KR20180015482A - 음향 스펙트럼 분석기 및 이에 구비된 공진기들의 배열방법 - Google Patents

음향 스펙트럼 분석기 및 이에 구비된 공진기들의 배열방법 Download PDF

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KR20180015482A
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Abstract

지지 기판; 상기 지지 기판에 일단이 고정되게 배열되며, 중심 주파수가 서로 다른 복수의 공진기;를 포함하는, 스펙트럼 분석기가 제공된다. 복수의 공진기들은 중심 주파수가 인접하는 공진기간의 간격이 소정 이상으로 확보되도록 배열되어, 커플링이 감소하며, 분석의 정확성이 높아질 수 있다.

Description

음향 스펙트럼 분석기 및 이에 구비된 공진기들의 배열방법{Audio spectrum analyzer and method of arrangement of resonators included in the audio spectrum analyzer}
본 개시는 음향 스펙트럼 분석기 및 이에 구비된 공진기들의 배열방법에 대한 것이다.
음향 또는 진동의 스펙트럼을 분석하는 스펙트럼 분석기는 휴대폰(cellphones), 컴퓨터, 가전 기기, 자동차, 또는 스마트홈 환경 등에서 상황인식, 음성인식, 화자인식 등에 활용되거나 또는 가전 기기, 자동차, 건축물 등에 탑재되어 진동정보를 분석하는데 활용될 수 있다.
일반적으로, 음향 신호의 주파수 도메인 정보는 광대역(wide band) 특성을 갖는 마이크로폰(microphone)에 입력된 음향 신호가 ADC(Analog Digital Converter)를 거쳐 퓨리에 변환(Fourier Transform)됨으로써 얻어지게 된다. 이러한 주파수 정보 획득 방식은 퓨리에 변환에 따른 계산량 부담이 크며, 주파수 분해능과 시간 분해능이 트레이드 오프(trade-off) 관계를 가져 시간 정보와 주파수 정보의 분해능을 동시에 향상시키기 어렵다.
분해능이 향상된 음향 스펙트럼 분석기를 제공한다.
중심 주파수가 다른 공진기 간에 커플링을 감소시키는 공진기 배열방법을 제공한다.
일 유형에 따르면, 지지 기판; 상기 지지 기판에 일단이 고정되게 배열되며, 중심주파수가 서로 다른 복수의 공진기;를 포함하는, 스펙트럼 분석기가 제공된다.
상기 복수의 공진기 각각은 상기 지지 기판에 고정되는 고정부와, 음향 신호에 반응하여 가동되는 가동부와, 상기 가동부의 움직임을 센싱하는 감지부를 포함할 수 있다.
상기 지지 기판에는 관통홀이 구비되며, 상기 복수의 공진기는 상기 복수의 공진기 각각의 가동부가 상기 관통홀과 마주하도록 배치될 수 있다.
상기 복수의 공진기는 서로 겹침이 없이 평면적으로 배열될 수 있다.
상기 복수의 공진기의 고정부들이 배치된 궤적은 상기 관통홀의 단면 형상을 따라 형성될 수 있다.
상기 관통홀의 단면 형상은 직사각형 형상이고, 상기 복수의 공진기의 고정부들이 배치된 궤적은 상기 직사각형 형상의 서로 나란한 두 변이 될 수 있다.
상기 복수의 공진기에서, 중심 주파수가 바로 인접하는 두 공진기 간의 이격 거리는 상기 복수의 공진기들 간의 이격 거리 중 가장 짧은 거리보다 크도록, 상기 복수의 공진기가 배열될 수 있다.
또는, 상기 복수의 공진기에서, 중심 주파수가 바로 인접하는 두 공진기 간의 이격 거리는 두 공진기 각각의 밴드폭보다 크도록, 상기 복수의 공진기가 배열될 수 있다.
상기 복수의 공진기에서, 공간적으로 바로 인접하는 두 공진기 간의 중심 주파수 차이는, 상기 복수의 공진기들 간의 중심 주파수 차이 중 가장 작은 값보다 크도록 상기 복수의 공진기가 배열될 수 있다.
상기 복수의 공진기의 개수는 N개이고, 중심주파수의 순서대로 Rk(k는 1에서 N까지의 자연수)로 명명될 때, 상기 복수의 공진기(Rk)는 m개의 서브 그룹(SG_j, j는 1에서 m까지의 자연수)으로 그룹핑되며, m은 N의 약수 중 1과 N을 제외한 어느 하나이며, 상기 서브 그룹(SG_j)은 j≠m 일 때, (k mod m)=j을 만족하는 공진기(Rk)들로 구성되고, j=m 일 때, (k mod m)=0을 만족하는 공진기(Rk)들로 구성되며, 같은 서브 그룹(SG_j)에 속한 공진기(Rk)들이 서로 인접하며, 중심주파수의 순서대로 배열될 수 있다.
상기 서브 그룹(SG_j)들은 j의 값의 순서대로 배열될 수 있다.
m은 N의 약수를 순서대로 나열할 때, 정 중앙의 한 값 또는 중앙의 두 값 중 어느 하나일 수 있다.
m은 2보다 큰 자연수이고, 상기 복수의 공진기 각각의 고정부가 배치된 궤적은 다각형, 원형 또는 폐곡선 형상을 형성할 수 있다.
상기 복수의 공진기 각각의 고정부가 배치된 궤적은 변의 개수가 m인 다각형 형상일 수 있다.
m은 짝수이고, 상기 복수의 공진기 각각의 고정부가 배치된 궤적은 서로 나란한 두 직선 형태일 수 있다.
상기 서브 그룹(SG_j)들 중 j가 1에서 m/2까지인 서브 그룹(SG_j)들에 속한 공진기들의 고정부가 배치된 궤적은 제1직선 형태이고, 상기 서브 그룹(SG_j)들 중 j가 (m/2)+1에서 m까지인 서브 그룹(SG_j)들에 속한 공진기들의 고정부가 배치된 궤적은 상기 제1직선과 마주하며 나란한 제2직선 형태일 수 있다.
상기 서브 그룹(SG_j)들 중, 고정부가 서로 다른 두 직선 궤적으로 배치되며 서로 마주하는 두 서브 그룹 내의 공진기들은 중심 주파수에 따른 배열 순서가 서로 반대일 수 있다.
상기 복수의 공진기들의 중심 주파수는 등차 간격으로 설정될 수 있다.
상기 복수의 공진기들의 중심 주파수는 등비 간격으로 설정될 수 잇다.
또한, 일 유형에 따르면, 분석 대상인 주파수(f) 범위(F1≤f≤F2) 및 분석에 사용될 복수의 공진기(Rk)(k는 1에서 N까지의 자연수)의 개수(N)를 설정하는 단계; 상기 복수의 공진기(Rk)들의 중심 주파수를 상기 범위 내의 서로 다른 값으로 설정하고, 공진기(Rk)들의 배치 주기(p)을 설정하는 단계; 중심 주파수가 바로 인접하는 공진기(Rk) 중심간의 거리는 p의 2배수 이상이 되도록, 상기 복수의 공진기(Rk)들을 배열하는 단계;를 포함하는, 스펙트럼 분석기의 공진기 배열 방법이 제공된다.
상기 복수의 공진기(Rk)들의 중심 주파수를 각각 F1+(k-1)(F2-F1)/(N-1) (k는 1부터 N 사이의 자연수)로 설정하고, 공간적으로 바로 인접하는 공진기(Rk) 간의 중심 주파수 차이가 (F2-F1)/N의 2배수 이상이 되도록, 상기 복수의 공진기들을 배열할 수 있다.
또는, 상기 복수의 공진기(Rk)들의 중심 주파수를 등비(r) 간격으로 설정하고, 공간적으로 바로 인접하는 공진기(Rk) 간의 중심 주파수간의 비는 r의 2배수 이상이 되도록, 상기 복수의 공진기들을 배열할 수 있다.
상기 복수의 공진기(Rk)는 m개의 서브 그룹(SG_j, j는 1에서 m까지의 자연수)으로 그룹핑되며, m은 N의 약수 중 1과 N을 제외한 어느 하나이며, 상기 서브 그룹(SG_j)은 j≠m 일 때, (k mod m)=j을 만족하는 공진기(Rk)들로 구성되고, j=m 일 때, (k mod m)=0을 만족하는 공진기(Rk)들로 구성되며, 같은 서브 그룹(SG_j)에 속한 공진기(Rk)들이 서로 인접하며, 중심주파수의 순서대로 배열될 수 있다.
상술한 스펙트럼 분석기에 따르면, 중심 주파수가 다른 복수의 공진기에 의해 소정 대역의 주파수들이 선택적으로 감지될 수 있어, 입력 신호에 대한 주파수 정보 분석이 용이하다.
상술한 스펙트럼 분석기는 푸리어 변환이 필요하지 않으며, 또한, 주파수 분해능과 시간 분해능을 독립적으로 향상시킬 수 있다.
상술한 스펙트럼 분석기의 공진기 배열 방법에 따르면, 중심 주파수가 인접한 공진기 간의 공간적 이격 거리 확보 및/또는 공간적으로 인접한 공진기 간의 중심 주파수 이격을 확보 함으로써, 공진기 간의 커플링 현상을 줄일 수 있다.
상술한 스펙트럼 분석기의 공진기 배열 방법에 따라 서브 그룹핑 방식으로 공진기가 배열된 경우, 인접 공진기간 커플링이 적어 스펙트럼 분석의 정확도가 향상될 수 있다. 또한, 필요에 따라, 일부 서브 그룹만을 선택적으로 구동할 수도 있어 소비 전력의 감소를 도모할 수도 있다.
도 1은 실시예에 따른 스펙트럼 분석기의 개략적인 구조를 보이는 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 각각 다른 단면에서, 도 1의 스펙트럼 분석기에 구비된 공진기 하나의 구조를 상세히 보인 단면도이고, 도 2c는 하나의 공진기의 주파수 응답 특성을 예시적으로 보인 그래프이다.
도 3은 도 1의 스펙트럼 분석기에 의해 음향 신호의 주파수 성분이 분석되는 것을 개념적으로 보인다.
도 4는 도 1의 스펙트럼 분석기에 의해 구현되는 주파수 분해능, 시간 분해능을 푸리에 변환 방법을 사용하는 경우와 비교하여 보인 그래프이다.
도 5는 공간적으로 인접하게 배열되는 공진기간의 중심 주파수 차이에 따라 커플링 효과가 달라지는 것을 개념적으로 보인다.
도 6은 중심 주파수가 인접하는 공진기간의 이격 거리에 따라 커플링 효과가 달라지는 것을 개념적으로 보인다.
도 7 및 도 8은 실시예에 따른 공진기 배열 방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.
도 9a 내지 도 9e는 공진기 개수가 12개일 때, 서브 그룹의 개수를 각각 1, 2, 3, 4, 6으로 한 경우의 공진기 배열 예를 보인다.
도 10은 복수의 공진기들을 m개의 서브 그룹으로 나누어 각 서브 그룹을 원형으로 배열한 예를 보인다.
도 11은 도 10의 각 서브 그룹 내에서 공진기들이 중심 주파수 순서대로 배열된 예를 보인다.
도 12는 다른 실시예에 따른 스펙트럼 분석기의 개략적인 구조를 보인 사시도이다.
도 13은 도 12의 스펙트럼 분석기에서 공간적으로 인접하게 배치된 세 개의 공진기에 의한 주파수 응답 특성을 보인 그래프이다.
도 14는 도 12의 스펙트럼 분석기에서 중심 주파수가 인접하는 세 개의 공진기에 의한 주파수 응답 특성을 보인 그래프이다.
도 15는 다른 실시예에 따른 스펙트럼 분석기에서, 복수의 공진기들을 m개의 서브 그룹으로 나누어 서브 그룹들을 장방형으로 배열한 예를 보인다.
도 16은 도 15의 각 서브 그룹 내에서 공진기들이 중심 주파수 순서대로 배열된 예를 보인다.
도 17은 도 16의 변형예로서, 마주하는 서브 그룹의 공진기들이 중심 주파수에 대한 순서가 서로 반대로 배열된 예를 보이다.
도 18은 다른 실시예에 따른 스펙트럼 분석기의 개략적인 구조를 보인 사시도이다.
도 19는 도 18의 스펙트럼 분석기에서 공간적으로 인접하게 배치된 세 개의 공진기에 의한 주파수 응답 특성을 보인 그래프이다.
도 20은 도 18의 스펙트럼 분석기에서 중심 주파수가 인접하는 두 개의 공진기에 의한 주파수 응답 특성을 보인 그래프이다.
도 21은 다른 실시예에 따른 스펙트럼 분석기에서의 공진기 배열 예를 보인 평면도이다.
도 22는 다른 실시예에 따른 스펙트럼 분석기에서의 공진기 배열 예를 보인 평면도이다.
도 23a 내지 도 23c는 실시예들에 다른 스펙트럼 분석기에 채용되는 공진기들의 중심 주파수를 설정하는 방법의 예들을 보인 그래프들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다.
이하에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
“상기”의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다.
방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 한정되는 것은 아니다. 모든 예들 또는 예시적인 용어(예를 들어, 등등)의 사용은 단순히 기술적 사상을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 실시예에 따른 스펙트럼 분석기(100)의 개략적인 구조를 보이는 사시도이다. 도 2a 및 도 2b는 각각 다른 단면에서, 도 1의 스펙트럼 분석기(100)에 구비된 공진기(R) 하나의 구조를 상세히 보인 단면도이고, 도 2c는 하나의 공진기(R)의 주파수 응답 특성을 예시적으로 보인 그래프이다.
도 1을 참조하면, 스펙트럼 분석기(100)는 지지 기판(110)과 공진기 어레이(120)를 포함한다. 공진기 어레이(120)는 지지 기판(110)에 일단이 고정되게 배열되고, 중심 주파수가 서로 다른 복수의 공진기(R)들을 포함한다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 공진기(R)는 지지 기판(110)에 고정되는 고정부(10)와, 신호에 반응하여 가동되는 가동부(30)와, 가동부(30)의 움직임을 센싱하는 감지부(20)를 포함한다. 공진기(R)는 또한, 가동부(30)에 소정의 질량(m)을 제공하기 위한 질량체(40)를 더 포함할 수 있다.
지지 기판(110)에는 관통홀(TH)이 형성될 수 있고, 복수의 공진기(R)는 복수의 공진기(R) 각각의 가동부(30)가 관통홀(TH)과 마주하도록 배치될 수 있다. 관통홀(TH)은 가동부(30)가 외력에 의해 진동하는 공간을 제공하며, 이를 만족하는 한, 형상이나 크기는 특별히 한정되지 않는다. 지지 기판(110)은 실리콘 기판 등 다양한 재질로 형성될 수 있다.
복수의 공진기(R)는 서로 겹침이 없이 평면적으로 배열되며, 즉, 물리적 신호의 입력 경로에 전체적으로 동시에 노출되게 배열될 수 있다. 복수의 공진기(R)의 고정부(10)들이 배치된 궤적은 관통홀(TH)의 단면 형상을 따라 형성될 수 있다. 관통홀(TH)은 원형으로 도시되었으나 이에 한정되지 않으며, 다각형이나, 그 외, 다양한 폐곡선 형상을 가질 수 있다.
가동부(30)는 탄성 필름으로 이루어질 수 있다. 탄성 필름은 길이 L, 폭 W를 가질 수 있고, 질량체(40)의 질량(m)과 함께, 공진기(R)의 공진 특성을 정하는 요소가 된다. 탄성 필름으로는 실리콘, 금속, 폴리머 등의 재질이 사용될 수 있다.
감지부(20)는 가동부(30)의 움직임을 센싱하는 센서층을 포함할 수 있다. 감지부(20)는 예를 들어, 압전 소자를 포함할 수 있고, 이 경우, 전극층, 압전물질층, 전극층이 적층된 구조를 가질 수 있다. 압전물질로는 ZnO, SnO, PZT, ZnSnO3, Polyvinylidene fluoride(PVDF), poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene) (P(VDF-TrFE)), AlN 또는 PMN-PT 등이 사용될 수 있다. 전극층으로, 금속 물질이나 이 외, 다양한 전도성 재질이 사용될 수 있다.
공진기(R)들은 대략 수㎛ 이하의 폭, 수㎛ 이하의 두께, 및 대략 수 mm 이하의 길이를 가질 수 있다. 이러한 미세한 크기의 공진기들(R)들은 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 공정에 의해 제작될 수 있다.
공진기(R)는 외부 신호에 반응하여 Z 방향을 따라 상하로 진동하며, 변위 z값은 다음 운동 방정식을 따라 정해진다.
Figure pat00001
여기서, c는 댐핑 계수(damping coefficient)이고, k는 탄성 계수이며, F0cosωt는 외력(driving force)으로, 공진기(R)에 입사되는 신호에 의한 작용을 나타낸다. k값은 가동부(30)의 물성과 형상에 의해 정해진다.
상기 운동 방정식에 의해 공진기(R)는 도 2c와 같이, 중심 주파수 f0, 밴드폭(BW)를 가지는 주파수 응답 특성을 나타낸다.
중심 주파수 f0는 다음과 같다.
Figure pat00002
밴드폭(BW)는 중심 주파수 f0에 의한 주파수 응답값(z-magnitude)의 반을 나타내는 주파수 대역폭을 의미한다.
이와 같이, 스펙트럼 분석기(100)에 구비된 공진기(R)들은 설계된, 서로 다른 중심 주파수를 가지며, 중심 주파수를 중심으로 하는 소정 대역의 주파수를 감지할 수 있다.
도 3은 도 1의 스펙트럼 분석기(100)에 의해 음향 신호의 주파수 성분이 분석되는 것을 개념적으로 보인다.
스펙트럼 분석기(100)에 다양한 주파수 성분을 가지는 음향 신호(Wi)가 입사되면, 각 공진기들은 음향 신호(Wi)에 포함된 주파수 성분 중 각 공진기의 센싱 주파수 대역에 반응하여 진동을 하게 된다. 공진기들 전체에 의해 센싱되는 주파수 대역은 대략 20Hz ~ 20kHz 범위의 가청 주파수 대역, 또는 20kHz 이상의 초음파 대역이나 또는 20Hz 이하의 초저음파 대역의 음향 신호를 수신할 수도 있도록, 공진기들 각각의 중심 주파수가 설정될 수 있다.
입력된 음향 신호에 의해, 공진기들이 진동을 하게 되며, 각 공진기들은 서로 다른 대역의 음향 주파수에 대응하여 진동하므로, 서로 다른 주파수 대역이 감지될 수 있다.
예시적으로 도시한 바와 같이, 중심 주파수가 각각 f1, f2, f3인 공진기에서 해당 주파수 성분에 반응한 신호를 출력한다. 즉, 각 공진기의 출력이 바로 해당 주파수 정보가 되므로, 주파수 분해능은 공진기의 개수에 의해 독립적으로 결정된다. 시간 분해능은 각 공진기로부터의 즉시출력 속도와 같다.
도 4는 도 1의 스펙트럼 분석기(100)에 의해 구현되는 주파수 분해능, 시간 분해능을 푸리에 변환 방법을 사용하는 경우와 비교하여 보인 그래프이다.
STFT(Short time Fourier Tansform) 방법에 의하면, 시간에 따른 주파수 분포의 변화를 보기 위하여 입력되는 신호를 일정 시간 간격인 프레임(frame)으로 나누어, 프레임별 Fast Fourier Transform (FFT)을 수행한다. 프레임을 잘게 자르면 시간에 따른 변화를 용이하게 관측할 수 있는 대신, 프레임 내 정보가 적어 주파수 정보가 둔해지고, 프레임을 넓게 자르면 주파수 정보는 명확해지는 대신, 시간적 변화에 둔감해지게 된다. 이를 Gabor uncertainty 혹은 Fourier uncertainty라고 하며, (ΔT)(ΔF)의 값은 그래프에 도시된 점선 상으로 국한된다. 실시예의 경우, 이러한 제약이 없이 주파수 분해능과 시간 분해능을 독립적으로 확보할 수 있으며, 빗금 영역 내의 임의의 값으로 선택적 설계가 가능하다.
도 1의 스펙트럼 분석기(100)는 복수의 공진기(R)들이 중심 주파수의 크기 순서대로 배열된 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 출력 특성을 향상시킬 수 있는 다른 배열 방식으로 배열하는 것이 가능하다.
도 2c에서 예시한 것처럼, 공진기(R)의 주파수 응답 그래프는 소정의 밴드폭(band width)을 가지며, 따라서, f0/BW로 정의되는 Q 값은 유한하다. Q 값이 클수록 주파수 응답 특성은 민감하며, Q 값이 작아질수록 중심 주파수 외에 인접 대역의 주파수에도 반응하게 된다. 이러한 복수의 공진기(R)들은 한정된 공간 내에 집약적으로 배치되기 때문에, 공진기(R)들 간의 커플링(coupling)이 발생한다. 커플링 효과는 공진기(R)들 간의 공간적 거리 및 인접한 공진기(R)들 간의 중심 주파수 차이 모두와 관련되므로, 커플링을 줄이기 위해 이러한 점들이 고려되어야 한다.
도 5는 공간적으로 인접하게 배열되는 공진기간의 중심 주파수 차이에 따라 커플링 효과가 달라지는 것을 개념적으로 보인다.
도 5는 공간적 이격 거리가 d로 동일하며, 중심 주파수 차이가 각각 (Δf)1, (Δf)2, (Δf)3 인 세가지 경우에 대해, 두 공진기에 의한 주파수 응답 특성을 보이고 있다.
도 5를 참조하면, 중심 주파수 차이가 작을수록 커플링은 강하게 나타난다. 중심 주파수 차이가 (Δf)1인 경우, fi의 중심 주파수를 가지는 공진기는 주파수 fi+1에 대해서도 반응하여 피크를 나타내고 있으며, fi+1의 중심 주파수를 가지는 공진기도 주파수 fi에 반응한 피크를 나타내고 있다.
중심 주파수 차이가 (Δf)2으로 커진 경우, fi의 중심 주파수를 가지는 공진기는 주파수 fi+1에 반응한 피크를 나타내지 않으나, fi+1의 중심 주파수를 가지는 공진기는 주파수 fi에 반응한 피크를 나타내고 있다.
중심 주파수 차이가 (Δf)3으로 좀 더 커진 경우, fi의 중심 주파수를 가지는 공진기도 주파수 fi+1에 반응한 피크를 나타내지 않고, fi+1의 중심 주파수를 가지는 공진기도 주파수 fi에 반응한 피크를 나타내지 않는다. 즉, 두 공진기 간의 커플링은 나타나지 않는다.
이러한 분석으로부터, 공간적 이격 거리가 가깝게 배치되는 공진기들의 중심 주파수 차이를 소정 값 이상으로 하여, 예를 들어, 인접한 공진기 각각의 밴드폭보다 크게 하여 커플링을 줄일 수 있음을 알 수 있다.
도 6은 중심 주파수가 인접하는 공진기간의 이격 거리에 따라 커플링 효과가 달라지는 것을 개념적으로 보인다.
도 6는 중심 주파수 차이가 Δf인 두 공진기 간의 이격 거리를 d1, d2, d3로 증가시킨 세가지 경우에 대해, 두 공진기에 의한 주파수 응답 특성을 보이고 있다.
도 6을 참조하면, 공진기 간의 이격 거리가 짧을수록 커플링은 크게 나타난다. 두 공진기 간 이격 거리가 d1인 경우, fi의 중심 주파수를 가지는 공진기는 주파수 fi+1에도 반응하여, 피크를 나타내고 있으며, fi+1의 중심 주파수를 가지는 공진기도 주파수 fi에 반응한 피크를 나타내고 있다.
공진기 간의 이격 거리가 d2로 증가한 경우, fi의 중심 주파수를 가지는 공진기가 주파수 fi+1에 반응한 피크의 크기, fi+1의 중심 주파수를 가지는 공진기는 주파수 fi에 반응한 피크의 크기는 공진기 간의 이격 거리가 d1인 경우에 비해 작게 나타나고 있다.
공진기 간의 이격 거리가 d3로 좀 더 증가한 경우, fi의 중심 주파수를 가지는 공진기도 주파수 fi+1에 반응한 피크를 나타내지 않고, fi+1의 중심 주파수를 가지는 공진기도 주파수 fi에 반응한 피크를 나타내지 않는다. 즉, 두 공진기 간의 커플링은 나타나지 않는다.
이러한 분석으로부터, 중심 주파수 차이가 작은 공진기들은 공간적 이격 거리를 소정 값 이상으로 하여, 상호간의 커플링을 줄일 수 있음을 알 수 있다.
이를 고려하여, 도 1의 스펙트럼 분석기(100)에서 예시한 공진기 어레이(120)의 공진기(R) 배열 형태는 커플링을 줄일 수 있는 형태로 변형될 수 있다.
예를 들어, 복수의 공진기(R)에서, 중심 주파수가 바로 인접하는 두 공진기(R) 간의 이격 거리는 복수의 공진기(R)들 간의 이격 거리 중 가장 짧은 거리보다 크도록, 복수의 공진기(R)가 배열될 수 있다.
또는, 중심 주파수가 바로 인접하는 두 공진기(R) 간의 이격 거리는 두 공진기(R) 각각의 밴드폭보다 크도록, 복수의 공진기(R)들이 배열될 수 있다.
또는, 공간적으로 바로 인접하는 두 공진기(R) 간의 중심 주파수 차이는, 복수의 공진기(R)들 간의 중심 주파수 차이 중 가장 작은 값보다 크도록 복수의 공진기(R)가 배열될 수 있다.
도 7 및 도 8은 실시예에 따른 스펙트럼 분석기의 공진기 배열 방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 먼저, 분석 대상인 주파수(f) 범위(F1≤f≤F2) 및 분석에 사용될 복수의 공진기(Rk)(k는 1에서 N까지의 자연수)의 개수(N)를 설정한다(S100).
다음, 복수의 공진기들 각각의 중심 주파수와 공진기들의 배치 주기(p)을 설정한다(S200). 배치 주기(p)는 인접한 공진기 중심 간의 거리로서, 공진기 폭이 w, 이격 거리가 d인 경우, (d+w)에 해당하는 값이다. 복수의 공진기(Rk)들의 중심 주파수는 상기 설정된 주파수 범위(F1≤f≤F2) 내의 서로 다른 값으로 설정한다. 복수의 공진기(Rk)들을 명명하는 인덱스 k는 중심 주파수가 큰 순서대로 정할 수 있다. 중심 주파수를 설정하는 규칙은 다양하게 정할 수 있다. 예를 들어, 등차 간격이나 등비 간격으로 중심 주파수가 설정될 수 있고, 또는, 임의의 간격으로, 예를 들어, 특정 주파수 구간에서는 중심 주파수 간격을 촘촘하게, 다른 주파수 구간은 중심 주파수 간격을 성긴 간격으로 할 수도 있다.
다음, 중심 주파수가 설계된 복수의 공진기(Rk) 들을 배열한다. 커플링이 가능한 발생하지 않도록, 중심 주파수가 바로 인접하는 공진기(Rk) 중심간의 거리는 p의 2배수 이상이 되게, 복수의 공진기(Rk)들을 배열한다(S300)
이와 함께, 또는, 선택적으로, 공간적으로 바로 인접하는 공진기(Rk)간의 중심 주파수 차이를 소정 값 이상이 되도록 복수의 공진기(Rk)들을 배열할 수도 있다.
예를 들어, 복수의 공진기(Rk)들의 중심 주파수가 등차 간격으로 설정되어, 즉, 중심 주파수가 각각 F1+(k-1)(F2-F1)/(N-1) (k는 1부터 N 사이의 자연수)인 경우, 공간적으로 바로 인접하는 공진기(Rk) 간의 중심 주파수 차이가 (F2-F1)/N의 2배수 이상이 되도록, 복수의 공진기(Rk) 들을 배열할 수 있다.
또는, 복수의 공진기(Rk)들의 중심 주파수가 등비(r) 간격으로 설정된 경우, 공간적으로 바로 인접하는 공진기(Rk) 간의 중심 주파수간의 비는 r의 2배수 이상이 되도록, 복수의 공진기(Rk) 들을 배열할 수 있다.
이러한 방식의 공진기 배열은 도 5 및 도 6에서 살펴본 바와 같이, 중심 주파수가 바로 인접한 공진기 간의 간격을 가능한 크게 하고, 이와 함께, 또는, 선택적으로, 공간적으로 바로 인접한 공진기 간의 중심 주파수 차이는 가능한 크게 하기 위한 것이다. 즉, 두 요건의 최적의 조합이나, 또는 어느 한 요건에 치중한 공진기 배열이 선택적으로 사용될 수 있다.
도 8을 참조하여, 복수의 공진기(Rk)들을 서브 그룹으로 그룹핑하는 방법을 살펴보기로 한다.
복수의 공진기(Rk)는 m개의 서브 그룹(SG_j, j는 1에서 m까지의 자연수)으로 그룹핑될 수 있으며, 이 때, m에 대한 modulus를 기준으로 복수의 공진기(Rk)들을 그룹핑할 수 있다(S310).
서브 그룹(SG_j)은 공진기의 중심 주파수 순서를 나타내는 k를 서브 그룹의 개수 m으로 나눈 나머지 값에 의해 정의될 수 있다. 즉, SG_j(j≠m)는 (k mod m)=j을 만족하는 공진기(Rk)들로 구성되고, SG_j(j=m)은 (k mod m)=0을 만족하는 공진기(Rk)들로 구성된다.
서브 그룹의 개수 m은 N의 약수일 수 있고, N의 약수 중, 1과 N을 제외한 어느 한 수일 수 있다. m을 N의 약수로 하는 경우, 각 서브 그룹에 포함된 공진기 개수를 모두 동일하게 할 수 있지만, m이 N의 약수로 반드시 한정되지는 않는다.
같은 서브 그룹(SG_j)에 속한 공진기(Rk)들이 서로 인접하게 배열되며, 중심 주파수의 순서대로 배열된다(S320). 또한, 각 서브 그룹(SG_j)들은 서브 그룹을 정의하는 인덱스 j의 순서대로 배열될 수 있다.
도 9a 내지 도 9e는 공진기 개수가 12개일 때, 서브 그룹의 개수를 각각 1, 2, 3, 4, 6으로 한 경우의 공진기 배열 예를 보인다.
도 9a는 서브 그룹의 개수가 1, 즉, 그룹핑을 하지 않고 복수의 공진기들이 중심 주파수 순서대로 배열된 예를 보인다. 이 배열은 공간적으로 인접한 공진기 간의 중심 주파수 차이가 가장 작은 형태이다. 즉, 공진기들은 일정한 배열 주기(p)를 가지며, 인접한 공진기간의 중심 주파수 이격은 Δf 이다.
Δf는 공진기들의 중심 주파수 설정방법에 따라 다른 정의를 가질 수 있다. 예를 들어, 중심 주파수가 등차 간격으로 설정된 경우, Δf는 (F2-F1)/N로 정의된다. 중심 주파수가 등비(r) 규칙으로 설정된 경우, Δf는 r로 정의된다.
도 9b는 두 개의 서브 그룹을 형성한 경우이며, 서브 그룹(SG_1)은 Rk (k=1, 3, 5, 7, 9, 11)들을 포함하고, 서브 그룹(SG_2)는 Rk (k=2, 4, 6, 8, 10, 12)들을 포함한다. 서브 그룹(SG_1)(SG_2) 내의 공진기(Rk)들을 중심 주파수 순서대로 배열하고, 서브 그룹(SG_1)(SG_2)들을 순서대로 배열한 결과, 공간적으로 바로 인접한 공진기(R1, R3) 간의 주파수 이격이 2Δf가 되고, 중심 주파수가 바로 인접한 공진기(R1, R2) 간의 공간 이격은 6p가 된다.
도 9c는 세 개의 서브 그룹을 형성한 경우이며, 서브 그룹(SG_1)은 Rk (k=1, 4, 7, 10)들을 포함하고, 서브 그룹(SG_2)는 Rk (k=2, 5, 8, 11)들을 포함하며, 서브 그룹(SG_3)는 Rk (k=3, 6, 9, 12)들을 포함한다. 서브 그룹(SG_1)(SG_2)(SG_3) 내의 공진기(Rk)들을 중심 주파수 순서대로 배열하고, 서브 그룹(SG_1)(SG_2)(SG_3)들을 순서대로 배열한 결과, 공간적으로 바로 인접한 공진기(R1, R4) 간의 주파수 이격이 3Δf가 되고, 중심 주파수가 바로 인접한 공진기(R1, R2) 간의 공간 이격은 4p가 된다.
도 9d는 네 개의 서브 그룹을 형성한 경우이며, 서브 그룹(SG_1)은 Rk (k=1, 5, 9)들을, 서브 그룹(SG_2)는 Rk (k=2, 6, 10)들을, 서브 그룹(SG_3)는 Rk (k=3, 7, 11)들을, 서브 그룹(SG_4)는 Rk (k=4, 8, 12)들을 포함한다. 서브 그룹(SG_1)(SG_2)(SG_3)(SG_4) 내의 공진기(Rk)들을 중심 주파수 순서대로 배열하고, 서브 그룹(SG_1)(SG_2)(SG_3)(SG_4)들을 순서대로 배열한 결과, 공간적으로 바로 인접한 공진기(R1, R5) 간의 주파수 이격이 4Δf가 되고, 중심 주파수가 바로 인접한 공진기(R1, R2) 간의 공간 이격은 3p가 된다.
도 9e는 여섯 개의 서브 그룹을 형성한 경우이다. 전술한 방법대로 공진기들을 배열한 결과, 공간적으로 바로 인접한 공진기(R1, R7) 간의 주파수 이격이 6Δf가 되고, 중심 주파수가 바로 인접한 공진기(R1, R2) 간의 공간 이격은 2p가 된다.
이와 같이, 서브 그룹의 개수는 중심 주파수가 인접한 공진기 간의 거리를 확보 또는 공간적으로 인접한 공진기 간의 중심 주파수 확보의 관점을 적절히 조합하여 다양하게 선택할 수 있다. 도 9b의 경우, 중심 주파수가 인접한 공진기 간의 거리 확보 측면이 더 강조되었고, 도 9e의 경우 공간적으로 인접한 공진기 간의 중심 주파수 차이 확보 측면이 더 강조된 것으로 볼 수 있다.
상기 두 관점이 적절히 조합되도록, 서브 그룹의 개수 m은 N의 약수를 순서대로 나열할 때의 중간값으로 정할 수 있다. 예를 들어, N의 약수들을 순서대로 배열하여 정 중앙의 한 값 또는 중앙의 두 값 중 어느 하나로 서브 그룹의 개수를 정할수 있다.
이와 같이 공진기들을 서브 그룹핑하여 배열하는 경우, 공진기간의 커플링을 줄이는 효과가 있을 뿐 아니라, 필요에 따라 일부 서브 그룹만을 구동하는 것도 가능하다는 이점이 있다. 각 서브 그룹에서 커버하는 주파수 대역 범위가 유사하므로 서브 그룹 일부만을 구동함으로써 분해능을 다소 희생하고 전력 소모를 줄이는 구동이 가능하다.
도 10은 복수의 공진기(Rk)들을 m개의 서브 그룹으로 나누어 각 서브 그룹을 원형으로 배열한 예를 보이며, 도 11은 도 10의 각 서브 그룹 내에서 공진기들이 배열된 예를 보인다.
복수의 서브 그룹(SG_j)(j=1에서 m까지의 자연수)은 각 공진기(Rk)를 명명한 인덱스 k를 m으로 나눈 나머지가 같은 공진기(Rk)들의 모임으로 구성된다. 복수의 서브 그룹(SG_j)은 부채꼴 형상의 면적을 차지하며, 원주 방향을 따라 순서대로 배열될 수 있다.
각 서브 그룹(SG_j) 내에서, 공진기(Rk)들은 중심 주파수 순서대로 원주 방향을 따라 배열된다. 각 서브 그룹(SG_j)내의 공진기(Rk)들은 k=i*m+j(i는 0부터 (N/m)-1까지의 정수)를 만족한다. 공간적으로 인접한, 즉, 각 거리(angular distance)가 2π/N 라디안(radian)인 두 공진기, 예를 들어, R2와 Rm+2 간의 주파수 이격은 m*Δf이다. 여기서, Δf는 공진기(Rk)들의 중심 주파수를 설정한 방법에 따라 정해지는 주파수 이격값으로, 전술한 바와 같이, 등차 간격으로 설정된 경우는 공차, 등비 간격으로 설정된 경우는 공비가 이에 해당한다. 중심 주파수 간격이 인접한, 즉, 중심 주파수 이격이 Δf가 되는 두 공진기, 예를 들어, R1과 R2 또는 Rm+1과 Rm+2사이의 물리적 이격 거리는 각 거리(augular distance)로 2π/m 라디안(radian)이 된다.
도 12는 다른 실시예에 따른 스펙트럼 분석기(200)의 개략적인 구조를 보인 사시도이다.
스펙트럼 분석기(200)는 관통홀(TH)이 형성된 지지 기판(210)과, 공진기 어레이(220)를 포함하며, 공진기 어레이(220)는 4개의 서브 그룹(SG_1)( SG_2)( SG_3)( SG_4)으로 그룹핑 되어, 전술한 배열 방법에 따라 원주 방향을 따라 배열된다. 공진기(Rk)들의 고정부가 배치된 궤적은 원형을 이루고 있다.
도 13은 도 12의 스펙트럼 분석기(200)에서 공간적으로 인접하게 배치된 세 개의 공진기에 의한 주파수 응답 특성을 보인 그래프이다.
공진기 R1, R5, R9는 같은 서브 그룹(SG_1)에 속하며 중심 주파수의 이격은 각각 4Δf이다. 공간적으로는 가장 인접한 배치 관계이지만, 중심 주파수 이격이 확보됨에 따라 커플링은 매우 약하게 나타나고 있다.
도 14는 도 12의 스펙트럼 분석기에서 중심 주파수가 인접하는 세 개의 공진기에 의한 주파수 응답 특성을 보인 그래프이다.
공진기 R1, R2, R3는 각각 서브 그룹(SG_1), 서브 그룹(SG_2), 서브 그룹(SG_3)에 속하며 공간적으로 이격된 각 거리(angular distance)는 2π/4 라디안이다. 중심 주파수의 이격은 Δf로 가장 인접한 관계이지만, 공간적 거리 이격이 확보됨에 따라 커플링은 거의 나타나지 않는다.
도 15는 다른 실시예에 따른 스펙트럼 분석기(300)에서, 복수의 공진기(Rk)들을 m개의 서브 그룹으로 나누어 서브 그룹(SG_j)(j는 1부터 m까지의 자연수)들을 장방형으로 배열한 예를 보이며, 도 16은 도 15의 각 서브 그룹(SG_j) 내에서 공진기(Rk)들이 중심 주파수 순서대로 배열된 예를 보인다.
서브 그룹(SG_j)의 개수 m은 짝수로 설정될 수 있다. 서브 그룹(SG_j)들 중 j가 1에서 m/2까지인 서브 그룹(SG_j)들이 직사각형 형상의 한 변을 따라 세로 방향으로 순서대로 배열되고, j가 m/2+1부터 m까지인 서브 그룹(SG_j)들이 다른 한 변을 따라 세로 방향으로 순서대로 배열된다.
이러한 배열은 예를 들어, 직사각형 형상의 관통홀을 구비한 지지 기판에 적용되는 형태가 될 수 있다. 즉, 복수의 공진기들의 고정부들은 직사각형 형상의 서로 나란한 두 변을 따라 배치될 수 있다. 즉, 서브 그룹(SG_j)들 중 j가 1에서 m/2까지인 서브 그룹(SG_j)들에 속한 공진기들의 고정부가 배치된 궤적은 제1직선 형태이고, 상기 서브 그룹(SG_j)들 중 j가 (m/2)+1에서 m까지인 서브 그룹(SG_j)들에 속한 공진기들의 고정부가 배치된 궤적은 상기 제1직선과 마주하며 나란한 제2직선 형태일 수 있다.
각 서브 그룹(SG_j)내의 공진기(Rk)들은 k=i*m+j(i는 0부터 (N/m)-1까지의 정수)를 만족한다. 각 서브 그룹(SG_j) 내에서, 공진기(Rk)들은 k 값의 순서대로 배열되어, 서로 다른 서브 그룹에 속하며 서로 마주하는 공진기는 해당 서브 그룹내에서 크기 순서가 같은 관계이다. 예를 들어, R1과 Rm/2+1이 마주하며, Rm+1과 R3m/2+1이 마주한다. 도 16에 표시한 바와 같이, 서로 다른 그룹에 속하며 서로 마주하는 공진기 간의 이격 거리 중 가장 작은 값은 S1이다. S1 값을 고려하여, 상기한 직사각형 형상의 가로 길이, A를 설정할 수 있다.
도 17은 도 16의 변형예의 스펙트럼 분석기(400)에 채용되는 공진기 배열을 보인다.
스펙트럼 분석기(400)는 각 서브 그룹(SG_j)이 배열된 형태는 도 15, 도 16의 스펙트럼 분석기(300)와 동일하며, 서로 마주하는 서브 그룹(SG_j)의 공진기들이 중심 주파수에 대한 순서는 도 16과 달리, 서로 반대로 배열되어 있다.
각 서브 그룹(SG_j)내의 공진기(Rk)들은 k=i*m+j(i는 0부터 (N/m)-1까지의 정수)를 만족한다. j가 1에서 m/2까지의 서브 그룹(SG_j) 내에서, 공진기(Rk)들은 k 값이 커지는 순서대로 배열되고, j가 m/2+1에서 m까지의 서브 그룹(SG_j) 내에서는, k값이 작아지는 순서대로 공진기(Rk)들이 배열된다. 즉, 서브 그룹(SG_1)에서 k가 가장 작은 공진기(R1)와 서브 그룹(SG_m/2+1)에서 k가 가장 큰 공진기(RN+m/2+1)가 서로 마주한다.
이러한 배열에 의해 공진기(Rk)들이 차지하는 면적을 도 16의 경우보다 줄일 수 있어 보다 컴팩트한 구조가 구현될 수 있다. 서로 다른 그룹에 속하며 서로 마주하는 공진기 간의 이격 거리 중 가장 작은 값은 S2이며, 직사각형 형상의 가로 길이를 A로 도 16의 경우와 동일하게 한 경우, S2는 도 16에 나타낸 S1보다 큰 값이 된다.
따라서, 바꾸어 말하면, S2를 도 16의 경우와 동일하게 S1으로 하는 경우, 서로 마주하는 공진기(R1)와 공진기(RN+m/2+1)가 차지하는 길이 합은 도 16에서 서로 마주하는 R1과 Rm/2+1이 차지하는 길이 합보다 작기 때문에, 공진기(Rk)들의 배치를 위한 직사각형 형상의 가로 길이 A를 도 16의 경우보다 작게 설정할 수 있다.
도 18은 다른 실시예에 따른 스펙트럼 분석기(500)의 개략적인 구조를 보인 사시도이다.
스펙트럼 분석기(500)은 직사각형 형상의 관통홀(TH)이 형성된 지지 기판(510)과 공진기 어레이(520)를 포함한다. 공진기 어레이(520)는 두 개의 서브 그룹(SG_1)(SG_2)을 포함한다. 마주하는 서브 그룹(SG_1)(SG_2)의 공진기 배치 순서는 중심 주파수에 대한 순서를 반대로 하여, 복수의 공진기(R)들이 차지하는 공간을 최소화하고 있다.
도 19는 도 18의 스펙트럼 분석기(500)에서 공간적으로 인접하게 배치된 세 개의 공진기에 의한 주파수 응답 특성을 보인 그래프이다.
공진기 R1, R3, R5는 같은 서브 그룹(SG_1)에 속하며 중심주파수의 이격은 2Δf이다. 공간적으로는 가장 인접한 배치 관계이지만, 중심 주파수 이격이 확보됨에 따라 커플링은 매우 약하게 나타나고 있다.
도 20은 도 18의 스펙트럼 분석기(500)에서 중심 주파수가 인접하는 두 개의 공진기에 의한 주파수 응답 특성을 보인 그래프이다.
공진기 R3, R4는 각각 서브 그룹(SG_1), 서브 그룹(SG_2) 속하며 중심 주파수의 이격은 Δf로 가장 인접한 관계이지만, 공간적 거리 이격이 확보됨에 따라 커플링은 거의 나타나지 않는다.
도 21은 다른 실시예에 따른 스펙트럼 분석기(600)에서의 공진기 배열 예를 보인 평면도이다.
스펙트럼 분석기(600)에 구비된 공진기(R)들은 정사각형의 영역을 두 대각선에 의해 4등분한 각 영역에 네 개의 서브 그룹이 배치된다. 길이가 다른 공진기(R)들이 삼각형 형상으로 4등분된 영역에 순차적으로 배치될 수 있다.
공진기(R)들은 도 18에서 예시한 바와 같이, 사각형 형상의 관통홀이 형성된 지지 기판에 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 예를 들어, 두 대각선 형상의 빔 구조물 상에 고정부가 고정되도록 배치될 수도 있다.
도 22는 다른 실시예에 따른 스펙트럼 분석기(700)에서의 공진기 배열 예를 보인 평면도이다.
스펙트럼 분석기(700)에 구비된 공진기(R)들은 m개의 서브 그룹으로 그룹핑 되어 변의 개수가 m인 다각형 형상의 영역에 배치된다. 각 서브 그룹은 대각선들에 의해 구획된 m개의 영역에 할당되며, 서브 그룹내에, 길이가 다른 공진기들이 순차적으로 배치된다. 도면에서는 m이 8인 것으로 도시되었으나, 이는 예시적인 것이며, 이에 한정되지 않는다.
공진기(R)들은 m각형 형상의 관통홀을 가지는 기판에 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, m각형의 대각선들에 대응하는 형상의 빔 구조물에 배치되는 것도 가능하다.
도 23a 내지 도 23c는 실시예들에 다른 스펙트럼 분석기에 채용되는 공진기들의 중심 주파수를 설정하는 방법의 예들을 보인 그래프들이다.
도 23a는 분석 대상인 주파수 범위를 등차 간격으로 나눈 예를 보인다. 등차 간격으로 등분한 값은 복수의 공진기에 ID와 함께 중심 주파수 값으로 할당되며, 주어진 ID에 따라, 전술한 방법으로 복수의 공진기가 4개의 서브 그룹으로 그룹핑된다.
도 23b는 분석 대상인 주파수 범위를 등비 간격으로 나눈 예를 보인다. 등비 간격으로 설정된 주파수 값은 복수의 공진기에 ID와 함께 중심 주파수 값으로 할당되며, 주어진 ID에 따라, 전술한 방법으로 복수의 공진기가 4개의 서브 그룹으로 그룹핑된다.
도 23c는 분석 대상인 주파수 범위를 임의의 간격으로 나눈 예를 보인다. 임의의 간격은 예를 들어, 공차 값을 달리한 등차 간격의 혼합이나, 공비 값을 달리한 등비 간격의 혼합, 또는 등차 간격과 등비 간격의 혼합 등으로 다양하게 설정할 수 있다. 설정된 주파수 값은 복수의 공진기에 ID와 함께 중심 주파수 값으로 할당되며, 주어진 ID에 따라, 전술한 방법으로 복수의 공진기가 4개의 서브 그룹으로 그룹핑된다.
도 23a 내지 도 23c는 주파수 대역을 네 개의 서브 그룹으로 분할하여 중심 주파수 설정 방법을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 다양한 개수의 서브 그룹으로 분할하는 것이 가능하며, 중심 주파수 설정방법도 예시된 방법들의 조합이나 다른 형태로의 변형이 가능하다.
지금까지의 설명은 캔티레버 방식으로 구동되는 가동부를 가지는 공진기를 예시하여 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 주파수 인접, 공간 인접에 의해 커플링 현상을 나타내는 다양한 공진기에 상술한 개념의 공진기 배열 방법이 적용될 수 있다.
지금까지, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나, 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 설명에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 이는 다양한 다른 변형이 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.
100, 200, 300, 400, 500, 600, 700.. 스펙트럼 분석기
110, 210, 510.. 지지 기판
120, 220, 520.. 공진기 어레이
R, Rk.. 공진기
SG_j..서브 그룹

Claims (23)

  1. 지지 기판;
    상기 지지 기판에 일단이 고정되게 배열되며, 중심주파수가 서로 다른 복수의 공진기;를 포함하는, 스펙트럼 분석기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 공진기 각각은
    상기 지지 기판에 고정되는 고정부와,
    음향 신호에 반응하여 가동되는 가동부와,
    상기 가동부의 움직임을 센싱하는 감지부를 포함하는, 스펙트럼 분석기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 지지 기판에는 관통홀이 구비되며,
    상기 복수의 공진기는
    상기 복수의 공진기 각각의 가동부가 상기 관통홀과 마주하도록 배치되는, 스펙트럼 분석기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 공진기는 서로 겹침이 없이 평면적으로 배열되는, 스펙트럼 분석기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 공진기의 고정부들이 배치된 궤적은 상기 관통홀의 단면 형상을 따라 형성되는, 스펙트럼 분석기.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 관통홀의 단면 형상은 직사각형 형상이고,
    상기 복수의 공진기의 고정부들이 배치된 궤적은 상기 직사각형 형상의 서로 나란한 두 변이 되는, 스펙트럼 분석기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 공진기에서, 중심 주파수가 바로 인접하는 두 공진기 간의 이격 거리는 상기 복수의 공진기들 간의 이격 거리 중 가장 짧은 거리보다 크도록, 상기 복수의 공진기가 배열되는, 스펙트럼 분석기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 공진기에서, 중심 주파수가 바로 인접하는 두 공진기 간의 이격 거리는 두 공진기 각각의 밴드폭보다 크도록, 상기 복수의 공진기가 배열되는, 스펙트럼 분석기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 공진기에서, 공간적으로 바로 인접하는 두 공진기 간의 중심 주파수 차이는, 상기 복수의 공진기들 간의 중심 주파수 차이 중 가장 작은 값보다 크도록 상기 복수의 공진기가 배열되는, 스펙트럼 분석기.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 공진기의 개수는 N개이고, 중심 주파수의 순서대로 Rk(k는 1에서 N까지의 자연수)로 명명될 때,
    상기 복수의 공진기(Rk)는 m개의 서브 그룹(SG_j, j는 1에서 m까지의 자연수)으로 그룹핑되며, m은 N의 약수 중 1과 N을 제외한 어느 하나이며,
    상기 서브 그룹(SG_j)은
    j≠m 일 때, (k mod m)=j을 만족하는 공진기(Rk)들로 구성되고,
    j=m 일 때, (k mod m)=0을 만족하는 공진기(Rk)들로 구성되며,
    같은 서브 그룹(SG_j)에 속한 공진기(Rk)들이 서로 인접하며, 중심주파수의 순서대로 배열되는, 스펙트럼 분석기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 서브 그룹(SG_j)들은 j의 값의 순서대로 배열되는, 스펙트럼 분석기.
  12. 제10항에 있어서,
    m은 N의 약수를 순서대로 나열할 때, 정 중앙의 한 값 또는 중앙의 두 값 중 어느 하나인, 스펙트럼 분석기.
  13. 제10항에 있어서,
    m은 2보다 큰 자연수이고,
    상기 복수의 공진기 각각의 고정부가 배치된 궤적은 다각형, 원형 또는 폐곡선 형상을 형성하는, 스펙트럼 분석기.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 공진기 각각의 고정부가 배치된 궤적은 변의 개수가 m인 다각형 형상인, 스펙트럼 분석기.
  15. 제10항에 있어서,
    m은 짝수이고,
    상기 복수의 공진기 각각의 고정부가 배치된 궤적은 서로 나란한 두 직선 형태인, 스펙트럼 분석기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 서브 그룹(SG_j)들 중 j가 1에서 m/2까지인 서브 그룹(SG_j)들에 속한 공진기들의 고정부가 배치된 궤적은 제1직선 형태이고,
    상기 서브 그룹(SG_j)들 중 j가 (m/2)+1에서 m까지인 서브 그룹(SG_j)들에 속한 공진기들의 고정부가 배치된 궤적은 상기 제1직선과 마주하며 나란한 제2직선 형태인, 스펙트럼 분석기.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 서브 그룹(SG_j)들 중, 고정부가 서로 다른 두 직선 궤적으로 배치되며 서로 마주하는 두 서브 그룹 내의 공진기들은 중심 주파수에 따른 배열 순서가 서로 반대인, 스펙트럼 분석기.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 공진기들의 중심 주파수는 등차 간격으로 설정되는, 스펙트럼 분석기.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 공진기들의 중심 주파수는 등비 간격으로 설정되는, 스펙트럼 분석기.
  20. 분석 대상인 주파수(f) 범위(F1≤f≤F2) 및 분석에 사용될 복수의 공진기(Rk)(k는 1에서 N까지의 자연수)의 개수(N)를 설정하는 단계;
    상기 복수의 공진기(Rk)들의 중심 주파수를 상기 범위 내의 서로 다른 값으로 설정하고, 공진기(Rk)들의 배치 주기(p)을 설정하는 단계;
    중심 주파수가 바로 인접하는 공진기(Rk) 중심간의 거리는 p의 2배수 이상이 되도록, 상기 복수의 공진기(Rk)들을 배열하는 단계;를 포함하는, 스펙트럼 분석기의 공진기 배열 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 복수의 공진기(Rk)들의 중심 주파수는 각각 F1+(k-1)(F2-F1)/(N-1) (k는 1부터 N 사이의 자연수)로 설정하고,
    공간적으로 바로 인접하는 공진기(Rk) 간의 중심 주파수 차이가 (F2-F1)/N의 2배수 이상이 되도록, 상기 복수의 공진기들을 배열하는, 스펙트럼 분석기의 공진기 배열방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 복수의 공진기(Rk)들의 중심 주파수를 등비(r) 간격으로 설정하고,
    공간적으로 바로 인접하는 공진기(Rk) 간의 중심 주파수간의 비는 r의 2배수 이상이 되도록, 상기 복수의 공진기들을 배열하는, 스펙트럼 분석기의 공진기 배열방법.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 복수의 공진기(Rk)는 m개의 서브 그룹(SG_j, j는 1에서 m까지의 자연수)으로 그룹핑되며, m은 N의 약수 중 1과 N을 제외한 어느 하나이며,
    상기 서브 그룹(SG_j)은
    j≠m 일 때, (k mod m)=j을 만족하는 공진기(Rk)들로 구성되고,
    j=m 일 때, (k mod m)=0을 만족하는 공진기(Rk)들로 구성되며,
    같은 서브 그룹(SG_j)에 속한 공진기(Rk)들이 서로 인접하며, 중심주파수의 순서대로 배열되는, 스펙트럼 분석기의 공진기 배열방법.
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US16/727,415 US10996250B2 (en) 2016-08-03 2019-12-26 Audio spectrum analyzer and method of arranging resonators included therein
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10566011B2 (en) 2016-11-08 2020-02-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Auto voice trigger method and audio analyzer employing the same
KR20200021780A (ko) * 2018-08-21 2020-03-02 삼성전자주식회사 소리 방향 탐지 센서 및 이를 포함하는 전자 장치
US10602261B2 (en) 2017-12-27 2020-03-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Directional microphone
KR20200067300A (ko) * 2018-12-03 2020-06-12 삼성전자주식회사 음원 분리 장치 및 음원 분리 방법
US10823814B2 (en) 2017-09-01 2020-11-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Sound direction detection sensor including multi-resonator array

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180037841A (ko) 2016-10-05 2018-04-13 삼성전자주식회사 공진기를 포함하는 필터 시스템
EP3598086B1 (en) 2016-12-29 2024-04-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and device for recognizing speaker by using resonator
KR102364853B1 (ko) 2017-07-18 2022-02-18 삼성전자주식회사 음향 센싱 소자의 신호 처리 방법과 음향 센싱 시스템
KR102434704B1 (ko) * 2017-08-04 2022-08-22 삼성전자주식회사 전방향 음향 센서
KR102623514B1 (ko) 2017-10-23 2024-01-11 삼성전자주식회사 음성신호 처리장치 및 그 동작방법
KR20200083818A (ko) * 2018-12-28 2020-07-09 삼성전자주식회사 공진기 및 그 제조방법과, 공진기를 포함하는 스트레인 센서 및 센서 어레이
KR102566412B1 (ko) * 2019-01-25 2023-08-14 삼성전자주식회사 음향 센서를 포함한 자동차 주행 제어 장치 및 그 방법
EP3739904A1 (de) * 2019-05-14 2020-11-18 FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Akustisches biegewandlersystem und akustische vorrichtung
KR20200133632A (ko) * 2019-05-20 2020-11-30 삼성전자주식회사 지향성 음향 센서 및 이를 이용한 음원 거리 측정방법
KR20210091397A (ko) 2020-01-13 2021-07-22 삼성전자주식회사 지향성 음향 센서
USD968244S1 (en) * 2020-09-14 2022-11-01 Aaronia Ag Housing for measuring device

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI88442C (fi) 1991-06-25 1993-05-10 Lk Products Oy Foerfarande foer foerskjutning av den karakteristika kurvan av en resonator i frekvensplanet och en resonatorkonstruktion
JP3185591B2 (ja) * 1995-03-03 2001-07-11 株式会社村田製作所 Ｓａｗ共振子
US5856722A (en) 1996-01-02 1999-01-05 Cornell Research Foundation, Inc. Microelectromechanics-based frequency signature sensor
JPH09264879A (ja) 1996-03-28 1997-10-07 Osaka Gas Co Ltd 薄膜式微小ａｅセンサ及びその製造方法
JPH10157257A (ja) 1996-11-22 1998-06-16 Xerox Corp 故障検出用振動センサ及び該センサ付きプリンタシステム
JP3353728B2 (ja) 1999-01-06 2002-12-03 住友金属工業株式会社 音響振動センサ
US6858970B2 (en) * 2002-10-21 2005-02-22 The Boeing Company Multi-frequency piezoelectric energy harvester
US7104134B2 (en) * 2004-03-05 2006-09-12 Agilent Technologies, Inc. Piezoelectric cantilever pressure sensor
US7863714B2 (en) 2006-06-05 2011-01-04 Akustica, Inc. Monolithic MEMS and integrated circuit device having a barrier and method of fabricating the same
JP2008008683A (ja) 2006-06-27 2008-01-17 Univ Of Tokyo 振動波検出方法及び装置
US8103027B2 (en) 2007-06-06 2012-01-24 Analog Devices, Inc. Microphone with reduced parasitic capacitance
KR100975010B1 (ko) 2008-02-29 2010-08-09 성균관대학교산학협력단 다중 크기 압전 마이크로 칸티레버 공진자 어레이를 이용한 물리센서 및 그 제작방법
DE112009002542A5 (de) 2008-10-14 2011-09-08 Knowles Electronics, Llc Mikrofon mit einer Mehrzahl von Wandlerelementen
JP2010273408A (ja) * 2009-05-19 2010-12-02 Emprie Technology Development LLC 電力装置、電力発生方法、電力装置の製造方法
WO2011036732A1 (ja) * 2009-09-28 2011-03-31 株式会社 東芝 共振器および発振器
JP2013045562A (ja) * 2011-08-23 2013-03-04 Canon Inc 荷電粒子線成形用アパーチャ、及び荷電粒子線露光装置
CN106416298B (zh) 2014-01-24 2019-05-28 国立大学法人东京大学 传感器
KR102207928B1 (ko) 2014-08-13 2021-01-26 삼성전자주식회사 음향 센싱 소자 및 주파수 정보 획득 방법

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10566011B2 (en) 2016-11-08 2020-02-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Auto voice trigger method and audio analyzer employing the same
US10823814B2 (en) 2017-09-01 2020-11-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Sound direction detection sensor including multi-resonator array
US10602261B2 (en) 2017-12-27 2020-03-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Directional microphone
KR20200021780A (ko) * 2018-08-21 2020-03-02 삼성전자주식회사 소리 방향 탐지 센서 및 이를 포함하는 전자 장치
KR20200067300A (ko) * 2018-12-03 2020-06-12 삼성전자주식회사 음원 분리 장치 및 음원 분리 방법

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