KR20110058867A - 복수 입력 및 복수 출력 분석기 - Google Patents

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KR20110058867A
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후안 프란시스코 발렌수엘라 발데스
다비드 아가피토 산체스 에르난데스
안토니오 마누엘 마르티네스 곤잘레스
후안 몬소 카브레라
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에미테 인게니에리아, 에스엘엔이
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Abstract

본 발명은 정확한 방법으로 다중 모드 공진 공동 내측의 전자기장의 정확한 제어를 가능하게 한다. 복수 입력 및 복수 출력 분석기(MIMO 분석기)는 광대역 안테나, 금속 슬롯으로 이루어진 플레이트, 다른 유형의 렌즈, 금속 및 비금속의 다른 교반기와 같은 몇 개의 요소들을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이들 요소들은 공동으로부터 테스트 중인 요소의 정확한 위치와 같은 일부의 절차와 함께 그 내부에서 전자기장을 제어하는 것을 허용한다. 이 제어는 실내와 실외 모두의 다른 페이딩 시나리오 하에서와, 라이시안 및 비등방성 페이딩 시나리오에 대한 고유의 방식으로 무선 통신 단말기의 동작에 대한 에뮬레이션을 가능하게 한다. MIMO 분석기에 설정된 요소와 절차의 일부는 재료의 가열, 건조 및 경화를 위한 산업용 마이크로파 가열 공정에서도 이용될 수 있으며, 이에 의해 공정에서의 더 큰 효율과 동질화를 가능하게 한다.

Description

복수 입력 및 복수 출력 분석기{MULTIPLE INPUTS AND MULTIPLE OUTPUTS ANALYZER}
신호의 복수 입력 및 복수 출력(MIMO)을 가지는 무선시스템은 초기에 문제로 인식되던 다중 경로 전파문제를 제한된 전송 용량에 대한 해결책으로 바꾸어 놓았다. 이런 방식으로 전송 안테나 및/또는 수신 안테나의 수를 증가시킴으로써 병렬 전송 채널을 사용할 수 있다. 따라서 무선 채널에 대해 고 스펙트럼 효율이 달성될 수 있으며, 이는 앞으로의 4세대(4G) 이동 통신 시스템의 높은 요건을 충족시키는 데에 매우 유력한 방안을 형성한다. 전송 채널이 고전력을 이용하여 정보 대신 에너지를 전송할 때 재료의 가열, 건조 및 경화(curing)와 같은 다른 효과를 얻을 수 있다.
MIMO 분석기는 높은 품질 인자(Q factor)와 매우 동질하지 않은 전기장 및 자기장의 공간적 분산을 가지는 하나의 다중 모드 공진 공동이다. 모드 교반기, 슬롯으로 이루어진 금속 요소 또는 챔버 내에서 시험 중인 장치(device under-test; DUT)의 이동과 같이 필드를 동질화시키기 위한 여러 요소와 방법들이 있다. 지금까지 제안된 모든 모드 교반기는 금속소재 상에 구비되는 것으로 제안되었는데, 이들 중 일부는 WO200054365 문헌에서 알 수 있는 바와 같이 특수한 형태를 가진다. 반면, 금속 슬롯으로 이루어진 교반기는 WO2008031964에 개시되어 있으며, 이들은 항공산업으로 그 적용분야가 제한된다.
다중 모드 공진 공동은 수신된 전력이 등방성 분산을 가지는 레일리(Rayleigh) 전파 시나리오에서 이동 단말기 등을 위해 제작된 것을 에뮬레이트하는 실험실용 측정을 위한 무선 통신 애플리케이션에 이용되고 있다. 측정 가능한 변수에는 다이버시티 게인(diversity gain), MIMO 용량, 안테나 효율, 흡수된 동력, 안테나 간의 상관관계, 특정 흡수율, 안테나 감도, 비트 에러율(BER)이 있다(이들 중 마지막 2개는 반향 챔버에 대한 미국 특허 제7,286,961호에서 청구되고 있다). 따라서 지금까지는 다중 모드 공진 공동을 채택할 때 등방성 레일리 페이딩(Rayleigh-fading) 환경에 대해서만 측정이 행해질 수 있었다. 또한 예를 들면 이동 단말기에서 사용자의 머리의 영향을 조사할 목적으로 인체의 일부나 다른 조직을 에뮬레이트하여 손실 유체로 채워진 여러 다른 모형을 사용하여 측정할 수도 있다.
무선 통신을 위한 다른 기존의 환경들은 다른 확률 함수를 이용함으로써 모델화될 수 있다. 이들 환경을 모델화하는 데에 이용되는 가장 통상적인 함수 중 2가지는 K 인자를 가지는 라이시안(Rician) 및 레일리 함수이다. K 인자는 라이시안 환경에서 다른 유형의 시나리오를 정의하는 하나의 변수이다. 이들 전파 환경은 이들 내에서 동작하는 무선 통신 시스템의 성능을 결정한다. 일반적으로 매크로 셀(macro-cells)은 마이크로 셀(micro-cells) 보다 더 큰 라이시안 K 인자를 가지는데, 즉 가시선(line of sight; LOS) 성분이 더욱 우세하다. 또한 셀 내에서 K 인자는 전송기까지의 거리가 멀수록 감소한다. 대조적으로 도시 환경과 빌딩 내의 환경은 종종 직접적 관찰(direct view)이 우세하지 않도록 하는 데에 중요한, 풍부한 다중 경로 분산을 가지며, 이러한 환경에 대한 통계적 분산을 레일리 분산으로 만든다. 지금까지 레일리 페이딩 환경만이 에뮬레이트될 수 있었는데 이것이 문제다. 따라서 다른 유형의 환경에서의 단말기에 대한 적절한 평가가 필요한 경우 여러 다른 장소에서의 실외 측정방안과 같은 대체적인 방법이 요구되었다. 이들 측정 방안은 시간과 비용 측면에서 소모적이다.
다중 모드 공진 공동의 또 다른 애플리케이션은 마이크로파 가열, 건조 및 경화(curing)인데, 즉 이들 공동은 일부 재료의 샘플에서 열을 발생시키기 위해 방사되는 고 전력 및 고 주파수 전자기장을 포함하는 모든 공정에 대해 사용할 수 있다. 마이크로파 오븐 내에서 가열되는 물체는 고정된 위치 또는 가능한 한 많은 열이 섞여 들도록 회전되는 턴테이블에 위치하게 된다. 가열 효율은 샘플에 입사된 전자기장에 따라 높거나 낮을 수 있다. 문헌 ES 2246183에는 전자기장의 측면에서 샘플의 최적의 가열 위치를 획득하는 절차가 개시되어 있다. 그 목적은 가능한 한 최고의 효율과 최고의 가열 동질성을 얻는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위해 전자기장은 샘플에 균일하게 집중되어야 한다. 그러나 기존의 방법으로는 전자기장의 분산에 따라 가열 효율이 20% 내지 90% 범위로 변할 수 있기 때문에 문제가 있다. 샘플 재료의 크기나 속성 중 어느 하나가 변할 때 전자기장을 변경시킬 가능성이 없기 때문에 가열 효율이 감소된다.
본 발명의 목적이 되는 MIMO 분석기는 모든 유형의 전파 환경에 있어서 복수의 안테나를 가지는 단말기의 거동을 에뮬레이션하거나 내부 샘플 재료의 온도 상승을 제공한다. 따라서 MIMO 분석기는 등방성 및 비등방성 환경에서 측정을 재현할 수 있을 뿐만 아니라, 실험실에서 다른 분산을 에뮬레이트할 수 있다. 게다가, 측정 환경을 하나의 절차를 통해 또 다른 것으로 변환시킬 수 있다. 따라서 MIMO 분석기는 다중 안테나 단말기에 대해 여러 전파 환경을 에뮬레이트할 수 있으며, 이것은 사람 머리의 존재와 같은 영향을 포함할 수 있다. 마찬가지로 고 전력원이 사용되는 경우 특정된 열 분산에 대한 균일성 제어에 의해 내부에 위치하는 샘플 재료도 가열할 수 있다.
MIMO 분석기는 그 내부에서 전자기장의 동적 제어를 수행하기 위해 몇 개의 요소와 절차를 포함하는 일종의 다중 모드 공진 공동이다. 본 발명의 대상인 MIMO 분석기 내에 포함되는 요소들은 다음과 같다:
MIMO 분석기에 포함된 제1 요소는 슬롯으로 이루어진 금속 부재 세트 및 이들 슬롯들을 개폐시키는 부재(이하 “스위칭 부재”라 한다)이다. 이들 요소는 위치가 고정된 하나 이상의 소스나 안테나로부터의 필드 분산을 슬롯을 개방하거나 폐쇄하는 스위칭 부재가 어떤 것이냐에 따라 활성과 비활성 간의 여러 소스 전환을 가지는 분산으로 변환시킬 수 있다. 더욱이 스위칭 부재는 여러 가지 재료로 제작될 수 있다. 스위칭 부재가 금속인 경우 신호가 슬롯을 통해 흐르거나 금속 부재에 의해 차단될 수 있기 때문에 스위칭 기능은 2가지의 가능한 옵션, 즉 온(ON) 및 오프(OFF)만을 가지게 된다. 스위칭 부재가 다른 비금속 재료인 경우 소스는 부분적으로 활성화될 수 있다. 마찬가지로 소스는 또한 오직 부분적으로만 슬롯을 개방 유지함으로써 부분 활성화될 수 있다. 소스의 부분 활성화는 전자기장을 제어할 때 상당한 장점을 제공할 수 있는 새로운 사항이다.
MIMO 분석기에서의 제2 요소는 비금속 재료로 만들어진 모드 교반기의 사용이다. 이런 식으로 전자기파는 금속 교반기에서 반사될 뿐만 아니라 비금속 교반기에서도 굴절된다. 이러한 종류의 교반기에 의해 다양한 애플리케이션에 대해 유용한 새로운 전자기적 분산 모드를 생성할 수 있다.
MIMO 분석기에서의 제3 요소는 신호원과 테스트 중인 장치 사이에 렌즈를 삽입하는 것이다. 이 렌즈는 예를 들면 에뮬레이트된 환경의 K 인자를 수정하거나 주어진 영역에서 샘플에 의해 흡수된 열을 특정 방식으로 집중시킬 수 있다.
MIMO 분석기의 제4 요소는 전송 안테나 세트이다. 이들 안테나는 넓은 주파수 대역폭에 걸쳐 동작할 수 있도록 하는 특정 형상을 가지며, 이는 MIMO 분석기가 무선 통신 스펙트럼의 큰 부분에서 이용될 수 있도록 한다.
MIMO 분석기의 제5 요소는 다중 모드 하위 공동의 벽에 위치하는 콘과 같은 손실을 가지는 요소 또는 조합하여 어느 위치에서나 배열되는 손실을 가지는 액체의 도입이다. 이에 의해 등방성 환경은 비등방성 환경으로 변환되고 재료에 있어서의 전력 흡수가 조정될 수 있다.
MIMO 분석기에 의해 수행되는 제1 절차는 테스트 구역에서 특정 전자기장 분산을 얻기 위해 상기 5개의 요소 중 어느 것이나 독립적으로 또는 조합하여 구현하는 것이다. 이 절차는 어느 애플리케이션에나 유용한 특정 필드 분산을 제공한다.
MIMO 분석기에 의해 수행되는 제2 절차는 분석기 외부에서 테스트 중인 장치의 위치이다. 공동의 외부와 내부 사이의 연결은 다양한 애퍼츄어 각도의 사용을 통해 문을 부분 개방하여 두거나 또는 공동의 내부와 외부를 연결하는 다른 형태와 크기를 가지는 슬롯을 이용함으로써 달성된다. 이런 식으로 전파 환경은 (모든 가능한 도착각으로 수신된 전력의 균일한 분산인) 통상적인 등방성 분산을 포기시키고, 신호의 주요 부분이 하부 공동의 벽에 있는 부분 개방된 문 또는 슬롯을 통해 전파되기 때문에 비등방성이 될 것이다.
MIMO 분석기에 의해 수행되는 제3 절차는 레일리 페이딩 분산의 단일 측정으로부터 다른 라이시안 페이딩 환경을 평가하는 것으로, 즉 단일 측정에 의해 MIMO 분석기는 전 범위의 K 인자를 에뮬레이트할 수 있으며, 그 결과 시간과 비용 모두를 절약할 수 있다.
본 발명은 마이크로파 가열 분야, 특히 재료의 가열, 건조 및 경화 분야에서 유용할 수 있다. 다음 문단에서는 이 분야에 있어서 MIMO 분석기의 가능한 이용에 대해 설명한다.
제1 요소, 즉 슬롯을 가지는 금속 부재 및 스위칭 부재에 의해, 전자기장 분산은 더욱 균일하게 될 뿐만 아니라 방사 효율이 샘플의 재료 유형에 따라 최대화될 수 있다. 따라서 특정 슬롯은 샘플의 특성에 따라 개방 및/또는 폐쇄되게 되고, 이는 다른 재료의 가열, 건조 및 경화시의 고효율을 가능하게 한다. 따라서 이 요소는 마이크로파 애플리케이터의 다양성을 증가시키고, 다른 설계보다 명확한 장점을 제공한다.
제2 요소는 비금속 재료로 만들어진 교반기의 이용이다. 이것은 전자기장에서의 동질화를 가능하게 할 뿐만 아니라 소스나 자석에 대한 바람직하지 않은 반사를 최소화, 즉 공정 효율을 최대화시킨다.
제3 요소, 즉 렌즈의 이용은, 공정 효율의 상당한 증가를 제공하는 수렴 렌즈를 이용하는 경우 샘플에서의 전자기장의 집중을 가능하게 한다. 한편 발산 렌즈를 이용하는 경우 전자기장의 분산이 있게 되며, 이는 샘플에 있어서 필드의 동질화에 이르도록 한다. 따라서 이러한 렌즈들은 샘플에 대한 더 균일한 가열, 건조 및 경화를 유발한다.
상기한 요소들에 의해 샘플에서 전자기장을 제어 및 수정하는 것이 가능한데, 즉 특허 ES 2246183에 기재된 것과 유사한 절차가 개발될 수 있다. 특정 위치의 교반기와 요소의 조합 및 여러 유형의 하나 또는 복수 개의 렌즈를 이용하는 경우 전자기장 분산이 샘플에 걸쳐 동질화되는 동시에 최적의 가열 효율이 제공될 수 있다.
도 1은 전송기를 수신기와 분리시키는 슬롯으로 이루어진 부재(2), 금속 부재(2)의 여러 슬롯(3)을 개방 또는 폐쇄되도록 하는 축(5)을 구비한 가동 스위칭 부재(4), 비금속 모드 교반기(6), 원형 슬롯들 중 하나에 매립된 렌즈(7) 및 광대역 안테나(8)를 포함하는 MIMO 분석기(1)를 나타낸다. 이 도면에는 또한 테스트 중인 장치(9)가 위치하는 구역이 표시되어 있다. 이 구역(9)에서의 사용자의 영향을 연구하기 위해 인체 모형(10)과 같은 다른 요소들이 위치될 수 있다.
도 2는 제1 요소, 즉 금속 슬롯으로 이루어진 부재(2), 여러 슬롯(3)을 이동 및 개폐하는 스위칭 부재(4) 및 스위칭 부재가 이동되도록 하는 축(5)을 더욱 상세히 나타낸다.
도 3은 MIMO 분석기의 전송 소자 또는 안테나(8)의 특정 형상 및 이들의 공급 지점(10)을 상세히 나타낸다.
도 4는 3개의 소스나 자석(13), 몇 개의 샘플(14), 모드 교반기(6) 및 슬롯으로 이루어진 금속 부재(2)를 가지는 마이크로파 가열 애플리케이션(12)에 이용되는 MIMO 분석기를 나타낸다.
도 5는 하나의 변수로서 확률 레벨을 가지는 안테나 배열에 대한 다이버시티 게인 대 라이시안 K 인자를 나타낸다. 이것은 MIMO 분석기가 수행할 수 있는 성능 분석 및 평가의 일례이다.
도 6은 모든 다른 안테나 배열 서브세트에 대한 다이버시티 게인 대 누적 확률을 나타낸다. 이것은 MIMO 분석기가 수행할 수 있는 성능 분석과 평가의 일례이다.
도 7은 700W의 전력원으로 샘플 재료 01, 02, 03 및 04에 있어서 시간 대 건조 기준의 수분 함량에 대한 건조 곡선을 도시한다.
도 8은 540W의 전력원으로 샘플 재료 05, 06 및 07에 있어서 시간 대 건조 기준의 수분 함량의 건조 곡선을 도시한다.
다음의 실시예는 본 발명을 설명하는 데에 도움을 주지만, 어떠한 경우에도 그 성능을 제한하는 것으로 간주되어서는 아니 된다.
실시예 1: 무선 통신을 위한 MIMO 분석기
MIMO 분석기(1)의 바람직한 실시예에 있어서, 금속 부재(2)에서의 슬롯(3)의 개수는 16개이며, 이는 그 금속 부재(2)의 위와 아래에 위치된 금속 부재(4)에 의해 개방 또는 폐쇄될 수 있다. 이 MIMO 분석기(1)의 가장 바람직한 실시예에 있어서 슬롯(3) 중 하나에 원형의 렌즈(7)가 구비된다. 모드 교반기(6)는 금속 부재(2) 아래에 위치된다. 신호 전송 요소(8)는 MIMO 분석기의 상측부에 위치하는 광대역 안테나이다. 액체가 채워진 리셉터클 및 흡수 재료 모두, 뿐만 아니라 사람을 모방하는 모형이나 그 외의 요소가 테스트 볼륨(9)에 도입될 수 있다. 이 MIMO 분석기는 다음의 새로운 사항을 제시한다:
개방 및 폐쇄된 슬롯을 가지는 금속 부재(2)의 이용으로 테스트 볼륨에 걸쳐 전기장의 분산을 초래하고; 발산 렌즈(7)를 이용함으로써 레일리 페이딩 환경을 에뮬레이트하는 가능성.
수렴 렌즈를 통해 직접적인 광선이나 가시선(line of sight; LOS)을 집중시키는 몇 가지 기술에 의해; 그리고 직접 광선 및 반사 광선 간의 비율을 관리하기 위해 테스트 볼륨에 입사하는 전자기장을 제어하는 샘플 선택 절차에 의해 여러 K 인자를 가지는 라이시안 페이딩 환경을 에뮬레이트하는 가능성.
공동 외부에서 테스트 중인 장치를 측정하는 수단에 의해 및 전자기장의 일부를 흡수할 목적으로 공동 내측에 손실을 가지는 재료를 위치시키고, 테스트 중인 장치에 입사하는 전자기장의 도착각을 변경시키며, 이용된 공동의 집합의 품질 인자(Q)를 변경시키고, 공진 모드와 다른 여러 전자기장 모드의 공존을 가능하도록 하는 것과 같은 다른 방법에 의해 비등방성 환경을 에뮬레이트하는 가능성.
전자기장 분산을 제어하는 절차를 이용하여 도달될 수 있는 페이딩 환경을 에뮬레이트하는 가능성.
레일리 페이딩 환경 측정으로부터 라이시안 페이딩 환경을 에뮬레이트하는 가능성.
MIMO 분석기의 바람직한 실시예는 무선 통신 분야에서 이용되도록 설계되었다. 이 바람직한 실시예는 다른 기술을 통해 페이딩 환경 중 어느 에뮬레이션이나 가능하게 하며, 따라서 공급되는 전력의 등방성 분산으로 레일리 페이딩 환경을 바로 에뮬레이트할 수 있는 종래의 다중 모드 단일 공진 공동과 대비하여 경쟁적인 장점을 제공한다. 일례로서 다른 라이시안 페이딩 환경에서 몇 가지 3입력 및 3출력 안테나 배열로부터의 다이버시티 게인 분석을 도 5 및 도 6에서 나타내었다. 다양한 배열에서의 인접 요소 간의 공간 분리는: 배열 A에 대해서는 0.01d/λ, 배열 B에 대해서는 0.05d/λ, 배열 C에 대해서는 0.1d/λ이다.
도 5 및 6의 다이버시티 게인 분석은 MIMO 분석기의 바람직한 실시예에서 수행되었다. 도 5는 배열 A, B 및 C에 대해 다이버시티 게인 대 라이시안 K 인자를 나타내며 누적 확률은 1% 내지 10%의 범위에 있다. 이 도면으로부터 배열 간의 성능 비교가 도출될 수 있다. 예를 들면 1% 확률에 대해 K=0.001(DG=5.8dB)를 가지는 배열 A의 다이버시티 게인은 K=2인 배열 B의 것과 K=3.5인 배열 C의 것과 동일하다. 10% 확률에 대해서는 K=3인 배열 B의 다이버시티 게인 측면에서의 성능은 K=6(DG=2.2dB)인 배열 C의 것과 동일하다. 1% 확률에 대해 K=0.001인 배열 B와 K=0.8인 배열 C인 경우 다른 등가의 상태가 된다. 이러한 비교로 우리는 어느 인자가 최종 다이버시티 게인 성능, 즉 전파 환경 유형 또는 수신 배열 형태에 대해 더욱 강한 영향을 미치는지를 도출할 수 있다.
도 6은 몇 개의 라이시안 K 인자값 및 모든 3가지의 측정 배열에 대해 측정된 다이버시티 게인 대 누적 확률을 나타낸다. 한편 모든 배열 및 모든 누적된 확률 값에 대해 K=1000에서 동일한 결과를 얻는다는 것이 관측되었다. 주어진 다이버시티 게인값에 대한 성능 비교가 수행될 수 있다. 예를 들면 우리가 모든 배열에서 8dB 다이버시티 게인을 얻기를 원하는 경우 다음의 조합이 선택되어야 한다: 배열 A에 대해서는 유일한 한 가지 옵션, p=0.18% 및 K=0.001만 존재한다; B에 대해서는 2가지 옵션, p=4.1% 및 K=0.001 또는 p=1% 및 K=1이 존재한다; 배열 C에 대해서는 다른 2가지 옵션, p=3.5% 및 K=0.001 또는 p=6% 및 K=1이 존재한다. 이러한 비교로 우리는 어느 인자가 최종 다이버시티 게인 성능, 즉 비교가 행해지는 확률 레벨 또는 이들의 전파 환경 유형에 대한 여러 배열 상에 더 강하게 영향을 미치는지를 도출할 수 있다.
잘 알려진 바와 같이 다이버시티 게인은 배열 유형, 평가되는 확률 레벨 및 전파 환경에 의존한다. 이들 3가지 인자는 이들의 최적의 용량에서 이용 가능한 자원을 활용하기 위해 시스템 설계자에 의해 최적의 방식으로 조합되어야 한다. MIMO 분석기가 무선 통신 애플리케이션에서 MIMO 시스템 설계자에게 매우 유용한 도구인 것은 바로 이러한 이유 때문이다.
실시예 2: 마이크로파 가열을 위한 MIMO 분석기
건조, 경화 및 가열을 위한 MIMO 분석기의 발명적 요소들의 이용은 바람직한 실시예 2에서 나타낸다. 이 바람직한 실시예는 필드(2)를 집중시키고 효율을 최대화하는 금속 부재가 장착된 애플리케이터(12) 뿐만 아니라 처리 중인 재료 상에 필드의 효율과 동질화를 최대화시키는 비금속 모드 교반기(6)에 기초한다. 가열되는 재료, 그 위치 및 크기에 따라 절차 번호 1을 통해 위에서 언급한 효율의 최대화와 가열, 건조 및 경화의 동질화라는 목적을 달성하기 위해 일부 특정 슬롯이 개방된다. 이 MIMO 분석기 애플리케이터는 산업상의 이용을 위한 것으로 다른 애플리케이터에 비해 다음의 장점을 가진다:
이것은 효율의 최대화를 달성하며 이는 중요한 비용 절감을 포함한다.
이것은 가열, 건조 및 경화의 동질화를 제공하고, 이는 제품 대부분의 품질을 증가시킨다.
이것은 여러 재료에 대해 설정될 수 있으며, 이는 더 큰 기능성과 다양성을 의미한다.
일례로서 다른 초기 수분 함량을 가지는 가죽 재료와 MIMO 분석기의 다른 전력 레벨에 대한 동질화 분석을 보인다. 다른 재료들은 다음과 같은 초기 수분 함량을 가진다: 재료 01에 대해 1.85, 재료 02에 대해 1.81, 재료 03에 대해 0.73, 재료 04에 대해 0.46, 재료 05에 대해 1.40, 재료 06에 대해 0.58, 재료 07에 대해 0.32.
도 7 및 도 8의 동질화 분석은 바람직한 실시예 번호 2에서 MIMO 분석기에 의한 측정에 의해 그리고 시뮬레이션에 의해 수행되었다. 도 7은 재료 01, 02, 03, 04 및 700W 소스 전력에 대해 시간에 대한 건조 기준 상의 재료의 수분 함량의 건조 곡선을 나타낸다. 이 도면으로부터 우리는 수분 동질화는 단지 7분만에 완료된다는 결론에 이를 수 있다. 모든 재료는 그 때 동일한 수분 함량을 달성하지만 이들의 초기 수분 함량에 따라 다른 속도로 달성된다. 시뮬레이션은 측정값에 근접하여 따른다.
도 8은 재료 05, 06 및 07 및 540W의 소스 전력에 대해 시간에 대한 건조 기준 상의 재료의 수분 함량의 건조 곡선을 나타낸다. 이 경우 수분 함량의 동질화는 10분 내에 완성된다. 다시, 모든 재료는 동일한 수분 함량을 달성하지만 또한 이들의 초기 수분 함량에 따라 다른 속도로 달성된다.
마이크로파 건조는 재료에 대한 전자기장 분산, 재료의 손실 인자와 그 수분 함량에 의해 강하게 영향을 받는다는 것이 잘 알려져 있다. 이들 3가지 인자들은 이용 가능한 자원의 이용을 최적화하기 위해 시스템 설계자에 의해 최적의 방식으로 조합되어야 한다. MIMO 분석기가 산업 마이크로파 가열 공정에서 애플리케이터 설계자에게 매우 유용한 도구인 것은 바로 이러한 이유 때문이다.

Claims (16)

  1. 다중 모드 공진 공동인 MIMO 분석기(1)에 있어서,
    신호 전송 시스템을 신호 수신 시스템으로부터 분리하며 스위칭 부재(4)를 구비하는 부재(2)와;
    하나 또는 복수 개의 모드 교반기(6)와;
    하나 또는 복수 개의 렌즈(7)와;
    하나의 문(12) 및;
    신호 전송 소자와 신호 수신 소자를 포함하는 MIMO 분석기.
  2. 제1항에 있어서,
    다양한 형상을 가지는 신호 수신 서브시스템으로부터 신호 전송 서브시스템을 나누고, 복수 개의 슬롯이 공진 공동에서의 전자기장을 변경시키기 위해 개방 및 폐쇄될 수 있는 요소를 가지는 것을 특징으로 하는 MIMO 분석기로 불리는 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전자기장이 오직 부분적으로만 통과할 수 있도록 비금속 재료 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 요소.
  4. 제2항에 있어서,
    일부의 슬롯은 동시에 개방 및 폐쇄될 수 있으며, 이들 슬롯은 개방, 폐쇄 또는 반개방 상태로 유지될 수 있는 것을 특징으로 하는 요소.
  5. 제1항에 있어서,
    비금속 모드 교반기(6)를 가지고 있어 이를 통해 전자기장이 부분적으로 통과할 수 있는 것을 특징으로 하는 MIMO 분석기로 불리는 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    공진 공동 내측에서 상기 전자기장을 변경하기 위한 렌즈(7)를 가지는 것을 특징으로 하는 MIMO 분석기로 불리는 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    광대역 안테나(8)를 가지는 것을 특징으로 하는 MIMO 분석기로 불리는 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    무선 통신 시스템에 대한 여러 전파 환경을 에뮬레이트하기 위해 상기 MIMO 분석기 요소 중 일부를 독립적으로 또는 조합적으로 이용하는 절차.
  9. 무선 통신 시스템에 대한 여러 전파 환경을 에뮬레이트하기 위해 제1항에 기재된 MIMO 분석기를 이용하는 절차에 있어서,
    상기 MIMO 분석기 내측에는 손실을 가지는 재료를 도입하는 것을 특징으로 하는 절차.
  10. 무선 통신 시스템에 대한 여러 전파 환경을 에뮬레이트하기 위해 제1항에 기재된 MIMO 분석기를 이용하는 절차에 있어서,
    상기 MIMO 분석기의 외측에는 신호 수신 요소를 가지는 것을 특징으로 하는 절차.
  11. 제10항에 기재된 것과 유사한 절차에 있어서,
    다른 애퍼츄어 각도로 개방될 수 있는 문을 통해 전송 매체와 수신 매체 간의 통신을 설정하는 것을 특징으로 하는 절차.
  12. 제10항에 기재된 것과 유사한 절차에 있어서,
    상기 전송 소자와 상기 수신 소자 간의 통신을 하나 이상의 다중 모드 공진 공동의 벽에 위치된 하나 이상의 슬롯을 통해 설정하는 것을 특징으로 하는 절차.
  13. 무선 통신 시스템에 대한 다른 전파 환경을 에뮬레이트하기 위해 제1항에 기재된 MIMO 분석기를 이용하는 절차에 있어서,
    에뮬레이트된 전파 환경을 다른 것으로 변환할 수 있는 것을 특징으로 하는 절차.
  14. 무선 통신 시스템에 대한 여러 전파 환경을 에뮬레이트하기 위해 제1항에 기재된 MIMO 분석기를 이용하는 절차에 있어서,
    액체가 채워진 모형과 같이 인간의 존재를 에뮬레이트할 수 있는 요소를 가지는 것을 특징으로 하는 절차.
  15. 재료의 가열, 건조 및 경화의 마이크로파 원조 산업상 공정을 위한 MIMO 분석기에 있어서,
    제1항에 기재된 MIMO 분석기의 요소들 중 어느 것이나 이용하는 것을 특징으로 하는 MIMO 분석기.
  16. 재료의 가열, 건조 및 경화의 마이크로파 원조 산업 공정를 위해 제1항에 기재된 MIMO 분석기의 요소들 중 어느 것이나 이용하는 절차에 있어서,
    마이크로파 에너지를 이용하여 재료의 가열, 건조 및 경화 공정 동안 효율 또는 동질화를 증가시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 MIMO 분석기.

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