KR20160005541A - Apparatus for rf antenna and temperature detecting system having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고주파 안테나 장치 및 이를 갖는 온도 검출 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a high frequency antenna apparatus and a temperature detection system having the same.
일반적으로, 반도체 오븐과 같이 고온의 열 공정 장비는 정밀한 온도 조절을 위해 내부에서 직접 온도를 측정하는 온도 검출 시스템이 절실히 요구되고 있다.
Generally, in a high-temperature thermal processing apparatus such as a semiconductor oven, a temperature detecting system for directly measuring temperature from inside is required to precisely control the temperature.
종래에는, 측정이 어려운 구조물이나 설비에 적용 가능한 무전원, 무선 센서인 SAW(Surface Acoustic Wave) 센서를 이용하여 온도를 검출하였으나, SAW 센서로부터 고주파 신호를 수신하는 고주파 안테나를 구성하는 PCB(Printed Circuit Board) 및 동축 케이블의 경우 피복이나 유전체 재료의 특성으로 인해 160 ℃ 이하의 환경에서만 사용이 가능하였다. Conventionally, the temperature is detected using a SAW (Surface Acoustic Wave) sensor, which is a non-power source and a wireless sensor applicable to a structure or equipment that is difficult to measure. However, a PCB (Printed Circuit Board ) And coaxial cables could only be used in environments below 160 ℃ due to the nature of the coating and dielectric material.
이 때문에 반도체 오븐과 같은 고온의 열 공정 장비 등과 같이 고온(500 ℃ 이상)의 극한 환경에서는 온도 등의 검출을 위한 SAW 센서 및 안테나를 이용한 무선 통신이 제한되는 어려움이 있었다.
For this reason, in an extreme environment at a high temperature (over 500 ° C.) such as a high-temperature thermal processing apparatus such as a semiconductor oven, there has been a difficulty in limiting wireless communication using a SAW sensor and an antenna for detecting temperature and the like.
하기의 특허문헌 1은 동축 다이폴 안테나에 관한 것이나, 상술한 문제에 대한 해결책을 제시하지 못하고 있다.
The following
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 접지 기판과 연결되는 제1 급전선과 제1 간격으로 이격배치되어 고주파 신호를 전달하는 제2 급전선을 형성함으로써, 고온의 환경에서도 고주파 신호를 전달할 수 있는 고주파 안테나 장치를 제공한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a plasma display apparatus and a plasma display apparatus, which are capable of generating high frequency signals even in a high temperature environment, A high-frequency antenna device is provided.
본 발명의 제1 기술적인 측면은 고주파 안테나 장치를 제안한다. 상기 고주파 안테나 장치는 접지 기판, 제1 도선 및 제2 도선을 가지는 안테나부, 일단이 상기 제1 도선과 연결되고, 타단이 상기 접지 기판과 연결되는 제1 급전선 및 상기 제2 도선과 연결되고, 상기 제1 급전선과 제1 간격만큼 이격배치되며, 상기 접지 기판과 제2 간격만큼 이격배치되는 제2 급전선을 포함한다.The first technical aspect of the present invention proposes a high frequency antenna apparatus. The high frequency antenna apparatus includes a ground substrate, an antenna unit having a first conductor and a second conductor, a first feeder line having one end connected to the first conductor and the other end connected to the ground substrate, And a second feed line spaced apart from the first feed line by a first distance and spaced apart from the ground substrate by a second gap.
일 실시예에서, 상기 고주파 안테나 장치는 일단이 상기 제2 급전선과 연결되고, 타단이 접속 단자와 연결되어 상기 제2 급전선과 상기 접속 단자 사이의 고주파 신호를 전달하는 제3 급전선을 더 포함할 수 있으며, 상기 제3 급전선은 상기 제2 급전선과 상기 접속 단자 사이에 연결되는 내부 도체 및 상기 접지 기판과 연결되고, 상기 내부 도체를 수용하는 내부 공간을 포함하는 외부 도체를 포함할 수 있다.
In one embodiment, the high frequency antenna device may further include a third feeder line having one end connected to the second feeder line and the other end connected to the connection terminal to transmit a high-frequency signal between the second feeder line and the connection terminal The third feeder line may include an inner conductor connected between the second feeder line and the connection terminal, and an outer conductor connected to the grounding substrate and including an inner space for receiving the inner conductor.
본 발명의 제2 기술적인 측면은 온도 검출 시스템을 제안한다. 상기 온도 검출 시스템은 주변의 온도를 감지하고, 상기 주변의 온도 정보를 포함하는 고주파 신호를 출력하는 온도 센서, 상기 온도 센서로부터 고주파 신호를 수신하는 고주파 안테나 장치 및 상기 고주파 안테나 장치를 통해 상기 온도 센서로 구동 신호를 송신하고, 상기 고주파 안테나 장치를 통해 상기 고주파 신호를 전송받으며, 상기 고주파 신호에 포함되는 온도 정보를 검출하는 제어부를 포함한다.A second technical aspect of the present invention proposes a temperature detection system. Wherein the temperature detection system comprises: a temperature sensor for sensing a surrounding temperature and outputting a high frequency signal including temperature information of the surrounding; a high frequency antenna device for receiving a high frequency signal from the temperature sensor; And a control unit for receiving the high-frequency signal through the high-frequency antenna apparatus and detecting temperature information included in the high-frequency signal.
일 실시예에서, 상기 고주파 안테나 장치는 접지 기판, 제1 도선 및 제2 도선을 가지는 안테나부, 일단이 상기 제1 도선과 연결되고, 타단이 상기 접지 기판과 연결되는 제1 급전선, 상기 제1 도선과 연결되고, 상기 제1 급전선과 제1 간격만큼 이격배치되며, 상기 접지 기판과 제2 간격만큼 이격배치되는 제2 급전선 및 상기 제2 급전선과 상기 제어부와 연결되는 접속 단자 사이에 연결되는 내부 도체와 상기 접지 기판과 연결되고, 상기 내부 도체를 수용하는 내부 공간을 포함하는 외부 도체를 가지는 제3 급전선을 포함할 수 있다.
In one embodiment, the high frequency antenna device includes a ground substrate, an antenna portion having a first conductor and a second conductor, a first feeder having one end connected to the first conductor and the other end connected to the ground substrate, A first feeder line connected to the first feeder line and spaced apart from the first feeder line by a first distance, a second feeder line spaced apart from the grounding substrate by a second gap, and a second feeder line connected between the second feeder line and the connection terminal, And a third feed line connected to the conductor and the ground substrate and having an outer conductor including an inner space for receiving the inner conductor.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 마이크로스트립 구조의 원리 및 동축 케이블의 원리를 이용하여 고온과 같은 극한의 환경에서도 무선 통신을 수행할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, wireless communication can be performed even in an extreme environment such as a high temperature by using the principle of the microstrip structure and the principle of the coaxial cable.
또한, 신호선과 접지 사이의 간격을 조절함으로써 필요에 따라 자유롭게 임피던스를 조절할 수 있다.
In addition, the impedance can be freely adjusted as needed by adjusting the interval between the signal line and the ground.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 검출 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 안테나 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 고주파 안테나 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3의 제3 급전선의 일 실시예를 설명하기 위한 측면도이다.
도 5는 도 3의 제3 급전선의 일 실시예를 설명하기 위한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 안테나 장치가 오븐에 설치엔 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 고주파 안테나 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 3의 고주파 안테나 장치의 공진 주파수 대역을 설명하기 위한 그래프이다.
도 9은 도 3의 고주파 안테나 장치를 네트워크 애널라이저로 측정한 그래프이다.
도 10은 도 3의 고주파 안테나 장치를 네트워크 애널라이저로 측정한 스미스 차트이다.1 is a block diagram illustrating a temperature detection system according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining an embodiment of a high frequency antenna device according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining an embodiment of a high frequency antenna apparatus according to another embodiment of the present invention.
4 is a side view for explaining an embodiment of the third feed line of FIG. 3;
FIG. 5 is a perspective view for explaining an embodiment of the third feeder line of FIG. 3. FIG.
6 is a view for explaining a state in which the high frequency antenna device according to the embodiment of the present invention is installed in an oven.
7 is a view for explaining an embodiment of a high frequency antenna device according to another embodiment of the present invention.
8 is a graph for explaining the resonance frequency band of the high frequency antenna device of FIG.
FIG. 9 is a graph of the high frequency antenna device of FIG. 3 measured by a network analyzer.
10 is a Smith chart measuring the high frequency antenna device of FIG. 3 with a network analyzer.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art.
본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호가 사용될 것이며, 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
In the drawings referred to in the present invention, elements having substantially the same configuration and function will be denoted by the same reference numerals, and the shapes and sizes of the elements and the like in the drawings may be exaggerated for clarity.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 검출 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.1 is a block diagram illustrating a temperature detection system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 검출 시스템(1)는 온도 센서(10), 고주파 안테나 장치(20) 및 제어부(30)를 포함한다.
Referring to FIG. 1, a
온도 센서(10)는 주변 온도를 감지하고, 주변 온도에 따른 고주파 신호를 출력할 수 있다. 여기서, 온도 센서(10)는 표면 탄성파 센서일 수 있다. 표면 탄성파(Surface Acoustic Wave, SAW) 센서란, 압전 기판(Piezoelectric)을 이용하는 무전원 센서로 접근이 곤란하거나 측정이 어려운 구조물이나 설비에 많이 사용되고 있다. 온도 센서(10)는 제어부(30)로부터 고주파 안테나 장치(20)를 통해 구동 신호를 수신하면, 주변 온도를 감지하고, 이에 대응되는 고주파 신호를 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 표면 탄성파 센서는 주변 온도 외에도 압력, 토크, 진동, 기체 또는 질량을 감지하여 이에 대응되는 고주파 신호를 출력할 수 있다.
The
고주파 안테나 장치(20)는 제어부(30)로부터 구동 신호를 수신하여 온도 센서(10)로 전달하고, 온도 센서(10)로부터 고주파 신호를 수신하여 제어부(30)로 전달할 수 있다. 여기서, 온도 센서(10)와 고주파 안테나 장치(20)는 온도를 검출하기 위한 대상물의 내부에 설치될 수 있으며, 상기 대상물은 반도체 큐어 오븐과 같은 고온의 장치일 수 있다. The high
고주파 안테나 장치(20)에 대해서는 도 2 내지 도 6을 참조하여 이하에서 보다 상세히 설명한다.
The high
제어부(30)는 고주파 안테나 장치(20)를 통해 온도 센서(10)로 구동 신호를 송신하고, 온도 센서(10)로부터 고주파 신호를 수신하며, 상기 고주파 신호에 대응되는 온도 값을 산출할 수 있다. 여기서, 제어부(30)는 동축 케이블과 같은 유선을 통해 고주파 안테나 장치(20)와 연결될 수 있다.
The
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 안테나 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining an embodiment of a high frequency antenna device according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 안테나 장치(20)는 접지 기판(100), 안테나부(200), 제1 급전선(300) 및 제2 급전선(400)을 포함한다. 2, a high
접지 기판(100)은 제1 급전선(300)의 일면과 연결될 수 있으며, 제2 급전선(400)과 제2 간격(d2)만큼 이격배치 될 수 있다. 일 실시예에서, 고주파 안테나 장치(20)가 고온의 오븐 장치 내부에 설치되는 경우, 접지 기판(100)은 스테인리스(SUS)의 재질로 형성될 수 있다.
The
안테나부(200)는 제1 도선(210) 및 제2 도선(220)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 도선(210) 제1 급전선(300)의 일단에 연결될 수 있으며, 제2 도선(220)은 제2 급전선(400)의 일단에 연결될 수 있다. 제1 도선(210) 및 제2 도선(220)은 동일 연장선상에서 서로 다른 길이 방향으로 설치될 수 있다. The
제1 도선(210) 및 제2 도선(220)의 길이의 합은 온도 센서(10)와 송수신하는 구동 신호 및 고주파 신호의 반파장의 길이로 형성될 수 있다. 예를 들면, 고주파 안테나 장치(20)가 온도 센서(10)와 1 GHz의 신호를 송수신하는 경우, 1 GHz의 공기중 파장은 30 cm 이므로 안테나부(200)의 제1 도선(210) 및 제2 도선(220)의 길이의 합은 15 cm로 형성될 수 있고 430 MHz의 신호를 송수신하는 경우, 파장은 90 cm 이므로 제1 도선(210) 및 제2 도선(220)의 길이의 합은 약 35 cm로 형성될 수 있다. The sum of the lengths of the
일 실시예에서, 제1 도선(210) 및 제2 도선(220)은 고온의 환경에서 사용될 수 있도록 하기 위해 피복이 없는 동(Cu)선으로 형성될 수 있다.
In one embodiment, the
제1 급전선(300)은 일단이 제1 도선(210)과 연결되고, 타단이 접지 기판(100)과 연결되어 접지봉의 역할을 수행할 수 있다. One end of the
여기서, 제1 급전선(300)과 접지 기판(100)은 실시에 필요한 다양한 형태로 연결될 수 있으며, 반드시 도 2에 도시된 연결 구조에 한정되지 않는다.
Here, the
제2 급전선(400)은 제2 도선(220)과 연결되며, 제1 급전선(300)과 제1 간격(d1)만큼 이격배치될 수 있으며, 접지 기판(100)과 제2 간격(d2)만큼 이격배치될 수 있다. 여기서, 제2 급전선(400)은 도2에 도시되지는 않았지만, 제어부(30)와 연결되어 안테나부(200)를 통해 수신한 고주파 신호를 제어부(30)로 송신하고, 제어부(30)로부터 수신한 구동 신호를 안테나부(200)로 전달할 수 있다.
The
여기서, 제1 급전선(300)과 제2 급전선(400)은 제1 간격(d1)만큼 이격되어 수평으로 배치될 수 있으며, 제1 도선(210)과 제2 도선(220)은 제1 급전선(300) 및 제2 급전선(400)의 서로 대응되는 위치에서 서로 다른 방향으로 향하도록 배치될 수 있다. The
일 실시예에서, 제1 급전선(300)은 고온의 환경에서 사용될 수 있도록 하기 위해 스테인레스스틸(SUS)의 재질로 형성될 수 있으며, 제2 급전선(400)은 황동의 재질로 형성될 수 있다.
In one embodiment, the
여기서, 제1 급전선(300)과 제2 급전선(400)은 제1 간격(d1)만큼 이격배치됨으로써, 제1 급전선(300)과 제2 급전선(400) 사이에는 제1 공간(a)이 형성될 수 있는데, 제1 공간(a)은 공기 유전층으로 이해될 수 있다. The
즉, 접지봉 역할을 수행하는 제1 급전선(300)과 공기 유전층인 제1 공간(a) 및 신호를 전달하는 제2 급전선(400)은 마이크로스트립(Microstrip) 선로 구조를 형성할 수 있다.That is, the
또한, 제2 급전선(400)은 접지 기판(100)과 제2 간격(d2)만큼 이격배치될 수 있으며, 제2 급전선(400)과 접지 기판(100) 사이의 공기 유전층을 포함하여 마이크로스트립 선로 구조가 형성될 수 있다.
The
일반적으로, 고주파 안테나의 경우 신호를 전달하기 위한 마이크로 스트립 구조의 PCB(Printed Circuit Board)가 연결되어 있으나, 이러한 PCB에 사용되는 피복이나 유전체의 재료의 특성상 150 ℃ 이하에서만 사용이 가능하다. 따라서 이보다 높은 온도(예를 들면, 500 ℃)의 환경에서는 사용이 불가능하게 된다. Generally, a PCB (Printed Circuit Board) having a microstrip structure for transmitting signals is connected to a high frequency antenna. However, it can be used only at 150 ° C or less due to the characteristics of the material of the cover or dielectric used for the PCB. Therefore, it can not be used in an environment at a higher temperature (for example, 500 DEG C).
그러나, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 내열성 재질로 형성된 급전선과 접지 및 공기 유전층을 이용하여 마이크로스트립 구조 형성함으로써 500 ℃ 이상의 극한의 환경에서도 신호를 전달할 수 있다.
However, according to an embodiment of the present invention, a microstrip structure is formed using a feed line formed of a heat-resistant material, a ground, and an air dielectric layer, so that the signal can be transmitted even in an extreme environment of 500 ° C or higher.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 고주파 안테나 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 도 3의 제3 급전선의 일 실시예를 설명하기 위한 측면도이고, 도 5는 도 3의 제3 급전선의 일 실시예를 설명하기 위한 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 안테나 장치가 오븐에 설치엔 상태를 설명하기 위한 도면이다.
FIG. 3 is a view for explaining an embodiment of a high frequency antenna device according to another embodiment of the present invention, FIG. 4 is a side view for explaining an embodiment of the third feeder line of FIG. 3, 3 is a perspective view for explaining an embodiment of the third feeder line of FIG. 3, and FIG. 6 is a view for explaining a state in which the high frequency antenna device according to the embodiment of the present invention is installed in an oven.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 고주파 안테나 장치(20)는 접지 기판(100), 안테나부(200), 제1 급전선(300), 제2 급전선(400) 및 제3 급전선(500)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 고주파 안테나 장치(20)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 간격 조절부(700) 또는 제2 간격 조절부(800)를 더 포함할 수 있다.3, a high
도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 접지 기판(100), 안테나부(200) 및 제1 급전선(300)은 전술한 실시예와 동일하다.
3 to 6, the
제2 급전부(400)는 일단이 제2 도선(220)과 연결되고, 타단이 제3 급전부(500)와 연결될 수 있다. 여기서, 제2 급전부(400)는 접지 기판(100)과 제2 간격(d2)를 유지하면서 연장되어 제3 급전부(500)와 연결될 수 있다. The
일 실시예에서, 제2 급전부(400)는, 도 3에와 같이, 'ㄴ'형상으로 형성되어 접지 기판(100)과의 제2 간격(d2)를 일정하게 유지하면서, 타단이 제3 급전부(500)와 연결될 수 있다. 3, the
그러나, 제2 급전부(400)의 형상은 이와 같은 형상에 한정되지 않으며, 통상의 기술자가 실시를 위해 얼마든지 용이하게 변경할 수 있다.
However, the shape of the
제3 급전부(500)는 일단이 제2 급전선(400)과 연결되고, 타단이 제어부(30)와 연결되기 위한 접속부(600)와 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 제3 급전부(500)는 동축 케이블을 이용하여 제어부(30)와 연결될 수 있는데, 이 경우, 접속부(600)는 동축 케이블이 접속되는 커넥터일 수 있다.
The
일 실시예에서, 제3 급전부(500)는, 도 4 내지 도 5에서와 같이, 제2 급전선(400) 와 접속부(600) 사이에 연결되어 신호를 전달하는 내부 도체(510)와 접지 기판(100)과 연결되고, 내부 도체를 수용하는 내부 공간(b)을 포함하는 외부 도체(520)를 포함할 수 있다.
4 to 5, the
내부 도체(510)는 일단이 제2 급전선(400)과 연결될 수 있는데, 여기서, 접지 기판(100)은 내부 도체(510)가 제2 급전선(400)과 연결될 수 있도록 구멍이 형성될 수 있다. One end of the
또한, 내부 도체(510)의 타단은 제어부(30)와 연결될 수 있도록 하는 접속부(600)와 연결될 수 있다. 여기서, 내부 도체(510)는 황동의 재질로 형성될 수 있다.
The other end of the
외부 도체(520)는 접지 기판(100)과 연결될 수 있으며, 내부 도체(510)을 수용할 수 있는 내부 공간을 가질 수 있다. 외부 도체(520)는 관 모양으로 형성될 수 있으며, 내부 도체(510)는 외부 도체(520)의 중심에 배치되어 외부 도체(520)의 내주면과 일정 거리만큼 이격됨으로써 내부 도체(510)와 외부 도체(520) 사이에 제2 공간(b)이 형성될 수 있다. The
여기서, 내부 도체(510)와 외부 도체(520) 사이의 제2 공간(b)은 공기 유전층으로 이해될 수 있다.
Here, the second space b between the
따라서, 제3 급전선(500)은 내부 도체(510)와 외부 도체(520) 및 이들 사이에 형성되는 공기 유전층인 제2 공간(b)을 포함하여 동축(Coaxcial) 케이블의 구조를 형성할 수 있다. Accordingly, the
여기서, 외부 도체(520)는 스테인리스스틸(SUS)의 재질로 형성될 수 있으며, 내부 도체(510)는 황동의 재질로 형성될 수 있다.
Here, the
이와 같이, 본 실시예에 따른 고주파 안테나 장치(20)는 내열성 재질로 형성되며, 공기 유전층을 포함하여 동축 케이블의 구조를 형성함으로써, 고온의 환경에서도 고주파 신호를 제어부(30) 또는 온도 센서(10)로 전달할 수 있다.
Thus, the high-
여기서, 제3 급전선(500)의 임피던스는 하기의 수학식1에 의해 결정될 수 있다.Here, the impedance of the
(여기서, Z : 제3 급전선의 임피던스, ε : 공기 유전층의 유전 상수, D : 외부 도체의 직경, d : 내부 도체의 직경)
Where Z is the impedance of the third feeder line,? Is the dielectric constant of the air dielectric layer, D is the diameter of the outer conductor, d is the diameter of the inner conductor,
일 실시예에서, 제3 급전선(500)은 외부 도체(520)의 내주면과 내부 도체(510) 사이에 삽입되어 일정 간격이 유지되도록 하는 간격 유지부(530)를 더 포함할 수 있으며, 이는 세라믹의 재질로 형성될 수 있다.
The
일 실시예에서, 고주파 안테나 장치(20)는, 도 6에서와 같이, 오븐(40)과 같은 고온의 장비 내부에 설치될 수 있다. In one embodiment, the high
이 경우, 고주파 안테나 장치(20)의 접지 기판(100)이 오븐(40)의 하우징 내부의 어느 한 벽면(42)에 부착될 수 있는데, 이때, 상기 벽면(42)은 오븐(40)의 하우징 외부에 있는 제어부(30)와 연결되도록 하기 위해 제3 급전선(500)이 통과되도록 하는 관 형상의 구멍(44)이 형성될 수 있다. In this case, the
이 경우, 상기 관 형상의 구멍(44)은 제3 급전선(500)의 외부 도체(520)의 역할을 수행할 수 있다. 즉, 제3 급전선(500)은 외부 도체(520)를 제외한 내부 도체(510)로만 구성될 수 있다. In this case, the
여기서, 상기 관 형상의 구멍(44)의 직경은 상술한 수학식 1에 따라 목표 임피던스와 내부 도체의 직경 및 공기 유전층의 유전 상수에 따라 결정될 수 있다.
Here, the diameter of the
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 고주파 안테나 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining an embodiment of a high frequency antenna device according to another embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 고주파 안테나 장치(20)는 접지 기판(100), 안테나부(200), 제1 급전선(300), 제2 급전선(400), 제3 급전선(500), 제1 간격 조절부(700) 및 제2 간격 조절부(800)를 포함할 수 있다.
7, a high
제1 간격 조절부(700)는 제1 급전선(300)과 제2 급전선(400) 사이의 거리인 제1 간격(d1)을 조절할 수 있다. 여기서, 제1 간격 조절부(700)는 제1 급전선(300)과 제2 급전선(400) 사이 간격을 미세 조정하는 마이크로 게이지(710)를 더 포함할 수 있다.
The first
제2 간격 조절부(800)는 접지 기판(100)과 제2 급전선(400)에 부착되어 제2 간격(d2)를 조절할 수 있다.
The second
여기서, 제1 간격(d1) 및 제2 간격(d2)은 동일할 수 있으며, 제1 간격(d1) 내지 제2 간격(d2)는 하기의 수학식 2에 의해 결정될 수 있다.
Here, the first interval d1 and the second interval d2 may be the same, and the first interval d1 to the second interval d2 may be determined by the following equation (2).
(여기서, , W: 제2 급전선의 넓이, t: d1 또는 d2, Z: 제2 급전선의 임피던스)
(here, , W: width of the second feeder line, t: d1 or d2, and Z: impedance of the second feeder line)
도 8은 도 3의 고주파 안테나 장치의 공진 주파수 대역을 설명하기 위한 그래프이고, 도 9는 도 3의 고주파 안테나 장치를 네트워크 애널라이저로 측정한 그래프이며, 도 10은 도 3의 고주파 안테나 장치를 네트워크 애널라이저로 측정한 스미스 차트이다.FIG. 8 is a graph for explaining the resonance frequency band of the high-frequency antenna apparatus of FIG. 3, FIG. 9 is a graph of the high-frequency antenna apparatus of FIG. 3 measured by a network analyzer, As shown in FIG.
예를 들면, 제2 급전선(400)의 임피던스 Z=50 Ω이고, 제2 급전선(400)의 넓이 W가 4.1 mm 인 경우, 수학식 2에 따른 제1 간격(d1) 및 제2 간격(d2)은 0.83 mm 이다. 또한, 제3 급전선(500)의 임피던스의 임피던스가 Z=50 Ω이고, 제3 급전선(500)의 내부 도체의 직경 W가 4.1 mm 인 경우, 수학식 1에 따른 외부 도체의 직경은 9.5 mm가 된다.
For example, when the impedance Z of the
도 8 내지 도 9의 그래프와 도 10의 스미스 차트는, 상기의 일 예에 따른 안테나 장치의 주파수 대역 및 그 특성을 설명하기 위한 것이다.The graphs of FIGS. 8 to 9 and the Smith chart of FIG. 10 are for explaining frequency bands and characteristics of the antenna apparatus according to the above example.
도 8은 상기 예에 따른 고주파 안테나 장치(20)의 주파수에 따른 반사손실(Return Loss), dBs(1,1)을 나타내며, 이로부터 상기 예에 따른 고주파 안테나 장치(20)는 공진 주파수 대역이 최대 이득으로부터 3dB 떨어진 지점을 선택하면 150 ~770 MHz 사이의 광대역에서 동작할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 도 9 내지 도 10을 참조하면, 상기 예에 따른 고주파 안테나 장치의 중심 주파수는 436 Mhz이며, 이때의 특성 임피던스는 47 Ω으로 50 Ω인 제3 급전선(500)과 매칭되는 것을 알 수 있다.
8 shows the return loss and dBs (1, 1) according to the frequency of the high-
전술한 실시예에 따른 고주파 안테나 장치는 공기층을 유전체로 하는 안테나 기판은 금속 및 세라믹 재료로만 구성되어 있어 보다 고온(~1000℃)의 환경에 설치할 수 있다. 이러한 고온용 안테나는 구체적으로 극한의 환경을 모니터링 할 수 있는 SAW(표면탄성파; Surface Acoustic Wave) 압력, 변형, 토크, 온도, 진동, 기체 및 질량 센서 등의 실시간 무선 통신에 사용될 수 있으며, 이외에도 고주파를 이용한 다양한 통신 장비 등에 응용될 수 있다.
In the high frequency antenna apparatus according to the above-described embodiment, the antenna substrate having the air layer as a dielectric is composed of only metal and ceramic material, and can be installed in a higher temperature (~ 1000 ° C) environment. This high temperature antenna can be used for real time wireless communication such as SAW (Surface Acoustic Wave) pressure, strain, torque, temperature, vibration, gas and mass sensor which can monitor the extreme environment, And the like.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the particular forms disclosed. It will be understood by those skilled 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.
1 : 온도 검출 시스템
10 : 온도 센서
20 : 고주파 안테나 장치
30 : 제어부
40 : 오븐
100 : 접지 기판
200 : 안테나부
210 : 제1 도선
220 : 제2 도선
300 : 제1 급전선
400 : 제2 급전선
500 : 제3 급전선
510 : 내부 도체
520 : 외부 도체
600 : 접속부
700 : 제1 간격 조절부
800 : 제2 간격 조절부1: Temperature detection system
10: Temperature sensor
20: High frequency antenna device
30:
40: Oven
100: ground substrate
200:
210: first conductor
220: 2nd conductor
300: first feeder line
400: second feeder line
500: 3rd feeder line
510: internal conductor
520: outer conductor
600: connection
700: first interval adjusting section
800: second interval adjusting section
Claims (17)
제1 도선 및 제2 도선을 가지는 안테나부;
일단이 상기 제1 도선과 연결되고, 타단이 상기 접지 기판과 연결되는 제1 급전선; 및
상기 제2 도선과 연결되고, 상기 제1 급전선과 제1 간격만큼 이격배치되며, 상기 접지 기판과 제2 간격만큼 이격배치되는 제2 급전선;
을 포함하는 고주파 안테나 장치.
Ground substrate;
An antenna unit having a first conductor and a second conductor;
A first feed line having one end connected to the first lead and the other end connected to the ground substrate; And
A second feeder connected to the second lead, spaced apart from the first feeder by a first distance, and spaced apart from the ground substrate by a second distance;
Frequency antenna device.
일단이 상기 제2 급전선과 연결되고, 타단이 접속 단자와 연결되어 상기 제2 급전선과 상기 접속 단자 사이의 고주파 신호를 전달하는 제3 급전선; 을 포함하는 고주파 안테나 장치.
The method according to claim 1,
A third feeder line having one end connected to the second feeder line and the other end connected to the connection terminal to transmit a high frequency signal between the second feeder line and the connection terminal; Frequency antenna device.
상기 제2 급전선과 상기 접속 단자 사이에 연결되는 내부 도체; 및
상기 접지 기판과 연결되고, 상기 내부 도체를 수용하는 내부 공간을 포함하는 외부 도체;
를 포함하는 고주파 안테나 장치.
The plasma display apparatus according to claim 2,
An inner conductor connected between the second feeder line and the connection terminal; And
An outer conductor connected to the ground substrate and including an inner space for receiving the inner conductor;
Frequency antenna.
상기 제1 간격 및 상기 제2 간격은 동일한 고주파 안테나 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first interval and the second interval are the same.
상기 제1 간격 또는 상기 제2 간격은 하기의 수학식 2에 의해서 결정되는 고주파 안테나 장치.
[수학식 2]
(여기서, , W: 제2 급전선의 넓이, t: 제1 간격 또는 제2 간격, Z: 제2 급전선의 임피던스)
The method according to claim 1,
Wherein the first interval or the second interval is determined by the following equation (2).
&Quot; (2) "
(here, , W: width of the second feeder line, t: first interval or second interval, and Z: impedance of the second feeder line)
상기 제1 간격을 조절하는 제1 간격 조절부를 포함하는 고주파 안테나 장치.
The method according to claim 1,
And a first gap adjusting unit adjusting the first gap.
상기 제2 간격을 조절하는 제2 간격 조절부를 포함하는 고주파 안테나 장치.
The method according to claim 1,
And a second gap adjusting unit adjusting the second gap.
스테인리스(SUS)로 형성되는 고주파 안테나 장치.
The light emitting device according to claim 1,
A high frequency antenna device formed of stainless steel (SUS).
황동으로 형성되는 고주파 안테나 장치.
The plasma display apparatus according to claim 2, wherein the second feeder line and the third feeder line
A high frequency antenna device formed of brass.
제1 도선 및 제2 도선을 가지는 안테나부;
일단이 상기 제1 도선과 연결되고, 타단이 상기 접지 기판과 연결되는 제1 급전선; 및
상기 제1 도선과 연결되고, 상기 제1 급전선과 제1 간격만큼 이격배치되며, 상기 접지 기판과 제2 간격만큼 이격배치되는 제2 급전선;
상기 제2 급전선과 접속 단자 사이에 연결되는 내부 도체와 상기 접지 기판과 연결되고, 상기 내부 도체를 수용하는 내부 공간을 포함하는 외부 도체를 가지는 제3 급전선; 을 포함하는 고주파 안테나 장치.
Ground substrate;
An antenna unit having a first conductor and a second conductor;
A first feed line having one end connected to the first lead and the other end connected to the ground substrate; And
A second feed line connected to the first lead, spaced apart from the first feed line by a first distance, and spaced apart from the ground substrate by a second distance;
A third feeder having an inner conductor connected between the second feeder line and the connection terminal, and an outer conductor connected to the ground substrate and including an inner space for accommodating the inner conductor; Frequency antenna device.
상기 제1 간격을 조절하는 제1 간격 조절부를 포함하는 고주파 안테나 장치.
11. The method of claim 10,
And a first gap adjusting unit adjusting the first gap.
상기 제2 간격을 조절하는 제2 간격 조절부를 포함하는 고주파 안테나 장치.
11. The method of claim 10,
And a second gap adjusting unit adjusting the second gap.
상기 온도 센서로부터 고주파 신호를 수신하는 고주파 안테나 장치; 및
상기 고주파 안테나 장치를 통해 상기 온도 센서로 구동 신호를 송신하고, 상기 고주파 안테나 장치를 통해 상기 고주파 신호를 전송받으며, 상기 고주파 신호에 포함되는 온도 정보를 검출하는 제어부; 를 포함하는 온도 검출 시스템.
A temperature sensor for sensing a surrounding temperature and outputting a high frequency signal including the temperature information of the surrounding;
A high frequency antenna device for receiving a high frequency signal from the temperature sensor; And
A control unit that transmits a driving signal to the temperature sensor through the high frequency antenna device, receives the high frequency signal through the high frequency antenna device, and detects temperature information included in the high frequency signal; Gt;
상기 온도 센서는, 표면 탄성파 센서인 온도 검출 시스템.
14. The method of claim 13,
Wherein the temperature sensor is a surface acoustic wave sensor.
접지 기판;
제1 도선 및 제2 도선을 가지는 안테나부;
일단이 상기 제1 도선과 연결되고, 타단이 상기 접지 기판과 연결되는 제1 급전선;
상기 제1 도선과 연결되고, 상기 제1 급전선과 제1 간격만큼 이격배치되며, 상기 접지 기판과 제2 간격만큼 이격배치되는 제2 급전선; 및
상기 제2 급전선과 상기 제어부와 연결되는 접속 단자 사이에 연결되는 내부 도체와 상기 접지 기판과 연결되고, 상기 내부 도체를 수용하는 내부 공간을 포함하는 외부 도체를 가지는 제3 급전선; 을 포함하는 온도 검출 시스템.
14. The high-frequency antenna apparatus according to claim 13,
Ground substrate;
An antenna unit having a first conductor and a second conductor;
A first feed line having one end connected to the first lead and the other end connected to the ground substrate;
A second feed line connected to the first lead, spaced apart from the first feed line by a first distance, and spaced apart from the ground substrate by a second distance; And
A third feeder having an inner conductor connected between the second feeder line and a connection terminal connected to the control unit, and an outer conductor connected to the ground substrate and including an inner space for accommodating the inner conductor; Gt;
상기 제1 간격을 조절하는 제1 간격 조절부를 포함하는 온도 검출 시스템.
16. The high-frequency antenna apparatus according to claim 15,
And a first gap adjusting unit adjusting the first gap.
상기 제2 간격을 조절하는 제2 간격 조절부를 포함하는 온도 검출 시스템.
16. The high-frequency antenna apparatus according to claim 15,
And a second gap adjusting unit adjusting the second gap.
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