KR20150081537A - Apparatus for microwave frequency transmitting and receiving for microwave imaging - Google Patents

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KR20150081537A KR1020140001133A KR20140001133A KR20150081537A KR 20150081537 A KR20150081537 A KR 20150081537A KR 1020140001133 A KR1020140001133 A KR 1020140001133A KR 20140001133 A KR20140001133 A KR 20140001133A KR 20150081537 A KR20150081537 A KR 20150081537A
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이종문
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Abstract

A device to transceiver a radio wave for a radio wave image is capable of switching a transceiving channel and a transceiving mode of a plurality of antennas for transceiving a main radio wave signal by being connected to the antennas, and detecting phase shift data and amplitude change data of the main radio wave signal by a subject by comparing a comparative radio wave signal and the main radio wave signal, received from a receiving channel connected to the switched transceiving mode. The device includes a switching part switching the transceiving mode and the transceiving channel of the antennas for transceiving the main radio wave signal by being connected to the antennas.

Description

전파 영상을 위한 전파 송수신 장치{APPARATUS FOR MICROWAVE FREQUENCY TRANSMITTING AND RECEIVING FOR MICROWAVE IMAGING}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a radio wave transmitting /

아래의 설명은 전파 송수신 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 전파를 이용하여 피 측정물의 내부 영상을 비파괴로 복원하기 위해 전파를 송수신하는 전파 송수신 장치에 관한 것이다.The following description relates to a radio wave transmitting / receiving device, and more particularly, to a radio wave transmitting / receiving device for transmitting / receiving radio waves in order to nondestructively recover an internal image of a measured object by using radio waves.

종래의 비파괴로 피 측정물의 내부 영상을 얻는 기술로써, 전파(electromagnetic wave) 신호의 전파(propagation) 특성을 이용하여 피측정물 내부 유전율 및 도전율 분포를 영상화 하는 기술이 제안된 바 있다. 구체적으로 종래 전파 영상 장치는 원형으로 배치되는 다수의 전파 안테나들과, 이들 안테나 각각에 연결되어, 안테나로 수신되는 전파 신호들을 국부 발진 신호(LO:Local Oscillator)들과 결합하여 중간 주파수(IF:Intermediate Frequency) 신호들로 주파수 변환하는 신호 변환 모듈들을 포함한다. As a technique for obtaining the internal image of the object to be measured in a conventional non-destructive manner, there has been proposed a technique of imaging the dielectric constant and the conductivity distribution in the object to be measured by using the propagation characteristic of an electromagnetic wave signal. More specifically, the conventional radio wave imaging apparatus includes a plurality of circularly arranged radio wave antennas, and radio wave signals received by the antennas, which are coupled to the antennas, respectively, and combined with local oscillators (LOs) Intermediate Frequency (IF) signals.

이때 각각의 신호 변환 모듈은 국부 발진 신호 전력 분배기로부터 국부 발진 신호를 입력 받는데, 이 신호 경로로 전파 신호가 역류하여 채널간 격리(channel isolation) 특성을 저하시킬 우려가 있다. 이에 따라 전파 신호 측정의 정확도가 떨어지는 문제가 있다. At this time, each signal conversion module receives a local oscillation signal from a local oscillation signal power divider, and there is a possibility that a propagation signal flows back to this signal path, thereby deteriorating channel isolation characteristics. As a result, there is a problem that the accuracy of the measurement of the radio wave signal is lowered.

또한, 다수의 신호 변환 모듈들 각각은 전파 부품들로 구성되는데, 상기 전파 부품들 각각의 주파수 변환 이득, 수신 이득, 잡음 지수 등을 측정 주파수 대역에서 모두 일치시키는 것이 어렵기 때문에 이로 인해 전파 영상 장치 전체의 전파 신호 측정 정확도가 떨어질 수 있다.In addition, since each of the plurality of signal conversion modules is composed of radio wave components, it is difficult to match the frequency conversion gain, the reception gain, the noise figure, etc. of each of the radio wave components in the measurement frequency band. The accuracy of the entire radio signal measurement may be reduced.

전파 영상을 위한 전파 송수신 장치에서 국부 발진 신호 분배를 위한 전력 분배기로 주전파신호가 역류되는 것을 막을 수 있는 장치와 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. And it is an object of the present invention to provide an apparatus and a method capable of preventing a main wave signal from flowing back to a power divider for distributing a local oscillation signal in a radio wave transmitting / receiving apparatus for a radio wave image.

전파 영상을 위한 전파 송수신 장치의 동작 영역을 높이는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide a method for increasing the operating range of a radio wave transmitting / receiving device for a radio wave image.

전파 영상을 위한 전파 송수신 장치의 전파 신호 측정 정확도를 높이는 것을 목적으로 한다.And an object of the present invention is to improve the measurement accuracy of a radio wave signal of a radio wave transmitting / receiving device for radio wave images.

일실시예에 따른 전파 송수신 장치는 복수의 안테나에 연결되어 주전파신호를 송/수신하기 위해 상기 안테나의 송/수신 모드 및 송/수신 채널을 스위칭하는 스위칭부; 상기 스위칭 된 수신 모드와 연결된 수신 채널로부터 주전파신호를 수신하여 피측정물에 의한 상기 주전파신호의 진폭 변화 데이터 및 위상 변화 데이터를 검출하는 검출부;를 포함할 수 있다.A radio wave transmitting / receiving apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention includes a switching unit connected to a plurality of antennas to switch a transmission / reception mode and a transmission / reception channel of the antenna to transmit / receive a main wave signal; And a detector for receiving the main wave signal from the receiving channel connected to the switched receiving mode and detecting amplitude variation data and phase variation data of the main wave signal by the measured object.

일실시예에 따른 스위칭부는 상기 복수의 안테나 중 하나의 안테나가 송신 모드로 스위칭되면 나머지 안테나들은 수신 모드로 스위칭하고, 상기 송신 모드로 스위칭 된 안테나는 송신 채널에 연결하고, 나머지 안테나는 수신채널에 연결할 수 있다.When one antenna of the plurality of antennas switches to the transmission mode, the switching unit switches the remaining antennas to the reception mode, the antenna switched to the transmission mode connects to the transmission channel, and the remaining antennas are connected to the reception channel You can connect.

일실시예에 따른 하나의 안테나는 상기 송신 모드로 스위칭 된 안테나와 수신 모드로 스위칭 된 나머지 안테나 간의 거리에 따라 서로 다른 주전파신호의 세기를 송신받을 수 있다.One antenna may transmit different intensities of main signals depending on the distances between the antennas switched to the transmission mode and the remaining antennas switched to the reception mode.

일실시예에 따른 스위칭부는 상기 검출부가 나머지 안테나로부터 주전파신호를 순차적으로 수신 채널을 통해 수신하면, 상기 나머지 안테나 중 하나의 안테나를 송신 모드로 스위칭하고, 송신 모드로 스위칭 되었던 이전의 안테나를 수신 모드로 스위칭할 수 있다.The switching unit switches the antenna of one of the remaining antennas to the transmission mode when the detection unit sequentially receives the main wave signals from the remaining antennas through the reception channel and transmits the previous antenna that has been switched to the transmission mode to the reception mode .

일실시예에 따른 검출부는 상기 주전파신호와 전파 송수신 장치의 내부 경로를 통과한 비교전파신호를 비교하여 피측정물에 의한 상기 주전파신호의 진폭 변화 및 위상 변화를 검출할 수 있다.The detecting unit may detect a change in the amplitude and a phase of the main wave signal by the measured object by comparing the main wave signal with a comparison radio wave signal that has passed through the internal path of the radio wave transmitting / receiving apparatus.

일실시예에 따른 주전파신호는 상기 검출부에 수신 채널을 통해 수신되어 잡음이 최소화되고, 기 설정된 기준 신호에 기초하여 생성된 주국부발진신호와 결합되어 중간 주파수를 가질 수 있다.The main-frequency signal according to an exemplary embodiment may be received at the detection unit through the receive channel to minimize noise, and may have an intermediate frequency in combination with the main local oscillation signal generated based on the predetermined reference signal.

일실시예에 따른 비교전파신호는 기 설정된 기준 신호에 기초하여 생성된 비교전파신호와 기 설정된 기준신호에 기초하여 생성된 비교국부발진신호가 결합되어 중간주파수를 가질 수 있다.The comparison radio wave signal according to an exemplary embodiment may have an intermediate frequency by combining a comparison radio wave signal generated based on a preset reference signal and a comparison local oscillation signal generated based on a predetermined reference signal.

일실시예에 따른 전파 송수신 장치는 상기 검출된 주전파신호의 진폭 변화 데이터 및 위상 변화 데이터를 전파 영상으로 복원할 수 있는 영상 복원 장치에 전달하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The radio wave transmitting / receiving apparatus according to an embodiment may further include a controller for transmitting amplitude variation data and phase variation data of the detected main wave signal to an image restoration device capable of restoring the propagation image.

전파 영상을 위한 전파 송수신 장치에서 LO 전력 분배기와 다수의 IF 신호 변환 모듈을 구비한 종래의 방법에서 하나의 신호 변환 모듈과 채널 스위치를 이용하여 구현함으로써, 채널간 측정 오차 및 채널 간 간섭을 막을 수 있다. 이에 따라 전파 신호 측정 정확도를 더 높일 수 있는 효과가 있다. 또한 송신 신호의 세기를 변화시킴으로써 전파 송수신 장치의 동작 영역도 확대할 수 있다.In a conventional method using an LO power divider and a plurality of IF signal converting modules in a radio wave transmitting / receiving device for a radio wave image, one signal converting module and a channel switch are used to prevent interchannel measurement error and interchannel interference have. Accordingly, the accuracy of measurement of the radio wave signal can be further increased. Further, by changing the intensity of the transmission signal, the operation area of the radio wave transmitting / receiving device can be enlarged.

또한, 설계 구조가 간단해질 수 있기 때문에, 생산 비용을 절감하는 것도 가능할 수 있다.In addition, since the design structure can be simplified, it is also possible to reduce the production cost.

일실시예에 따른 도 1은 전파 송수신 장치의 전체 구성도를 도시한 도면이다.
일실시예에 따른 도 2는 전파 송수신 장치의 세부 구성을 도시한 도면이다.
일실시예에 따른 도 3은 전파 송수신 장치에 포함된 스위칭부의 세부 구성을 도시한 도면이다.
일실시예에 따른 도 4는 전파 송수신 방법을 도시한 흐름도이다.1 is a diagram showing an overall configuration of a radio wave transmitting / receiving apparatus according to an embodiment.
2 is a diagram illustrating a detailed configuration of a radio wave transmitting / receiving apparatus according to an embodiment.
3 is a diagram illustrating a detailed configuration of a switching unit included in the radio wave transmitting / receiving apparatus according to one embodiment.
4 according to one embodiment is a flow chart showing a radio wave transmitting and receiving method.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

일실시예에 따른 도 1은 전파 송수신 장치의 전체 구성도를 도시한 도면이다.1 is a diagram showing an overall configuration of a radio wave transmitting / receiving apparatus according to an embodiment.

도 1을 참고하면, 전파 송수신 장치(101)는 피 측정물(104)의 내부 영상을 비파괴로 복원하기 위해 전파 송수신 장치(101)로부터 발생하는 주전파신호를 이용할 수 있다. 구체적으로, 전파 송수신 장치(101)는 전파 노출 수조(102) 내부에 위치한 피 측정물에 주전파신호를 노출시킬 수 있다. 이 때, 주전파신호는 전파 송수신 장치(101)와 연결된 전파 연결선을 지나, 전파 노출 수조(102) 내부에 위치한 안테나(30a)를 통해 피 측정물(103)에 노출될 수 있다.Referring to FIG. 1, the radio wave transmitting / receiving device 101 can use a main wave signal generated from the radio wave transmitting / receiving device 101 to nondestructively recover an internal image of the measured object 104. Specifically, the radio wave transmitting / receiving device 101 can expose the main wave signal to the measured object located inside the radio wave exposure water tank 102. At this time, the main wave signal passes through a radio wave connection line connected to the radio wave transmitting / receiving device 101, and can be exposed to the measured object 103 through the antenna 30a located inside the radio wave exposure water tank 102.

주전파신호는 피 측정물(103)를 통과하면서 주전파신호의 세기 및 위상이 변화될 수 있다. 다시 말해, 주전파신호는 피 측정물(103)의 내부를 통과하면서 전파 세기가 감쇄되고, 위상 값이 변경될 수 있다.The intensity and phase of the main wave signal can be changed while the main wave signal passes through the object to be measured 103. [ In other words, the main wave signal passes through the inside of the object to be measured 103, the propagation intensity is attenuated, and the phase value can be changed.

전파 송수신 장치(101)는 안테나(30h)와 연결된 전파 연결선을 통해 피 측정물(103)의 내부를 통과하여 변화된 주전파신호를 입력 받을 수 있다. 여기서, 안테나(30a)와 안테나(30h)는 서로 다른 안테나로써 안테나의 모드에 따라 송신 모드로 동작하거나, 수신 모드로 동작할 수 있다.The radio wave transmitting / receiving device 101 can receive the main wave signal changed through the inside of the measured object 103 through the radio wave connecting line connected to the antenna 30h. Here, the antenna 30a and the antenna 30h are different from each other and operate in the transmission mode or the reception mode according to the mode of the antenna.

전파 노출 수조(102)는 피 측정물(103)과 안테나들(30a), (30h)와의 임피던스 정합을 위해 결합용액(104)이 채워질 수 있다. 일례로, 전파 노출 수조(102)는 안테나들(30a)로부터 노출되는 주전파신호가 피 측정물(103)에 전달되고 피 측정물(103)을 통과한 주전파신호가 안테나(30h)에 전달되는 과정에서 발생하는 임피던스 정합을 보다 정확하게 하기 위해 결합용액(104)을 포함할 수 있다.The radio wave exposure water tank 102 may be filled with the bonding solution 104 for impedance matching between the object to be measured 103 and the antennas 30a and 30h. For example, in the radio wave exposure water tank 102, a main wave signal transmitted from the antennas 30a is transmitted to the measured object 103 and a main wave signal transmitted through the measured object 103 is transmitted to the antenna 30h The coupling solution 104 may be included to more precisely match the impedance generated in the semiconductor device.

그리고, 안테나들(30a), (30h)은 피 측정물(103)을 주변으로 배치될 수 있다. 일례로, 안테나들(30a), (30h)은 원형으로 피 측정물(103)을 둘러 싸듯이 배치될 수 있다. 안테나들(30a), (30h)이 피 측정물(103)을 주변으로 배치되는 이유는 안테나들(30a), (30h)로 연결된 전파 연결선으로부터 얻는 주전파신호에 대한 측정값들이 많을수록 좀 더 해상도가 높은 전파 영상을 얻을 수 있기 때문일 수 있다. 이 때, 측정값은 피 측정물(103)을 통과하면서 변화된 주전파신호의 세기 및 위상을 의미할 수 있다.The antennas 30a and 30h can be disposed around the measured object 103. [ For example, the antennas 30a and 30h may be arranged so as to surround the measured object 103 in a circular shape. The reason why the antennas 30a and 30h are arranged around the measured object 103 is that the more the measured values of the main wave signal obtained from the radio wave connecting line connected to the antennas 30a and 30h are, It is possible to obtain a high propagation image. In this case, the measured value may mean the intensity and phase of the main wave signal changed while passing through the measured object 103.

전파 송수신 장치(101)는 피 측정물(103)의 내부를 통과하여 변화된 주전파신호를 입력 받아, 피측정물에 의한 주전파신호의 진폭 변화 데이터 및 위상 변화 데이터를 검출할 수 있다.The radio wave transmitting / receiving device 101 can receive the main wave signal changed through the inside of the measured object 103 and detect the amplitude change data and phase change data of the main wave signal by the measured object.

그리고, 전파 송수신 장치(101)는 검출된 주전파신호의 진폭 변화 데이터 및 위상 변화 데이터를 전파 영상으로 복원할 수 있는 영상 복원 장치(105)에 전달할 수 있다. 영상 복원 장치(105)는 전달된 주전파신호의 진폭 변화 데이터 및 위상 변화 데이터를 이용하여 피 측정물 내부의 유전율 및 도전율 분포 영상을 계산할 수 있다.
Then, the radio wave transmitting / receiving device 101 can transmit the amplitude change data and the phase change data of the detected main wave signal to the image restoration device 105 capable of restoring the propagation image. The image restoring device 105 can calculate the permittivity and conductivity distribution images in the measured object using the amplitude change data and the phase change data of the transmitted main wave signal.

일실시예에 따른 도 2는 전파 송수신 장치의 세부 구성을 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a detailed configuration of a radio wave transmitting / receiving apparatus according to an embodiment.

도 2를 참고하면, 전파 송수신 장치(201)는 스위칭부(202), 검출부(203), 제어부(204)를 포함할 수 있다.2, the radio wave transmitting / receiving apparatus 201 may include a switching unit 202, a detecting unit 203, and a control unit 204. [

스위칭부(202)는 피 측정물의 내부 영상을 비파괴로 복원하기 위한 주전파신호(RF1)를 송신 전파 연결선(213)을 통해 전송받을 수 있다. 구체적으로, 주전파신호(RF1)는 기준신호발생기(205)로부터 발생되는 신호를 기준으로 생성될 수 있다. 기준신호발생기(205)는 전파송수신 장치에서 사용되는 모든 전파 신호의 기준 신호를 발생하는 장치일 수 있다. 일례로, 기준신호발생기(205)는 OCXO(Oven Controlled Crystal Oscillator)를 사용할 수 있으며, 10MHz의 기준 주파수를 사용할 수 있다.The switching unit 202 may receive the main RF signal RF1 for restoring the internal image of the object nondestructively through the transmission radio wave connection line 213. [ More specifically, the main RF signal RF1 may be generated based on a signal generated from the reference signal generator 205. [ The reference signal generator 205 may be a device for generating reference signals of all the radio signals used in the radio wave transmitting and receiving apparatus. For example, the reference signal generator 205 may use an OCXO (Oven Controlled Crystal Oscillator) and use a reference frequency of 10 MHz.

그리고, 전파신호주파수합성기(206)는 기준신호발생기(205)로부터 기준신호를 입력 받아 주전파신호(RF1)와 비교전파신호(RF2)로 합성할 수 있다. 여기서, 주전파신호(RF1)는 피 측정물(103)로 노출되기 위한 신호일 수 있고, 비교전파신호(RF2)는 피 측정물(103)로 노출된 주전파신호(RF1)의 세기 및 위상의 변화 정도를 비교하기 위한 신호일 수 있다. 일 예로 전파신호주파수합성기(206)는 3~6 GHz 의 전파 신호를 사용할 수 있다.The radio signal frequency synthesizer 206 receives the reference signal from the reference signal generator 205 and synthesizes the main signal RF1 and the comparison radio signal RF2. Here, the main RF signal RF1 may be a signal to be exposed to the measured object 103, and the comparative radio wave signal RF2 may be a signal indicating a degree of change in intensity and phase of the main RF signal RF1 exposed to the measured object 103 Lt; / RTI > For example, the radio signal frequency synthesizer 206 may use a radio signal of 3 to 6 GHz.

또한 국부신호주파수합성기(207)는 기준신호발생기(205)에서 발생한 기준신호를 입력 받아 주국부발진신호(LO1)과 비교국부발진신호(LO2)로 합성할 수 있다. 주국부발진신호(LO1)는 주전파신호(RF1)와 결합하기 위한 신호이고, 비교국부발진신호(LO2)는 비교전파신호(RF2)와 결합하기 위한 신호일 수 있다.The local signal frequency synthesizer 207 receives the reference signal generated by the reference signal generator 205 and synthesizes the main local oscillation signal LO1 and the comparison local oscillation signal LO2. The main local oscillation signal LO1 may be a signal for coupling with the main radio signal RF1 and the comparison local oscillation signal LO2 may be a signal for coupling with the comparison radio signal RF2.

그리고, 주전파신호(RF1)와 비교전파신호(RF2)는 동일한 주파수일 수 있다. 주국부발진신호(LO1)와 비교국부발진신호(LO2)는 동일한 주파수일 수 있다. 주전파신호(RF1)과 주국부발진신호(LO1)의 주파수 차이는 중간주파수(IF1)와 같을 수 있다. 여기서, 중간주파수(IF1)와 중간주파수(IF2)는 동일 주파수 일 수 있다. 일례로, 중간주파수(IF1)와 중간주파수(IF2)는 10.7MHz가 사용될 수 있다.The main radio signal RF1 and the comparison radio signal RF2 may be the same frequency. The main local oscillation signal LO1 and the comparison local oscillation signal LO2 may be the same frequency. The frequency difference between the main-frequency signal RF1 and the main local oscillation signal LO1 may be equal to the intermediate frequency IF1. Here, the intermediate frequency IF1 and the intermediate frequency IF2 may be the same frequency. For example, the intermediate frequency IF1 and the intermediate frequency IF2 may be 10.7 MHz.

전파신호주파수합성기(207)에서 발생된 주전파신호(RF1)는 가변감쇄기(208)를 통과하면서 전파 세기가 조절되고 전력증폭기(209)를 통과하면서 전파 세기가 증폭되어 스위칭부(202)를 통해 안테나로 송신될 수 있다. The main signal RF1 generated by the radio signal frequency synthesizer 207 passes through the variable attenuator 208 and the intensity of the radio wave is adjusted so that the intensity of the radio wave is amplified while passing through the power amplifier 209, Lt; / RTI >

구체적으로, 안테나들은 송신 모드로 동작하는 하나의 안테나(30a)와 나머지 안테나들(30b-30h)이 순차적으로 수신 모드로 동작하는 안테나로 설정될 수 있다. 그리고, 가변감쇄기(208)는 각 안테나에 따라 가변감쇄기(208)의 값을 변화하여 수신되는 신호의 크기가 일정 범위 안에 안정적으로 들어올 수 있도록 전파 세기를 조정할 수 있다. 다시 말해, 안테나(30b)가 수신 모드의 안테나로 동작할 경우에 가변감쇄기(208)의 값을 크게 하여 송신되는 주전파신호의 세기가 작아지도록 하고 안테나(30e)가 수신 모드의 안테나로 동작할 경우에는 가변감쇄기(208)의 값을 작게 하여 송신되는 주전파신호의 세기를 크게 할 수 있다. 가변감쇄기(208)는 각각의 수신 모드로 동작하는 안테나 위치에 따라 수신 전파 신호의 세기를 일정 범위 안에 들어 오도록 할 수 있다.Specifically, the antennas may be set as an antenna in which one antenna 30a operating in the transmission mode and the remaining antennas 30b-30h operate sequentially in the reception mode. The variable attenuator 208 may vary the value of the variable attenuator 208 according to each antenna to adjust the intensity of the received signal so that the magnitude of the received signal can stably come within a certain range. In other words, when the antenna 30b operates as an antenna of the reception mode, the value of the variable attenuator 208 is increased so that the intensity of the transmitted main signal is reduced. When the antenna 30e operates as an antenna of the reception mode The value of the variable attenuator 208 can be decreased to increase the intensity of the transmitted main wave signal. The variable attenuator 208 may cause the intensity of the received radio wave signal to fall within a certain range according to the position of the antenna operating in each reception mode.

이 때, 주전파신호(RF1)는 복수의 안테나(30a ~ 30h) 중 선택된 하나의 안테나로 송신될 수 있다. 일례로, 주전파신호(RF1)는 복수의 안테나(30a ~ 30h) 중 하나의 안테나(30c)로 전파 연결선(50c)를 통해 송신될 수 있다.At this time, the main RF signal RF1 may be transmitted to a selected one of the plurality of antennas 30a to 30h. For example, the main RF signal RF1 may be transmitted through the radio wave connection line 50c to one of the plurality of antennas 30a to 30h.

이때, 스위칭부(202)는 복수의 안테나 중 하나의 안테나가 송신 모드로 스위칭할 수 있으며, 나머지 안테나들은 수신 모드로 스위칭할 수 있다. 그리고, 송신 모드로 스위칭 된 안테나는 송신 채널에 연결되고, 나머지 안테나는 수신채널에 연결될 수 있다. 스위칭부(202)의 세부 구성은 도 3을 통해 자세히 설명하도록 한다.At this time, the switching unit 202 can switch one antenna of the plurality of antennas to the transmission mode, and switch the remaining antennas to the reception mode. An antenna switched to a transmission mode may be connected to a transmission channel, and the remaining antennas may be connected to a reception channel. The detailed configuration of the switching unit 202 will be described in detail with reference to FIG.

그리고 하나의 안테나로 송신된 주전파신호(RF1)는 피 측정물(103)을 통과하여 안테나(30a ~ 30h)를 통해 스위칭부(202)로 수신될 수 있다. 그리고, 스위칭부(202)로 스위칭된 주전파신호(RF1)는 수신 전파 연결선(214)를 통해 저잡음증폭기(210)를 통과하면서 증폭되어 주신호주파수변환기(211)에서 중간주파수(IF1)로 변환될 수 있다. 이 때, 주신호주파수변환기(211)는 국부신호주파수합성기(207)로부터 입력받은 주국부발진신호(LO1)와 주전파신호(RF1)를 결합하여 중간주파수(IF1)로 변환될 수 있다.The main RF signal RF1 transmitted through one antenna can be received by the switching unit 202 through the antenna 30a through 30h through the object to be measured 103. [ The main RF signal RF1 switched to the switching unit 202 is amplified while passing through the low noise amplifier 210 through the reception radio wave connection line 214 and converted into the intermediate frequency IF1 from the main signal frequency converter 211 . At this time, the main signal frequency converter 211 may be converted into the intermediate frequency IF1 by combining the main local oscillation signal LO1 and the main RF signal RF1 received from the local signal frequency synthesizer 207. [

한편, 비교신호주파수변환기(212)는 비교전파신호(RF2)와 비교국부발진신호(LO2)를 결합하여 중간주파수(IF2)로 변환할 수 있다. 이때, 비교전파신호(RF2)는 주전파신호(RF1)와는 달리 전파 송수신 장치(201)의 내부 경로를 통과한 신호로써, 신호의 변화가 발생하지 않은 신호일 수 있다. Meanwhile, the comparison signal frequency converter 212 may convert the comparison radio frequency signal RF2 and the comparison local oscillation signal LO2 into an intermediate frequency IF2. At this time, the compared radio wave signal RF2 is a signal that has passed through the internal path of the radio wave transmitting / receiving device 201, unlike the main RF signal RF1, and can be a signal in which no signal change occurs.

여기서, 주신호주파수변환기(211) 및 비교신호주파수변환기(212)는 혼합기(frequency mixer), 증폭기 및 저역통과여파기(low pass filter) 등으로 구성될 수 있다.Here, the main signal frequency converter 211 and the comparison signal frequency converter 212 may be composed of a frequency mixer, an amplifier, and a low pass filter.

그리고, 검출부(203)는 중간주파수(IF1)와 중간주파수(IF2)의 진폭과 위상을 검출하고, 비교하여 피 측정물(103) 내부에서 변화된 주전파신호의 진폭 변화 데이터 및 위상 변화 데이터를 검출할 수 있다.The detection unit 203 detects the amplitude and phase of the intermediate frequency IF1 and the intermediate frequency IF2 and detects the amplitude variation data and the phase variation data of the main wave signal changed inside the measured object 103 .

제어부(204)는 전파 송수신 장치(201)의 내부 구성 요소들을 제어하며 검출부(203)에서 검출한 데이터를 데이터 연결선을 통해 영상복원장치(105)로 전달할 수 있다. 제어부(204)의 자세한 사항은 도 3을 통해 설명하도록 한다.
The control unit 204 controls internal components of the radio wave transmitting / receiving apparatus 201 and can transmit the data detected by the detecting unit 203 to the image restoring apparatus 105 through a data connection line. Details of the control unit 204 will be described with reference to FIG.

일실시예에 따른 도 3은 전파 송수신 장치에 포함된 스위칭부의 세부 구성을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a detailed configuration of a switching unit included in the radio wave transmitting / receiving apparatus according to one embodiment.

도 3을 참고하면, 스위칭부(202)는 안테나들과 각각 연결되어 송신 모드 혹은 수신 모드로 모드의 변환이 가능한 모드 변환 스위치들(303a-303h)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the switching unit 202 may include mode change switches 303a to 303h, which are connected to the antennas and are capable of changing the mode to a transmission mode or a reception mode, respectively.

그리고, 스위칭부(202)는 송신 모드로 동작하는 안테나와 연결되어 송신 전파 연결선(213)을 통해 송신되는 주전파신호를 송신하는 송신 채널(301) 및 수신 모드로 동작하는 안테나와 연결되어 안테나로부터 주전파신호를 수신하는 수신 채널(302)을 포함할 수 있다. 그리고, 검출부는 수신 채널(302)로 수신된 주전파신호를 수신 전파 연결선(214)을 통해 수신할 수 있다.The switching unit 202 is connected to an antenna operating in a transmission mode and is connected to a transmission channel 301 for transmitting a main wave signal transmitted through a transmission radio wave connection line 213 and an antenna operating in a reception mode, And a receive channel 302 for receiving signals. The detection unit may receive the main wave signal received through the reception channel 302 through the reception radio wave connection line 214.

그리고, 송신 채널(301)은 송신 전파 연결선(213)을 통해 주전파신호를 송신하는 하나의 송신입력단과 안테나의 개수와 동일한 개수를 갖는 송신출력단을 포함할 수 있다. 송신 채널(301)은 복수의 안테나 중 송신 모드로 동작하는 안테나에 대응하는 송신출력단과 하나의 송신입력단을 연결시킬 수 있다. 그리고, 스위칭부(202)는 하나의 송신입력단과 연결된 송신출력단을 이용하여 안테나에 주전파신호를 송신할 수 있다. 다시 말해, 송신 채널(301)은 송신 입력단으로 입력되는 주전파신호를 송신 모드 상태의 모드 변환 스위치와 연결된 송신 출력단으로 출력할 수 있다.The transmission channel 301 may include one transmission input terminal for transmitting the main wave signal through the transmission radio wave connection line 213 and a transmission output terminal having the same number as the number of the antennas. The transmission channel 301 may connect one transmission input end to a transmission output end corresponding to an antenna operating in a transmission mode among a plurality of antennas. The switching unit 202 may transmit a main wave signal to the antenna using a transmission output terminal connected to one transmission input terminal. In other words, the transmission channel 301 can output the main wave signal input to the transmission input terminal to a transmission output terminal connected to the mode conversion switch in the transmission mode state.

또한, 수신 채널(302)은 검출부가 수신 전파 연결선(214)을 통해 주전파신호를 수신하는 하나의 수신 출력단과 안테나의 개수와 동일한 개수를 갖는 수신 입력단을 포함할 수 있다. 수신 채널(302)은 송신 모드로 동작하는 안테나를 제외한 나머지 안테나로부터 주전파신호를 순차적으로 수신할 수 있다. 그리고, 검출부는 순차적으로 수신한 주전파신호를 수신할 수 있다. 다시 말해, 수신 채널(302)은 수신 모드 상태의 모드 변환 스위치와 연결된 수신 입력단 들 중 하나로 입력되는 주전파신호를 수신 출력단으로 출력할 수 있다.In addition, the reception channel 302 may include a reception input end having a number equal to the number of antennas and one reception output end through which the detection unit receives the main wave signal through the reception radio wave connection line 214. The receiving channel 302 can sequentially receive the main wave signals from the remaining antennas except the antenna operating in the transmitting mode. Then, the detecting unit can receive sequentially received main wave signals. In other words, the receiving channel 302 may output a main wave signal input to one of the receiving input terminals connected to the mode conversion switch in the receiving mode state to the receiving output terminal.

여기서, 일실시예에 따른 전파 송수신 장치의 안테나들은 송신채널을 통해 출력되어 하나의 주파수변환장치와 연결될 수 있다. 이로서, 안테나들은 주파수변환장치에서의 누설로 인한 전파 검출 오류 및 정확도 저하를 최소화 할 수 있으며 이를 통해 주전파신호를 정확하게 측정할 수 있다.Here, the antennas of the radio wave transmitting / receiving apparatus according to an exemplary embodiment may be output through a transmission channel and connected to one frequency conversion device. Accordingly, the antennas can minimize the radio wave detection error and the accuracy degradation due to the leakage in the frequency conversion device, and thereby can accurately measure the main wave signal.

제어부는 스위칭부(202)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 일례로, 제어부는 복수의 안테나 중 하나의 안테나에 대한 모드 변환 스위치(303a)를 송신 모드로 변환하고, 나머지 안테나들의 모드 변환 스위치(303b-303h)를 수신 모드로 설정되도록 제어할 수 있다. 그리고, 송신 채널(301)은 송신 전파 연결선(213)으로 입력되는 주전파신호를 하나의 안테나와 연결된 송신 출력단으로 출력하도록 제어할 수 있다. 또한, 수신 채널(302)을 제어하여 나머지 안테나와 연결되는 수신 입력단들을 순차적으로 수신 전파 연결선(214)에 연결하여 주전파신호를 수신되도록 할 수 있다. 이 때, 수신되는 주전파신호는 하나의 안테나에서 송신된 주전파신호가 피 측정물을 통과하여 변화된 신호일 수 있다.The control unit may control the switching operation of the switching unit 202. [ For example, the control unit may convert the mode changeover switch 303a for one of the plurality of antennas into a transmit mode, and control the mode changeover switches 303b-303h of the remaining antennas to be set to the receive mode. The transmission channel 301 can control the main wave signal input to the transmission radio wave connection line 213 to be outputted to a transmission output terminal connected to one antenna. In addition, the receiving channel 302 may be controlled so that the receiving input terminals connected to the remaining antennas are sequentially connected to the receiving radio wave receiving line 214 to receive the main wave signal. At this time, the received main wave signal may be a signal in which the main wave signal transmitted from one antenna is changed by passing through the measured object.

그리고, 수신 모드로 동작하는 나머지 안테나를 통해 주전파신호를 모두 수신하면, 제어부는 나머지 안테나 중 새로운 하나의 안테나를 송신모드로 설정할 수 있다. 그리고, 제어부는 새롭게 설정된 하나의 안테나를 제외하고 나머지 안테나들이 수신 모드로 설정되도록 모드 변환 스위치(303a, 303c, …, 303h)를 제어할 수 있다. 이후에는 제 1 안테나(30a)가 송신모드로 설정되었을 때와 동일하게 동작할 수 있다.When all the main signals are received through the remaining antennas operating in the reception mode, the control unit can set one new antenna among the remaining antennas to the transmission mode. The controller may control the mode change switches 303a, 303c, ..., 303h so that the remaining antennas are set to the receive mode except for the newly set one antenna. Thereafter, it can operate in the same manner as when the first antenna 30a is set to the transmission mode.

즉, n개의 안테나들로 구성된 전파 영상 장치인 경우, 제어부는 총 n개의 안테나들이 송신모드로 동작 되도록 스위칭 제어하고, 하나의 안테나가 송신 모드로 동작할 때 n-1개의 수신 모드 안테나들로부터 순차적으로 전파 신호를 수신하도록 제어할 수 있다.That is, in the case of a radio wave imaging apparatus composed of n antennas, the control unit controls switching operations so that a total of n antennas operate in a transmission mode, and when one antenna operates in a transmission mode, To receive the radio wave signal.

또한, 원형으로 배치된 안테나들은 송신 모드로 동작하는 안테나와 수신 모드로 동작하는 안테나 사이의 거리에 따라서 전파 감쇄량이 다르게 적용될 수 있다. 일 예로 전파노출수조 내부의 결합용액이 13-부틸렌 글리콜(13-Butylen Glycol)이고, 지름 150mm 원형으로 안테나들이 등각도 간격으로 8개가 배치되는 경우, 6GHz 주전파신호는 송신 모드로 동작하는 안테나에서 가장 인접한 수신 모드로 동작하는 안테나까지 전파가 65dB 정도 감쇄하고, 가장 먼 수신 모드로 동작하는 안테나까지 전파가 130dB 정도 감쇄할 수 있다. 다시 말해, 수신 안테나는 각각의 위치에 따라 전파 감쇄량 값 차이가 많이 나고 이로 인하여 전파 수신기의 광범위의 동작영역(dynamic range) 특성이 요구 될 수 있다.In addition, the circularly arranged antennas can be applied with different propagation attenuation depending on the distance between the antenna operating in the transmission mode and the antenna operating in the reception mode. For example, if the coupling solution in the radio wave exposure water tank is 13-Butylene Glycol and the antenna is circular with a diameter of 150 mm and eight antennas are arranged at equi-angular intervals, the 6 GHz main wave signal is transmitted from the antenna operating in the transmission mode The radio wave is attenuated by 65dB to the antenna operating in the nearest reception mode and the radio wave can be attenuated by 130dB to the antenna operating in the farthest reception mode. In other words, the receiving antenna has a large difference in the value of the attenuation amount depending on each position, which may require a wide dynamic range characteristic of the radio receiver.

따라서, 제어부는 가변감쇄기(208)를 이용하여 광범위의 동작영역 특성을 위해 사용할 수 있다.
Accordingly, the control unit can use the variable attenuator 208 for a wide range of operating range characteristics.

일실시예에 따른 도 4는 전파 송수신 방법을 도시한 흐름도이다.4 according to one embodiment is a flow chart showing a radio wave transmitting and receiving method.

단계(401)에서 전파 송수신 장치는 복수의 안테나 중 하나의 안테나를 송신 모드로 동작하기 위한 안테나로 설정할 수 있다.In step 401, the radio wave transmitting / receiving device may set one of the plurality of antennas as an antenna for operating in the transmission mode.

단계(402)에서 전파 송수신 장치는 송신 모드로 설정된 하나의 안테나를 제외한 나머지 안테나에 대하여 수신 모드로 설정할 수 있다. 그리고, 전파 송수신 장치는 수신 모드로 설정된 나머지 안테나 중 주전파신호를 수신하기 위한 하나의 안테나를 설정할 수 있다.In step 402, the radio wave transmitting / receiving apparatus can set the receiving mode for the remaining antennas excluding one antenna set to the transmitting mode. The radio wave transmitting / receiving device may set one antenna for receiving the main wave signal among the remaining antennas set to the receiving mode.

단계(403)에서 전파 송수신 장치는 송신 모드로 동작하는 안테나와 수신 모드로 설정되고, 주전파신호를 수신하기 위한 하나의 안테나 간의 거리에 따라 감쇄기 값을 설정할 수 있다.In step 403, the radio wave transmitting / receiving device is set to an antenna operating in a transmission mode and a receiving mode, and an attenuator value can be set according to a distance between one antenna for receiving a main wave signal.

단계(404)에서 전파 송수신 장치는 거리에 따라 설정된 감쇄기 값에 대응하여 송신 모드로 동작하는 안테나를 통해 피 측정물로 주전파신호를 송신할 수 있다.In step 404, the radio wave transmitting / receiving device can transmit the main wave signal to the measured object through the antenna operating in the transmission mode corresponding to the attenuator value set according to the distance.

단계(405)에서 전파 송수신 장치는 피 측정물을 통과한 주전파신호를 주전파신호를 수신하기 위한 하나의 안테나를 통해 수신할 수 있다.In step 405, the radio wave transmitting / receiving device can receive the main wave signal that has passed through the measured object through one antenna for receiving the main wave signal.

단계(405)에서는 전파 송수신 장치는 수신한 주전파신호의 진폭 변화 데이터와 위상 변화 데이터를 검출할 수 있다. 이 때, 전파 송수신 장치는 복수의 나머지 안테나 중 순차적으로 하나의 안테나를 통해서 주전파신호를 수신할 수 있다.In step 405, the radio wave transmitting / receiving device can detect the amplitude change data and the phase change data of the received main wave signal. At this time, the radio wave transmitting / receiving apparatus can receive the main wave signal sequentially through one antenna among the plurality of remaining antennas.

단계(406)에서 전파 송수신 장치는 나머지 안테나에 대하여 순차적으로 주전파신호를 모두 수신한 경우, 수신 모드로 동작하는 나머지 안테나 중 송신 모드로 동작할 하나의 안테나를 선택할 수 있다. 그리고, 전파 송수신 장치는 선택된 하나의 안테나를 수신 모드에서 송신 모드로 변경할 수 있다. 또한, 새롭게 송신 모드로 변경된 안테나를 제외한 나머지 안테나는 수신 모드로 변경할 수 있다.In step 406, when the radio wave transmitting / receiving apparatus sequentially receives all the main wave signals for the remaining antennas, one of the remaining antennas operating in the receiving mode can be selected to operate in the transmitting mode. Then, the radio wave transmitting / receiving device can change the selected one antenna from the reception mode to the transmission mode. In addition, the remaining antennas other than the antennas changed to the new transmission mode can be changed to the reception mode.

단계(407)에서 전파 송수신 장치는 복수의 안테나가 모두 송신 모드로 설정되어, 동작할 때까지 안테나들의 모드를 변경하여 전파 신호를 송수신하는 과정을 반복할 수 있다.In step 407, the radio wave transmitting / receiving device can repeat the process of transmitting / receiving the radio wave signal by changing modes of the antennas until the plurality of antennas are all set to the transmission mode.

단계(408)에서 전파 송수신 장치는 모든 안테나들이 송신 모드로 동작 한 경우, 수신 검출된 주전파신호들의 진폭 변화 데이터 및 위상 변화 데이터를 영상 복원 장치에 전송(단계: 409)할 수 있다.In step 408, when all the antennas operate in the transmission mode, the radio wave transmitting / receiving device may transmit amplitude change data and phase change data of the detected main wave signals to the image restoration device (step 409).

영상 복원 장치는 전송된 진폭 변화 데이터 및 위상 변화 데이터를 이용하여 영상을 복원할 수 있으며, 이때 복원되는 영상으로 피측정물 내부의 유전율 도전율 영상을 얻을 수 있다.
The image reconstruction apparatus can reconstruct the image using the transmitted amplitude change data and the phase change data. At this time, the reconstructed image can be used to obtain the dielectric constant conductivity image within the object to be measured.

본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.The methods according to embodiments of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. This is possible.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.

101: 전파 송수신 장치
102: 전파 노출 수조
103: 피 측정물
104: 결합 용액
105: 영상 복원 장치 101: Radio wave transmitting / receiving device
102: Radio wave exposure water tank
103: measured object
104: Binding solution
105: Image restoration device

Claims (1)

복수의 안테나에 연결되어 주전파신호를 송/수신하기 위해 상기 안테나의 송/수신 모드 및 송/수신 채널을 스위칭하는 스위칭부;
상기 스위칭 된 수신 모드와 연결된 수신 채널로부터 수신한 주전파신호와 전파 송수신 장치의 내부 경로를 통과한 비교전파신호를 비교하여 피측정물에 의한 상기 주전파신호의 진폭 변화 데이터 및 위상 변화 데이터를 검출하는 검출부;
를 포함하는 전파 송수신 장치.A switching unit connected to the plurality of antennas for switching the transmission / reception mode and the transmission / reception channel of the antenna to transmit / receive a main wave signal;
A detector for detecting amplitude change data and phase change data of the main wave signal by the measured object by comparing a main wave signal received from a reception channel connected to the switched reception mode and a comparison radio wave signal passed through an internal path of the radio wave transmitting / ;
Receiving unit.
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