KR20010077112A - 휴대용 적산 전계강도계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 최근 들어 관심의 대상이 되고 있는 전자파 공해문제로 인하여 시민들이 막연한 추측만을 가지고 걱정을 하고 있는 상황을 감안하여, 모든 사람들이 주변 생활환경 내에 전자파의 총 세기가 어느 정도인 지를 쉽고 빠르게 파악하여 대처할 수 있도록 하고자 하는 취지에서 고안된 휴대용 적산 전계강도계로서, 무선호출기처럼 항상 몸에 휴대하고 다니면서 지나치게 강한 전자파에 노출되었을 경우에는 경보음을 들을 수 있고, 액정판을 들여다 보면 언제라도 현 위치의 전계강도를 즉시 알아 볼 수 있는 장치에 관한 것이다.

본 휴대용 간이 적산 전계강도계는 직류전계에서부터 2.5 GHz 까지 광범위한 주파수대역의 인체에 영향을 줄 수 있는 모든 전자계를 합한 전체 강도를 불과 2 dB 이내의 오차 범위 내에서 측정이 가능하고, 낮은 소모전력 특성과 소형경량 및 저가인 점, 그리고 모든 주파수대역의 전계강도를 적산(積算)함을 특징으로 한다.

Description

휴대용 적산 전계강도계{A portable summing field intensity meter}

본 발명은 전자파의 측정분야로서, 종래의 전계강도계는 주로 EMI/EMC 분야 또는 이동통신 분야의 연구소 또는 회사에서 주로 외국으로부터 수입하여 사용하여왔으며, 그러한 제품들은 높은 정밀도를 가진 대신 고가이고, 높은 주파수 선택도를 갖고 있어 특정 통신시스템의 성능이나 특정 제품의 전자파장애(EMI) 특성을 분석하는데 있어 유용하게 사용되고 있지만, 일반인들이 접할 기회가 거의 없어서 쉽게 사용하기가 어렵고 크고 무거울 뿐 아니라, 우리 주위 환경으로부터의 가능한 모든 전자파 성분을 적산(積算)하여 한번에 보여 주는 기능은 갖추어져 있지 않다.

본 발명은 실내외의 전자파 공해 실태를 시민들이 한눈에 알아볼 수 있도록 모든 주파수 성분의 전자파를 수신하여 적산한 값을 표시장치에 지시하는 일종의 휴대용 측정장치로서, 설령 미미한 전자파의 세기는 무시하고 - 40 dBm 이상의 전자파만을 표시해준다 하더라도 입력 수신레벨은 무려 80 dB 이상 차이가 날 수 있고, 그러한 전자파를 일반인들이 기존의 전계강도계처럼 수동으로 계기의 이득값을 조정하면서 사용할 수는 없는 입장이므로, 모든 이득조정이 완전히 자동화되어야 하는 기술적인 문제가 있으며, 또한 DC ∼ 2.5 GHz 까지의 광대한 대역폭의 전계강도를 허용오차 범위내에서 수신 및 적산하는 기술 또한 매우 어려운 문제이나 본 발명에서는 대부분 해결이 되어 있는 상태이다.

도 1 은 휴대용 적산 전계강도계의 계통도.

도 2 는 제작된 적산 전계강도계 입력단의 4 단 고주파증폭기의 주파수 특성

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 고주파안테나 11 : 고주파 증폭기

12 : 고역통과필터 13 : 고주파 검파기

14 : 저주파 안테나 15 : 저주파 증폭기

16 : 저역통과필터 17 : 저주파 검파기

본 발명은 최근 들어 전자파 공해문제에 대하여 시민들은 매스컴을 통해 알게된 부분적인 지식만을 가지고 막연한 추측을 하면서 걱정하고 있는 상황을 보고 착안된 것으로서, 모든 사람들이 주변 생활환경 내 전자파의 세기가 어느 정도인지를 쉽고 빠르게 파악하여 대처하도록 할 수 있다.

종래에는 연구소나 개발실, 전파관리국 등에서 전계강도계를 사용하기도 하고, 이동통신이 개통되면서부터 기지국 설치를 위해 전계강도계를 많이 사용해왔는데, 그러한 전계강도계는 고가의 외국제품으로서 정밀한 측정이 가능한 대신 크고 무거워서 차량에 싣고 다니면서 측정할 수밖에 없었고, 해당 주파수대역만을 집중적으로 분석하는데 적합하다. 그에 비해 본 발명은 기존의 제품에는 없는 전계강도의 적산 기능만을 가지고 간편하게 휴대하면서 누구나 쉽게 상시 원하는 장소의 전계강도 값을 DC ∼ 2.5 GHz 까지 적산(積算)된 값을 근사적으로 측정할 수 있도록 하였다. 일반적으로 전자계의 세기가 높은 지점에서는 그 원인이 무엇인지 주변상황을 보고 판단할 수 있기 때문에, 그와 같이 적산된 값만으로도 문제시되는 전자파의 주파수대역과 해당 전계강도의 근사값을 알 수가 있다.

전자파는 전계와 자계가 동전의 양면같은 복사(Radiation)된 파와 전류 및 전압에 근원을 두면서 전계와 자계가 서로 독립적인 정전자계(직류전자계와 동일한 성격을 갖음)로 나눌 수가 있는데, 우리 생활환경에서 많이 접하게 되는 복사파는 대체로 AM 방송파에서부터 이동통신주파수까지 약 530 kHz ∼ 2.5 GHz 이내에 들어 있고, 정전자계로는 60 Hz 전자파의 비중이 가장 큰 것으로 판단된다. DC ∼ 2.5 GHz 까지의 주파수대역을 크게 DC ∼ 30 MHz 의 상대적인 고주파대역과 30 MHz ∼ 2.5 GHz 까지의 비교적 저주파대역으로 나누어 수신을 하는 경우에, 그와 같은 광대역의 수신특성은 당연히 아주 나쁜 평탄도를 갖고 있으나, 이는 신호의 재생이 목적이 아니라 전체적인 크기만을 측정하는 장치이므로, 그 이득의 차이를 미리 중앙처리장치(CPU)에 저장하였다가 측정결과를 보정해주면 최대 측정오차를 10 dB 이내로 줄일 수 있고, 그 정도의 정밀도만으로도 일반인들에게 전자파의 세기를 전달하고자 하는 목적을 충분히 달성한다고 할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시에 따른 휴대용 적산 전계강도계와 그 작용에 대하여 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 휴대용 적산 전계강도계의 계통도로서, 복사전계와 정전계는 각기 다른 센서를 통하여 입력되고 증폭된 후, 검파다이오드에 의하여 적산 검파되며, 그들을 아날로그 가산기에 의하여 합산한 다음, 연산장치에서 입력이 과도할 시에는 증폭기의 이득을 조정해주어 비포화 레벨까지 입력을 낮추어주고, 그 모든 것을 감안하여 보정(Correction)된 결과를 표시장치에 나타내어주던가 경보를 울려주게 한다.

도 2 는 적산 전계강도계 입력단을 위해 제작된 4 단 고주파증폭기에 20 dB 의 감쇠기를 달아서 측정된 전력이득(S21)과 입력반사계수(S11) 의 결과로서, S21은 약 30 MHz 에서부터 3 GHz 까지의 광대한 주파수 대역에 걸쳐 약 45 dB 이고, S11 은 약 - 18 dB 로서 상당히 평탄한 특성을 보이고 있다. 따라서 DC ∼ 30 MHz 까지의 낮은 대역의 증폭기와 병렬로 연결하여 합산함으로써, 우리 생활환경주변에서 자주 접하게 되는 대부분의 주파수대역 전자파 세기를 적산한 값을 얻을 수 있다.

1.57 GHz 근처에서의 이득의 저하는 사실상 별로 문제시되지 않는데, 그 이유는 그 주파수대역이 현재 많이 사용되는 이동통신 주파수가 아니기 때문에, 시중에서 그 주파수대역의 전자파가 검출될 일이 거의 없기 때문이다.

본 발명은 시민들이 가정이나 사무실 내의 가전기기 또는 사무기기들로부터 나오는 전자파와 길거리의 고압선으로부터 유기되는 강전자계에 의한 폐해에 관하여 익히 듣고 있으면서도, 그 실체를 볼 수가 없어 대책을 마련하지 못하고 있는 점을 감안하여, 일반 시민들이 자기 주위환경의 전자파 공해에 대하여 쉽게 파악할 수 있도록 무선호출기나 휴대용 전화처럼 항상 몸에 휴대하고 다니면서 지나치게 강한 전자파에 노출되었을 경우에는 경보음을 들을 수 있고, 액정판을 들여다 보면 언제라도 현 위치의 전계강도를 즉시 알아 볼 수 있도록 하여 주기 때문에, 사회 전반의 전자파 공해 환경으로부터 시민들 자신과 가족을 보호하고 안심하고 살 수 있도록 해주는 효과를 갖는다.

Claims (2)

1. 직류에서부터 이동통신주파수까지의 모든 주파수대역의 전계강도를 적산하여 나타내고 경보를 울려주는 휴대용 전계강도 측정장치.
2. 적산 전계강도 측정기능이나 경보기능을 부가한 모든 가전제품과 사무기기 및 이동통신기기