KR20170057039A - Rader module for measuring respiration rate based on ir-uwb system - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a radar module for measuring a respiration rate based on an IR-UWB system, and more particularly, to a radar module for measuring a respiration rate based on an IR-UWB system, capable of improving the assembly facilitating and miniaturizing characteristics of the radar module by coupling a substrate on which an antenna unit and various electronic components are mounted with a simple component while adopting an external antenna.

Description

IR-UWB 시스템 기반 호흡수 측정용 레이더 모듈{RADER MODULE FOR MEASURING RESPIRATION RATE BASED ON IR-UWB SYSTEM}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a radar module for measuring respiration rate based on an IR-UWB system,

본 발명은 IR-UWB 시스템 기반 호흡수 측정용 레이더 모듈에 관한 것이며, 보다 구체적으로, 외장형 안테나를 채택하되, 안테나 유닛과 다양한 전자 부품들이 실장되는 기판을 체결하는 부품을 간소화함으로써 레이더 모듈의 소형화 및 조립 용이성을 향상시킨 IR-UWB 시스템 기반 호흡수 측정용 레이더 모듈에 관한 것이다.
The present invention relates to a radar module for measuring respiration rate based on an IR-UWB system, and more particularly, to a radar module using an external antenna, And an IR-UWB system-based radar module for improved breathability.

개인의 기본 건강정보 수집을 위한 생체신호 획득 방법은 크게 접촉식 측정 방법과 비접촉식 측정 방법으로 분류할 수 있다.The bio-signal acquisition method for collecting basic health information of an individual can be classified into contact measurement method and non-contact measurement method.

접촉식 측정 방법은 측정 대상자의 몸에 측정 장치를 부착하여 생체신호를 획득하는 방법이고, 비접촉식 측정 방법은 측정 대상자의 몸에 측정 장치를 부착하지 않고 측정 대상자 주변에서 생체신호를 획득하는 방식이다.The contact-type measurement method is a method of acquiring a living body signal by attaching a measurement device to a body of a measurement subject. The non-contact type measurement method is a method of acquiring a living body signal around a measurement subject without attaching a measurement device to the measurement subject's body.

접촉식 측정 방법은 센서나 측정을 위한 부수적인 매개체를 측정 대상자의 몸에 부착해야만 신호를 측정할 수 있어 분실 및 도난, 이물감으로 인한 착용 거부 등의 문제점이 발생할 수 있는 반면, 비접촉 측정방식은 별도의 장치 없이 생체신호를 측정할 수 있는 장점이 있지만 현재까지는 근거리에서만 측정이 가능하다는 기술적 한계가 있다.In the contact type measurement method, a signal can be measured only by attaching an auxiliary medium for the sensor or measurement to the body of the person to be measured, thereby causing problems such as loss, theft, and rejection of wearing due to a foreign body. However, until now, there is a technical limitation that it is possible to perform measurement only at a close range.

기존의 측정기기는 대부분 인체 접촉식이나 침습식이어서 환자 상태에 따라 불편함과 거부감이 존재하는데, 이의 예로 신생아, 중환자, 화상환자 등은 접촉식 기기를 부착하여 건강 정보를 획득하기가 위험요소가 많다.Most of the conventional measuring devices are human contact type or infiltration type, and there are inconvenience and discomfort depending on the patient condition. For example, neonatal, intensive care, and burn patients have a risk of acquiring health information by attaching contact devices many.

이러한 이유로 비접촉식 측정 방법을 선호함에 따라 혈압, 혈당, 맥박, 호흡 등의 주요 헬스케어 정보를 측정하는 기술은 기존의 접촉식 센서에서 비접촉식으로 기술이 빠르게 변화하고 있다.For this reason, as the non-contact type measurement method is preferred, the technology for measuring the main health care information such as blood pressure, blood sugar, pulse, and breathing is rapidly changing from the conventional contact type sensor to the non-contact type.

이에 따라, 비접촉 시스템의 다양한 상황과 조건을 만족하기 위한 객체의 인식과 위치 추적에 관련된 연구가 다수 진행 되고 있으며, 위치추적은 다시 실외 환경과 실내 환경으로 나눌 수 있다.Accordingly, many studies related to object recognition and location tracking are being conducted to satisfy various situations and conditions of the noncontact system, and the location tracking can be divided into an outdoor environment and an indoor environment again.

실외에서의 위치 추적 분야는 주로 GPS (Global Positioning System) 기반의 시스템을 기반으로 하고 있으며 실내에서의 위치 추적 분야는 Zigbee, RFID, CSS (Chirp Spread Spectrum), IR-UWB (Impulse Radio-Ultra Wide Band), Bluetooth, Wi-Fi 장비 등을 이용하는 실시간 위치추적 서비스(RTLS, Real Time Location Service)를 이용한다.The location tracking system in the outdoor is mainly based on GPS (Global Positioning System) based system. In the field of indoor location tracking, Zigbee, RFID, Chirp Spread Spectrum (CSS), Impulse Radio-Ultra Wide Band ), Bluetooth, and Wi-Fi equipment (RTLS, Real Time Location Service).

GPS는 특성상 실내 위치추적에는 적합하지 않고, CCTV와 같은 영상처리는 사생활 침해의 문제가 발생할 수 있으며, Zigbee, Bluetooth 및 WiFi는 정밀도가 낮아 생체 신호 측정 시스템에 적용하기 어렵다는 문제점이 있다.GPS is not suitable for indoor location tracking due to its nature, and image processing such as CCTV may cause problems of privacy invasion, and Zigbee, Bluetooth and WiFi are difficult to apply to a bio-signal measurement system due to low precision.

따라서, 위와 같은 이유로 실내 측위 분야에서 IR-UWB 시스템를 이용한 방법에 대한 관심이 커지고 있다. 다만, IR-UWB 시스템을 이용한 생체신호 측정은 낮은 송신 파워로 인해 1m 이내의 고정된 장소에서만 신뢰성 있는 신호 측정이 가능하고, 무방향성으로 인해 움직이는 물체에 대한 추적이 어려워 가정 및 일상적인 실내 환경에서 적용하기에는 한계가 있다.Therefore, interest in the method using the IR-UWB system in the indoor positioning field is increasing for the above reasons. However, the measurement of biological signals using the IR-UWB system can reliably measure signals only at fixed locations within 1m due to low transmission power, and it is difficult to track moving objects due to non-directionality. There is a limit to apply.

또한, IR-UWB 시스템에 적용되는 안테나에 의해 발생되는 사이드 로브에 의해 생체신호 측정 대상과 너무 가까이 존재할 경우 신뢰성 있는 신호 측정이 어렵다는 문제가 있다.
In addition, there is a problem that it is difficult to measure a reliable signal if the side lobe generated by the antenna applied to the IR-UWB system is located too close to the subject of the bio-signal measurement.

본 발명은 저비용 및 저소비전력으로 구현이 가능한 IR-UWB 시스템 기반 호흡수 측정용 레이더 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a radar module for measuring respiration rate based on an IR-UWB system that can be implemented with low cost and low power consumption.

또한, 본 발명은 협대역 간섭에 강하고 스펙트럼이 유사 잡음 형태이기 때문에 보안성이 향상된 IR-UWB 시스템 기반 호흡수 측정용 레이더 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a radar module for measuring respiration rate based on an IR-UWB system, which is robust against narrow-band interference and has a spectrum similar to noise.

또한, 본 발명은 안테나 유닛과 다양한 전자 부품들이 실장되는 기판을 체결하는 부품을 간소화함으로써 레이더 모듈의 소형화 및 조립 용이성을 향상시킨 IR-UWB 시스템 기반 호흡수 측정용 레이더 모듈본 발명을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a radar module for measuring respiration rate based on an IR-UWB system, which simplifies components for fastening an antenna unit and a substrate on which various electronic components are mounted, .

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면, 전면에 전자 부품들을 실장하기 위한 영역이 구비된 기판, 상기 기판의 좌측 및 우측에 각각 구비된 안테나 유닛 및 상기 기판과 상기 안테나 유닛을 체결하기 위한 SMA 커넥터를 구비하는 IR-UWB 시스템 기반 호흡수 측정용 레이더 모듈이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma display apparatus including a substrate having an area for mounting electronic components on a front surface thereof, an antenna unit provided on left and right sides of the substrate, An IR-UWB system-based radar module for breathing measurement may be provided having an SMA connector for fastening the unit.

여기서, SMA 커넥터는 몸체, 상기 몸체로부터 상기 기판을 향해 수평 방향으로 소정의 길이만큼 연장된 제1 수평 연장부, 상기 몸체로부터 상기 안테나 유닛을 향해 수평 방향으로 소정의 길이만큼 연장된 제2 수평 연장부, 상기 수평 연장부를 수직 방향으로 관통하는 제1 관통구 및 상기 수평 연장부의 하부를 향해 돌출되도록 상기 제1 관통구에 삽입된 연결 부재를 포함할 수 있다.The SMA connector includes a body, a first horizontal extension extending from the body in the horizontal direction by a predetermined length, a second horizontal extension extending from the body in the horizontal direction by a predetermined length, A first penetrating hole penetrating the horizontal extending portion in the vertical direction, and a connecting member inserted into the first penetrating hole so as to protrude toward the lower portion of the horizontal extending portion.

또한, 상기 기판과 상기 안테나 유닛의 상면에는 상기 SMA 커넥터의 연결 부재가 삽입되기 위한 제2 관통구가 구비될 수 있다.In addition, a second through hole for inserting the connecting member of the SMA connector may be provided on the upper surface of the substrate and the antenna unit.

상기 기판과 상기 안테나 유닛의 안정적인 체결을 위해 상기 SMA 커넥터는 좌우 대칭형일 수 있다. The SMA connector may be symmetrical for stable fastening of the substrate and the antenna unit.

또한, 상기 SMA 커넥터의 몸체에 의해 상기 기판과 상기 안테나 유닛은 소정의 간격만큼 이격되어 체결될 수 있다. The substrate and the antenna unit may be spaced apart from each other by a predetermined distance by the body of the SMA connector.

다른 예에 있어서, 상기 제1 수평 연장부와 상기 제2 수평 연장부는 적어도 두 개 구비되되, 각각의 수평 연장부는 서로 이격되어 배치될 수 있다.In another example, at least two of the first horizontal extension portion and the second horizontal extension portion may be provided, and the horizontal extension portions may be disposed apart from each other.

각각의 수평 연장부 사이에는 상기 수평 연장부의 연장 방향과 동일한 방향으로 연장된 지지 부재가 구비될 수 있다.And a support member extending between the respective horizontal extending portions in the same direction as the extending direction of the horizontal extending portion.

상기 연결 부재가 상기 제2 관통구에 완전히 삽입된 상태에서 상기 기판 및 상기 안테나 유닛의 상면과 상기 수평 연장부의 하면은 접촉함으로써 상기 기판 및 상기 안테나 유닛은 상기 SMA 커넥터에 의해 안정적으로 지지될 수 있다.The upper surface of the substrate and the antenna unit are in contact with the lower surface of the horizontal extension portion in a state where the connection member is completely inserted into the second through hole so that the substrate and the antenna unit can be stably supported by the SMA connector .

상기 연결 부재가 상기 제2 관통구에 완전히 삽입된 상태에서 상기 기판 및 상기 안테나 유닛의 상면과 상기 지지 부재의 하면은 접촉함으로써 상기 기판 및 상기 안테나 유닛과 상기 SMA 커넥터의 체결이 안정적으로 지지됨과 동시에 체결 방향 등이 정확하게 얼라인될 수 있다.
The upper surface of the substrate and the antenna unit are in contact with the lower surface of the support member in a state where the connection member is completely inserted into the second through hole so that the connection between the substrate and the antenna unit and the SMA connector is stably supported The fastening direction and the like can be precisely aligned.

본 발명에 따르면, 생체신호, 특히 호흡수를 비접촉식 측정하기 위한 IR-UWB 시스템 기반 호흡수 측정용 레이더 모듈이 저비용 및 저소비전력으로 구현될 수 있다.According to the present invention, a radar module for measuring respiration rate based on an IR-UWB system for non-contact measurement of a living body signal, particularly respiration rate, can be realized with low cost and low power consumption.

또한, 본 발명에 따르면, 안테나 유닛과 다양한 전자 부품들이 실장되는 기판을 체결하는 부품을 간소화함으로써 레이더 모듈의 소형화 및 조립 용이성을 향상시킬 수 있다.Further, according to the present invention, it is possible to improve the ease of miniaturization and assembly of the radar module by simplifying the components for fastening the antenna unit and the substrate on which the various electronic components are mounted.

또한, 본 발명에 따르면, 연결 부재 및 지지 부재가 구비된 SMA 커넥터의 구조를 통해 기판과 안테나 유닛이 견고하게 체결됨과 동시에 체결 상태가 안정적으로 지지될 수 있다.Further, according to the present invention, the substrate and the antenna unit can be firmly fastened and the fastened state can be stably supported through the structure of the SMA connector including the connecting member and the supporting member.

또한, 본 발명에 따르면, SMA 커넥터에 의해 SMA 커넥터의 지지 부재가 기판과 안테나 유닛의 상면에 걸침에 따라 쇼트가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
Further, according to the present invention, it is possible to prevent a short circuit from occurring as the support member of the SMA connector straddles the upper surface of the antenna unit by the SMA connector.

도 1은 전자 부품들이 실장되는 기판과 안테나 유닛이 일체(또는 빌트인)로 구비된 레이더 모듈의 사시도를 나타낸 것이다.
도 2는 안테나 외장형의 레이더 모듈의 사시도를 나타낸 것으로서, 이 때 전자 부품들이 실장되는 기판과 안테나 유닛은 복수의 부품으로 구성된 커넥터에 의해 연결된 구조를 취하고 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 IR-UWB 시스템 기반 호흡수 측정용 레이더 모듈의 사시도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 IR-UWB 시스템 기반 호흡수 측정용 레이더 모듈에 적용된 SMA 커넥터의 사시도를 나타낸 것이다.1 is a perspective view of a radar module in which a substrate on which electronic components are mounted and an antenna unit are integrated (or built-in).
Fig. 2 is a perspective view of a radar module of an external antenna type. In this case, the substrate on which electronic components are mounted and the antenna unit are connected by a connector composed of a plurality of parts.
3 and 4 are perspective views of a radar module for measuring respiration rate based on an IR-UWB system according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view of an SMA connector applied to a radar module for measuring respiration rate based on an IR-UWB system according to an embodiment of the present invention.

본 발명을 더 쉽게 이해하기 위해 편의상 특정 용어를 본원에 정의한다. 본원에서 달리 정의하지 않는 한, 본 발명에 사용된 과학 용어 및 기술 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미를 가질 것이다. 또한, 문맥상 특별히 지정하지 않는 한, 단수 형태의 용어는 그것의 복수 형태도 포함하는 것이며, 복수 형태의 용어는 그것의 단수 형태도 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
Certain terms are hereby defined for convenience in order to facilitate a better understanding of the present invention. Unless otherwise defined herein, scientific and technical terms used in the present invention shall have the meanings commonly understood by one of ordinary skill in the art. Also, unless the context clearly indicates otherwise, the singular form of the term also includes plural forms thereof, and plural forms of the term should be understood as including its singular form.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 일 실시예에 따른 IR-UWB 시스템 기반 호흡수 측정용 레이더 모듈을 상세히 설명하도록 한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a radar module for measuring respiration rate based on an IR-UWB system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 IR-UWB 시스템 기반 호흡수 측정용 레이더 모듈의 사시도를 나타낸 것으로서, 도 3은 기판(100)과 안테나 유닛(200)이 SMA 커넥터(300)에 의해 부분적으로 체결된 상태를 나타낸 것이며, 도 4는 기판(100)과 안테나 유닛(200)이 SMA 커넥터(300)에 의해 완전히 체결된 상태를 나타낸 것이다.3 is a perspective view of a radar module for measuring respiration based on an IR-UWB system according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 shows a state in which the substrate 100 and the antenna unit 200 are completely fastened by the SMA connector 300. FIG.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 IR-UWB 시스템 기반 호흡수 측정용 레이더 모듈은 전면에 전자 부품들을 실장하기 위한 영역이 구비된 기판(100)과 기판과 분리되어 구비된 안테나 유닛(200)을 포함한다.Referring to FIGS. 3 and 4, the IR-UWB system-based respiratory rate measuring radar module according to an embodiment of the present invention includes a substrate 100 having an area for mounting electronic components on its front surface, And an antenna unit 200 provided therein.

안테나 유닛(200)은 각각 기판(100)의 좌측에 구비된 제1 안테나 유닛(200a) 및 기판의 우측에 구비된 제2 안테나 유닛(200b)을 포함한다. 여기서, 제1 안테나 유닛(200a) 및 제2 안테나 유닛(200b)은 IR-UWB 모듈을 포함한다.The antenna unit 200 includes a first antenna unit 200a provided on the left side of the substrate 100 and a second antenna unit 200b provided on the right side of the substrate. Here, the first antenna unit 200a and the second antenna unit 200b include an IR-UWB module.

기판(100)의 전면에는 본 발명에 따른 레이더 모듈이 호흡수 측정용이라는 목적을 달성하기 위한 다양한 전자부품, 예를 들어 제어부(110), 센서부(120), 통신부(130) 등이 실장될 수 있으며, 기판(100)의 후면에 또한 전자부품 및 안테나 패턴 등이 구비될 수 있다(미도시).A variety of electronic components such as the control unit 110, the sensor unit 120, and the communication unit 130 are mounted on the front surface of the substrate 100 to achieve the purpose of measuring the respiration rate of the radar module according to the present invention And an electronic component, an antenna pattern, and the like may be provided on the rear surface of the substrate 100 (not shown).

본 발명에 적용된 UWB 기술은 일반적으로 3.1~10.6GHz 대역에서 100Mbps 이상의 속도로 기존의 스펙트럼에 비해 매우 넓은 대역에 걸쳐 저전력으로 초고속 통신을 구현하는 근거리 무선통신기술로 규정된다.The UWB technology applied to the present invention is generally defined as a short-range wireless communication technology that realizes ultra-high-speed communication at a low speed over a very wide band compared to the existing spectrum at a speed of 100 Mbps or higher in the 3.1 to 10.6 GHz band.

IR-UWB 시스템은 다른 통신 시스템에 의한 간섭을 방지하기 위해 신호 에너지를 수 GHz 대역폭에 걸쳐 스펙트럼으로 분산, 송신함으로써 다른 협대역 신호에 간섭을 주지 않고, 주파수에 크게 구애받지 않으며 통신을 할 수 있다.The IR-UWB system transmits and distributes the signal energy spectrally over several GHz bandwidth to prevent interference by other communication systems, thereby allowing interference to other narrow-band signals and communication without being affected by frequency .

이에 따라, 타 통신 시스템과 주파수를 공유하여 사용할 수 있으면서 동시에 매우 적은 전력만을 요구하며, 또한 임펄스 신호가 짧아질수록 위치 해상도가 향상되며, 스펙트럼에서는 더욱 넓은 대역을 점유하게 된다는 장점이 있다.Accordingly, it is possible to share the frequency with other communication systems, and at the same time requires very little power. Further, as the impulse signal is shortened, the position resolution is improved and the spectrum occupies a wider band.

IR-IWB 모듈은 제어부(110)로부터 설정값을 입력받아 일정한 파형을 PRF 주기로 송신하며, 사물에 부딪혀 반사된 신호를 수신하도록 구성된다. 이어서, 수신된 신호의 파형을 디지털화한 후 다시 제어부(110)로 송신한다.The IR-IWB module receives a set value from the controller 110, transmits a predetermined waveform at a PRF period, and receives the reflected signal when it hits an object. Subsequently, the waveform of the received signal is digitized and then transmitted to the control unit 110 again.

즉, 제1 안테나 유닛(200a) 및 제2 안테나 유닛(200b)은 무선 주파수를 송수신하여 호흡수 측정 대상의 위치를 결정하고, 이에 대한 좌표값을 추출하는 역할을 수행한다.That is, the first antenna unit 200a and the second antenna unit 200b transmit and receive a radio frequency to determine a position of a respiration rate measurement object and extract a coordinate value therefrom.

또한, 제1 안테나 유닛(200a) 및 제2 안테나 유닛(200b)은 IR-UWB 모듈에 의한 송신 신호에 의해 측정 대상의 횡경막의 미세 변위차를 수신하도록 구성된다.The first antenna unit 200a and the second antenna unit 200b are configured to receive the fine displacement difference of the diaphragm to be measured by the transmission signal from the IR-UWB module.

센서부(120)는 제1 안테나 유닛(200a)및 제2 안테나 유닛(200b)으로부터 추출된 좌표값에 기반하여, 해당 좌표에서 측정된 전파 신호(측정 대상의 횡경막의 미세 변위차)를 수신하여 이로부터 호흡수를 산출하는 구성이다.The sensor unit 120 receives the radio wave signal (the fine displacement difference of the diaphragm of the measurement object) measured at the coordinates based on the coordinate values extracted from the first antenna unit 200a and the second antenna unit 200b And the number of breaths is calculated from this.

호흡수 측정 대상의 위치(즉, 측정 대상의 최적 호흡 위치)란, 측정 대상의 호흡 신호가 포함된 위치, 즉 측정 대상의 호흡 패턴이 정확하게 반영된 위치를 의미하는 것으로서, 반사 거리별로 반사되어 수신되는 전파 신호로부터 정확한 호흡 신호를 포착하는 것은 정확한 호흡 측정을 위해 반드시 선행되어야 한다.The position of the object to be measured (that is, the optimum respiration position of the object to be measured) means a position including the respiration signal of the object to be measured, that is, a position where the respiration pattern of the object to be measured is accurately reflected. Capture the correct breathing signal from the radio signal must be preceded for accurate breath measurement.

최적 호흡 위치를 결정하는 단계가 결여될 경우, 근거리 측정 시스템과 같이 측정 대상의 호흡 신호가 강하게 수신될 수 밖에 없어 호흡 측정이 용이하거나 측정 대상 자체 또는 측정 대상 주위에 호흡 이외의 다른 움직임이 없어 호흡 신호만이 유일하게 수신되는 경우에 국한되어 적용될 수 밖에 없다.If the step of determining the optimum breathing position is not provided, the respiration signal of the measurement object must be strongly received, as in the near field measurement system, so that the breathing measurement is easy, or there is no movement other than the breathing But only when the signal is received uniquely.

이에 따라, 측정 대상이 원거리에 위치하거나 측정 대상의 주변에 움직임을 나타내는 동적 물체가 존재하는 노이즈 환경 하에서 정확한 호흡 신호의 포착이 어려울 뿐만 아니라 호흡 이외의 움직임을 호흡 신호로 오인하는 경우가 발생할 여지가 존재한다.Accordingly, it is difficult to accurately capture the respiratory signal in a noise environment in which the object to be measured is located at a distance or in a dynamic environment in which a moving object exhibits motion around the object to be measured, and the motion other than respiration may be mistaken for a respiration signal exist.

반면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 수신된 전파 신호로부터 배경 신호를 제거(background subtraction)한 후 측정 대상의 최적 호흡 위치를 결정할 뿐만 아니라, 전체 탐지 영역으로부터 수신된 전파 신호가 최대 분산 또는 최대 에너지를 가지는 위치를 측정 대상의 최적 호흡 위치로 결정함으로써 상술한 기존 방식의 단점을 보완하는 것이 가능하다.On the other hand, according to one embodiment of the present invention, not only the background subtraction from the received radio wave signal is performed, but also the optimum respiration position of the measurement object is determined, It is possible to compensate for the drawbacks of the above-described conventional method by determining the position having energy as the optimal respiration position of the measurement object.

보다 구체적으로, 호흡수 측정 대상의 위치는 우선 배경 신호가 제거된 시간-반사 거리별 전파 신호로부터 최대 분산 또는 최대 에너지를 가지는 위치를 최적 호흡 후보 위치를 선정한 후, 최적 호흡 후보 위치에서 추출된 호흡 신호가 소정의 시간 동안 정상 호흡 신호를 나타내는지 여부를 판단하고, 정상 호흡 신호인 경우 호흡 신호 위치가 고정되어 지속적인 호흡 측정이 이루어지게 되나, 비정상 호흡 신호인 것으로 판단된 경우, 해당 위치는 소정의 시간 동안 최적 호흡 후보 위치에서 제외된다.More specifically, the position of the respiration rate measurement object is determined by selecting the optimum respiration candidate position as the position having the maximum variance or the maximum energy from the propagation signal with respect to the time-reflection distance at which the background signal is removed, If the signal is a normal respiration signal, the respiration signal position is fixed and a continuous breath measurement is performed. If it is determined that the signal is an abnormal breath signal, the position is determined to be a predetermined And is excluded from the optimum respiration candidate position for a period of time.

구체적으로 다음과 같은 단계를 통해 최적 호흡 후보 위치에서의 전파 신호가 정상 호흡 신호인지 여부를 판단할 수 있다.
Specifically, it is possible to determine whether the radio wave signal at the optimal respiration candidate position is a normal respiration signal through the following steps.

1) 수신된 전파 신호가 최대 분산 또는 최대 에너지를 가지는 위치 상에서 반사되는 전파 신호를 소정의 시간 동안 추출한 제1 전파 신호와 상기 제1 전파 신호를 일정 시간만큼 지연시킨 제2 전파 신호 사이의 자기 상관(auto-correlation) 연산을 통해 두 전파 신호간 유사도를 계산하며, 상기 자기 상관 연산에 의해 계산된 두 전파 신호간 유사도가 최대값을 나타내는 피크 사이의 주기를 통해 측정 대상의 시간 축 기반 호흡수(f 1)를 연산하는 단계;
1) autocorrelation between a first radio signal obtained by extracting a radio wave signal reflected on a position where the received radio wave signal has a maximum dispersion or a maximum energy for a predetermined time and a second radio wave signal obtained by delaying the first radio wave signal by a predetermined time based on the time-base-based respiration rate (the number of times of measurement) of the measurement object through the period between the peaks showing the maximum value of the similarity between the two propagation signals calculated by the autocorrelation calculation f 1 );

2) 수신된 전파 신호가 최대 분산 또는 최대 에너지를 가지는 위치 상에서 수신된 전파 신호를 소정 시간 동안 추출한 후 푸리에 변환(Fourier transform) 연산을 통해 상기 전파 신호의 최대 주파수를 계산하며, 상기 푸리에 변환 연산에 의해 계산된 주파수를 통해 측정 대상의 주파수 축 기반 호흡수(f 2)를 연산하는 단계;2) extracting a received radio wave signal at a position where the received radio wave signal has the maximum variance or maximum energy for a predetermined time, calculating a maximum frequency of the radio wave signal through a Fourier transform operation, Calculating a frequency axis-based breathing frequency f 2 of the measurement object through the frequency calculated by the frequency-based breathing frequency f 2 ;

여기서, 단계 1) 및 단계 2)의 연산은 센서부에 의해 수행될 수 있다.
Here, the calculation of step 1) and step 2) may be performed by the sensor unit.

3) 상기 시간 축 기반 호흡수(f 1) 및 상기 주파수 축 기반 호흡수(f 2)의 차이의 절대값이 소정의 범위 내인 경우, 소정의 시간 동안 상기 시간 축 기반 호흡수(f 1) 및 상기 주파수 축 기반 호흡수(f 2)의 차이의 절대값이 소정의 범위 내로 유지되는지 여부를 판단하는 단계;
3) If the absolute value of the difference between the time axis based breathing frequency f 1 and the frequency axis based breathing frequency f 2 is within a predetermined range, the time axis based breathing frequency f 1 and / Determining whether an absolute value of a difference between the frequency-based breathing frequencies ( f 2 ) is maintained within a predetermined range;

4) 수신된 전파 신호가 최대 분산 또는 최대 에너지를 가지는 위치 상에서 측정된 상기 시간 축 기반 호흡수(f 1) 및 상기 주파수 축 기반 호흡수(f 2)의 차이의 절대값이 소정의 범위 밖이거나 소정의 시간 동안 상기 시간 축 기반 호흡수(f 1) 및 상기 주파수 축 기반 호흡수(f 2)의 차이의 절대값이 소정의 범위 내로 유지되지 않는 경우, 해당 위치를 최적 호흡 후보 위치에서 제외하고, 나머지 영역에서 수신된 전파 신호가 최대 분산 또는 최대 에너지를 가지는 위치 상에서 상기 단계 1) 내지 상기 단계 3)을 반복하는 단계.
4) If the absolute value of the difference between the time-axis-based respiration rate f 1 and the frequency-axis-based respiration rate f 2 measured at a position where the received radio wave signal has the maximum variance or maximum energy is out of a predetermined range If the absolute value of the difference between the time axis based breathing frequency f 1 and the frequency axis based breathing frequency f 2 is not maintained within a predetermined range for a predetermined time, the position is excluded from the optimum breathing candidate position , And repeating the steps 1) to 3) on the position where the received radio signal in the remaining region has the maximum dispersion or maximum energy.

단계 1) 및 단계 2)에서 수신된 전파 신호가 최대 분산 또는 최대 에너지를 가지는 위치 상에서 반사되는 전파 신호를 추출하는 "소정의 시간(T 1)"은 추출된 전파 신호를 자기 상관 연산 및 푸리에 변환 연산을 했을 때 유의미한 결과값이 얻어지기에 충분한 시간을 의미한다."Predetermined time ( T 1 )" for extracting a radio wave signal in which the radio wave signal received in steps 1) and 2) is reflected on a position having the maximum dispersion or the maximum energy is obtained by subjecting the extracted radio wave signal to autocorrelation and Fourier transform It means enough time to get a meaningful result when the operation is performed.

측정 대상의 호흡 패턴에 따라 단계 1)에서의 "소정의 시간(T 1)"은 적절히 조절될 수 있으며, 예를 들어, 단계 1)에서의 "소정의 시간(T 1)"은 호흡 신호로 예상되는 전파 신호의 골과 마루가 적어도 2회 이상 수신되기에 충분한 시간일 수 있다.The predetermined time ( T 1 ) in step 1) can be appropriately adjusted according to the respiration pattern of the measurement subject, and for example, the predetermined time ( T 1 ) in step 1) It may be a time sufficient for the expected radio wave signal to be received at least two times.

단계 3)에서 상기 시간 축 기반 호흡수(f 1) 및 상기 주파수 축 기반 호흡수(f 2)의 차이의 절대값이 존재하여야 할 "소정의 범위(d)"는 측정 대상의 호흡 패턴에 따라 달라질 수 있으나, 일반적으로 주 측정 대상에 해당하는 사람의 호흡 신호는 Sin 또는 Cos 파형과 상당히 유사하기 때문에 시간 축 기반 호흡수(f 1)와 주파수 축 기반 호흡수(f 2)의 차이는 정상적인 호흡 신호일 경우 "소정의 범위(d)"는 실제 호흡수(또는 시간 축 기반 호흡수(f 1) 및 주파수 축 기반 호흡수(f 2) 중 어느 하나의 값)의 10% 미만, 바람직하게는 5% 미만일 수 있다.The predetermined range d in which the absolute value of the difference between the time axis based breathing frequency f 1 and the frequency axis based breathing frequency f 2 in the step 3) should exist depends on the breathing pattern of the measurement subject However, since the respiratory signal of a person who is usually the subject of measurement is quite similar to the Sin or Cos waveform, the difference between the time-based respiratory rate ( f 1 ) and the frequency-based respiratory rate ( f 2 ) The predetermined range d is less than 10% of the actual respiratory rate (or any one of the time-base-based respiratory rate f 1 and the frequency-based respiratory rate f 2 ), preferably 5 % ≪ / RTI >

즉, 상기 단계 3)에 의해 본 발명에 따른 실시간 무선 호흡 측정 시스템은 측정 대상이 원거리에 위치하거나 측정 대상의 주변에 움직임을 나타내는 (배경 신호로서 충분히 제거되지 않은) 동적 물체에 의한 신호가 존재하는 노이즈 환경 하에서도측정 대상의 주기성을 나타내는 호흡 신호를 포착하고, 이로부터 호흡수를 정확하게 측정하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 시간 축 기반 호흡수(f 1)의 연산 결과를 주파수 축 기반 호흡수(f 2)의 연산 결과와 함께 대조함으로써 정확성을 제고할 수 있다.That is, according to the step 3), the real-time wireless breathing measurement system according to the present invention can detect the presence or absence of a signal due to a dynamic object (which is not sufficiently removed as a background signal) under the noise environment can capture the respiration signal representing the periodicity of the object to be measured, and the respiratory frequency axis based on the operation result of not only be possible to therefrom accurately measure the respiratory rate, the time axis based on respiratory rate (f 1) (f 2 ), It is possible to enhance the accuracy.

또한, 단계 3)에서는 상기 시간 축 기반 호흡수(f 1) 및 상기 주파수 축 기반 호흡수(f 2)의 차이의 절대값이 소정의 범위 내에 존재한다 하더라도 이와 같은 상태가 "소정의 시간(T 2)" 동안 유지되는 것을 요구한다.Further, step 3), the time axis based on respiratory rate (f 1) and the "predetermined time condition, even if the absolute value of the difference is present within a predetermined range such of the frequency axis based on respiratory rate (f 2) (T 2 ) ".

여기서, "소정의 시간(T 2)"은 하나의 최적 호흡 후보 위치에서의 정상 호흡 신호 여부를 판별하는데 소비되는 시간으로서, "소정의 시간(T 2)"이 증가할수록 최적 호흡 후보 위치에서의 신호가 정상 호흡 신호인지 여부를 보다 정확히 판단하는 것이 가능하나, 하나의 위치에서 소비되는 시간이 증가하기 때문에 전체 탐지 영역을 모두 스캐닝하는데 소요되는 시간이 늘어날 수 있다.Here, "predetermined time ( T 2 )" is a time consumed in discriminating whether or not a normal breathing signal is present at one optimum breathing position. As the "predetermined time T 2 " increases, It is possible to more accurately determine whether the signal is a normal breathing signal. However, since the time consumed at one position increases, the time required to scan all the detection areas may be increased.

단계 4)에서는 수신된 전파 신호가 최대 분산 또는 최대 에너지를 가지는 위치 상에서 측정된 상기 시간 축 기반 호흡수(f 1) 및 상기 주파수 축 기반 호흡수(f 2)의 차이의 절대값이 소정의 범위 밖이거나 소정의 시간(T 2) 동안 상기 시간 축 기반 호흡수(f 1) 및 상기 주파수 축 기반 호흡수(f 2)의 차이의 절대값이 소정의 범위 내로 유지되지 않는 경우, 해당 위치를 최적 호흡 후보 위치에서 제외하는 단계로서, 이 때 해당 위치는 소정의 시간(T 3) 동안 제외될 수 있다.In step 4), when the absolute value of the difference between the time axis-based respiration frequency f 1 and the frequency axis-based respiration frequency f 2 measured on the position where the received radio wave signal has the maximum variance or the maximum energy is within a predetermined range If the absolute value of the difference between the time axis based breathing frequency f 1 and the frequency axis based breathing frequency f 2 is not maintained within a predetermined range for a predetermined time T 2 or outside, And excluded from the respiration candidate position, at which time the corresponding position can be excluded for a predetermined time ( T 3 ).

여기서, "소정의 시간(T 3)"은 최적 호흡 후보 위치에서 정상 호흡 신호가 탐지되지 않을 경우, 해당 위치를 얼마 동안 재탐색하지 않을 것인지 결정하는 변수로서, "소정의 시간(T 3)"이 증가할수록 하나의 위치에서 소요되는 시간이 적어지기 때문에 전체 탐지 영역을 모두 스캐닝하는데 소요되는 시간 역시 적어진다는 장점이 있으나, 하나의 위치에서의 탐지 시간이 적기 때문에 정상 호흡 신호임에도 불구하고 이를 탐지하지 못할 가능성이 존재한다.Here, the "predetermined time (T 3)" is a variable to determine whether not search is made for some time to, that location if it is not a normal respiration signal detected in the optimal breathing candidate positions, "the predetermined time (T 3)" The time required to scan all the detection areas is also reduced. However, since the detection time at one location is small, it is difficult to detect the normal breathing signal even though it is a normal breathing signal There is a possibility that it can not be done.

따라서, "소정의 시간(T 2)"와 "소정의 시간(T 3)"은 전체 탐지 영역을 스캐닝하는데 허용된 시간 등을 고려하여 적절히 밸런싱하는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the predetermined time ( T 2 ) and the predetermined time ( T 3 ) are appropriately balanced in consideration of the time allowed for scanning the entire detection area and the like.

상술한 단계 1) 내지 단계 4)에 의해 최적 호흡 후보 위치(또는 그 다음 위치)에서의 호흡 신호가 정상 호흡 신호인 것으로 판정된 경우, 해당 위치가 최적 호흡 위치인 것으로 결정되고, 안테나 유닛은 이에 대한 좌표값을 추출하게 된다.If it is determined that the breathing signal at the optimal breathing candidate position (or the next position) by the above-described steps 1) to 4) is the normal breathing signal, it is determined that the position is the optimum breathing position, And extracts the coordinate values of the coordinates.

이어서, 측정 대상의 최적 호흡 위치로부터 반사되는 전파 신호로부터 호흡 신호가 지속적으로 추출되며, 센서부에 의해 추출된 호흡 신호로부터 호흡수 연산이 수행된다.Then, the respiration signal is continuously extracted from the radio wave signal reflected from the optimal respiration position of the measurement object, and the respiration number is calculated from the respiration signal extracted by the sensor unit.

여기서, 호흡수를 연산하는 동작은 상술한 최적 호흡 후보 위치에서 정상 호흡 신호 여부를 판단하기 위한 단계 1)의 반복 동작으로 볼 수 있다.Here, the operation of calculating the number of breaths can be regarded as a repetitive operation of step 1) for determining whether the breathing signal is a normal breathing signal at the optimum breathing position.

본 발명의 일 실시예에 따른 호흡수 연산은은 자기 상관 연산에 기반한 것으로, 자기 상관 연산이란 원래의 추출된 호흡 신호(제1 전파 신호)와 이를 일정 시간(예를 들어, 호흡 주기 기준 1 또는 2주기)만큼 지연(delay)시킨 호흡 신호(제2 전파 신호)의 유사도를 계산한 것으로서, 예를 들어, 제1 전파 신호에 대하여 제2 전파 신호가 지연되는 정도에 따라 변화하는 유사도 값의 조화 평균으로 정의될 수 있다.The respiratory rate calculation according to an embodiment of the present invention is based on a S autocorrelation calculation. The autocorrelation calculation is a calculation of an original extracted respiration signal (first radio wave signal) and a predetermined time (for example, (Second propagation signal) delayed by a predetermined number of times (for example, two periods), and for example, the degree of similarity of the first radio signal with respect to the degree of delay of the second radio signal, Can be defined as an average.

측정되는 전파 신호가 일정한 주기를 가질 경우, 일정한 주기에 따라 유사도가 최대값을 나타내는 피크가 나타날 것이며, 피크 사이의 주기를 통해 측정 대상의 시간 축 기반 호흡수를 연산하는 것이 가능하다.When the measured radio wave signal has a certain period, a peak indicating the maximum value of similarity will appear according to a certain period, and it is possible to calculate the time-axis-based respiration rate of the measurement object through the period between the peaks.

불규칙한 호흡 신호와는 달리 자기 상관 연산에 따른 유사도 그래프 상에서는 각 마루별 신호(유사도)의 최대값을 정확히 지정하는 것이 가능하므로, 규칙적인 호흡 주기의 연산과 함께 정확한 호흡 측정이 가능하다는 장점이 있다.Unlike the irregular respiration signal, it is possible to accurately specify the maximum value of the signal (similarity degree) of each floor on the similarity graph according to the autocorrelation calculation.

보다 정확한 호흡수 연산을 위해, 시간 축 기반 호흡수(f 1)는 자기 상관 연산에 의해 계산된 두 전파 신호간 유사도가 최대값을 나타내는 적어도 세 피크 사이의 주기의 평균값으로부터 연산될 수 있다.
For more accurate breathing operation, the time-base-based respiration rate f 1 can be calculated from the average value of at least three peaks in which the degree of similarity between two radio signals calculated by the autocorrelation calculation shows a maximum value.

한편, 도 1을 참조하면, 전자 부품들이 실장되는 기판과 안테나 유닛이 일체(또는 빌트인)로 구비된 레이더 모듈이 도시되어 있다.Referring to FIG. 1, a radar module is shown in which a substrate on which electronic components are mounted and an antenna unit are integrated (or built-in).

즉, 일체형 구조의 레이더 모듈은 기판(10)과 안테나 유닛(20)이 인쇄회로기판(PCB)으로 형성되되, 전자 부품의 실장 영역과 안테나 영역이 하나의 인쇄회로기판에 형성되는 구조를 취하고 있다.That is, the integrated radar module has a structure in which the substrate 10 and the antenna unit 20 are formed of a printed circuit board (PCB), and the mounting area and the antenna area of the electronic component are formed on one printed circuit board .

도 1에 도시된 일체형 구조의 레이더 모듈은 기판(10)과 안테나 유닛(20)이 하나의 인쇄회로기판에 공존하기 때문에 PCB isolation 특성이 14 dB 이하로 낮아, 전자파 간섭에 의한 레이더 모듈의 최대 감지 거리가 짧다는 단점이 존재한다.1, since the substrate 10 and the antenna unit 20 coexist in a single printed circuit board, the PCB isolation characteristic is as low as 14 dB or less, and the maximum detection of the radar module due to electromagnetic interference There is a disadvantage that the distance is short.

또한, 측정 대상이 너무 가까이 존재할 경우, 안테나로부터 발생되는 사이드 로브에 의한 간섭 효과때문에 신뢰성 있는 신호 측정이 어렵다는 문제가 있다.In addition, when the object to be measured is located too close to the object, there is a problem that it is difficult to measure a reliable signal due to the interference effect caused by the side lobe generated from the antenna.

따라서, 일체형 구조의 레이더 모듈은 안테나에 의해 발생되는 사이드 로브를 완화함과 동시에 안테나의 이득률을 향상시키기 위한 별도의 구성을 필요로 한다.Therefore, the integrated radar module requires a separate structure to mitigate the side lobe generated by the antenna and to improve the gain factor of the antenna.

반면, 도 2는 안테나 외장형의 레이더 모듈의 사시도를 나타낸 것으로서, 이 때 전자 부품들이 실장되는 기판(10)과 안테나 유닛(20a, 20b)은 복수의 부품(30a, 30b, 30c)으로 구성된 커넥터(30)에 의해 연결된 구조를 취하고 있다.2 is a perspective view of a radar module of an external antenna type in which the substrate 10 and the antenna units 20a and 20b on which the electronic components are mounted are connected to the connector 30a composed of a plurality of parts 30a, 30). ≪ / RTI >

도 2와 같이 외장형 안테나가 구비된 레이더 모듈의 경우, 일체형 구조의 레이더 모듈에서 문제된 PCB isolation 문제를 해결할 수 있다.As shown in FIG. 2, in the case of a radar module having an external antenna, it is possible to solve the problem of PCB isolation problem in a radar module having an integrated structure.

또한, 기판과 안테나 유닛이 분리된 상태로 존재하기 때문에, 안테나로부터 발생되는 사이드 로브에 의해 기판 상에 실장된 전자 부품들이 받는 간섭 효과가 감소될 수 있으며, 마찬가지로 안테나 이득률을 향상시켜 최대 감지 거리를 12m 이상으로 할 수 있다는 이점이 있다.In addition, since the substrate and the antenna unit exist in a separated state, the interference effect of the electronic parts mounted on the substrate by the side lobe generated from the antenna can be reduced, and similarly, the antenna gain ratio can be improved, Can be set to 12 m or more.

다만, 도 2에 도시된 안테나 외장형의 레이더 모듈은 일반적으로 사용되는 암, 수 형태의 SMA 커넥터 부품들이 다수 필요로 하기 때문에 전체 레이더 모듈의 사이즈가 커짐과 동시에 조립성도 떨어지는 단점이 존재한다.However, since the radar module of the external antenna type shown in FIG. 2 requires a large number of commonly used SMA connector parts in the form of female and male, there is a disadvantage in that the size of the entire radar module is increased and the assemblability is lowered.

특히, 암, 수 형태의 SMA 커넥터 부품들(30a, 30b, 30c) 중 안테나 유닛(20a, 20b) 및 기판(10)과 체결되는 SMA 커넥터 부품(30a, 30c)은 안테나 유닛(20a, 20b) 및 기판(10)과 솔더링에 의해 고정되는데 이 때 SMA 커넥터 부품이 정확하게 얼라인되지 않은 상태에서 솔더링될 경우 쇼트가 발생하는 등의 문제점이 존재한다.Particularly, among the SMA connector parts 30a, 30b, 30c of the female and male types, the antenna units 20a, 20b and the SMA connector parts 30a, 30c fastened to the board 10 are connected to the antenna units 20a, And the substrate 10 by soldering. In this case, when the SMA connector component is soldered in a state where the SMA connector component is not correctly aligned, a short circuit occurs.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 외장형 안테나를 채택하되, 안테나 유닛과 다양한 전자 부품들이 실장되는 기판을 체결하는 부품(SMA 커넥터)을 간소화함으로써 레이더 모듈의 소형화 및 조립 용이성을 달성할 수 있도록 하나의 부품으로 기판과 안테나 유닛을 안정적으로 체결할 수 있는 SMA 커넥터를 사용한다.Therefore, according to one embodiment of the present invention, it is possible to adopt an external antenna, and to simplify the assembly of the antenna unit and the board (SMA connector) for fastening the board on which various electronic components are mounted, An SMA connector is used which can stably fix the board and antenna unit with one part.

본 발명의 일 실시예에 따른 IR-UWB 시스템 기반 호흡수 측정용 레이더 모듈에 적용된 SMA 커넥터의 사시도를 나타낸 도 5를 참조하면, SMA 커넥터(300)는 몸체(310), 몸체(310)로부터 기판(또는 안테나 유닛)을 향해 수평 방향으로 소정의 길이만큼 연장된 제1 수평 연장부(320)와 몸체(310)로부터 안테나 유닛(또는 기판)을 향해 수평 방향으로 소정의 길이만큼 연장된 제2 수평 연장부(320), 수평 연장부(320)를 수직 방향으로 관통하는 제1 관통구(330) 및 수평 연장부(320)의 하부를 향해 돌출되도록 제1 관통구(330)에 삽입된 연결 부재(340a, 340b)를 포함한다.5 showing a perspective view of an SMA connector applied to a radar module for measuring respiration rate based on an IR-UWB system according to an embodiment of the present invention, the SMA connector 300 includes a body 310, a body 310, (Or the antenna unit) by a predetermined length in the horizontal direction and a second horizontal extending portion 320 extending from the body 310 toward the antenna unit (or the substrate) by a predetermined length in the horizontal direction, A first through hole 330 penetrating the horizontal extending portion 320 in the vertical direction and a second through hole 330 inserted into the first through hole 330 so as to protrude toward the lower portion of the horizontal extending portion 320, (340a, 340b).

여기서, SMA 커넥터는 좌우 대칭형으로서, 제1 수평 연장부(320)와 제2 수평 연장부(320)는 체결되는 부품을 구분하기 위해 서로 다른 용어로 정의됐을 뿐, 실질적으로 동일한 부분을 지칭하는 용어로 이해될 수 있다.Here, the SMA connector is symmetrical, and the first horizontal extension 320 and the second horizontal extension 320 are defined as different terms in order to distinguish the components to be fastened, and the term " .

예를 들어, 도 3 및 도 5를 참조하면, SMA 커넥터(300a)는 몸체(310)로부터 안테나 기판(100)을 향해 소정의 길이만큼 연장된 제1 수평 연장부(320)와 몸체(310)로부터 안테나 유닛을 향해 수평 방향으로 연장된 제2 수평 연장부(320)를 포함한다.3 and 5, the SMA connector 300a includes a first horizontal extension 320 and a body 310 extending from the body 310 toward the antenna substrate 100 by a predetermined length, And a second horizontal extension 320 extending in the horizontal direction from the antenna unit toward the antenna unit.

이 때, SMA 커넥터(300a)는 수평 연장부(320)의 하부를 향해 돌출되도록 제1 관통구(330)에 삽입된 연결 부재(340a, 340b)를 포함할 수 있다.The SMA connector 300a may include connecting members 340a and 340b inserted into the first through hole 330 so as to protrude toward the lower portion of the horizontal extending portion 320. [

여기서, 연결 부재(340)는 원통형 형상일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.Here, the connecting member 340 may have a cylindrical shape, but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따른 SMA 커넥터는 연결 부재를 통해 기판과 안테나 유닛을 체결함에 따라 기판 또는 안테나 유닛을 구성하는 인쇄회로기판의 두께에 SMA 커넥터를 별도 제작할 필요없이 적용이 가능하다는 장점이 있다.The SMA connector according to the embodiment of the present invention has an advantage that the SMA connector can be applied to the thickness of the printed circuit board constituting the board or the antenna unit without separately manufacturing the SMA connector by fastening the board and the antenna unit through the connecting member .

또한, 제1 관통구(330)는 적어도 두 개 구비될 수 있으며, 마찬가지로 제1 관통구(330)에 삽입되는 연결 부재(340a, 340b) 역시 적어도 두 개 구비될 수 있다. 제1 관통구(330)에 삽입된 연결 부재(340a, 340b)의 수가 증가할수록 기판(100)과 안테나 유닛(200)의 체결은 더욱 견고해질 수 있으나, 반대로 SMA 커넥터(300)의 크기가 증가함에 따라 전체 레이더 모듈의 크기가 증가할 수 있다. 따라서, 제1 관통구(330) 및 연결 부재(340a, 340b)의 수는 레이더 모듈의 형상, 크기 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있다.At least two first through-holes 330 may be provided, and at least two connecting members 340a and 340b may be inserted into the first through-holes 330 as well. As the number of the coupling members 340a and 340b inserted into the first through hole 330 increases, the coupling between the substrate 100 and the antenna unit 200 can be further strengthened. However, the size of the SMA connector 300 increases The size of the entire radar module may increase. Accordingly, the number of the first through holes 330 and the connecting members 340a and 340b can be appropriately selected in consideration of the shape, size, and the like of the radar module.

아울러, 기판(100)과 안테나 유닛(200)의 상면에는 각각 SMA 커넥터(300)의 연결 부재(340a, 340b)가 삽입되기 위한 제2 관통구(400a, 400b)가 구비된다.In addition, second through holes 400a and 400b for inserting the connection members 340a and 340b of the SMA connector 300 are provided on the upper surface of the substrate 100 and the antenna unit 200, respectively.

도 5 및 도 5를 참조하면, SMA 커넥터의 연결 부재(340a)는 기판(100)에 구비된 제2 관통구(400a)에 삽입되며, 연결 부재(340b)는 안테나 유닛(200)에 구비된 제2 관통구(400b)에 삽입될 수 있다.5 and 5, the connecting member 340a of the SMA connector is inserted into the second through hole 400a provided in the substrate 100, and the connecting member 340b is inserted into the second through hole 400a provided in the antenna unit 200 And can be inserted into the second through-hole 400b.

이 때, 연결 부재(340a, 340b)가 제2 관통구(400a, 400b)에 완전히 삽입된 상태에서 기판(100)과 안테나 유닛(200)은 SMA 커넥터(300)의 몸체(310)에 의해 소정의 간격만큼 이격되어 체결될 수 있으며, 기판(100) 및 안테나 유닛(200)의 상면과 수평 연장부(320)의 하면은 접촉될 수 있다.The substrate 100 and the antenna unit 200 are fixed by the body 310 of the SMA connector 300 in a state in which the connection members 340a and 340b are completely inserted into the second through holes 400a and 400b, And the upper surface of the substrate 100 and the antenna unit 200 may be in contact with the lower surface of the horizontally extending portion 320.

여기서, SMA 커넥터(300a)의 제1 수평 연장부(320)는 기판(100)의 상면에 형성된 제1 수평 연장부 실장 영역(140) 상에 접촉하며, SMA 커넥터(300a)의 제2 수평 연장부(320)는 안테나 유닛(200a)의 제2 수평 연장부 실장 영역(210) 상에 접촉함으로써, 기판(100)과 안테나 유닛(200a)의 전기적 접속을 달성하게 된다. 기판(100) 및 안테나 유닛(200a)의 상면에 형성된 제1 및 제2 수평 연장부 실장 영역(140, 210)은 솔더링 영역에 해당하기도 한다.The first horizontal extension 320 of the SMA connector 300a contacts the first horizontal extension mounting area 140 formed on the upper surface of the substrate 100 and the second horizontal extension 320 of the SMA connector 300a The portion 320 contacts the second horizontal extension portion mounting region 210 of the antenna unit 200a to achieve the electrical connection between the substrate 100 and the antenna unit 200a. The first and second horizontal extension portion mounting regions 140 and 210 formed on the upper surface of the substrate 100 and the antenna unit 200a may correspond to a soldering region.

추가적으로, 제1 수평 연장부(320)와 제2 수평 연장부(320)는 적어도 두 개 구비될 수 있으며, 이 때 각각의 수평 연장부는 서로 이격되어 배치되는 것이 바람직하다.In addition, at least two of the first horizontal extension 320 and the second horizontal extension 320 may be provided, wherein each horizontal extension is spaced apart from one another.

SMA 커넥터(300)의 몸체(310)에 구비된 제1 수평 연장부(320)와 제2 수평 연장부(320)의 수가 증가할수록 SMA 커넥터(300)에 의한 기판(100) 및 안테나 유닛(200)의 체결 상태가 보다 견고하게 유지될 수 있다는 이점이 있다.As the number of the first horizontal extension part 320 and the second horizontal extension part 320 provided in the body 310 of the SMA connector 300 increases as the number of the SMA connector 300 increases, Can be more firmly held.

반면, 제1 수평 연장부(320)와 제2 수평 연장부(320)의 수가 과도하게 많을 경우, 더 큰 사이즈의 SMA 커넥터(300)가 필요하고, 이에 따라 전제 레이더 모듈의 사이즈를 크게 해야하므로, SMA 커넥터(300)에 의해 기판(100) 및 안테나 유닛(200)이 적절히 지지되는 범위 내에서 제1 수평 연장부(320)와 제2 수평 연장부(320)의 수가 조절되는 것이 바람직하다.On the other hand, when the number of the first horizontal extension part 320 and the second horizontal extension part 320 is excessively large, a SMA connector 300 of a larger size is required, The number of the first horizontal extension part 320 and the second horizontal extension part 320 may be adjusted within a range in which the substrate 100 and the antenna unit 200 are suitably supported by the SMA connector 300.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 SMA 커넥터(300)는 수평 연장부(320)의 연장 방향과 동일한 방향으로 연장된 지지 부재(350)를 더 포함할 수 있으며, 특히 몸체(310)의 일 측에 복수의 수평 연장부(320)가 구비된 상태에서, 각각의 수평 연장부(320) 사이, 보다 바람직하게는 각각의 수평 연장부(320) 사이의 중심 영역에 지지 부재(350)가 구비될 수 있다.In addition, the SMA connector 300 according to an embodiment of the present invention may further include a support member 350 extending in the same direction as the extending direction of the horizontal extension portion 320, A supporting member 350 is provided in a central region between the respective horizontal extending portions 320 and more preferably between the respective horizontal extending portions 320 with the plurality of horizontal extending portions 320 provided on the side .

여기서, 지지 부재(350) (정확히, 지지 부재(350)의 하면)는 연결 부재가 제2 관통구에 완전히 삽입된 상태에서 기판(100) 및 안테나 유닛(200)의 상면과 접촉하도록 구비된다.Here, the support member 350 (precisely, the lower surface of the support member 350) is provided so as to be in contact with the upper surface of the substrate 100 and the antenna unit 200 with the connection member completely inserted into the second through-hole.

특히, 도 3을 참조하면, 지지 부재(350)는 연결 부재(340a, 340b)가 제2 관통구(400a, 400b)에 완전히 삽입된 상태에서 기판(100) 상에 구비된 제1 지지 부재 실장 영역(150)과 안테나 유닛(200a) 상에 구비된 제2 지지 부재 실장 영역(220)과 동시에 접촉함으로써, SMA 커넥터(300a)에 의한 기판(100) 및 안테나 유닛(200a)의 체결을 더욱 견고하게 함과 동시에 솔더링 전 기판(100), 안테나 유닛(200a) 및 SMA 커넥터(300a)의 정확한 얼라인이 육안으로 확인하는 것이 가능하도록 한다.3, the support member 350 may include a first support member mounted on the substrate 100 in a state where the connection members 340a and 340b are completely inserted into the second through holes 400a and 400b, The connection of the substrate 100 and the antenna unit 200a by the SMA connector 300a is further strengthened by contacting the region 150 and the second support member mounting region 220 provided on the antenna unit 200a So that accurate alignment of the substrate 100, the antenna unit 200a, and the SMA connector 300a before soldering can be visually confirmed.

또한, 지지 부재(350)는 각각 기판(100) 및 안테나 유닛(200a) 상에 형성된 실장 영역(150, 220)에 정확히 위치하도록 함으로써 쇼트가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
In addition, the supporting member 350 can be precisely positioned in the mounting regions 150 and 220 formed on the substrate 100 and the antenna unit 200a, respectively, thereby preventing a short circuit from occurring.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따라 하나의 부품으로 구성된 SMA 커넥터(300)는 지지 부재(350)를 통해 기판(100), 안테나 유닛(200) 및 SMA 커넥터(300)의 얼라인 상태를 확인하면서 연결 부재(340)에 의한 기판(100)과 안테나 유닛(200)의 정확한 체결을 유도할 수 있다.That is, according to one embodiment of the present invention, the SMA connector 300 composed of one part confirms the alignment state of the substrate 100, the antenna unit 200, and the SMA connector 300 through the support member 350 So that it is possible to induce precise fastening of the substrate 100 and the antenna unit 200 by the connecting member 340.

이에 따라, 종래의 암, 수 형태의 복수의 SMA 커넥터 부품을 사용하는 방식에 비해 조립 공수가 감소되어 제조 경비를 절감할 수 있다는 장점이 있다.Accordingly, compared with a conventional method using a plurality of SMA connector parts in the form of a female and a male, the number of assembling steps is reduced, and manufacturing costs can be reduced.

아울러, SMA 커넥터(300)의 몸체(310)는 기판(100)과 안테나 유닛(200) 사이의 간격을 균일하게 유지하기 위한 스페이서의 역할을 함으로써 체결 상태가 틀어짐에 따라 쇼트가 발생하는 문제를 미연에 방지할 수 있다.
The body 310 of the SMA connector 300 serves as a spacer for uniformly maintaining the distance between the substrate 100 and the antenna unit 200 and thus can prevent a short circuit .

이상, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 몸체된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. 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.

Claims (7)

전면에 전자 부품들을 실장하기 위한 영역이 구비된 기판;
상기 기판의 좌측 및 우측에 각각 구비된 안테나 유닛; 및
상기 기판과 상기 안테나 유닛을 체결하기 위한 SMA 커넥터;를 구비하되,
상기 SMA 커넥터는,
몸체;
상기 몸체로부터 상기 기판을 향해 수평 방향으로 소정의 길이만큼 연장된 제1 수평 연장부;
상기 몸체로부터 상기 안테나 유닛을 향해 수평 방향으로 소정의 길이만큼 연장된 제2 수평 연장부;
상기 수평 연장부를 수직 방향으로 관통하는 제1 관통구; 및
상기 수평 연장부의 하부를 향해 돌출되도록 상기 제1 관통구에 삽입된 연결 부재;를 포함하며,
상기 기판과 상기 안테나 유닛의 상면에는 상기 SMA 커넥터의 연결 부재가 삽입되기 위한 제2 관통구가 구비된,
IR-UWB 시스템 기반 호흡수 측정용 레이더 모듈.
A substrate having an area for mounting electronic components on a front surface thereof;
An antenna unit provided on left and right sides of the substrate, respectively; And
And an SMA connector for connecting the substrate and the antenna unit,
The SMA connector includes:
Body;
A first horizontal extension extending in a horizontal direction by a predetermined length from the body toward the substrate;
A second horizontal extension extending horizontally by a predetermined length from the body toward the antenna unit;
A first through hole penetrating the horizontal extending portion in the vertical direction; And
And a connecting member inserted into the first through hole so as to protrude toward a lower portion of the horizontal extending portion,
And a second through hole for inserting a connection member of the SMA connector is formed on an upper surface of the substrate and the antenna unit,
IR-UWB system based radar module for breathing measurement.
제1항에 있어서,
상기 SMA 커넥터는 좌우 대칭형인,
IR-UWB 시스템 기반 호흡수 측정용 레이더 모듈.
The method according to claim 1,
The SMA connector is a left-
IR-UWB system based radar module for breathing measurement.
제1항에 있어서,
상기 SMA 커넥터의 몸체에 의해 상기 기판과 상기 안테나 유닛은 소정의 간격만큼 이격되어 체결되는,
IR-UWB 시스템 기반 호흡수 측정용 레이더 모듈.
The method according to claim 1,
The substrate and the antenna unit are spaced apart from each other by a predetermined distance by the body of the SMA connector,
IR-UWB system based radar module for breathing measurement.
제1항에 있어서,
상기 제1 수평 연장부와 상기 제2 수평 연장부는 적어도 두 개 구비되되,
각각의 수평 연장부는 서로 이격되어 배치된,
IR-UWB 시스템 기반 호흡수 측정용 레이더 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein at least two of the first horizontal extension portion and the second horizontal extension portion are provided,
Each horizontal extension being spaced apart from one another,
IR-UWB system based radar module for breathing measurement.
제4항에 있어서,
각각의 수평 연장부 사이에는 상기 수평 연장부의 연장 방향과 동일한 방향으로 연장된 지지 부재가 구비된,
IR-UWB 시스템 기반 호흡수 측정용 레이더 모듈.
5. The method of claim 4,
And a support member extending in the same direction as the extending direction of the horizontal extending portion between the respective horizontal extending portions,
IR-UWB system based radar module for breathing measurement.
제5항에 있어서,
상기 연결 부재가 상기 제2 관통구에 완전히 삽입된 상태에서 상기 기판 및 상기 안테나 유닛의 상면과 상기 수평 연장부의 하면은 접촉하는,
IR-UWB 시스템 기반 호흡수 측정용 레이더 모듈.
6. The method of claim 5,
Wherein the upper surface of the substrate and the antenna unit are in contact with the lower surface of the horizontally extending portion in a state where the connecting member is completely inserted into the second through-
IR-UWB system based radar module for breathing measurement.
제5항에 있어서,
상기 연결 부재가 상기 제2 관통구에 완전히 삽입된 상태에서 상기 기판 및 상기 안테나 유닛의 상면과 상기 지지 부재의 하면은 접촉하는,
IR-UWB 시스템 기반 호흡수 측정용 레이더 모듈.6. The method of claim 5,
The upper surface of the substrate and the antenna unit are in contact with the lower surface of the support member while the connection member is completely inserted into the second through-
IR-UWB system based radar module for breathing measurement.
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