(151)의 회전에 따라 상기 제2 안테나 홀더(133)가 Z축 기준으로 회전하면서 상기 제2 안테나(113)가 회전될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 전원부(170)는 측정 장비(100)의 전원을 온 또는 오프할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 통신부(190)는 측정 장비(100)와 외부 장치, 예를 들어, 계측기(200) 및/또는 제어 장치(300)간의 유선 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다.

상기 계측기(200)는 전자기파 신호를 생성할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 계측기(200)는 상기 측정 장치(100)와 통신할 수 있다. 예를 들어, 상기 계측기(200)는 케이블을 통해 상기 측정 장비(100)와 통신할 수 있다. 예를 들어, 상기 케이블은 RF 케이블일 수 있으며, 상기 RF 케이블이 상기 계측기(200)와 상기 측정 장비(100)의 상기 하나 이상의 안테나(110)와 통신 연결할 수 있다. 도시하지는 않았지만, 상기 계측기(200)는 제1 케이블을 통해 상기 제1 안테나(111)와 통신 연결되고, 상기 계측기(200)는 제2 케이블을 통해 상기 제2 안테나(113)와 통신 연결되어, 상기 전자기파 신호의 송신 및/또는 수신을 할 수 있다.

상기 제어 장치(300)는 상기 측정 장비(100)의 적어도 하나의 구성 요소 및/또는 상기 계측기(200)를 제어할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제어 장치(300)는 통신부(미도시)를 포함할 수 있으며, 상기 통신부를 통해 상기 측정 장비(100)와 통신하여, 상기 측정 장비(100)의 적어도 하나의 구성 요소 및/또는 상기 계측기(200)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어 장치(300)는 상기 기구부(130)의 하나 이상의 기구물을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어 장치(300)는, 제1 포지셔너(135), 제2 포지셔너(136), 제3 포지셔너(137), 제4 포지셔너(138)의 선형 이동을 제어를 위한 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어 장치(300)는, 상기 제1 시편 홀더(133)의 회전 제어를 위한 신호를 전송할 수 있다.

상기 제어 장치(300)는 상기 측정 장비(100) 및/또는 계측기(200)와의 통신을 통해, 주파수 등의 전자기 물성 측정을 위해 설정해야 할 측정 파라미터를 설정하여 신호를 전송할 수 있으며, 측정 결과를 수신하여 출력할 수 있다. 상기 제어 장치(300)는 표시부(미도시)를 포함할 수 있으며 상기 표시부를 통해 상기 측정 결과를 출력할 수 있다. 상기 측정 결과는 텍스트 및/또는 그래프 등 다양한 형식으로 출력될 수 있다. 상기 제어 장치(300)는 상기 통신부를 통해 외부 장치로 상기 측정 결과를 출력(또는 전송)할 수 있다.

상술한 실시예들에 따르면, 제1 안테나 홀더(131) 및 제2 안테나 홀더(132) 각각은, 제1, 2 안테나(111, 113)와, 시편 사이의 초점 거리 제어가 가능하도록 1축 선형 이동을 위한 제1 포지셔너(135) 및 제2 포지셔너(136)의 위에 위치되며, 선형 모터의 동작에 따라 1축 선형 이동을 할 수 있다.

상기 제1 포지셔너(135) 및 제2 포지셔너(135) 각각의 선형 모터는 전자파의 입사각 제어를 위해 회전 제어가 가능한 모터(151)와 연결될 수 있으며, 이에 따라, 사용자가 상기 제어 장치(300)의 시스템 제어 소프트웨어를 통해 원하는 입사각의 입력 시, 자동으로 초점 거리를 반지름으로 하는 호(arc)를 따라 회전할 수 있다.

또한, 상술한 실시예들에 따르면, 제1 시편 홀더(133)는 서로 마주보는 제1 안테나(111) 및 제2 안테나(113)의 중앙에 위치할 수 있으며, 전자기파가 시편에 수직 입사될 때의 측정뿐만 아니라, 다양한 측정 방식에서의 성능 평가가 가능할 수 있도록 상기 제1 시편 홀더(133)를 상기 모터(151)의 회전 구동축 위에 위치시켜서, 시편의 회전 제어가 가능할 수 있다.

또한, 상술한 실시예들에 따르면, 제2 시편 홀더(134)는, 시편을 고정하기 위한 프레임을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 시편을 고정하기 위한 프레임은 일정한 간격으로 가공된 홀에 볼트, 너트 및 적절한 클램프 기구물을 고정시켜 다양한 크기 및 형상을 갖는 시편의 고정이 가능하도록 제작될 수 있다.

또한, 상기 제2 시편 홀더(134)는, 대면적 구조체를 제1 안테나(111) 및 제2 안테나(113)의 중앙의 평면 내에서 상, 하, 좌, 우의 방향으로 이동시켜가며 측정하기 위해, 상기 제2 시편 홀더(134)의 적어도 일부에 2축 선형 이동을 위한 제3 포지셔너(137) 및 제4 포지셔너(138)가 위치될 수 있다. 상기 제2 시편 홀더(134)는 레일을 포함할 수 있으며, 상기 제3 포지셔너(137) 및 상기 제4 포지셔너(138)의 이동 및 위치 정렬을 위해 상기 제3 포지셔너(137) 및 제4 포지셔너(138)는 상기 레일 위치 설치될 수 있으며, 고정 장치가 추가로 적용될 수 있다.

상술한 실시예들에서 상기 제1 시편 홀더(133) 및/또는 상기 제2 시편 홀더(134)는 상기 측정 장비(100)에서 탈부착 가능할 수있다.

상술한 실시예들에서의 제1 안테나(111) 및 제2 안테나는 C, X, Ku 주파수 대역을 포함하는 다중 대역에서 운용 가능한 안테나(universal antenna), 또는 C, X, Ku 중 1개 주파수 대역에서 운용 가능한 안테나 1종 이거나 C, X, Ku 각각의 주파수 대역에서 운용되는 안테나 3종을 혼용한 것일 수 있다.

상술한 실시예들에서의 측정 장비(100)는 다양한 형태로 변형 가능할 수 있다. 예를 들어, 상기 측정 장비(100)는 필요에 따라 하나 이상의 추가 기구물 예를 들어, 하나 이상의 구성 요소의 이동 제어용 포지셔너를 더 포함할 수 있다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러를 이용한 안테나 홀더를 나타낸 도면이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 플런저를 나타낸 도면이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 안테나 홀더(131) 및 제2 안테나 홀더(132) 각각은, 제1 프레임(51), 제2 프레임(42), 제1 롤러(54), 제2 롤러(55), 제3 롤러(56), 클램프 고정 장치(61), 스프링 플린저(62) 및/또는 원형의 링(63)을 포함할 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 제1 프레임(51) 및 제2 프레임(52)은 반원 형태일 수 있으며, 상기 제1 프레임(51)과 상기 프레임(52)은 서로 연결되어 개폐 및 고정이 가능한 구조로 제작될 수 있다. 상기 제1 롤러(54), 상기 제2 롤러(55), 상기 제3 롤러(56) 및 상기 클램프 고정 장치(61)는 해당 안테나(111 또는 113)의 거치 및 고정을 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 프레임(51)의 적어도 일부에는 제1 롤러(54) 및 제2 롤러(55)가 위치될 수 있으며, 상기 제2 프레임(52)의 적어도 일부에는 제3 롤러(56)가 위치될 수 있다.

도 6을 참조하면, 상기 제1 프레임(51)의 적어도 일부 및/또는 상기 제2 프레임(52)의 적어도 일부에는 클램프 고정 장치(61)가 위치될 수 있다. 상기 스프링 플런저(62)는 안테나 홀더(131 또는 132)의 하단에 위치되어, 예를 들어, 제1 프레임(51)의 하단의 적어도 일부에 위치될 수 있다. 상기 스프링 플런저(62)는 도 7과 같은 형태일 수 있다. 예를 들어, 상기 스프링 플런저(62)는 원형의 링(63)과 맞닿도록 위치 될 수 있으며, 이에 따라, 안테나(111 또는 113)의 편파 제어 시 회전 각도를 고정하기 위해 이용될 수 있다. 상기 원형의 링(63)은 15도 간격으로 홈을 낸 형태일 수 있다. 예를 들어, 안테나 홀더(131 또는 132)에 안테나(111 또는 113)의 거치 시, 상기 원형의 링(63)은 상기 안테나(111 또는 113)에 고정되며 원형의 링(63)에 포함된 홈에 스프링 플런저(62), 제1 롤러(54), 제2 롤러(55) 및 제3 롤러(56)가 맞닿아, 안테나(111 또는 113)의 고정과 동시에 안테나(111 또는 113)의 편파 제어 시 위치 정확도를 높일 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예에 따르면, 본 발명은 종래의 전자기 물성 측정 장비의 편파 제어 방법을 보완하기 위해, 안테나 고정틀을 사용하는 대신, 롤러를 이용한 회전 방식을 사용하여 안테나 고정에 필요한 홀더의 크기 및 무게를 최소화하고 적은 힘으로 손쉽게 편파 제어가 가능한 측정 장비(100)를 제공할 수 있다.

예를 들어, 측정 장비(100)는, 안테나 편파 제어를 위해 사용자가 안테나(111, 113)를 회전시키면, 3개의 롤러, 예를 들어, 상기 제1 롤러(54), 상기 제2 롤러(55), 상기 제3 롤러(56)가 회전하면서 안테나에 고정된 원형의 링(63)에 난 홈을 따라 안테나(111, 113)가 회전하는 구조이며, 이 때 회전 각도 정렬 시의 정확도를 위해, 원형의 링(63)에 15도 간격으로 난 홈에 스프링 플런저(62)가 끼워지면서 정확하게 안테나(111, 113)의 편파 제어를 할 수 있다. 따라서 구동 벨트를 사용하지 않음으로 측정 장비(100)의 무게와 비용을 최소화할 수 있으면서 각도를 정밀하게 제어할 수 있다. 또한 종래에는, 구동 벨트로 인하여 안테나(111, 113)의 교체 시 안테나 홀더에 끼워 넣기 불편한 문제가 있으나, 본 발명의 실시 예의 경우 구동 벨트가 필요 없으므로 도 5 및 도 6과 같이, 안테나 홀더(131, 132)의 윗부분을 들어 안테나(111, 113)를 장착 후 고정시킬 수 있어 사용자가 편리하게 안테나를 교체 및/또는 장착할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 종래의 자유 공간 측정법을 이용한 측정 장비와 대면적 구조체의 고정 및 전자기 물성 측정을 위한 홀더를 하나의 베이스 위에 구현하여 다양한 형상과 크기를 갖는 구조물에 대한 전자기적 특성 평가가 가능함과 동시에 크기가 최적화된 측정 장비를 제공할 수 있다.

상술한 도 2 내지 도 4를 참조하면, 측정 장비(100)가 평판형 시편의 전자기 물성 측정 시에는, 대면적 구조체의 홀더인 제2 시편 홀더(134)를 측정 장비(100) 한쪽 끝단에 고정시켜두고 1쌍의 안테나인 제1 안테나(111) 및 제2 안테나(113) 사이에는 평판형 시편을 고정하기 위한 제1 시편 홀더(133)를 설치한 상태로 측정 장비(100)를 운용할 수 있다.

도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적 구조체에 대한 전자기적 성능 측정 시의 측정 장비(100)의 운용 방식을 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 대면적 구조체에 대한 전자기적 성능 측정 시의 측정 장비(100)는 평판형 시편을 고정하기 위한 제1 홀더(133)를 제거한 후, 도 8에 도시된 것과 같이 베이스(139) 위에 설치된 슬라이더(81)를 따라 대면적 구조체용의 제2 시편 홀더(134)를 제1 안테나(111) 및 제2 안테나(113)의 중심으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 시편 홀더(134)와 제1 안테나(111)간의 이격 거리와 제2 시편 홀더(134)와 제2 안테나(113)간의 이격 거리가 대응되도록(또는 동일하도록), 상기 제2 시편 홀더(134)를 상기 제1 안테나(111) 및 제2 안테나(113)의 중심으로 옮길 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 시편 홀더(134)가 상기 제1 안테나(111) 및 제2 안테나(113)의 정확한 중앙에 배치되도록 슬라이더(81) 및 고정 장치들(901, 903)을 설계하여 제작함으로써, 대면적 구조체의 시편 정렬 시, 위치 정확도를 확보할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 시편 홀더(133)를 나타낸 도면이다.

도 11을 참조하면, 상기 제1 시편 홀더(133)는 평판형 시편 홀더일 수 있다. 상기 제1 시편 홀더(133)는 일정한 크기 및 두께를 갖는 평판형 시편의 고정이 가능한 액자식의 프레임(1101) 및 상기 액자식의 프레임(1101)을 고정하기 위한 하나 이상의 핀(1103)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 액자식의 프레임(1101)은, 두 개의 액자식의 프레임들을 포함할 수 있으며, 상기 하나 이상의 핀(1103)은 복수 개일 수 있으며, 복수 개의 핀들 각각은, 도 11에 도시된 것과 같이, 상기 두 개의 액자식의 프레임들의 네 개의 꼭지점들 각각에 부착되며, 측정 가능한 시편의 두께 범위를 확장시키기 위해 상기 복수 개의 핀들을 연결하여 길이를 확장할 수 있다.

상술한 실시 예에 따르면, 평판형 시편 홀더인 제1 시편 홀더(133)는 종래에 상용화된 자유 공간 측정 장비와 같이 두 개의 액자식 프레임이 시편의 앞, 뒤로 배치되어 시편을 고정하는 방식은 동일하지만, 그러나, 본 발명의 실시 예에 따르면, 본 발명은 종래의 측정 장비의 측정할 수 있는 시편 두께에 제한이 있는 점을 보완하기 위해, 두 프레임을 고정하는 핀을 적용하였으며, 이는 측정하고자 하는 시편 두께에 따라 핀을 서로 연결하여 측정 가능한 시편 두께의 범위가 확보되도록 하였다. 예를 들어, 측정 장비(100)가 두께 25 mm 이내의 시편을 측정할 때에는 25 mm 길이의 핀을 1개씩 각각의 꼭지점에 연결하여 이용하며, 두께가 100 mm인 시편의 측정 시에는 25mm 길이의 핀을 4개 연결, 시편 홀더에 총 16개의 핀을 연결하여 시편의 고정이 가능하도록 할 수 있다. 또한, 측정 장비(100)가 시편에 대하여 다양한 전자기파 입사 조건에서의 전자기파의 반사 특성을 측정하기 위해 평판형 시편 홀더인 제1 시편 홀더(133)가 회전 가능하도록 설계하였다. 또한, 종래의 평판형 시편 홀더의 경우 고정 가능한 시편의 크기가 정해져 있어 일부 크기가 맞지 않게 제작된 시편을 고정시키거나 시편의 각도를 회전시켜 측정하는 것은 어려운 반면, 본 발명의 실시 예에 따르면, 제1 시편 홀더(133)의 프레임 두 개를 연결하는 가이드 핀을 2열로 구현하여 상기의 종래의 문제점을 해결 하였다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 장치에 저장된 전자기 물성 측정을 위한 시스템을 제어하기 위한 소프트웨어의 측정 파라미터 설정 화면을 나타낸 도면이다.

도 12를 참조하면, 상기 측정 파라미터 설정 화면은, Measure 항목(1201), 파라미터 입력 항목(1202), 측정 횟수 설정 항목(1203), 시편 정보 입력 항목(1204), 및/또는 측정을 위한 포지셔너 설정 항목(1205)을 포함할 수 있다.

상기 Measure 항목(1201)은, 측정 방식에 따라, 파라미터, 예를 들어, 주파수, 측정 모드, 측정 영역 등의 설정 값을 불러오거나 저장(Load, Save)할 수 있는 메뉴를 포함할 수 있다.

상기 파라미터 입력 항목(1202)은, 측정할 모드, 측정 주파수 대역 등의 파라미터를 입력하는 부분들을 포함할 수 있다.

상기 측정 횟수 설정 항목(1203)은 반복 측정 횟수의 설정을 위한 입력 부분을 포함할 수 있다.

상기 시편 정보 입력 항목(1204)은, 측정할 시편에 대한 크기 및 두께 정보의 설정을 위한 입력 부분을 포함할 수 있다.

상기 측정을 위한 포지셔너 설정 항목(1205)은 측정 시, 제1 포지셔너(135), 제2 포지셔너(136), 제3 포지셔너(137), 및/또는 제4 포지셔너(138)의 각도 및/또는 위치 정보의 입력, 측정 시작 위치, 종료 위치, 및/또는 측정 간격 등의 입력 부분을 포함할 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 장치에 저장된 전자기 물성 측정을 위한 시스템을 제어하기 위한 소프트웨어의 측정 결과의 출력 화면을 나타낸 도면이다.

도 13을 참조하면, 상기 출력 화면은, 측정 결과 그래프(1301), 측정 중인 안테나 관련 정보를 나타낸 이미지(1302) 및/또는 측정 데이터 리스트(1303)를 포함할 수 있다.

상기 측정 결과 그래프(1301)는, 주파수에 따른 측정 결과, 예를 들어, 유전율, 투자율, S-파라미터를 나타낼 수 있다.

상기 측정 중인 안테나 관련 정보를 나타낸 이미지(1302)는, 측정 중인 안테나의 위치 및/또는 각도를 그림으로 도시한 것일 수 있다.

상기 측정 데이터 리스트(1303)는, 측정 데이터를 날짜, 안테나의 입사각, 안테나의 측정 각도, 측정 결과(유전율, 투자율, S-파라미터) 등을 포함할 수 있으며, 상기 측정 데이터 리스트(1303)는 표의 형태로 출력될 수도 있다.

상술한 실시예들에 따르면, 제어 장치(300)의 상기 소프트웨어를 이용하여 제1 안테나(111) 및/또는 제2 안테나(113) 각각과 시편 사이의 거리, 입사각, 제1 시편 홀더(133)의 회전각 등의 파라미터를 각각 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 설정 시 시편의 자동 측정이 가능하므로 작업의 효율성을 높일 수 있다. 예를 들어, 시편 1종에 대하여 다양한 각도에서 전자기파가 입사될 때의 측정을 수행해야 할 경우, 사용자는 상기 소프트웨어에 원하는 각도 범위 및 간격을 입력 할 수 있으며, 이에 따라 측정 장비(100)가 자동으로 회전 각도를 제어하면서 각 위치에서의 측정 결과를 저장하고 상기 측정 결과를 출력할 수 있다. 또한, 시편 1종에 대하여 동일한 조건에서의 반복 측정이 필요한 경우 상기 소트프웨어 상에서 반복 측정 횟수를 설정하여 측정을 시작하면 자동으로 반복 측정 및 데이터 취득이 가능할 수 있다. 예를 들어, 대면적 구조체의 전자기 물성 측정의 경우 사용자가 시편의 크기에 따라 x, z 방향으로 측정할 범위와 측정 간격을 입력하면 이에 따라 상기 측정 장비(100)의 대면적 구조체 시편이 2축으로 자동 이동하면서, 각 지점에 대한 전자기 물성 측정 데이터를 획득할 수 있다.

본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media)(예: 메모리(내장 메모리 또는 외장 메모리))에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램)로 구현될 수 있다. 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시예들에 따른 제어 장치(300)를 포함할 수 있다. 상기 명령이 프로세서에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 상기 프로세서의 제어하에 다른 구성요소들을 이용하여 상기 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.

일시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 등이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다. 즉, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것으로서, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

따라서, 본 발명의 보호 범위는 후술되는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

1. 베이스 구조물;
   제1 안테나;
   제2 안테나;
   회전 모터 및 제1 선형 모터를 포함하는 구동부; 및
   상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나가 장착되고, 상기 구동부의 제어에 기초하여 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나 중 적어도 하나가 움직이도록 구성되는 기구물;을 포함하고,
   상기 회전 모터와 일측이 결합되어 상기 회전 모터의 구동에 따라 회전하는 제1 시편 홀더;
   상기 베이스 구조물의 상단에 위치하며, 상기 제1 선형 모터와 일측이 결합되어, 상기 제1 선형 모터의 구동에 따라 상기 기구물에 가까워지거나 멀어지는 방향으로 선형 이동하는 제2 시편 홀더를 포함하는,
   전자기 물성 측정을 위한 장비.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 구동부는, 제2 선형 모터 및 제3 선형 모터를 더 포함하고,
   상기 기구물은,
   상기 제1 안테나가 장착되는 제1 안테나 홀더,
   상기 제2 안테나가 장착되는 제2 안테나 홀더,
   일측은 상기 제1 안테나 홀더를 지지하며, 타측은 상기 회전 모터와 연결되고, 내측이 상기 제2 선형 모터와 결합되어, 상기 제2 선형 모터의 동작에 기초하여 상기 제1 시편 홀더 방향으로 선형 이동되는 제1 포지셔너, 및
   일측은 상기 제2 안테나 홀더를 지지하며, 타측은 상기 회전 모터와 연결되고, 내측이 상기 제3 선형 모터와 결합되어, 상기 제3 선형 모터의 동작에 기초하여 상기 제1 시편 홀더 방향으로 선형 이동되는 제2 포지셔너를 포함하는,
   전자기 물성 측정을 위한 장비.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제1 시편 홀더는 상기 제1 포지셔너 및 제2 포지셔너로부터 지정된 동일 거리만큼 이격되어 위치되는
   전자기 물성 측정을 위한 장비.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 구동부는, 제4 선형 모터 및 제5 선형 모터를 더 포함하며,
   상기 기구물은,
   상기 제2 시편 홀더에 연결되고, 상기 제4 선형 모터와 결합되어, 상기 제4 선형 모터의 동작에 기초하여, 상기 제2 시편 홀더의 좌측 프레임 측과 우측 프레임 측을 이동하도록 선형 이동되는 제3 포지셔너, 및
   상기 제2 시편 홀더에 연결되고, 상기 제5 선형 모터와 결합되어, 상기 제5 선형 모터의 동작에 기초하여 상기 베이스 구조물과 상기 제2 시편 홀더의 상측 프레임 측을 이동하도록 선형 이동되는 제4 포지셔너를 더 포함하는
   전자기 물성 측정을 위한 장비.
5. 제 2항에 있어서,
   상기 기구물은,
   상기 제1 안테나 홀더에 결합되어 상기 제1 안테나가 거치되는 제1 클램프 고정 장치 및 상기 제2 안테나 홀더에 결합되어 상기 제1 안테나가 거치되는 제2 클램프 고정 장치,
   상기 제1 안테나 홀더의 하단에 연결되는 제1 스프링 플렌저 및 상기 제2 안테나 홀더의 하단에 연결되는 제2 스프링 플렌저, 및
   상기 제1 스프링 플렌저와 맞닿도록 위치되며, 하나 이상의 홈을 포함하는 제1 링을 더 포함하는,
   전자기 물성 측정을 위한 장비.
6. 제 2항에 있어서,
   상기 제1 안테나 홀더는,
   제1 프레임;
   상기 제1 프레임과 개폐 가능하도록 연결되는 제2 프레임;
   상기 제1 프레임과 제2 프레임을 고정하는 복수 개의 핀들을 포함하는,
   전자기 물성 측정을 위한 장비.
7. 제 1항에 있어서,
   제어 장치로부터 상기 구동부의 제어 신호를 포함하는 신호를 수신하는 통신부를 더 포함하는,
   전자기 물성 측정을 위한 장비.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 신호는,
   상기 하나 이상의 기구물 중 적어도 하나의 위치 제어 정보, 상기 하나 이상의 기구물 중 적어도 하나의 이동 제어 시의 시작 위치 정보, 상기 하나 이상의 기구물 중 적어도 하나의 상기 이동 제어 시의 종료 위치 정보, 상기 하나 이상의 기구물 중 적어도 하나의 상기 이동 제어 시의 이동 간격 정보, 및 물성 측정 횟수 정보 중 적어도 하나를 더 포함하는,
   전자기 물성 측정을 위한 장비.
9. 제 7항에 있어서,
   상기 통신부는, 제1 케이블 및 제2 케이블을 더 포함하며,
   상기 제1 케이블을 통해 계측기와 상기 제1 안테나가 전자기파 통신이 수행되며, 상기 제2 케이블을 통해 상기 계측기와 상기 제2 안테나가 전자기파 통신이 수행되는,
   전자기 물성 측정을 위한 장비.

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