KR20150091792A - Methods and apparatuses for calibrating microwave imaging apparatus using variation due to temperature - Google Patents

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김혁제
이종문
김장렬
전순익
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한국전자통신연구원
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Abstract

The present invention relates to a method and an apparatus for calibrating a microwave image apparatus using a variation depending on temperature. The apparatus create a database with an amplitude and a phase of an electromagnetic wave according to the temperature of a matching medium inside an accommodating portion without inserting an object to be measured and perform calibration according to the temperature of the matching medium inside the accommodating portion when measuring the object to be measured to increase the accuracy of a value of the calibration, thereby increasing the accuracy of an image restoration result.

Description

온도에 따른 변이를 사용하는 전파 영상 장치 캘리브레이션 방법 및 장치{METHODS AND APPARATUSES FOR CALIBRATING MICROWAVE IMAGING APPARATUS USING VARIATION DUE TO TEMPERATURE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method and an apparatus for calibrating a radio wave imaging apparatus using temperature-

본 발명은 전파 영상 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전파 영상 장치의 캘리브레이션 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a radio wave imaging apparatus, and more particularly, to a method of calibrating a radio wave imaging apparatus.

비파괴로 피측정물의 내부 영상을 얻는 기술로, 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 송수신 안테나와 매칭(matching) 용액으로 채워진 수용부와 상기 수조 내부에 전파를 송수신하여 진폭과 위상 값을 검출하는 송수신부 및 상기 진폭 위상값을 사용하여 영상을 계산하는 영상복원부로 구성된다. 피측정물을 수용부 내부에 위치 시키는 경우의 전파 진폭 위상 값과 상기 피측정물을 수용부 내부에 위치 시키지 않은 경우의 전파 진폭 위상 값의 차이를 캘리브레이션(calibration) 값이라 하고 이 값을 사용하여 영상 복원부에서는 피측정물 내부의 유전율 및 도전율 분포를 계산한다. A technique has been proposed in which the internal dielectric constant and the conductivity distribution of an object to be imaged are imaged by using a propagation characteristic of an electromagnetic wave signal with a technique of acquiring an internal image of the object nondestructively. More specifically, the conventional radio wave imaging apparatus includes a receiving unit filled with a matching solution with a transmitting and receiving antenna, a transmitting and receiving unit transmitting and receiving radio waves to the inside of the water tank to detect an amplitude and a phase value, Restoration section. The difference between the propagation amplitude phase value when the object to be measured is placed inside the receiving portion and the propagation amplitude phase value when the object to be measured is not placed inside the receiving portion is called a calibration value, The image reconstruction unit calculates the permittivity and conductivity distribution in the object to be measured.

이때 수용부내의 매칭 매체의 온도에 따라 전파의 진폭 및 위상값이 변하는 특성이 있어 이에 따라 캘리브레이션 값이 온도에 따라 변하게 되어 영상 복원 결과의 정확도를 저하시킬 우려가 있다. At this time, there is a characteristic that the amplitude and phase value of the radio wave vary according to the temperature of the matching medium in the receiver, and accordingly, the calibration value may vary with temperature, which may lower the accuracy of the image restoration result.

도 1은 상기 수용부내에 피측정물이 없고 사용 전파 주파수는 6GHz이고 송수신 안테나간 거리 10.6cm이고 매칭 매체를 13부틸렌 글리콜을 사용한 경우, 매칭 매체의 온도가 13도에서 30도 까지 변함에 따른 전파 진폭값을 측정한 데이터이다. 도 1에서와 같이 온도가 13도에서 30도 까지 변함에 따라 측정값도 20dB 이상 변함을 알 수 있다. 이는 온도가 변함에 따라 매칭 매체의 유전율이 변하기 때문이다.FIG. 1 is a graph showing the relationship between the temperature of the matching medium and the temperature of the matching medium from 13 ° C to 30 ° C when the measuring object is absent, the frequency of the used radio wave is 6 GHz, the distance between the transmitting and receiving antennas is 10.6 cm, It is the data which measured the propagation amplitude value. As shown in FIG. 1, as the temperature changes from 13 degrees to 30 degrees, it can be seen that the measured value also changes by 20 dB or more. This is because the permittivity of the matching medium changes as the temperature changes.

상기와 같이 온도에 따라 전파의 진폭 및 위상값이 변하게 되면 정확한 캘리브레이션 값을 얻을 수 없고 이에 따라 영상 복원 결과의 정확도도 저하될 수 있다.If the amplitude and the phase value of the radio wave change according to the temperature as described above, an accurate calibration value can not be obtained and the accuracy of the image restoration result may be degraded.

상기한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 전파 장치의 매칭 매체의 온도에 따른 전파(Microwave)의 전파(Propagation)특성 변화에 대처하는 전파 영상 장치 캘리브레이션 방법 및 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the problems described above and to provide a method and apparatus for a radio wave imaging apparatus that copes with a change in propagation characteristics of a microwave according to a temperature of a matching medium of the wave apparatus.

상기한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 전파 영상 장치 캘리브레이션 방법은 전파 영상 장치 캘리브레이션 장치에 의하여 수행되는 전파 영상 장치 캘리브레이션 방법에 있어서, 수용부 내에 피측정물을 위치시키는 단계, 상기 수용부 내에서 전파를 송수신하는 단계, 상기 수용부 내의 매칭 매체의 온도를 측정하여 제 1 온도 값을 생성하는 단계, 상기 수용부 내에서 송수신 되는 전파의 세기 값 및 위상 값을 측정하여 제 1 세기 값 및 제1 위상 값을 생성하는 단계와 피측정물이 없을 때 상기 제 1 온도 값에 대응하는 온도에서 상기 수용부내에서 송수신 되는 전파의 세기 값 및 위상 값과 상기 제 1 세기 값 및 제 1 위상 값을 사용하여 캘리브레이션 값을 생성하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of calibrating a radio wave imaging apparatus, the method comprising: positioning a measured object in a receiver; Measuring a temperature of the matching medium in the receiving portion to generate a first temperature value, measuring intensity values and phase values of the radio waves transmitted and received in the receiving portion, Value and a first phase value, and an intensity value and a phase value of a radio wave transmitted and received in the accommodation section at a temperature corresponding to the first temperature value when there is no measured object, Value to generate a calibration value.

또한, 상기한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전파 영상 장치는 송수신 안테나들과 매칭 매체로 구성되는 수용부, 상기 수용부의 상기 송수신 안테나를 통해 상기 수용부에 전파를 방사하고 또한 수신하여 진폭과 위상 값을 검출하는 송수신부, 상기 수용부의 상기 매칭 매체의 온도를 측정하는 온도센서, 상기 온도센서로 측정한 온도와 상기 송수신부에서 온도 별로 검출한 진폭 및 위상 값을 사용하여 캘리브레이션 값을 계산하는 캘리브레이션부와 상기 캘리브레이션 값을 사용하여 전파 영상을 복원하는 영상복원부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a radio wave imaging apparatus including a receiving unit configured with transmitting / receiving antennas and a matching medium, a radiating unit radiating a radio wave to the receiving unit through the transmitting / A temperature sensor for measuring a temperature of the matching medium in the receiving section, a temperature sensor for measuring a temperature of the matching medium in the receiving section, a temperature measured by the temperature sensor, and an amplitude and a phase value detected by temperature in the transmitting and receiving section, And an image restoration unit for restoring the propagation image using the calibration value.

또한, 상기한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전파 영상 장치 캘리브레이션 방법은 수용부에 피측정물을 삽입하지 않은 상태에서 매칭 매체의 온도 값 각각에 대해 전파를 송수신하여 진폭과 위상 값을 데이터베이스화 하는 단계, 상기 수용부에 피측정물을 삽입하고 매칭 매체의 온도를 측정하는 단계, 상기 수용부에 피측정물을 삽입하고 전파를 송수신하여 진폭과 위상 값을 측정하는 단계, 상기 측정한 온도 값에 해당하는 전파의 진폭과 위상 값을 상기 데이터베이스에서 추출하는 단계, 상기 측정된 온도에 따라 데이터베이스에서 추출한 진폭 및 위상 값과 상기 피측정물을 삽입하고 측정한 진폭 및 위상 값의 차이를 계산하는 단계와 상기 계산된 진폭의 차이 값 및 위상의 차이 값들을 외부 기기로 전송하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for calibrating a radio wave imaging apparatus, the method comprising the steps of: receiving a radio wave with respect to each temperature value of a matching medium without inserting a measured object into a receiving unit, Inserting an object to be measured into a receiving unit and measuring a temperature of the matching medium; inserting a measured object into the receiving unit and transmitting and receiving a radio wave to measure an amplitude and a phase value; Extracting an amplitude and a phase value of a radio wave corresponding to the measured temperature value from the database; comparing the amplitude and phase values extracted from the database with the measured temperature and the amplitude and phase values measured by inserting the measured object; Calculating a difference, and transmitting the difference value and difference values of the calculated amplitudes to an external device The.

전술한 본 발명의 일 실시예들에 따른 전파 영상 장치 캘리브레이션 방법 및 장치는 피측정물을 삽입하지 않는 상태에서 측정된 수용부 내부의 매칭 매체의 온도에 따른 전파의 진폭과 위상 값을 사전 데이터베이스화하여, 피측정물의 측정시 수용부 내부의 매칭 매체의 온도에 따라 캘리브레이션을 수행함으로써 캘리브레이션 값의 정확도를 높이고 이로 인해 영상 복원 결과의 정확도를 높이는 효과를 가진다.The method and apparatus for calibrating a radio wave imaging apparatus according to one embodiment of the present invention include a method of preliminarily databaseing the amplitudes and phase values of radio waves according to the temperature of a matching medium inside a receiving portion, The calibration is performed according to the temperature of the matching medium in the receiving part during the measurement of the object to be measured, thereby increasing the accuracy of the calibration value and thereby improving the accuracy of the image restoration result.

도 1은 매칭 매체(13부틸렌 글리콜)의 온도변화에 따른 송수신 안테나간 감쇄량 차이를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전파 영상 장치의 캘리브레이션 장치의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전파 영상 장치의 캘리브레이션 장치에서 수행되는 전파의 온도별 진폭 및 위상 데이터를 생성하는 방법의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전파 영상 장치의 캘리브레이션 장치에서 수행되는 전파 영상 장치의 캘리브레이션을 수행하는 방법을 설명하는 순서도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a difference in attenuation amount between transmitting and receiving antennas according to a temperature change of a matching medium (13-butylene glycol). FIG.
2 is a conceptual diagram of a calibration apparatus for a radio wave imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of generating amplitude and phase data according to temperature of a radio wave performed in a calibration apparatus of a radio wave imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of performing calibration of a radio wave imaging apparatus performed in a calibration apparatus of a radio wave imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be interpreted in an ideal or overly formal sense unless explicitly defined in the present application Do not.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the present invention, the same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.

본 발명의 일 실시 예에 따른 전파 영상 장치의 캘리브레이션 방법은 전파를 이용하여 피측정물의 내부 영상을 비파괴적으로 알 수 있게 한다.
A method of calibrating a radio wave imaging apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention enables a non-destructive observation of an internal image of a measured object using radio waves.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전파 영상 장치의 캘리브레이션 장치의 개념도이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 전파 영상 장치는 전파 영상을 얻기 위해서 전파 송수신부(10)와 전파 노출 수용부(20) 및 영상복원부(60)를 포함하고, 온도에 따른 캘리브레이션을 수행하기 위해 온도센서(80) 및 캘리브레이션부(100)를 포함한다. 2 is a conceptual diagram of a calibration apparatus for a radio wave imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. The radio wave imaging apparatus according to an embodiment of the present invention includes a radio wave transmitting and receiving unit 10, a radio wave exposure accommodating unit 20 and an image restoring unit 60 for obtaining a radio wave image, A temperature sensor 80 and a calibration unit 100.

전파 노출 수용부(20)는 전파 연결선(50a, 50h) 및 안테나(30a, 30h)를 포함하고, 피측정물(40)과 안테나들(30a, 30h)과의 임피던스 정합을 위해 매칭 매체(90)를 수용한다. 매칭 매체(90)로 매칭 용액 또는 매칭 기체가 사용될 수도 있다. 온도센서(80)는 수용부의 온도를 측정한다. 온도센서(80)는 수용부 내의 온도를 측정할 수 있으며, 이는 수용부 내의 매칭 매체의 온도를 측정하는 것으로 수행될 수 있다. 온도 센서(80)는 측정된 온도를 캘리브레이션부(100)로 전달한다. 사용에 따라, 전파 연결선(50a, 50h) 및 안테나(30a, 30h)는 전파 노출 수용부(20)에 포함되는 구성이 아니라 전파 송수신부(10)에 포함되는 구성일 수 있다.The radio wave exposure accommodating section 20 includes radio wave coupling lines 50a and 50h and antennas 30a and 30h and is provided with a matching medium 90 for impedance matching between the object to be measured 40 and the antennas 30a and 30h ). A matching solution or matching gas may be used as the matching medium 90. The temperature sensor 80 measures the temperature of the receiving portion. The temperature sensor 80 can measure the temperature in the receiving portion, which can be performed by measuring the temperature of the matching medium in the receiving portion. The temperature sensor 80 transfers the measured temperature to the calibration unit 100. The radio wave connection lines 50a and 50h and the antennas 30a and 30h may be included in the radio wave transmission and reception unit 10 and not included in the radio wave reception unit 20 depending on the use.

전파 송수신부(10)는 전파 노출 수용부(20)의 안테나(30a, 30h)를 사용하여 전파 노출 수용부(20)내에 전파를 발생시키고, 매칭 매체(90)을 투과한 전파를 수신한다. 예를 들어, 전파 송수신부(10)로부터 발생한 전파 신호는 전파 연결선(50a) 경로를 지나 전파 노출 수용부(20) 내부에 위치한 안테나(30a)를 통해 피측정물(40)에 노출된다. 피측정물(40)을 통과한 전파 신호는 안테나(30h)를 통해 전파 연결선(50h) 경로를 지나 전파 송수신부(10)로 입력된다. 전파 송수신부(10)는 피측정물(40)을 통과한 전파신호를 수신하여 피측정물(40) 내부를 통과하면서 감쇄된 전파 세기와 변경된 위상 값을 측정할 수 있다. 한편, 전파 연결선(50a, 50h) 및 안테나(30a, 30h)는 전파 노출 수용부(20)가 아닌 전파 송수신부(10)의 구성일 수도 있다.The radio wave transmitting and receiving section 10 generates radio waves in the radio wave exposure accommodating section 20 using the antennas 30a and 30h of the radio wave exposure accommodating section 20 and receives radio waves transmitted through the matching medium 90. [ For example, the radio wave signal generated from the radio wave transmitting / receiving unit 10 is exposed to the measured object 40 through the antenna 30a located inside the radio wave exposure accommodating portion 20 through the path of the radio wave connection line 50a. The radio wave signal having passed through the object to be measured 40 is inputted to the radio wave transmitting and receiving unit 10 through the antenna 30h through the radio wave connecting line 50h. The radio wave transmitting and receiving unit 10 can receive the radio wave signal passing through the measured object 40 and measure the attenuated radio wave intensity and the changed phase value while passing through the inside of the measured object 40. The radio wave connection lines 50a and 50h and the antennas 30a and 30h may be the radio wave transmission and reception unit 10 and not the radio wave reception unit 20.

전파 송수신부(10)는 수신한 전파의 정보를 캘리브레이션부(100)로 전달한다. 예를 들어, 수신한 전파의 정보는 전파의 수신상태 정보거나, 수신된 전파 데이터로부터 감쇄된 전파세기 또는 변경된 위상 값일 수 있다.The radio wave transmitting / receiving unit 10 transmits information of the received radio waves to the calibration unit 100. For example, the information of the received radio wave may be reception state information of the radio wave, or may be the attenuated radio wave intensity or the changed phase value from the received radio wave data.

캘리브레이션부(100)는 전파 노출 수용부 내에 피측정물(40)이 없을 경우에 전파 노출 수용부 내에서 측정되는 전파의 세기(A_h) 및 위상 값(P_h)과 전파 노출 수용부 내에 피측정물(40)이 존재하는 경우에 전파 노출 수용부 내에서 측정되는 전파의 세기(A_d) 및 위상 값(P_d)의 차이를 계산하여 캘리브레이션 값(A_c, P_c)을 생성한다. 그리고 캘리브레이션부(100)는 생성된 캘리브레이션 값(A_c, P_c)을 영상 복원부(60)로 전달한다. 예를 들어, 캘리브레이션부(100)는 아래의 수식을 사용하여 캘리브레이션 값(A_c, P_c)를 생성할 수 있다.The calibration unit 100 measures the intensity (A_h) and the phase value (P_h) of the radio wave measured in the radio wave exposure accommodating portion in the absence of the measured object 40 in the radio wave exposure accommodating portion, (A_c, P_c) by calculating the difference between the intensity (A_d) and the phase (P_d) of the radio wave intensity measured in the radio wave exposure accepting unit when the radio wave 40 exists. The calibration unit 100 transmits the generated calibration values A_c and P_c to the image reconstruction unit 60. For example, the calibration unit 100 may generate the calibration values A_c, P_c using the following equations.

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

피측정물(40)이 없을 경우의 전파 세기(A_h) 및 위상 값(P_h)은 매칭 매체(90)의 온도에 따라 변화할 수 있고, 이에 따라 캘리브레이션 값(A_c, P_c)도 온도에 따라 변화할 수 있다. 이를 고려하여, 캘리브레이션부(100)는 전파 노출 수용부 내 매칭 매체(90)의 온도에 따라 캘리브레이션 값을 생성하기 위한 계산을 수행할 수 있다. The propagation intensity A_h and the phase value P_h in the absence of the measured object 40 may vary according to the temperature of the matching medium 90 and thus the calibration values A_c and P_c also vary with temperature can do. In consideration of this, the calibration unit 100 may perform a calculation for generating a calibration value according to the temperature of the matching medium 90 in the radio wave exposure accommodating portion.

예를 들어, 캘리브레이션부(100)는 피측정물(40)이 없을 경우에 각 온도에 따라 측정된 전파 세기(A_h,t) 및 위상 값(P_h,t)을 데이터베이스화 하여 저장하고 있을 수 있다. 그리고, 피측정물(40)이 존재하는 경우의 전파 세기(A_d) 및 위상 값(P_d) 측정 시 온도센서(80)을 통해 매칭 매체(90)의 온도(t)를 측정하여 캘리브레이션부(100)에서 해당 온도(t)에 따른 전파 세기(A_h,t) 및 위상 값(P_h,t) 을 사용하여 캘리브레이션 값(A_c,t, P_c,t)을 계산할 수 있다. 캘리브레이션부(100)는 아래의 수학식을 사용하여 캘리브레이션 값(A_c,t, P_c,t)을 계산할 수 있다.For example, the calibration unit 100 may store a database (A_h, t) and a phase value (P_h, t) measured in accordance with each temperature in a database when the measured object 40 is absent . The temperature t of the matching medium 90 is measured through the temperature sensor 80 during the measurement of the radio wave intensity A_d and the phase value P_d when the measured object 40 is present, , The calibration value A_c, t, P_c, t can be calculated using the propagation intensity A_h, t and the phase value P_h, t according to the temperature t. The calibration unit 100 may calculate the calibration values A_c, t, P_c, t using the following equations.

Figure pat00003
Figure pat00003

Figure pat00004
Figure pat00004

영상 복원부(60)는 캘리브레이션 값(A_c, P_c)을 입력 값으로 사용하여 통상적인 영상화 방법을 사용하여 피측정물(40) 내부의 유전율 및 도전율 분포를 영상화 한다
The image restoring unit 60 images the permittivity and the conductivity distribution in the object 40 using a normal imaging method using the calibration values A_c and P_c as input values

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전파 영상 장치의 캘리브레이션 장치에서 수행되는 전파의 온도별 진폭 위상 데이터를 생성하는 방법의 순서도이다. 캘리브레이션 장치는 피측정물(40)이 수용부(20) 내부에 없을 경우(Homogeneous 상태)에 각 온도에 따라 수용부 내에서의 전파 세기(A_h,t) 및 위상 값(P_h,t)을 측정하여 데이터 베이스화한다. 3 is a flowchart of a method of generating amplitude phase data for each temperature of a radio wave performed in a calibration apparatus of a radio wave imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. The calibration apparatus measures the radio wave intensity A_h, t and the phase value P_h, t in the receiving portion according to each temperature when the measured object 40 is not in the receiving portion 20 (homogeneous state) And a database is created.

도 3을 참조하여 설명하면, 캘리브레이션 장치는 먼저 수용부(20)내부에 피측정물이 없는 상태에서 매칭 매체(90)의 온도를 측정한다(S310). 그리고, 캘리브레이션 장치는 수용부(20)내부에 전파를 발생시키고, 발생된 전파를 수신하여, 수신된 전파의 진폭 및 위상을 측정한다(S320). 마지막으로, 캘리브레이션 장치는 수신된 전파의 진폭 및 위상 값 데이터를 온도에 따라 데이터베이스에 저장한다.
Referring to FIG. 3, the calibration apparatus first measures the temperature of the matching medium 90 in the absence of a measured object in the receiving unit 20 (S310). Then, the calibration apparatus generates a radio wave inside the receiving portion 20, receives the generated radio wave, and measures the amplitude and phase of the received radio wave (S320). Finally, the calibration device stores the amplitude and phase value data of the received radio wave in the database according to the temperature.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전파 영상 장치의 캘리브레이션 장치에서 수행되는 전파 영상 장치의 캘리브레이션을 수행하는 방법을 설명하는 순서도이다. 캘리브레이션 장치는 먼저 피측정물이 수용된 수용부(20)의 온도를 측정한다(S410). 캘리브레이션 장치는 온도를 측정하기 전에 피측정물(40)을 수용부(20) 내부에 위치 시키고 전파 송수신부(10)를 사용하여 수용부 내에 전파를 방사할 수 있다. 그리하여 캘리브레이션 장치는 수용부 내에서 전파를 방사하고, 수용부 내에서 전파를 수신하여 검출할 때 온도센서(80)을 통해 수용부 내의 온도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 캘리브레이션 장치는 수용부(20) 내의 매칭 매체(90)의 온도를 측정하여 수용부(20)의 온도를 측정할 수 있다.4 is a flowchart illustrating a method of performing calibration of a radio wave imaging apparatus performed in a calibration apparatus of a radio wave imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. The calibration apparatus first measures the temperature of the accommodating portion 20 in which the measured object is accommodated (S410). The calibrating device can radiate radio waves into the receiving portion by positioning the measured object 40 inside the receiving portion 20 and measuring the temperature before measuring the temperature using the radio wave transmitting and receiving portion 10. [ Thus, the calibration apparatus can radiate radio waves in the receiving portion, and can measure the temperature in the receiving portion through the temperature sensor 80 when receiving and detecting the radio wave in the receiving portion. For example, the calibration device can measure the temperature of the receiving portion 20 by measuring the temperature of the matching medium 90 in the receiving portion 20. [

다음으로, 캘리브레이션 장치는 피측정물이 수용된 상태에서 전파의 진폭 및 위상을 측정한다(S420). 캘리브레이션 장치는 수용부 내에서 피측정물을 통과한 전파를 수신하고, 수신한 전파의 진폭 및 위상을 측정하여 전파의 진폭 및 위상 데이터를 생성한다. 전파의 진폭 및 위상 데이터로 전파 세기(A_d) 및 위상 값(P_d)이 전파 송수신부(10)에서 측정될 수 있다.Next, the calibration apparatus measures the amplitude and the phase of the radio wave while the measured object is accommodated (S420). The calibration apparatus receives the radio wave that has passed through the measured object in the receiving portion, and measures the amplitude and phase of the received radio wave to generate the amplitude and phase data of the radio wave. The radio wave intensity A_d and the phase value P_d can be measured by the radio wave transmitting and receiving section 10 by the amplitude and phase data of the radio wave.

다음으로, 캘리브레이션 장치는 캘리브레이션 값을 계산한다(S430). 캘리브레이션 장치는 데이터베이스에 저장된 온도별 전파의 전폭 및 위상 값 데이터, 측정된 전파의 진폭 및 위상 값 데이터 및 측정된 온도를 사용하여 캘리브레이션 값을 계산한다. 측정된 온도(t)에 해당하는 전파 세기(A_h,t) 및 위상 값(P_h,t)을 데이터베이스에서 추출하고, 추출된 전파 세기 및 위상 값과 S420 단계에서 측정된 전파 세기(A_d) 및 위상 값(P_d) 값의 차이 값을 계산하여 캘리브레이션 값(A_c,t, P_c,t)을 계산한다.Next, the calibration apparatus calculates a calibration value (S430). The calibrating device calculates the calibration value using the full width and phase value data of the temperature-dependent radio wave stored in the database, the measured amplitude and phase value data of the radio wave, and the measured temperature. (A_h, t) and phase value (P_h, t) corresponding to the measured temperature (t) are extracted from the database and the extracted propagation intensity and phase value and the propagation intensity (A_c, t, P_c, t) is calculated by calculating the difference value of the value (P_d).

마지막으로, 캘리브레이션 장치는 계산된 캘리브레이션 값(A_c,t, P_c,t)을 사용하여 피측정물 내부의 유전율 및 도전율 분포를 영상화 할 수 있다. 또는, 캘리브레이션 장치는 전파 영상 장치로 계산된 캘리브레이션 값을 외부기기로 전송할 수 있다. 예를 들어, 캘리브레이션 장치는 계산된 캘리브레이션 값을 전파 영상 장치로 전송하여 전파 영상 장치가 캘리브레이션 값을 사용하여 피측정물 내부의 유전율 및 도전율 분포를 영상화 하게 할 수 있다.
Finally, the calibration device can use the calculated calibration values (A_c, t, P_c, t) to image the permittivity and conductivity distribution within the workpiece. Alternatively, the calibration device may transmit the calibration value calculated by the radio wave imaging device to an external device. For example, the calibration device may transmit the calculated calibration values to a wave imaging device so that the wave imaging device uses the calibration values to image the dielectric constant and conductivity distribution within the workpiece.

이상에서 설명한 본 발명은 일련의 기능 블록들을 기초로 설명되고 있지만, 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.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. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention can be carried out without departing from the spirit and scope of the invention.

전술한 실시 예들의 조합은 전술한 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 구현 및/또는 필요에 따라 전술한 실시 예들 뿐만 아니라 다양한 형태의 조합이 제공될 수 있다.The combination of the above-described embodiments is not limited to the above-described embodiment, and various combinations of types as well as the above-described embodiments may be provided according to implementation and / or necessity.

전술한 실시 예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the above-described embodiments, the methods are described on the basis of a flowchart as a series of steps or blocks, but the present invention is not limited to the order of steps, and some steps may occur in different orders or in a different order than the steps described above have. It will also be understood by those skilled in the art that the steps depicted in the flowchart illustrations are not exclusive and that other steps may be included or that one or more steps in the flowchart may be deleted without affecting the scope of the invention You will understand.

전술한 실시 예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.
The foregoing embodiments include examples of various aspects. While it is not possible to describe every possible combination for expressing various aspects, one of ordinary skill in the art will recognize that other combinations are possible. Accordingly, it is intended that the invention include all alternatives, modifications and variations that fall within the scope of the following claims.

Claims (1)

전파 영상 장치 캘리브레이션 장치에 의하여 수행되는 전파 영상 장치 캘리브레이션 방법에 있어서,
수용부 내에 피측정물을 위치시키는 단계;
상기 수용부 내에서 전파를 송수신하는 단계;
상기 수용부 내의 매칭 매체의 온도를 측정하여 제 1 온도 값을 생성하는 단계;
상기 수용부 내에서 송수신 되는 전파의 세기 값 및 위상 값을 측정하여 제 1 세기 값 및 제1 위상 값을 생성하는 단계;
피측정물이 없을 때 상기 제 1 온도 값에 대응하는 온도에서 상기 수용부내에서 송수신 되는 전파의 세기 값 및 위상 값과 상기 제 1 세기 값 및 제 1 위상 값을 사용하여 캘리브레이션 값을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 영상 장치 캘리브레이션 방법.
A method for calibrating a radio wave imaging apparatus, which is performed by a radio wave imaging apparatus calibration apparatus,
Positioning the object to be measured in the receptacle;
Transmitting and receiving radio waves in the receiving portion;
Measuring a temperature of the matching medium in the receiving portion to generate a first temperature value;
Generating a first intensity value and a first phase value by measuring an intensity value and a phase value of a radio wave transmitted and received in the accommodation portion;
Generating a calibration value by using the intensity value and the phase value of the radio wave transmitted and received in the reception unit at a temperature corresponding to the first temperature value when there is no measured object and the first intensity value and the first phase value, Wherein the radio wave imaging device calibration method comprises the steps of:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111257877A (en) * 2020-02-27 2020-06-09 北京环境特性研究所 Image focusing method, device and system in target near-field microwave imaging test

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