KR20170061743A

KR20170061743A - 센서 인쇄회로기판

Info

Publication number: KR20170061743A
Application number: KR1020150166225A
Authority: KR
Inventors: 이재진; 김민건; 김용주
Original assignee: (주) 텔트론
Priority date: 2015-11-26
Filing date: 2015-11-26
Publication date: 2017-06-07
Also published as: KR101756219B1

Abstract

본 발명은 센서 인쇄회로기판에 관한 것으로서, 상기 센서 인쇄회로기판은 정해진 주파수를 갖는 발진 신호를 생성하여 출력하는 발진기, 상기 발진기에 연결되어 있는 듀플렉서, 상기 듀플렉서와 연결되어 있고, 상기 듀플렉서는 통해 전송되는 발진 신호를 외부로 송출하는 송신 안테나, 외부로 송출된 발진 신호가 반사되어 수신되는 반사 신호를 수신하는 수신 안테나, 상기 수신 안테나와 상기 듀플렉서에 연결되어 있고, 상기 듀플렉서에서 인가되는 발진 신호와 수신 안테나를 통해 인가되는 반사 신호를 비교하여 상기 발진 신호와 상기 반사 신호의 주파수 차이에 기초한 감지 신호를 출력하는 혼합기, 상기 혼합기에 연결되어 있고, 상기 혼합기를 통해 인가되는 상기 감지 신호를 증폭하여 연결선을 통해 구동 인쇄회로기판으로 출력하는 증폭부, 그리고 상기 발진기, 상기 듀플렉서, 상기 혼합기를 내장하고 있는 제1 공간과 상기 제1 공간과 분리되어 있고 상기 증폭부를 내장하고 있는 제2 공간을 구비한 차폐부를 포함한다.

Description

센서 인쇄회로기판{SENOSR PRINTED CIRCUIT BOARD}

본 발명은 센서 인쇄회로기판에 관한 것이다.

일반적으로 마이크로파(microwave)를 이용하는 움직임을 감지하는 움직임 감지 장치는 인가되는 전원(직류 전원)에 따라 정해진 주파수의 전파를 송신 안테나를 통해 외부로 방사하게 되고, 수신 안테나를 이용하여 외부로부터 수신되는 반사 신호를 수신한 후 반사 신호의 주파수 변화를 이용하여 물체의 움직임을 감지하게 된다.

즉, 움직임 감지 장치로부터 송출된 송출 신호의 전파가 주변의 위치하고 있는 물체에 반사되어 반사 신호로 되돌아오게 될 때, 물체의 움직임이 감지되지 않으면 반사 신호의 주파수는 일정하게 유지된다.

하지만, 반사되는 물체에 움직임이 발생하게 되면, 도플러 효과(Doppler effect)에 의해 움직임 감지 장치로 수신되는 반사 신호의 주파수가 변하게 되므로, 움직임 감지 장치는 이러한 송출 신호와 반사 신호의 주파수 차이에 해당하는 움직임 감지 신호를 구동 인쇄회로기판으로 인가한다.

이때, 구동 인쇄회로기판에는 움직임 감지 신호를 수신하여 움직임 감지 신호의 상태에 따라 해당 물체의 움직임 여부를 판정하는 제어부, 움직임 여부에 따른 제어부의 판정 동작에 따라 부하(예, 발광 다이오드등 과 같은 조명등)의 동작을 제어하는 구동부, 외부 전원을 인가받아 센서 인쇄회로기판과 구동 인쇄회로기판의 동작에 필요한 구동 전원을 생성하는 전원부 등이 실장되어 있다.

또한, 구동 인쇄회로기판 상에는 움직임 감지 신호를 증폭하는 증폭부가 실장되어 있고, 이 증폭부와 연결되는 수신 안테나는 센서 인쇄회로기판에 실장되어 있다.

따라서, 움직임 감지 신호는 센서 인쇄회로기판과 이격되게 위치하는 구동 인쇄회로기판 쪽으로 전기 배선을 통해 전송된다.

이때, 전기 배선이 노출되어 있으므로, 전기 배선을 통해 반사 신호가 증폭부로 전송되는 도중에 외부로부터 인가되는 전파가 전기 배선으로 유입되어 반사 신호와 혼선되는 등 전파 간섭의 문제가 발생하게 된다.

최근, 무선 전화, 지그비(zigbee), 블루투스(Bluetooth), 와이파이(WiFi), USN(ubiquitous sensor network), RFID(radio frequency identification) 등 다양한 방식으로 무선 신호의 전파가 이루어지고 있어, 외부 무선 신호로 인한 반사 신호의 신호 간섭 문제는 더욱 증가하게 된다.

이를 방지하기 위해, 해당 전기 배선의 길이를 가능한 한 짧게 설계하거나 해당 배선을 차폐 도선으로 사용하는 것이 일반적이다.

하지만, 이미 설명한 것처럼, 다양한 종류의 무선 통신이 행해지고 있어 반사 신호의 전파 방해는 더욱 증가하고 있고, 이로 인해, 움직임 감지 신호의 정확도가 떨어지고 이로 인해 제어부의 오동작이 발생하게 된다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 센서 인쇄회로기판의 신호 차폐 기능을 향상시켜, 외부 환경으로부터의 신호 간섭을 방지하기 위한 것이다.

본 발명의 한 특징에 따른 센서 인쇄회로기판은 정해진 주파수를 갖는 발진 신호를 생성하여 출력하는 발진기, 상기 발진기에 연결되어 있는 듀플렉서, 상기 듀플렉서와 연결되어 있고, 상기 듀플렉서는 통해 전송되는 발진 신호를 외부로 송출하는 송신 안테나, 외부로 송출된 발진 신호가 반사되어 수신되는 반사 신호를 수신하는 수신 안테나, 상기 수신 안테나와 상기 듀플렉서에 연결되어 있고, 상기 듀플렉서에서 인가되는 발진 신호와 수신 안테나를 통해 인가되는 반사 신호를 비교하여 상기 발진 신호와 상기 반사 신호의 주파수 차이에 기초한 감지 신호를 출력하는 혼합기, 상기 혼합기에 연결되어 있고, 상기 혼합기를 통해 인가되는 상기 감지 신호를 증폭하여 연결선을 통해 구동 인쇄회로기판으로 출력하는 증폭부, 그리고 상기 발진기, 상기 듀플렉서, 상기 혼합기를 내장하고 있는 제1 공간과 상기 제1 공간과 분리되어 있고 상기 증폭부를 내장하고 있는 제2 공간을 구비한 차폐부를 포함한다.

상기 제1 공간과 상기 제1 공간은 각각 상기 센서 인쇄회로기판 및 차폐부의 측벽과 하부면에 의해 에워싸여져 있는 것이 좋다.

상기 센서 인쇄회로기판은 물체의 움직임 여부를 감지하는 움직임 센서 인쇄회로기판일 수 있다.

이러한 특징에 따르면, 발진 신호를 생성하는 발진부와 움직임 감지 신호를 증폭하는 증폭부를 차폐부로 차폐시키므로, 외부로부터 인가되는 무선 신호가 발진 신호나 반사에 혼합되거나 간섭시키지 않게 된다.

이로 인해, 센서 인쇄회로기판에서 출력되는 감지 신호의 감도가 감소되는 현상이 줄어들고, 잡음 발생이 감소하게 된다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 움직임 센서 인쇄회로기판 모듈의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 센서 인쇄회로기판의 개략적인 블록도이다.
도 3의 (a)와 (b)는 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 센서 인쇄회로기판의 상부면과 하부면에 대한 평면도를 도시한 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "접속되어" 있다거나 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 접속되어 있거나 연결되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 접속되어" 있다거나 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 센서 인쇄회로기판에 대하여 설명한다.

본 발명의 한 실시예로서, 센서 인쇄회로기판과 구동 인쇄회로기판을 구비한 센서 인쇄회로기판 모듈은 물체의 움직임을 감지하여 감지 여부에 따른 움직임 감지 신호를 출력하는 움직임 센서 인쇄회로기판을 구비하고 있는 움직임 센서 인쇄회로기판 모듈을 참고로 하여 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다.

먼저, 도 1를 참고로 하여, 센서 인쇄회로기판 모듈, 예를 들어 움직임 센서인쇄회로기판 모듈은, 센서 인쇄회로기판, 즉 움직임 센서 인쇄회로기판(10)과 센서 인쇄회로기판(10)의 하부에 위치하여 센서 인쇄회로기판(10)과 이격되어 있는 구동 인쇄회로기판(20)을 구비하고 있고, 이들 인쇄회로기판(10, 20)은 연결선(30)을 통해 서로 전적으로 연결되어 있다.

센서 인쇄회로기판(10)은, 도 2에 도시한 것처럼, 정해진 주파수의 신호를 발진하여 출력하는 발진기(11), 발진기(11)와 연결되어 있는 듀플렉서(duplexer)(12), 듀플렉서(12)와 연결되어 있는 송신 안테나(13), 송신 안테나(13)에서 송출된 송출 신호를 수신하는 수신 안테나(14), 수신 안테나(14)와 듀플렉서(12)에 연결되어 있는 혼합기(mixer)(15), 그리고 혼합기(15)와 연결되어 있는 증폭부(16)를 구비한다.

발진기(11)는 정해진 주파수를 갖는 발진 신호를 생성하여 듀플렉서(12)로 출력한다.

듀플렉서(12)는 발진기(11)로부터 발진되는 발진 신호를 송신 안테나(13)와 혼합기(15)로 출력한다.

따라서, 송신 안테나(13)는 듀플렉서(12)를 통해 인가되는 발진 신호를 외부로 송출한다.

수신 안테나(14)는 외부로 송출된 발진 신호, 즉 송출 신호가 해당 물체(예를 들어, 움직임 여부를 감지하는 대상물)에 반사된 후 회송되는 신호, 즉 반사 신호를 수신하여 혼합기(15)로 인가한다.

혼합기(15)로 듀플렉서(12)를 통해 인가되는 발진 신호와 수신 안테나(14)를 통해 반사 신호가 수신되면, 혼합기(15)는 발진 신호와 반사 신호를 비교하여, 발진 신호와 반사 신호의 주파수 차이에 해당하는 도플러 신호(즉, 감지 신호이고 좀더 구체적으로 움직임 감지 신호)를 증폭부(16)로 출력한다.

따라서, 증폭부(16)는 전송되는 감지 신호를 설정된 크기로 증폭한 후 연결선(30)을 통해 최종적인 감지 신호, 즉 최종적인 움직임 감지 신호(IF)로서 구동 인쇄회로기판(20)로 출력한다.

도 3의 (a)와 (b)에 도시한 것처럼 센서 인쇄회로기판(10)의 상부면에는 송신 안테나(13)와 수신 안테나(14)가 위치하며, 도 3의 (b)에 도시한 것처럼 나머지 구성요소인 발진기(11), 듀플렉서(12), 혼합기(15)와 증폭부(16)는 센서 인쇄회로기판(10)의 하부면에 위치한다.

이때, 센서 인쇄회로기판(10)의 하부에는 센서 인쇄회로기판(10)의 하부면에결합되어 있는 차폐부(40)가 장착되어 있다.

차폐부(40)는 사각형과 같이 정해진 형상의 평면 형상을 갖고 있고, 센서 인쇄회로기판(10)의 하부면에서부터 정해진 길이만큼 하부쪽으로 즉 구동 인쇄회로기판(2) 쪽으로 연장되어 있는 측면(41)과 측면(41)과 연결되어 있는 하부면(42)으로 이루어져 있고, 센서 인쇄회로기판(1)과 하부면(42) 사이에 빈 공간이 형성되어 있는 박스 형태를 갖고 있다.

따라서, 차폐부(40)의 하부와 측부는 하부면(42)과 측면(41)에 의해 막혀있는 반면, 상부는 개방되어 있어 센서 인쇄회로기판(10)의 하부면과 대면하게 된다.

이때, 측면(41)은 차폐부(30)의 가장자리 부분을 모두 에워싸고 있는 외측면(411)과 빈 공간을 분할하는 내부 측면(412)을 구비한다

따라서, 내부 측면(312)의 개수는 한 개이므로, 이 내부 측면(312)에 의해 분할되는 빈 공간의 개수는 두 개, 즉 제1 공간(51)과 제2 공간(52)이다.

제1 공간(51)과 제2 공간(52)은 내부 측벽(312)에 의해 분리되어 서로 연결되지 않고 분리되어 있다.

이러한 차폐부(40)는 전자파 간섭(EMI, electromagnetic interference)를 방지하고, 외부로부터 외부 신호의 유입과 제1 및 제2 공간(51, 52)에 존재하는 신호의 외부 유출을 방지하는 재료로 이루어져 있다.

이때, 개방되어 있는 차폐부(40)의 상부는 센서 인쇄회로기판(10)에 의해 막혀 있다.

제1 공간(51)에는 센서 인쇄회로기판(10)의 하부면에 위치하고 있는 발진기(11), 듀플렉서(12) 및 혼합기(15)가 내장되어 있어, 센서 인쇄회로기판(10) 및 차폐부(40)의 측벽(41)과 하부면(42)에 의해 완전히 에워싸여지고, 제2 공간(52)에는 증폭부(16)가 내장되어 있어 역시 센서 인쇄회로기판(10) 및 차폐부(40)의 측벽(41)과 하부면(42)에 의해 완전히 에워싸여져 있다.

이때, 혼합기(15)와 증폭부(16) 사이에 연결되어 있는 복수의 배선 역시 제2 공간(52)에 위치하고, 경우에 따라 배선의 일부는 제1 공간(51) 내에 위치할 수도 있다.

이로 인해, 발진 신호를 생성하는 발진기(11)가 차폐 공간인 제1 공간(51) 내에 위치하므로, 발진기(11)의 발진 신호는 제1 공간(51) 내에만 존재하고 차폐부(40)를 통과해 외부로 방출되지 않는다. 따라서, 발진 신호의 손실이 발생하지 않아 송신 안테나(13)를 통해 송출되는 발진 신호의 세기 등의 감소 염려가 없어진다.

또한, 외부로부터의 무선 신호가 제1 공간(51)으로 유입되는 현상 역시 발생하지 않으므로, 발진 신호에 다른 외부 신호가 혼선되는 일 역시 발생하지 않는다.

증폭부(16) 역시 차폐 공간인 제2 공간(52) 내에 위치하여 차폐부(40)로 완전히 에워싸여져 있고, 혼합기(15)와 증폭기(16) 사이를 연결하는 복수의 배선 역시 제2 공간(52)이나 제1 공간(51) 내에 위치하여 외부와 차폐되어 있다.

이로 인해, 움직임 감지 신호가 혼합기(15)에서 증폭부(16)로 전송될 때, 외부로부터의 무선 신호가 차폐부(40)를 통과해 제1 및 제2 공간(51, 52)으로 유입되지 않게 된다.

따라서, 움직임 감지 신호에 외부의 무선 신호가 혼선되거나 간섭을 발생시켜 움직임 감지 신호(IF)에 잡음을 발생시키거나 움직임 감지 신호(IF)의 감도를 떨어뜨리는 문제가 발생하지 않는다.

이러한 기능을 하는 차폐부(40)는 나사 등을 이용하여 센서 인쇄회로기판(10)에 체결된다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10: 센서 인쇄회로기판 20: 구동 인쇄회로기판
30: 연결선 40: 차폐부

Claims

정해진 주파수를 갖는 발진 신호를 생성하여 출력하는 발진기,
상기 발진기에 연결되어 있는 듀플렉서,
상기 듀플렉서와 연결되어 있고, 상기 듀플렉서는 통해 전송되는 발진 신호를 외부로 송출하는 송신 안테나,
외부로 송출된 발진 신호가 반사되어 수신되는 반사 신호를 수신하는 수신 안테나,
상기 수신 안테나와 상기 듀플렉서에 연결되어 있고, 상기 듀플렉서에서 인가되는 발진 신호와 수신 안테나를 통해 인가되는 반사 신호를 비교하여 상기 발진 신호와 상기 반사 신호의 주파수 차이에 기초한 감지 신호를 출력하는 혼합기,
상기 혼합기에 연결되어 있고, 상기 혼합기를 통해 인가되는 상기 감지 신호를 증폭하여 연결선을 통해 구동 인쇄회로기판으로 출력하는 증폭부, 그리고
상기 발진기, 상기 듀플렉서, 상기 혼합기를 내장하고 있는 제1 공간과 상기 제1 공간과 분리되어 있고 상기 증폭부를 내장하고 있는 제2 공간을 구비한 차폐부
를 포함하는 센서 인쇄회로기판.
제1항에서,
상기 제1 공간과 상기 제1 공간은 각각 상기 센서 인쇄회로기판 및 차폐부의 측벽과 하부면에 의해 에워싸여져 있는 센서 인쇄회로기판.
제1항에서,
상기 센서 인쇄회로기판은 물체의 움직임 여부를 감지하는 움직임 센서 인쇄회로기판인 센서 인쇄회로기판.