KR20070104866A - 지표면 매립형 안테나 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지표면 매립형 안테나 장치에 관한 것으로서, 지표면에 매립되어 지상으로는 뚜껑이 노출되는 금속함체 내부에 지하매설물의 부식상태를 무선 원격 감시하기 위한 센서부(20), 신호처리부(30), 신호송수신부(40), 안테나(100)가 포함되어 구성된 지표면 매립형 안테나 장치에 있어서, 평판형의 안테나(100)와; 상기 안테나(100) 상측에 형성되어 상기 안테나(100)를 외부 자극으로부터 보호하는 보호대(200)와; 상기 안테나(100) 및 보호대(200)의 형상에 대응되게 형성되어 상기 안테나(100) 및 보호대(200)가 수용되는 수용부(310)와, 상기 수용부(310) 하측으로 연속되게 형성되어 상기 안테나(100)의 급전을 위한 커넥터(50)가 결합되는 결합부(320)가 형성되어 안테나(100)가 실장되는 금속함체 뚜껑(300);으로 형성된 것을 특징으로 하는 지표면 매립형 안테나 장치를 기술적 요지로 한다. 이에 따라, 안테나가 외부로 돌출되지 않도록 지표면과 나란한 높이에 매립된 금속함체의 뚜껑 내부에 안테나가 설치되어 지표면에 의한 투과 손실을 줄여 지하매설물의 부식 상태에 대한 신호를 정밀하게 송수신할 수 있으며, 또한 안테나를 금속함체의 뚜껑 내부에 실장할 수 있는 평판형으로 제작하여, 안테나의 방사를 위해 종래에 필요하였던 금속함체 내부의 공간을 없애므로 하여 매설되는 금속함체의 크기가 줄어들어 경제적이며, 안테나를 금속함체의 뚜껑 내부에 실장함으로 인해 금속함체와 일체형으로 안테나를 제작하여 매설 공사가 용이하며, 또한 지표면에 안테나가 노출되므로 인해 야기될 수 있는 방습, 온도, 압력, 충격, pH, 자외선 등으로부터 안테나를 보호하기 위한 보호대가 안테나 상측에 설치되어 안테나의 파손 및 이에 의해 부식상태에 대한 송수신 신호의 오작동을 막을 수 있는 이점이 있다.

지표면 매립 안테나 평판 부식 뚜껑

Description

지표면 매립형 안테나 장치{antenna}

도 1 - 본 발명에 따른 지표면 매립형 안테나 장치에 대한 주요부에 대한 모식도.

도 2 - 본 발명에 따른 지표면 매립형 안테나 장치의 금속함체의 뚜껑에 대한 단면도.

<도면에 사용된 주요부호에 대한 설명>

10 : 본체 20 : 센서부

30 : 신호처리부 40 : 신호송수신부

50 : 커넥터 60 : 케이블

100 : 안테나 200 : 보호대

210 : 걸림턱 300 : 금속함체 뚜껑

310 : 수용부 320 : 결합부

본 발명은 지표면 매립형 안테나 장치에 관한 것으로서, 금속함체의 뚜껑에 안테나와 안테나를 보호하는 보호대가 지상으로 돌출되지 않도록 형성되어, 지상의 충격으로부터 파손위험을 최소화함과 동시에 지표면에 의한 투과손실을 줄이고, 평판형의 안테나에 의해 금속함체가 소형으로 구비되는 지표면 매립형 안테나 장치에 관한 것이다.

일반적으로 지하매설물(부두강관, 시트파일(sheet pile), 상/하수도관, 가스관, 송유관, 유류 및 위험물 저장탱크 등)은 시간이 지남에 따라 부식이 진행되며 제대로 관리하지 않을 경우 파괴되어 환경오염 및 막대한 경제적, 물질적 자원낭비를 유발하게 된다.

따라서 모든 지하매설물은 부식을 방지하기 위한 장치(방식 설비)가 필요하며, 또한 주기적으로 방식이 제대로 이루어지고 있는지에 대한 모니터링이 필요하다.

종래에는 사람이 일일이 방식설비를 점검하여 수기 기록을 통해 추이를 관찰하거나, 자동 기록계(DataLogger)에 의한 그래프의 점검으로 판별하여 왔다. 이는 대량의 인력소모와 측정된 데이터의 정리와 분석에 많은 노력이 드는 등 문제점이 있어, 현재는 기존의 인력에 의존한 관리방식에서 효율적인 자동 원격 관리방식이 개발되어 도입되고 있는 실정이며, 특히 무선에 의한 원격검침 및 유지관리가 각광 받고 있다.

이러한 무선을 통한 원격 검침 및 유지관리는 일일이 방식설비를 사람이 직접 점검하지 않아도, 정해진 주기마다 자동으로 측정된 데이터를 한꺼번에 수집하여, 다양한 용도로 활용할 수 있다.

상기 무선을 통한 원격 검침은 검침장치에서 지하 매설물의 상태를 검침하여 상태 데이터를 상용무선망을 이용하여 중앙 관제 센터로 전송하여 이루어진다. 이러한 형태의 검침장치는 도심지 즉, 주택가나 도로 노상 등에 주로 설치되며, 설치여건에 따라 지상 혹은 지표면에 설치가 된다.

지상에 설치되는 경우는, 지하에 매설된 센서로부터 송수신부를 거쳐 긴 케이블을 이용하여 지상의 건물이나 구조물 중에 휩 형태의 안테나를 설치하게 된다. 그러나 지상에 설치되는 안테나와 달리, 도로 노면과 같이 지표면 상에 설치되는 경우 지표면 위로 안테나가 돌출되면 파손의 위험이 있다. 또한, 특히 도로 노면의 경우 차량의 무게에 의한 압력, 진동, 여름과 겨울의 온도 변화, 눈 제설용 염화칼슘, 습도, 자외선 등에 의해 안테나의 특성 변화 및 파손의 위험이 존재하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 종래의 지하 매설형 안테나의 경우 헬리컬 안테나 혹은 휩 안테나 형태를 취하고 있어, 지하 매설 함체의 내부에 안테나로부터의 전파복사를 위해 일정공간을 두었다.

즉, 안테나에서 복사된 전파가 함체 내의 내부 공간으로 방사되고, 이것이 지표면을 통해 지상으로 전파되게 구성되어 있다. 따라서 내부 함체의 크기가 안테나의 크기 외에도 일정 부분의 공간이 필요하여 지표에 매설되는 함체의 크기가 커지는 문제점이 있으며, 더불어 함체 내부 공간을 통해 지표면을 거쳐 지상으로 전파가 전파되기 위해서는 함체가 비금속체로 되어 있어야 하므로 함체의 내구성에 문제가 있다.

특히 차량의 흐름이 많은 도로의 지표면에 설치되는 경우 파손의 위험이 있으며, 또한 이를 피하기 위해 지표면 깊이 매설하는 경우 지표면에 의한 투과 손실 이 크게 발생하는 문제가 있다.

또한, 종래에 맨홀 매립용으로 제안된 안테나는 안테나의 높이가 맨홀의 뚜껑 높이와 거의 일치하게 지표면에 설치가 되지만, 안테나가 금속 케이스 함체의 외부에 설치되므로 인해 금속 케이스 함체에서 외부에 설치된 안테나를 연결하기 위한 구조가 필요하며, 지표면에 금속함체 및 안테나와 동축케이블을 매설해야하므로 설치가 까다로우며, 내구성에 문제가 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 금속함체의 뚜껑에 안테나와 안테나를 보호하는 보호대가 지상으로 돌출되지 않도록 형성되어, 지상의 충격으로부터 파손위험을 최소화함과 동시에 지표면에 의한 투과손실을 줄이고, 평판형의 안테나에 의해 금속함체가 소형으로 구비되는 지표면 매립형 안테나 장치의 제공을 그 목적으로 한다.

상술한 바와 같은 목적 달성을 위해 본 발명은, 지표면에 매립되어 지상으로는 뚜껑이 노출되는 금속함체 내부에 지하매설물의 부식상태를 무선 원격 감시하기 위한 센서부, 신호처리부, 신호송수신부, 안테나가 포함되어 구성된 지표면 매립형 안테나 장치에 있어서, 평판형의 안테나와; 상기 안테나 상측에 형성되어 상기 안테나를 외부 자극으로부터 보호하는 보호대와; 상기 안테나 및 보호대의 형상에 대응되게 형성되어 상기 안테나 및 보호대가 수용되는 수용부와, 상기 수용부 하측으로 연속되게 형성되어 상기 안테나의 급전을 위한 커넥터가 결합되는 결합부가 형 성되어 안테나가 실장되는 금속함체 뚜껑;으로 형성된 것을 특징으로 하는 지표면 매립형 안테나 장치를 기술적 요지로 한다.

또한, 상기 보호대는, 강화플라스틱으로 형성되는 것이 바람직하며, 소정 두께로 형성되고, 하측에는 걸림턱이 형성되어, 금속함체 뚜껑 외측으로 이탈되지 않도록 형성된 것이 바람직하다.

또한, 상기 안테나는, 상용망(PCS망)을 사용하여 중앙 관제 센터와 통신하는 것이 바람직하다.

여기에서, 상기 안테나는, 중앙 관제 센터와의 통신용 주파수와 인접 센서부와의 통신용 주파수를 다르게 사용하는 이중 주파수 대역(dual frequency band)을 갖는 것이 바람직하다.

이에 따라, 안테나가 외부로 돌출되지 않도록 지표면과 나란한 높이에 매립된 금속함체의 뚜껑 내부에 안테나가 설치되어 지표면에 의한 투과 손실을 줄여 지하매설물의 부식 상태에 대한 신호를 정밀하게 송수신할 수 있으며, 또한 안테나를 금속함체의 뚜껑 내부에 실장할 수 있는 평판형으로 제작하여, 안테나의 방사를 위해 종래에 필요하였던 금속함체 내부의 공간을 없애므로 하여 매설되는 금속함체의 크기가 줄어들어 경제적이며, 안테나를 금속함체의 뚜껑 내부에 실장함으로 인해 금속함체와 일체형으로 안테나를 제작하여 매설 공사가 용이한 이점이 있다.

또한, 지표면에 안테나가 노출되므로 인해 야기될 수 있는 방습, 온도, 압력, 충격, pH, 자외선 등으로부터 안테나를 보호하기 위한 보호대가 안테나 상측에 설치되어 안테나의 파손 및 이에 의해 부식상태에 대한 송수신 신호의 오작동을 막 을 수 있는 이점이 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다. 도 1은 본 발명에 따른 지표면 매립형 안테나 장치에 대한 주요부에 대한 모식도이다. 도 2는 본 발명에 따른 지표면 매립형 안테나 장치의 금속함체의 뚜껑에 대한 단면도이다.

본 발명에 따른 지표면 매립형 안테나 장치는 본체(10)는 지표면에 매립되고, 뚜껑(300)은 지상으로 노출되며, 내부에 공간부가 형성된 금속함체의 뚜껑(300) 상측에 안테나(100)가 실장되며, 상기 공간부 상에 설치되는 센서부(20), 신호처리부(30), 신호송수신부(40)에 의해 지하매설물의 부식 여부에 대한 신호를 지상에 있는 중앙 관제 센타로 송수신하게 되는 것이다.

즉, 평판형 안테나(100)와, 안테나(100)가 온도 및 압력의 변화, 자외선, 지상으로부터의 물리적 충격 등(이하 "외부 자극"이라 한다.)으로부터 파손되는 것을 보호하기 위해 상기 안테나(100) 상측에 보호대(200)가 설치되어 금속함체 뚜껑(300) 내부에 실장되게 되며, 여기에서 금속함체의 뚜껑(300)에는 상기 안테나(100) 및 보호대(200)의 형상에 대응되게 형성되어 상기 안테나(100) 및 보호대(200)가 수용되는 수용부(310)와, 상기 수용부(310) 하측으로 연속되게 형성되어 상기 안테나(100)의 급전을 위한 커넥터(50)가 결합되는 결합부(320)가 형성된다.

상기 평판형 안테나(100)는 마이크로스트립 원형 평면 안테나(100) 형태이거나 혹은 슬롯 형태의 안테나(100)로서 동축 커넥터(50)에 의해 급전이 되며, 동축 케이블(60)에 의해 신호송수신부(40)에 연결된다.

또한, 상기 평판형 안테나(100)는 이중 주파수 대역(dual frequency band)을 갖는 안테나(100)를 사용하는 것도 가능하다. 이것은 중앙 관제 센터와의 통신용 주파수와 인접 센서부와의 통신을 위한 주파수를 분리하여 사용하는 시스템에 적합한 안테나(100)로서, 인접 센서부와의 통신은 ISM 주파수 대역을 이용하고, 인접 센서부를 통해 취합된 정보는 하나의 센서가 상용망(예를 들면 PCS망)을 이용하여 중앙 관제 센터와 통신하는 방법이다. 이는 시스템을 운영하는 사업자 측의 시스템 운용비(통화료 등)를 절감할 수 있는 방법이 될 수 있다.

상기 센서부(20)에 의해 감지된 지하매설물의 부식 정보가 신호송수신부(40)의 송신부를 거쳐, 케이블(60)을 통해 안테나(100)로 전달되고, 무선으로 중앙 관제 센터에 데이터를 전송하게 된다. 또한, 중앙 관제 센터로부터 무선으로 전송된 명령은 안테나(100), 케이블(60)을 통해 신호송수신부(40)의 수신부로 유입되어 센서부(20)에서 복조 되어 명령을 해독하게 된다.

그리고 상기 보호대(200)는 내구성 및 가공성 그리고 내부식성이 뛰어난 플라스틱 특히 강화플라스틱으로 형성되는 것이 바람직하다. 그리고 안테나(100) 상측에 형성되어 외부 자극으로부터 안테나(100)를 보호하기 위해 소정 두께로 형성되고, 상기 안테나(100)의 형상에 대응되게 형성되며, 상기 안테나(100)를 효율적으로 보호하기 위해 안테나(100)의 너비보다 상대적으로 더 큰 너비로 형성된다.

또한, 상기 보호대(200)는 상측보다 하측의 너비가 더 넓게 걸림턱(210)이 형성되어 상기 금속함체 뚜껑(300) 외측으로 상기 보호대(200) 및 안테나(100)가 무단 이탈되지 않도록 하며, 이에 따라 상기 금속함체 뚜껑(300)에 형성된 수용 부(310)도 이에 대응되게 형성되어 상기 수용부(310)에 꼭 맞게 설치되게 된다.

그리고 상기 금속함체는 지하에 매립되어 있는 원형의 지지대로 구성된 본체(10)와 지상에 상면이 노출되어 상기 본체(10) 상측에 형성된 뚜껑(300)으로 형성되며, 상기 금속함체 내부의 공간부에는 보호용 방수상자(P)가 있고, 상기 보호용 방수상자(P) 안에는 지하매설물의 부식 상태 등을 측정하는 센서부(20), 측정된 전기신호를 통신 프로토콜에 적합한 데이터 형태로 변환하는 신호처리부(30), 신호처리된 이진 데이터를 무선으로 송신하기 위한 신호로 변환하는 신호송수신부(40)와, 중앙 관제 센터로부터 전송된 명령을 수신하여 신호처리부(30)에 전달하는 수신부 등이 위치하게 된다.

이에 의해 지표면과 나란한 높이에 매립된 금속함체 뚜껑(300)에 안테나(100)와 상기 안테나(100)를 보호하기 위해 상기 안테나(100) 상측에 형성된 보호대(200)에 의해 안테나(100)가 외부로 돌출되지 않으면서, 지표면에 의한 투과 손실을 줄여 지하매설물의 부식 상태를 정밀하게 측정할 수 있으며 매설이 용이하고, 평판형인 안테나(100)의 형상에 의해 금속함체의 크기를 줄일 수 있으며 금속함체 뚜껑(300)에의 실장이 용이하게 된다.

상기 구성에 의한 본 발명은, 안테나가 외부로 돌출되지 않도록 지표면과 나란한 높이에 매립된 금속함체의 뚜껑 내부에 안테나가 설치되어 지표면에 의한 투과 손실을 줄여 지하매설물의 부식 상태에 대한 신호를 정밀하게 송수신할 수 있는 효과가 있다.

또한, 안테나를 금속함체의 뚜껑 내부에 실장할 수 있는 평판형으로 제작하여, 안테나의 방사를 위해 종래에 필요하였던 금속함체 내부의 공간을 없애므로 하여 매설되는 금속함체의 크기가 줄어들어 경제적이며, 안테나를 금속함체의 뚜껑 내부에 실장함으로 인해 금속함체와 일체형으로 안테나를 제작하여 매설 공사가 용이한 효과가 있다.

또한, 지표면에 안테나가 노출되므로 인해 야기될 수 있는 방습, 온도, 압력, 충격, pH, 자외선 등으로부터 안테나를 보호하기 위한 보호대가 안테나 상측에 설치되어 안테나의 파손 및 이에 의해 부식상태에 대한 송수신 신호의 오작동을 막을 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 지표면에 매립되어 지상으로는 뚜껑이 노출되는 금속함체 내부에 지하매설물의 부식상태를 무선 원격 감시하기 위한 센서부(20), 신호처리부(30), 신호송수신부(40), 안테나(100)가 포함되어 구성된 지표면 매립형 안테나 장치에 있어서,

   평판형의 안테나(100)와;

   상기 안테나(100) 상측에 형성되어 상기 안테나(100)를 외부 자극으로부터 보호하는 보호대(200)와;

   상기 안테나(100) 및 보호대(200)의 형상에 대응되게 형성되어 상기 안테나(100) 및 보호대(200)가 수용되는 수용부(310)와, 상기 수용부(310) 하측으로 연속되게 형성되어 상기 안테나(100)의 급전을 위한 커넥터(50)가 결합되는 결합부(320)가 형성되어 안테나(100)가 실장되는 금속함체 뚜껑(300);으로 형성된 것을 특징으로 하는 지표면 매립형 안테나 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 보호대(200)는,

   강화플라스틱으로 형성되는 것을 특징으로 하는 지표면 매립형 안테나 장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 보호대(200)는,

   소정 두께로 형성되고, 하측에는 걸림턱(210)이 형성되어, 금속함체 뚜껑(300) 외측으로 이탈되지 않도록 형성된 것을 특징으로 하는 지표면 매립형 안테 나 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 안테나(100)는,

   상용망(PCS망)을 사용하여 중앙 관제 센터와 통신하는 것을 특징으로 하는 지표면 매립형 안테나 장치.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 안테나(100)는,

   중앙 관제 센터와의 통신용 주파수와 인접 센서부와의 통신용 주파수를 다르게 사용하는 이중 주파수 대역(dual frequency band)을 갖는 지표면 매립형 안테나 장치.

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