KR20180098661A - 전자기장 측정 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전자기장 측정 시스템에 관한 것으로, 이 시스템에서 프로브 기판(701) 및 전송 라인 기판(703)은 T형 구조체를 형성하고, 상기 프로브 기판(701)은 캡을 형성하며, 전송 라인 기판(703)은 T형 구조체의 스템(stem)을 형성한다. 상기 프로브 기판(701)은, 제 1 프로브 소자(709), 제 2 프로브 소자(710) 및 기준 평면(reference plane)(711)을 갖는 프로브(700)를 포함한다. 상기 제 1 프로브 소자(709)와 제 2 프로브 소자(710)는 상기 제 1 프로브 소자 및 제 2 프로브 소자 사이에 상기 전송 라인 기판(703)에 수직인 대칭 축(712)이 존재하도록 배치된다. 상기 전송 라인 기판(703)은 상기 프로브(700)에 결합된 전송 라인 구조체를 포함한다. 상기 전송 라인 구조체는 제 1 프로브 신호 및 제 2 프로브 신호를 기초한 측정 결과들을 제공할 수 있는 측정치 프로세싱 장치를 향해 제 1 프로브 신호 및 제 2 프로브 신호를 개별적으로 안내한다.
Description
본 발명은 전자기장 측정 시스템에 관한 것이다. 이 시스템은 예를 들어 전자파 흡수율(specific absorption rate)(SAR)을 측정하는 데 사용될 수 있다. 본 발명은 또한 그러한 시스템을 사용하여 전자기장을 측정하는 방법에 관한 것이다.
특허 공보 WO 2011/080332에는 전자기장을 측정하는 시스템이 기재되어 있다. 상기 시스템은 평면 상에 배치된 안테나 장치를 포함한다. 안테나 장치는 전자기장의 한 쌍의 직교 성분들과 상응하는 한 쌍의 신호들을 제공하도록 배치된다. 신호 전송을 위한 인쇄 회로는 안테나 장치가 그 위에 배치되는 평면에 대해 직각으로 배치된다. 인쇄 회로는 안테나 장치에 의해 측정 모듈을 향하여 제공된 신호들의 쌍을 전송하기 위해 안테나 장치에 연결된 전송 라인을 포함한다.
전자기장을 보다 정확하게 측정할 수 있는 해결책이 필요하다.
이러한 필요를 보다 잘 해결하기 위해, 다음 사항들이 고려되었다. WO 2011/080332에 개시된 것과 같은, 전자기장 측정을 위한 시스템에서, 전자기장의 산란(scattering)이 발생할 수 있다. 특히, 신호 전송 라인들을 포함하는 기판은 그러한 산란을 야기할 수 있다. 산란된 전자기장은 이러한 기판으로부터 발산되어, 심지어 기판 내로 진입할 수도 있다. 산란된 전자기장은 시스템 내에서 간섭 신호들(interfering signals)을 유도할 수 있다.
간섭 신호는 신호 전송 라인들을 포함하는 기판과 평행한 전자기장의 성분을 나타내는 측정 신호에 특히 영향을 줄 수 있다. 이러한 기판의 존재는 프로브를 상기 기판에 수직인 성분보다 전자기장의 이러한 성분에 덜 민감하게 할 수 있다. 프로브는 이러한 전자기장 성분을 나타내는 신호 성분을 제공하지만, 이러한 신호 성분은 상대적으로 약할 수 있다. 따라서, 이러한 신호 성분에 중첩되는 간섭 신호는 상대적으로 큰 범위로 측정의 정밀도에 영향을 줄 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상세한 설명에 첨부되는 청구항 1에 정의된 바와 같은 전자기장 측정 시스템이 제공된다. 본 발명의 또 다른 측면은 청구항 1에 정의된 바와 같은 시스템을 포함하는 제 15 항에 정의된 바와 같은 전자기장 측정 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 시스템 내에서, 2 개의 프로브 소자들은 이러한 프로브 소자들 사이에 대칭 축이 존재하도록 배치되며, 대칭 축은 전송 라인들을 포함하는 기판에 수직이다. 하나의 프로브 소자는 상기 기판과 평행한 전자기장 성분을 나타내는 비교적 약한 성분을 포함하는 신호를 제공할 수 있다. 다른 프로브 소자는 이와 동일한 비교적 약한 성분을 포함하지만 반대 부호인 신호를 제공할 수 있다. 상기 기판으로부터 방출되는 산란된 전자기장에 의해 유도된 간섭 신호들은 동일한 부호를 가질 것이다. 이러한 부호들의 관계는 신호 전송 라인들을 포함하는 기판과 평행한 전자기장 성분에 관한 간섭 상쇄 효과(interference cancellation effect)를 가능하게 한다. 따라서, 보다 정확한 전자기장의 측정이 달성될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는 종속 항들에 정의된 하나 이상의 부가적인 특징들을 포함할 수 있으며, 부가적인 특징들은 상세한 설명에 첨부된다.
예시를 위해, 본 발명의 일부 실시예들에 대한 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 제공된다.
도 1은 전자기장 측정 시스템의 블록도이다.
도 2는 전자기장 측정 시스템 내의 프로브 모듈의 개략적인 측면도이다.
도 3은 프로브 모듈의 개략적인 평면도이다.
도 4는 프로브 모듈의 개략적인 정면도이다.
도 5는 프로브 모듈의 개략적인 배면도이다.
도 6은 도 4 및 도 5에서 A-A 선으로 나타낸 평면을 따라 절단했을 때의 프로브 모듈의 상부의 개략적인 단면도이다.
도 7은 프로브 모듈 내의 프로브 기판 상의 프로브의 개략적인 평면도이다.
도 8은 프로브 모듈 내의 전송 라인 기판 내의 전송 라인 구조체의 개략적인 반투명 상면도이다.
도 9는 도 8에서 B-B 선으로 나타낸 평면을 따라 절단했을 때의 전송 라인 구조체 내에서의 프로브 결합부(probe coupling section)의 개략적인 단면도이다.
도 10은 도 8에서 C-C 선으로 나타낸 평면을 따라 절단했을 때의 전송 라인 구조체 내에서의 헤드부(head section)의 개략적인 단면도이다.
도 11은 도 8에서 D-D 선으로 나타낸 평면을 따라 절단했을 때의 전송 라인 구조체에서의 전이부(transition section)의 개략 단면도이다.
도 12는 도 8에서 E-E 선으로 나타낸 평면을 따라 절단했을 때의 전송 라인 구조체 내에서의 마이크로-스트립 라인부(micro-strip line section)의 개략적인 단면도이다.
도 2는 전자기장 측정 시스템 내의 프로브 모듈의 개략적인 측면도이다.
도 3은 프로브 모듈의 개략적인 평면도이다.
도 4는 프로브 모듈의 개략적인 정면도이다.
도 5는 프로브 모듈의 개략적인 배면도이다.
도 6은 도 4 및 도 5에서 A-A 선으로 나타낸 평면을 따라 절단했을 때의 프로브 모듈의 상부의 개략적인 단면도이다.
도 7은 프로브 모듈 내의 프로브 기판 상의 프로브의 개략적인 평면도이다.
도 8은 프로브 모듈 내의 전송 라인 기판 내의 전송 라인 구조체의 개략적인 반투명 상면도이다.
도 9는 도 8에서 B-B 선으로 나타낸 평면을 따라 절단했을 때의 전송 라인 구조체 내에서의 프로브 결합부(probe coupling section)의 개략적인 단면도이다.
도 10은 도 8에서 C-C 선으로 나타낸 평면을 따라 절단했을 때의 전송 라인 구조체 내에서의 헤드부(head section)의 개략적인 단면도이다.
도 11은 도 8에서 D-D 선으로 나타낸 평면을 따라 절단했을 때의 전송 라인 구조체에서의 전이부(transition section)의 개략 단면도이다.
도 12는 도 8에서 E-E 선으로 나타낸 평면을 따라 절단했을 때의 전송 라인 구조체 내에서의 마이크로-스트립 라인부(micro-strip line section)의 개략적인 단면도이다.
도 1은 전자기장 측정 시스템(100)을 개략적으로 도시한다. 시스템(100)은 블록도로 표현된다. 전자기장 측정 시스템(100)은, 예를 들어 전자파 흡수율(specific absorption rate)(SAR)을 측정하기 위해 사용될 수 있다. 전자기장 측정 시스템(100)은 전자기장 프로빙 장치(field probing arrangement)(101), 측정치 프로세싱 장치(measurement processing arrangement)(102) 및 제어기(103)를 포함한다. 전자기장 프로빙 장치(101)는 복수의 프로브 모듈들(104 내지 111)을 포함한다.
도 2는 전자기장 측정 시스템(100) 내의 프로브 모듈들(104 내지 111) 중 임의의 것에 대응할 수 있는 프로브 모듈(200)을 개략적으로 도시한다. 도 2는 프로브 모듈(200)의 개략적인 측면도를 제공한다. 프로브 모듈(200)은 프로브 기판(probe substrate)(201) 및 전송 라인 기판(transmission line substrate)(202)을 포함한다. 프로브 기판(201) 및 전송 라인 기판(202)은, 예를 들어 시판되는 전기 회로들 용 인쇄 회로 기판 재료로 형성될 수 있다.
프로브 기판(201)과 전송 라인 기판(202)은 T-형 구조를 형성한다. 전송 라인 기판(202)은 이러한 T-형 구조의 스템(stem)을 형성하는 반면, 프로브 기판(201)은 T-형 구조의 캡(cap)을 형성한다. 전송 라인 기판(202)은 프로브 기판(201)에 대해 수직으로 배치된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전송 라인 기판(202)의 프로브 결합부(probe coupling portion)(203)는 프로브 기판(201)에 수직하게 상기 프로브 기판으로부터 연장될 수 있다.
전송 라인 기판(202)에는 도 2에 도시된 바와 같은 커버(204)가 제공될 수 있다. 커버(204)는 전자기 차폐물(electromagnetic shield)을 구성할 수 있다. 이를 위해, 커버(204)는, 예를 들어 전기 도전성 소자들을 포함할 수 있다. 전송 라인 기판(202)은 커버(204) 아래에 위치될 수 있는 프론트-엔드 회로(front-end circuit)(205)를 포함할 수 있다. 전송 라인 기판(202)은 또한 커넥터 장치(206)를 구비할 수 있다. 커넥터 장치(206)는 프로브 모듈(200)을 도 1에 도시된 측정치 프로세싱 장치(102) 및 제어기(103)에 결합시키는 것을 가능하게 할 수 있다.
도 3은 또한 프로브 모듈(200)을 개략적으로 도시한다. 도 3은 프로브 모듈(200)의 개략적인 평면도를 제공한다. 프로브 기판(201)은 이러한 예에서 8 개의 프로브들인, 프로브들(301-308)의 어레이를 포함한다. 프로브 기판(201)은 프로브들(301 내지 308)이 그를 따라서 배치되는 슬롯 연장부(slot arrangement)(309)를 더 포함할 수 있다. 슬롯 연장부(309)는 프로브들(301 내지 308)과 교차한다. 도 2에 도시된 전송 라인 기판(202)의 프로브 결합부(probe coupling portion)(203)는 프로브 기판(201) 내의 슬롯 연장부(309)를 가로지른다.
이러한 예에서, 슬롯 연장부(309)는 좌측 슬롯(310) 및 우측 슬롯(311)의 2 개의 슬롯들을 포함한다. 4 개의 프로브들(301 내지 304)은 이러한 4 개의 프로브들(301 내지 304) 각각과 교차하는 좌측 슬롯(310)을 따라 배치된다. 4 개의 다른 프로브들(305 내지 308)은 이러한 4 개의 프로브들(305 내지 308) 각각과 교차하는 우측 슬롯(311)을 따라 배치된다. 전송 라인 기판(202)의 프로브 결합부(203)는 두 개의 프로브 결합 탭들(probe coupling tab), 즉 좌측 프로브 결합 탭(312) 및 우측 프로브 결합 탭(313)을 포함한다. 좌측 프로브 결합 탭(312)은 프로브 기판(201) 내의 좌측 슬롯(310)을 가로지른다. 우측 프로브 결합 탭(313)은 우측 슬롯(311)을 가로지른다.
도 2에 도시된 프론트-엔드 회로(205)는 스위치들의 어레이(arrange of switches)를 포함할 수 있으며, 상기 스위치들의 어레이는 프로브들(301 내지 308)의 어레이 내의 프로브의 선택을 가능하게 하며, 이러한 선택된 프로브가 커넥터 장치(206)에 전기적으로 결합되게 된다. 커넥터 장치(206)는 도 1에 도시된 제어기(103)로부터 프로브 선택 제어 신호 또는 임의의 다른 제어 신호를 수신할 수 있다.
도 4는 또한 프로브 모듈(200)을 개략적으로 도시한다. 도 4는 프로브 모듈(200)의 개략적 정면도를 제공한다. 이러한 정면도에서, 전송 라인 기판(202)의 전면(front face)(401)은 가시적이다. 이러한 전면(401)은 도전성 재료의 차폐 평면(402)을 포함하는데, 이하 전측 차폐 평면(front shielding plane)(402)이라 한다. 전측 차폐 평면(402)은 "앵무새의 부리"로 지칭될 수 있는 특정 형태를 갖는 2 개의 부분들을 포함할 수 있는 외형을 갖는다. 이러한 특정 형태는 전자기 신호들에 대한 폐색부(choke)를 구성한다.
도 4에서, 좌측 프로브 결합 탭(312)의 메인 면(main face)(403)은 가시적이다. 이러한 메인 면(403)은 편의 및 설명의 이유들로 이하에서는 좌측 탭 전면(left tab front face)(403)으로 지칭될 것이다. 유사하게, 우측 프로브 결합 탭(313)의 메인 면(404)은 가시적이며, 이러한 메인 면(404)은 이하에서 우측 탭 전면(right tab front face)(404)으로 지칭될 것이다. 도 2를 참조하여 앞서 언급된 커넥터 장치(206) 및 커버(204)는 도 4에서 또한 가시적이다.
좌측 탭 전면(403)은 복수의 도전성 텅 그룹들(conductive tongue groups)(405 내지 408)을 포함한다. 유사하게, 우측 탭 전면(404)은 또한 복수의 도전성 텅 그룹들(409 내지 412)을 포함한다. 도 3에 도시된 8 개의 프로브들(301 내지 308) 각각에 대해 하나의 도전성 텅 그룹이 있다. 도전성 텅 그룹은 3 개의 도전성 텅들, 즉 좌측 도전성 텅, 중간 도전성 텅 및 우측 도전성 텅을 포함한다. 도 4에서, 각각의 이러한 도전성 텅들은 비교적 작은 검은색 직사각형 영역으로 표현된다.
도 5는 프로브 모듈(200)을 개략적으로 도시한다. 도 5는 프로브 모듈(200)의 배면도를 제공한다. 이러한 배면도에서, 전송 라인 기판(202)의 후면(501)은 가시적이다. 또한 이러한 후면(501)은, 이후에 후측 차폐 평면(502)으로 지칭될 도전성 재료의 차폐 평면(502)을 포함한다. 후측 차폐 평면(502)은, 적어도 부분적으로, 도 4에 도시된 전측 차폐 평면(402)과 상호보완적이다. 후측 차폐 평면(502)은 "앵무새의 부리" 형태의 두 부분들을 포함할 수 있는 외형을 갖는다. 이러한 부분들은 도 4에 도시된 전측 차폐 평면(402) 내에 존재하는 부분들과 유사하고 대칭이다.
도 5에서, 좌측 프로브 결합 탭(312)의 또 다른 메인 면(503)은 가시적이다. 이러한 다른 메인 면은 편의 및 설명의 이유들로 이하에서 좌측 탭 후면(left tab rear face)(503)으로 지칭될 것이다. 유사하게, 우측 프로브 결합 탭(313)의 또 다른 메인 면(504)은 가시적이며, 이러한 메인 면(504)은 이하에서 우측 탭 후면(504)이라 지칭될 것이다. 도 2를 참조하여 앞서 언급된 커넥터 장치(206)는 또한 도 5에서 가시적이다.
좌측 탭 후면(503)은 복수의 도전성 텅들(505 내지 509)을 포함한다. 유사하게, 우측 탭 후면(504)은 또한 복수의 도전성 텅들(509 내지 512)을 포함한다. 도 3에 도시된 8 개의 프로브들(301 내지 308) 각각에 대해 하나의 도전성 텅이 있다.
도 6은 프로브 모듈(200)의 상부를 개략적으로 도시한다. 도 6은 도 4 및 도 5에서 A-A 선으로 나타낸 평면을 따라 절단했을 때의 프로브 모듈(200)의 상부의 개략적인 단면도를 제공한다. 도 6에서, 프로브 기판(201) 내의 좌측 슬롯(310)뿐만 아니라 이러한 좌측 슬롯(310)을 가로지르는 전송 라인 기판(202)의 좌측 프로브 결합 탭(312)이 가시적이다.
도 6은 전송 라인 기판(202)이 복수의, 이러한 예에서는 4개의 도전 층들(601 내지 604)을 포함함을 도시한다. 보다 구체적으로는, 전송 라인 기판(202)은 기판(202)의 전면(401) 상에 외측 도전 층(601) 및 기판(202)의 후면(501) 상에 또 다른 외측 도전 층(602)을 포함한다. 이러한 외측 도전 층들은 이후에 전측 외측 도전 층(601) 및 후측 외측 도전 층(602)으로 지칭될 것이다. 도 4에 도시된 전측 차폐 평면(402)은 전측 외측 도전 층(601) 내에 포함된다. 도 5에 도시된 후측 차폐 평면(502)은 후측 외측 도전 층(602) 내에 포함된다.
전송 라인 기판(202)은 2개의 내측 도전성 층들, 즉 전송 라인 기판(202)의 전면(401)에 가장 가까운 내측 도전 층(603) 및 후면(501)에 가장 가까운 또 다른 내측 도전 층(604)을 포함한다. 이러한 내측 도전 층들은 편의 및 명료함의 이유들로, 이하에서 최전방 내측 도전 층(603) 및 최후방 내측 도전 층(604)으로 각각 지칭될 것이다. 도 6은 전송 라인 기판(202)의 4 개의 도전 층들(601 내지 604) 사이에서 연장되는 복수의 관통-홀 접속부들(through hole connections)(605 내지 611)을 더 도시한다. 관통-홀 접속부들은 이하에서 더 상세히 후술될 것이다.
이러한 도면을 참조하여 그리고 도 3 내지 도 6을 참조하여 도 2에 도시된 프로브 모듈(200)의 상기 설명은, 따라서, 도 1에 도시된 자기장 측정 시스템(100) 내의 프로브 모듈(104 내지 111) 중 임의의 것에 적용될 수 있다.
도 7은 도 2 내지 도 6을 참조하여 앞서 설명된 프로브 모듈(200)의 프로브들(301 내지 308) 중 임의의 프로브와 대응할 수 있는 프로브(700)를 개략적으로 도시한다. 도 7은 프로브(700)가 위치되는 프로브 기판(701)의 부분의 개략적인 평면도를 제공한다. 따라서, 이러한 프로브 기판(701)은 도 3에 도시된 프로브 기판(201)과 대응될 수 있다. 도 7에 도시된 프로브(700)는 도 3에 도시된 우측 슬롯(311)뿐만 아니라 좌측 슬롯(310)과 대응될 수 있는 슬롯(702)을 따라 배치된다. 전송 라인 기판의 프로브 결합 탭(703)은 도 7에 도시된 바와 같이 슬롯(702)을 통해 연장된다. 후속하여, 이러한 프로브 결합 탭(703)은 도 2 내지 도 6을 참조하여 앞서 기술된 설명을 이유로, 전송 라인 기판(202)에 속한다고 가정된다. 따라서, 도 7에 도시된 프로브 결합 탭(703)은 도 3에 도시된 우측 프로브 결합 탭(313)뿐만 아니라, 좌측 프로브 결합 탭(312)과 대응할 수 있다.
전술한 바와 같이, 프로브 결합 탭(703)은, 프로브(700)에 대해, 프로브 결합 탭(703)의 전면 상에 도전성 텅 그룹(704)을 포함한다. 도전성 텅 그룹(704)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 좌측 도전성 텅(705), 중간 도전성 텅(706) 및 우측 도전성 텅(707)을 포함한다. 프로브 결합 탭(703)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 프로브 결합 탭(703)의 후면 상에 도전성 텅(708)을 포함한다. 이러한 도전성 텅은 이후에 후측 도전성 텅(rear conductive tongue)(708)으로 지칭될 것이다.
프로브(700)는 스트립들의 형태의 2 개의 도전성 소자들(709,710)을 포함한다. 이러한 2 개의 도전성 소자들(709,710)은 편의 및 명료성의 이유들로 이후에서 각각 좌측 프로브 소자(709) 및 우측 프로브 소자(710)로 지칭될 것이다. 프로브(700)는 도전성 재료의 기준 평면(reference plane)(711)을 더 포함한다. 좌측 프로브 소자(709) 및 우측 프로브 소자(710)는 슬롯(702)의 전측 측면 상에 배치된다. 기준 평면(711)은 슬롯(702)의 후측 측면 상에 배치된다.
좌측 프로브 소자(709)와 우측 프로브 소자(710)의 사이에는 대칭 축(712)이 있다. 이러한 대칭축(712)은 전송 라인 기판(202)에 수직일 수 있고, 보다 구체적으로는, 전송 라인 기판(202)의 전면(401) 및 배면에 수직일 수 있다. 또한, 좌측 프로브 소자(709)와 우측 프로브 소자(710)는 서로에 대해 직각으로 배치될 수 있다. 이는 좌측 프로브 소자(709)의 종 축이 전송 라인 기판(202)에 대해 45°의 각도를 갖는다는 것을 의미한다. 또한, 우측 프로브 소자(710)의 종 축도 45°의 각도를 가지지만, 전송 라인 기판(202)에 대해 반대 부호를 이룬다.
좌측 프로브 소자(709)는 프로브 결합 탭(703)의 전면 상의 좌측 도전성 텅(705)에 도전적으로 결합될 수 있다. 우측 프로브 소자(710)는 우측 도전성 텅(707)에 도전적으로 결합될 수 있다. 기준 평면(711)은 후측 도전성 텅(708)에 도전적으로 결합될 수 있다.
도 7에 도시된 프로브(700)는 전자기장의 존재 하에서 다음과 같이 동작할 수 있다. 전자기장은 기준 평면(711)에 대하여 좌측 프로브 소자(709) 내에서 신호를 유도한다. 이러한 신호는 이하에서는 좌측 프로브 신호라 칭해질 것이다. 전자기장은 기준 평면(711)에 대하여 우측 프로브 소자(710) 내에서 또 다른 신호를 유도한다. 이 신호는 이하에서는 우측 프로브 신호라 칭해질 것이다.
보다 상세하게는, 전자기장은 프로브 기판(701)과 일치하는 평면 내에 놓인 서로에 대해 직교하는 2 개의 성분들을 가질 수 있다. 하나의 성분은 전송 라인 기판(202)과 평행하게 배향될 수 있으며, 보다 구체적으로는, 기판(202)의 전면(401) 및 기판(202)의 후면(501)과 평행하게 배향될 수 있다. 이하에서, 이러한 성분을 수평 전자기장 성분(horizontal field component)이라 칭해질 것이다. 다른 성분은 전송 라인 기판(202)에 대하여 직각으로 배향될 수 있다. 이러한 성분은 이하에서 수직 전자기장 성분으로 칭해질 것이다.
전송 라인 기판(202)은 수직 전자기장 성분보다 더 큰 범위로 수평 전자기장 성분에 영향을 미칠 수 있다. 이는 전송 라인 기판(202)이 비교적 크고 수평 전자기장 성분과 평행한 다양한 도전성 평면들을 포함하기 때문이다. 이러한 도전성 평면들은 도 2 및 도 4에 도시된 커버(204)뿐만 아니라, 도 4에 도시된 전측 차폐 평면(402) 및 도 5에 도시된 후측 차폐 평면(502)을 포함한다. 이러한 도전성 평면들은 프로브(700)가 수평 전자기장 성분에 상대적으로 영향을 받지 않도록 할 수 있다.
또한, 전송 라인 기판(202)은 전자기장의 산란을 야기할 수 있다. 이러한 산란은 전송 라인 기판(202)으로부터 방사되는 산란된 전자기장을 초래한다. 따라서, 프로브(700)는 측정될 전자기장에 더하여 이러한 산란된 전자기장을 수신할 수 있다. 또한, 산란된 전자기장 또는 산란된 전자기장의 적어도 일부는 심지어 전송 라인 기판(202) 내로 진입할 수도 있다.
이러한 조건들에서, 좌측 프로브 신호는 이제 복수의 신호 성분들을 포함할 것이다. 이러한 신호 성분들은 측정될 전자기장의 수평 전자기장 성분에 의해 유도되는 신호 성분 및 수직 전자기장 성분에 의해 유도되는 다른 신호 성분을 포함한다. 하나의 신호 성분 및 다른 신호 성분은 이하 편의상 및 명료성의 이유들로 수평 신호 성분 및 수직 신호 성분으로 각각 지칭될 것이다. 수평 신호 성분 및 수직 신호 성분은 바람직한 신호 성분들이다. 이들 외에도, 좌측 프로브 신호는, 산란된 전자기장에 의해 유도되는 기생 신호 성분들(parasitic signal component)을 전송 라인 기판(202) 내에 더 포함할 것이다.
우측 프로브 신호는 또한 전술된 것들과 유사한 복수의 성분들을 포함할 것이다. 즉, 이러한 신호 성분들은 측정될 전자기장의 수평 전자기장 성분에 의해 유도되는 수평 신호 성분과 수직 전자기장 성분에 의해 유도되는 수직 신호 성분을 포함한다. 이러한 바람직한 신호 성분들 이외에, 우측 프로브 신호는 또한, 산란된 전자기장에 의해 유도되는 기생 신호 성분을 전송 라인 기판(202) 내에 포함할 것이다. 이러한 기생 신호 성분은 일반적으로 좌측 프로브 신호의 기생 신호와 유사할 것이다. 그러므로, 산란된 전자기장에 의해 유도되는 하나의 기생 신호 성분 및 다른 기생 신호 성분은 이하에서 공통 모드 간섭 신호 성분(common mode interference signal component)이라 칭해질 것이다.
전술된 각각의 수평 신호 성분들은, 좌측 프로브 신호 내에서 및 우측 프로브 신호 내에서 일반적으로 비교적 약하다. 이것은, 전술된 바와 같이, 프로브(700)가 전송 라인 기판(202)의 존재로 인해 수직 전자기장 성분보다 수평 전자기장 성분에 덜 민감하기 때문이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 프로브(700) 내에서, 좌측 프로브 소자(709) 및 우측 프로브 소자(710)는 크기 및 부호의 조건들의 측면에서, 좌측 프로브 신호 내의 수직 신호 성분이 우측 프로브 신호 내의 수직 신호 성분과 대응되도록 배치된다. 좌측 프로브 신호 내의 수평 신호 성분은 또한 우측 프로브 신호의 수평 신호 성분과 크기 측면에서 일치할 수 있다. 그러나, 이러한 2 개의 전술된 신호 성분들은 반대의 부호이다. 이러한 예에서, 좌측 프로브 신호 내의 수평 신호 성분은 양의 부호를 가지지만, 우측 프로브 신호 내의 수평 신호 성분은 음의 부호를 갖는다고 가정된다. 좌측 프로브 신호 내의 공통 모드 간섭 신호 성분은 우측 프로브 신호 내의 공통 모드 간섭 신호 성분과 대응한다.
좌측 프로브 소자(709) 및 우측 프로브 소자(710)의 이러한 배치는 개선된 측정 정밀도를 달성하는데 기여한다. 예를 들어, 상대적으로 큰 정밀도로 수평 전자기장 성분을 나타내는 측정 신호는 우측의 프로브 신호로부터 좌측 프로브 신호를 감산(subtract)하거나 또는 그 반대로 획득될 수 있다. 이러한 감산(subtract)은 간섭 상쇄 효과(interference cancellation effect)를 제공한다. 좌측 프로브 신호 내의 공통 모드 간섭 신호 성분 및 우측 프로브 신호 내의 공통 모드 간섭 신호 성분은 적어도 어느 정도는 서로를 상쇄시킨다. 좌측 프로브 신호 및 우측 프로브 신호 내의 각각의 수직 신호 성분들은 또한 감산의 결과로서 서로 상쇄시킨다. 남은 것은 좌측 프로브 신호와 우측 프로브 신호 내의 각각의 수평 신호 성분들의 합이다. 이러한 합계는 수평 전자기장 측정 신호를 구성한다.
따라서, 좌측 프로브 소자(709) 및 우측 프로브 소자(710)의 배치는 이러한 프로브 소자들이 제공하는 각각의 수평 신호 성분들에 대한 간섭의 감소를 가능하게 다. 이러한 간섭의 감소는 전술된 바와 같이 이러한 수평 신호 성분들이 상대적으로 약하기 때문에 특히 적절하다. 반대로, 각각의 수직 신호 성분들은 비교적 강하다. 따라서, 직 신호 성분들은 수평 신호 성분보다 더 높은 수준의 간섭을 용인할 수 있다. 간섭 상쇄 효과는 덜 요구된다. 충분한 정밀도로 수직 전자기장 성분을 나타내는 측정 신호는 좌측 프로브 신호와 우측 프로브 신호를 합산함으로써 획득될 수 있다. 이러한 합계는 간섭 상쇄 효과를 제공하지 않는다.
도 2에 도시된 프로브 모듈(200) 상의 프론트-엔드 회로(205)는 전송 라인 기판과 평행한 전자기장의 수평 성분을 나타내는 수평 측정 신호를 획득하기 위해 좌측 프로브 신호로부터 우측 프로브 신호를 감산할 수 있다. 프론트-엔드 회로(205)는 전송 라인 기판(202)에 수직인 전자기장의 수직 성분을 나타내는 수직 측정 신호를 획득하기 위해 좌측 프로브 신호 및 우측 프로브 신호를 가산할 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 이러한 동작들, 감산 및 가산은, 도 1에 도시된 전자기장 측정 시스템(100)의 측정치 프로세싱 장치(102) 내에서 수행될 수 있다.
따라서, 도 7을 참조하여 도 7에서 예시된 프로브(700)의 설명은, 도 3에 도시된 프로브 모듈(200) 내의 프로브들(301 내지 308) 중 임의의 프로브에 적용될 수 있으며, 따라서 도 1에 도시된 전자기장 측정 시스템(100) 내의 프로브 모듈들 내의 프로브들(104 내지 111) 중 임의의 프로브에도 적용될 수 있다.
도 8은 프로브 모듈(200)의 전송 라인 기판(202) 내의 전송 라인 구조체(800)를 개략적으로 도시한다. 도 8은 전송 라인 구조체(800)의 개략적인 반투명 상면도를 제공하며, 반면에 도 2 및 도 4에 도시된 커버(204)는 생략된다. 도 8은 도 6에 도시된 전송 라인 기판(202)의 상이한 도전 층들(601 내지 604) 내에서의 특징부들(features)을 나타내는 상이한 유형들의 라인들을 포함한다. 실선들은 전측 외측 도전 층(601)의 특징부들을 나타낸다. 파선들은 전면에 가장 가까운 최전측 내측 도전 층(603)의 특징부들을 나타낸다. 점선들은 최후측 내측 도전 층(604)의 특징부들을 나타낸다. 실선들 내의 비교적 작은 원들은 관통-홀 접속부들(through-hole connections)을 나타낸다. 도 8은 복수의 점선들을 도시한다. 일점-쇄선은 단면도를 획득하기 위해 그를 따라서 절단면이 만들어질 수 있는 평면을 나타낸다.
전송 라인 구조체(800)는 프로브 결합부(801), 헤드부(802), 전이부(transition section)(803) 및 마이크로-스트립 라인부(804)를 갖는다. 프로브 결합부(801)는 도 3에 도시된 전송 라인 기판(202)의 프로브 결합부(203) 내에 놓인다. 마이크로-스트립 라인부(804)는 도 2에 도시된 프론트-엔드 회로(205)까지 연장될 수 있다. 마이크로-스트립 라인부(804)는 적어도 부분적으로 커버(204) 아래에 위치될 수 있으며, 커버(204)는 명확성의 이유들로 도 8에서는 생략되었다. 커버(204)는 마이크로-스트립 라인부(804)를 위한 전자기 차폐물(electromagnetic shield)을 구성할 수 있다.
프로브 결합부(801), 헤드부(802) 및 부분적으로 전이부(803)에서, 전송 라인 구조체(800)는 최전측 내측 도전 층(603) 내에 3 개의 도전성 스트립들(805, 806, 807)을 포함한다. 편의상 및 명료성의 이유들로, 이러한 3 개의 도전성 스트립들 중 하나는 이하에서 좌측 전측 내측 도전성 스트립(805), 다른 하나는 중간 전측 내측 도전성 스트립(806) 및 또 다른 하나는 우측 전측 내측 도전성 스트립(807)으로 지칭될 것이다. 상기 프로브 결합부(801), 헤드부(802) 및 부분적으로 전이부(803)에서, 전송 라인 구조체(800)는 최후측 내측 도전 층(604) 내에 도전성 스트립을 더 포함한다. 이러한 도전성 스트립은 편의 및 명료성의 이유들로 후측 내측 도전성 스트립(808)이라 지칭될 것이다. 도 8이 제공하는 정면도에서, 후측 내측 도전성 스트립(808)은 중간 전측 내측 도전성 스트립(806) 아래에 위치된다.
마이크로-스트립 라인부(804) 및 부분적으로 전이부(803)에서, 전송 라인 구조체(800)는 전측 외측 도전 층(601) 내에 2 개의 도전성 스트립들(809,810)을 포함한다. 편의 및 명료성의 이유들로, 이러한 2 개의 도전성 스트립들 중 하나는 이하에서 좌측 외측 도전성 스트립(809)으로 지칭되고, 다른 하나는 우측 외측 도전성 스트립(810)으로 지칭될 것이다. 좌측 외측 도전성 스트립(809)은 전측 차폐 평면(402) 내의 핑거형(finger-shaped) 개구(811) 내에 놓이며, 스트립(809)은 또한 전송 라인 구조체(800)의 전측 외측 도전 층(601) 내에 포함된다. 유사하게, 우측 외측 도전성 스트립(810)은 또한 전측 차폐 평면(402) 내의 핑거형 개구(812) 내에 놓인다.
마이크로-스트립 라인부(804) 및, 부분적으로, 전이부(803)에서, 전송 라인 구조체(800)는 신호 접지(signal ground)에 도전적으로 결합되는 2 개의 도전성 평면들(813,814)을 더 포함한다. 이러한 도전성 평면들 중 하나(813)는 전송 라인 구조체(800)의 최전측 내측 도전 층(603) 내에 포함된다. 다른 도전성 평면(814)은 최후측 내측 도전 층(604) 내에 포함된다. 편의상 및 명료성의 이유들로, 하나의 도전성 평면 및 다른 도전성 평면은 이하에서 각각 전측 내측 접지 평면(ground plane)(813) 및 후측 내측 접지 평면(814)으로 지칭될 것이다.
헤드부(802) 내에 존재하는 중간 전측 내측 도전성 스트립(806)은 손으로부터 연장되는 손가락과 유사한 방식으로, 마이크로-스트립 라인부(804) 내에 존재하는 전측 내측 접지 평면(813)으로부터 연장한다. 유사하게, 헤드부(802) 내에 존재하는 후측 내측 도전성 스트립(808)은 마이크로-스트립 라인부(804) 내에 존재하는 후측 내측 접지 평면(814)으로부터 연장한다.
전이부(803)에서, 전송 라인 구조체(800)는 2개의 관통-홀 접속부들(815,816)을 포함한다. 하나의 관통-홀 접속부(815)는 좌측 전측 내측 도전성 스트립(805)과 좌측 외측 도전성 스트립(809)을 서로 도전적으로 결합시킨다. 다른 관통-홀 접속부(816)는 우측 전측 내측 도전성 스트립(807)과 우측 외측 도전성 스트립(810)을 서로 도전적으로 결합시킨다. 하나의 관통-홀 접속부 및 다른 하나의 관통-홀 접속부는 편의 및 명료성의 이유들로 이하에서 좌측 전이 관통-홀 접속부(815) 및 우측 전이 관통-홀 접속부(816)로 각각 지칭될 것이다.
전이부(803)에서, 전측 내측 접지 평면(813)은 2개의 U자형 개구들(817, 818)을 가지며, 하나는 좌측 전이 관통-홀 접속부(815) 주위에 위치되고, 다른 하나는 우측 전이 관통-홀 접속부(816) 주위에 위치된다. 하나의 U자형 개구 및 다른 U자형 개구는 이하에서 편의상 및 명료성의 이유들로 좌측 전측 내측 U자형 개구(817) 및 우측 전측 내측 U자형 개구(818)로 각각 지칭될 것이다. 후측 내측 접지 평면(814)은 2 개의 유사한 U자형 개구들을 가지며, 하나는 좌측 전이 관통-홀 접속부(815) 주위에 위치되고, 다른 하나는 우측 전이 관통-홀 접속부(816) 주위에 위치된다. 하나의 U자형 개구 및 다른 U자형 개구는 이하에서 좌측 후측 내측 U자형 개구(819) 및 우측 후측 내측 U자형 개구(820)라 지칭될 것이다.
전송 라인 구조체(800)는 도 7에 도시된 프로브(700)와 같은, 프로브로부터 도 2에 도시된 프론트-엔드 회로로의 좌측 프로브 신호의 전송을 가능하게 하는 신호 경로를 제공한다. 이러한 좌측 신호 경로는 좌측 전측 내측 도전성 스트립(805), 좌측 전이 관통-홀 결합부(815) 및 좌측 외측 도전성 스트립(809)을 포함한다. 대칭적으로, 전송 라인 구조체(800)는 관련 프로브(700)로부터 도 2에 도시된 프론트-엔드 회로(205)로 우측 프로브 신호의 전송을 가능하게 하는 신호 경로를 제공한다. 이러한 우측 신호 경로는 우측 전측 내측 도전성 스트립(807), 우측 전이 관통-홀 결합부(816) 및 우측 외측 도전성 스트립(810)을 포함한다.
전송 라인 구조체(800)는 전측 차폐 평면(401)과 후측 차폐 평면(501) 사이에서 연장하는 관통-홀 접속부들의 다양한 어레이들(821,822,823)을 더 포함할 수 있다. 이러한 어레이들은 관통-홀 접속부들의 좌측 어레이(821), 관통-홀 접속부들의 중간 어레이(822), 및 우측 관통-홀 접속부들의 우측 어레이(823)를 포함한다.
관통-홀 접속부들의 좌측 어레이(821)는 2개의 전술한 신호 경로들과 좌측 인접 전송 라인 구조체의 신호 경로들, 또는 또 다른 잠재적인 간섭원(source of interference) 사이의 차폐 펜스(shielding fence)를 구성한다. 유사하게, 관통-홀 접속부들의 우측 어레이(823)는 2개의 신호 경로들과 우측 인접한 전송 라인 구조체의 신호 경로들 또는 또 다른 잠재적인 간섭원 사이의 차폐 펜스를 구성한다. 관통-홀 접속부들의 중간 어레이(822)는 전송 라인 구조체(800) 자체의 좌측 신호 경로와 우측 신호 경로 사이의 차폐 펜스를 구성한다. 이는 이러한 신호 경로들 사이의 혼선을 방지하다. 좌측 프로브 신호와 우측 프로브 신호는 적절하게 분리된 채로 남아있다.
도 9는 전송 라인 구조체(800) 내 프로브 결합부(801)를 개략적으로 더 도시한다. 도 9는 도 8에 도시된 B-B 라인에 의해 표시된 평면을 따라 절단된 경우의 프로브 결합부(801)의 단면도를 제공한다. 프로브 결합부(801)는 전송 라인 기판(202)의 얇은 돌출부(thinned projecting portion) 내에 포함된다. 이러한 얇은 돌출부는 도 3 내지 도 5에 도시된 좌측 프로브 결합 탭(312), 우측 프로브 결합 탭(313), 또는 도 7에 도시된 프로브 결합 탭(703)과 같은 프로브 결합 탭을 형성한다.
전송 라인 기판(202)의 얇은 돌출부에서, 최전측 내측 도전 층(603) 및 최후측 내측 도전 층(604)은 도 9에 도시된 바와 같이 외측 층들을 구성한다.
프로브 결합부(801)는 좌측 전측 내측 도전성 스트립(805)의 헤드 부분을 포함한다. 이러한 헤드 부분은 도 7에 도시된 좌측 도전성 텅(705)과 같은 좌측 도전성 텅을 구성할 수 있다. 프로브 결합부(801)는 우측 전측 내측 도전성 스트립(807)의 헤드 부분을 더 포함한다. 이러한 헤드 부분은 도 7에 도시된 우측 도전성 텅(707)과 같은 우측 도전성 텅을 구성할 수 있다. 프로브 결합부(801)는 중간 전측 내측 도전성 스트립(806)의 헤드 부분을 더 포함할 수 있다. 이러한 헤드 부분은 도 7에 도시된 중간 도전성 텅(706)과 같은 중간 도전성 텅을 구성할 수 있다. 프로브 결합부(801)는 후측 내측 도전성 스트립(808)의 헤드 부분을 더 포함할 수 있다. 이러한 헤드 부분은 도 7에 도시된 후측 도전성 텅(708)과 같은 후측 도전성 텅을 구성할 수 있다.
도 10은 전송 라인 구조체(800) 내의 헤드부(802)를 개략적으로 더 도시한다. 도 10은 도 8에 도시된 C-C 라인에 의해 표시된 평면을 따라 절단될 때의 헤드부(802)의 단면도를 제공한다. 이러한 절단 평면은 전측 차폐 평면 (402), 후측 차폐 평면 (502), 및 하나(824)는 관통-홀 접속부들의 좌측 어레이(821)에 속하며, 또 다른 하나(825)는 중간 어레이(822)에 속하며, 그리고 또 다른 하나(826)는 우측 어레이(823)에 속하는 3개의 관통-홀 접속부들을 통과한다. 따라서, 이러한 소자들은 도 10에 도시되고 참조된다.
헤드부(802)는 좌측 전측 내측 도전성 스트립(805)의 주요 부분(main portion), 중간 전측 내측 도전성 스트립(806)의 주요 부분, 및 우측 전측 내측 도전성 스트립(807)의 주요 부분을 포함한다. 헤드부(802)는 후측 내측 도전성 스트립(808)의 주요 부분을 더 포함한다. 이러한 도전성 스트립들은 도 10에 도시되고 참조된다.
헤드부(802)에서, 중간 어레이(822)의 관통-홀 접속부(825)는 다음의 소자들을 서로 도전적으로 결합한다: 전측 차폐 평면(402), 중간 전측 내측 도전성 스트립(806), 후측 내측 도전성 스트립(808) 및 후측 차폐 평면(502).
헤드부(802) 내에 위치된 중간 어레이(822)의 다른 관통-홀 접속부들에도 동일하게 적용될 수 있다. 전술된 소자들은 신호 접지에 도전적으로 결합된다. 좌측 어레이(821) 및 우측 어레이(823)의 관통-홀 접속부들은 전측 차폐 평면(402)과 후측 차폐 평면(502)을 서로 도전적으로 결합시킨다. 이러한 어레이들(821,823)의 다른 관통-홀 접속부에도 동일하게 적용될 수 있다.
헤드부(802)에서, 전술된 도전성 스트립들(805 내지 808)은 서로에 대해 그리고 전측 차폐 평면(402) 및 후측 차폐 평면(502)에 대해 특정한 공간적 관계를 가질 수 있다. 이러한 특정한 공간적 관계는 헤드부(802) 내에서, 좌측 신호 경로가 원하는 범위 내에 있는 특성 임피던스(characteristic impedance)를 갖도록 한다. 우측 신호 경로에도 동일하게 적용된다.
도 11은 전송 라인 구조체(800) 내의 전이부(803)를 개략적으로 도시한다. 도 11은 도 8에 도시된 D-D 라인에 의해 표시된 평면을 따라 절단될 때 전이부(803)의 단면도를 제공한다.
이러한 절단 평면은 전측 차폐 평면(402), 후측 차폐 평면(502)을 통과할 뿐만 아니라, 좌측 어레이 (821)에 속하는 관통-홀 접속부(827) 및 우측 어레이(823)에 속하는 관통-홀 접속부(828)를 통과한다. 따라서, 이러한 소자들은 도 11에 도시되고 참조된다.
전이부(803)는 좌측 전측 내측 도전성 스트립(805)의 꼬리 부분, 중간 전측 내측 도전성 스트립(806)의 꼬리 부분 및 우측 전측 내측 도전성 스트립(807)의 꼬리 부분을 포함한다. 전이부(803)는 후측 내측 도전성 스트립(808)의 베이스 부분을 더 포함한다. 전이부(803)는 둘 다 마이크로-스트립 라인부(804) 내로 연장되는 좌측 외측 도전성 스트립(809)의 헤드 부분 및 우측 외측 도전성 스트립(810)의 헤드 부분을 더 포함한다. 이러한 도전성 스트립들(803 내지 810)은 도 11에 도시되고 참조된다.
또한, 도 11은 좌측 전이 관통-홀 접속부(815)뿐만 아니라 이러한 관통-홀 접속부(815) 주위에 위치된 좌측 전측 내측 U자형 개구(817) 및 좌측 후측 내측 U자형 개구(819)를 도시한다. 도 11은 우측 전이 관통-홀 접속부(816)뿐만 아니라 이러한 관통-홀 접속부(816) 주위에 위치된 우측 전측 내측 U자형 개구(818) 및 우측 후측 내측 U자형 개구(820)를 도시한다. 또한, 도 11은 우측 외측 도전성 스트립(810)이 그 내에 놓이는 핑거형 개구(812)뿐만 아니라 좌측 외측 도전성 스트립(809)이 그 내에 놓이는 전측 차폐 평면(402) 내의 핑거형 개구(811)를 도시한다.
도 12는 전송 라인 구조체(800) 내의 마이크로-스트립 라인부(804)를 개략적으로 도시한다. 도 12는 도 8에 도시된 E-E 라인에 의해 표시된 평면을 따라 절단될 때의 단면도를 제공한다. 이러한 절단 평면은 전측 차폐 평면(402) , 전측 내측 접지 평면(813), 후측 내측 접지 평면(814), 및 후측 차폐 평면(502)뿐만 아니라, 관통-홀 접속부들의 좌측 어레이(821)에 속하는 하나(829), 중간 어레이에 속하는 또 다른 하나(830), 그리고 우측 어레이에 속하는 또 다른 어레이(831)인 3개의 관통-홀 접속부를 통과한다. 따라서, 이러한 소자들은 도 12에 도시되고 참조된다.
도 12는 좌측 외측 도전성 스트립(809) 뿐만 아니라 이러한 도전성 스트립이 그 내에 놓이는 전측 차폐 평면(402) 내의 핑거형 개구(811)를 도시한다. 도 12는 우측 외측 도전성 스트립(810)뿐만 아니라 이러한 도전성 스트립이 그 내에 놓이는 전측 차폐 평면(402) 내의 핑거형 개구(812)를 도시한다.
마이크로-스트립 라인부(804)에서, 전술된 도전성 스트립들(809,810)은 전측 내측 접지 평면(813)에 대해, 그리고 전측 차폐 평면(402)에 대해서도 특정한 공간적 관계를 가질 수 있다. 이러한 특정한 공간적 관계는 마이크로-스트립 라인부(804)내에서, 좌측 신호 경로가 원하는 범위 내에 있는 특성 임피던스를 갖도록 한다. 또한, 이러한 특성 임피던스는 헤드부(802) 내의 특성 임피던스와 충분히 잘 매칭될 수 있다. 헤드부(802) 내의 및 마이크로-스트립 라인부(804) 내의 우측 신호 경로에 동일한 설명이 적용된다.
도 8에 도시되고 도 8 및 도 9 내지 도 12를 참조하여 상기 기술된 전송 라인 구조체(800)는 도 2 내지 도 6에 도시된 프로브 모듈(200)의 전송 라인 기판(202) 내의 임의의 전송 라인 구조체에 적용될 수 있다. 이러한 설명은 도 1에 도시된 전자기장 측정 시스템(100) 내의 임의의 프로브 모듈들(104 내지 111)의 전송 라인 기판 내의 임의의 전송 라인 구조체에도 적용될 수 있다.
도 1에 도시된 전자기장 측정 시스템(100)은 기본적으로 다음과 같이 동작할 수 있다. 도시를 위해, 프로브 모듈들(104 내지 111)은 각각 도 2 내지 도 6을 참조하여 상술된 프로브 모듈(200)과 유사하다고 가정한다. 프로브 모듈들(104 내지 111)은 프로브 모듈들(104 내지 111)의 프로브 기판들에 의해 형성되는 측정 표면을 규정할 수 있다. 또한, 프로브 모듈들(104 내지 111) 내의 프로브들은 각각 도 7을 참조하여 앞서 설명된 프로브(700)와 유사하다고 가정된다. 각각의 프로브는 측정 표면 상에 독특한 위치를 가질 수 있다. 프로브들은 프로브가 격자 점(grid point)을 구성하는, 2차원 그리드로 배치될 수 있다. 또한, 각각의 프로브에 대한 각각의 전송 라인 구조체는 도 8 내지 도 12를 참조하여 앞서 설명된 전송 라인 구조체(800)와 유사하다고 가정된다.
전자기장 프로빙 장치(101)는 예를 들어 인간의 머리와 같은 인체 부위의 물리적 모델 내에 위치될 수 있다. 물리적 모델은 관련 신체 부위 내의 생물학적 조직의 유전 특성들(dielectric properties)과 유사한 유전 특성들을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 특허 공보 WO 2013/079621는 이러한 물질을 기재한다. 예를 들어 휴대 전화와 같은 전자기장 방출 장치는 물리적 모델 근처에 위치된다. 이러한 테스트 중인 장치는 물리적 모델을 관통할 전자기장을 생성한다. 전자기장 프로빙 장치(101) 내의 프로브들은 관통된 전자기장을 수신할 것이다.
전술된 조건들에서, 프로브는 도 7에 도시된 프로브(700)를 참조하여 전술한 바와 같이, 좌측 프로브 신호 및 우측 프로브 신호를 제공할 것이다. 도 2를 참조하면, 프로브가 포함된 프로브 모듈(200)의 프론트-엔드 회로(205) 프로브와 관련된 한 쌍의 측정 신호들을 획득하기 위해 좌측 프로브 신호 및 우측 프로브 신호를 프로세싱할 수 있다. 예를 들어, 프론트-엔드 회로(205)는 전술된 바와 같이, 좌측 프로브 신호로부터 우측 프로브 신호를 감산하거나 또는 그 반대로 감산할 수 있고, 이러한 두 신호들을 가산할 수 있다. 또 다른 예로서, 프론트-엔드 회로(205)는 단지 좌측 프로브 신호 및 우측 프로브 신호를 증폭할 수 있으며, 이 경우 한 쌍의 측정 신호들은 좌측 프로브 신호의 증폭된 버전 및 우측 프로브 신호의 증폭된 버전을 포함한다.
어떤 경우에도, 한 쌍의 측정 신호들은 프로브의 위치에서 전자기장의 2 개의 직교 성분들을 나타낸다. 이러한 2 개의 직교 성분들은 프로브가 포함되는 프로브 기판과 일치하는 평면 내에 놓여있다. 이러한 평면도 앞서 언급된 측정 표면과 일치한다.
측정치 프로세싱 장치(102)는 전자기장 프로빙 장치(101)가 제공하는 각각의 측정 신호들을 프로세싱한다. 측정치 프로세싱 장치(102)는 각각의 측정 신호들이 관련된 각각의 프로브들의 각각의 위치들에서 전자기장의 하나의 성분 및 다른 성분의 진폭 및 위상을 검출한다. 따라서, 측정치 프로세싱 장치(102)는 측정 표면 상의 전자기장의 진폭 및 위상 맵을 설정한다.
일단 전자기장의 2차원 진폭 및 위상 맵이 설정되면, 측정치 프로세싱 장치(102)는 이러한 맵에 기초하여 측정 표면 둘레의 전자기장의 3차원 모델을 생성할 수 있다. 이러한 3차원 모델은 테스트 중인 장치에 대한 전자파 흡수율의 결정을 가능하게 한다. 측정치 프로세싱 장치(102)는 특허 공보 WO 2011/080332 및 특허 공보 EP 2 610 628에 기술된 원리들에 따라 작동할 수 있다.
부연 설명
도면들을 참조한 상기 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시이며 청구 범위에서 정의된 부가적인 특징들이다. 본 발명은 다수의 상이한 방식들로 구현될 수 있다. 이를 설명하기 위해 몇 가지 대안들이 간략하게 제시되었다.
본 발명은 전자기장 측정과 관련된 수많은 유형들의 제품들 또는 방법들에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은, 원칙적으로, 전자기장의 2차원 측정을 하고, 2차원 측정치에 포함된 진폭 및 위상 정보를 사용하여 이러한 2차원 측정치에 기초하여 이러한 전자기장의 3차원 표현을 구축하도록 구성된 임의의 유형의 제품에 적용될 수 있다.
본 발명은 많은 상이한 방식들로 구현될 수 있다. 프로브 소자들은 반드시 서로에 대해 직각으로 배치될 필요는 없다. 예를 들어, 프로브 소자들 사이에 60°의 각도가 있을 수 있다. 전자기장의 2개의 직교 성분들을 나타내는 2 개의 신호들은 적절한 가중치 계수들(weighing coefficients)을 갖는 2개의 프로브 신호들의 2개의 선형 조합들을 생성함으로써 획득될 수 있다. 또한, 프로브는 반드시 스트립의 형상을 가질 필요는 없는 임의의 적합한 형상을 갖는 프로브 소자들을 포함할 수 있다. 유사한 언급은 도전성 기준 평면에 적용되며, 도전성 기준 평면은 반드시 직사각형 또는 정사각형의 형상을 가질 필요는 없다. 예를 들어, 다른 실시예에서, 도전성 기준 평면은 원형 또는 타원형의 형상을 가질 수 있다.
전자기장의 2개의 직교 성분들을 나타내는 2개의 신호들을 획득하기 위해 2개의 프로브 신호들의 2 개의 선형 조합들을 만드는 수많은 상이한 방법들이 있다. 2개의 선형 조합들의 세트는 일반적으로 다음과 같이 표현될 수 있다:
UA = α1*UL + β1*UR (1)
UB = α2*UL - β2*UR (2)
여기서, UA 및 UB는 전자기장의 2개의 직교 성분들을 나타내는 한 쌍의 신호들을 나타내고, UL은 좌측 프로브 신호를 나타내고, UR은 우측 프로브 신호를 나타내고, α1, β1은 좌측 프로브 신호 및 우측 프로브 신호에 대한 계량 계수들을 나타내고, α2, β2는 각각 제 2 선형 조합(2) 내에서 좌측 프로브 신호 및 우측 프로브 신호에 대한 계량 계수들을 나타낸다. 따라서 두 선형 조합들의 한 세트는 신호들의 쌍이 전자기장의 두 개의 직교 성분들을 정확하게 나타낼 수 있도록 적절한 값들을 가질 수 있는 4 개의 계량 계수들 α1, β1, α2, β2의 세트로 특징지어진다. 적절한 값들은 두 프로브 소자들이 서로에 대해 어떻게 배치되는지에 달려있다. 상세한 설명은 4 개의 계량 계수들이 각각 1이고, 가중치 처리되지 않은(non-weighted) 감산 및 가중치 처리되지 않은 가산에 대응하는 예를 제공한다. 이 예들에서는, 이 예에서, 도 7에 도시된 두 개의 프로브 소자(709,710)가 서로에 대해 직각으로 배치되기 때문에 적절한 값들이다. 이러한 예에서, UA 및 UB가 전자기장의 2개의 직교 성분들을 나타내는 한 쌍의 신호들을 정확하게 나타내는 계량 계수들의 값들의 다른 세트들이 다수 존재한다.
예를 들어, α1 = 1, β1 = 0, α2 = 0, β2 = 1은, UA와 UB가 전자기장의 두 직교 성분들을 정확히 나타내는 또 다른 계량 계수 값들의 또 다른 세트를 구성한다.
프로브 기판을 구현하는 다양한 방법들이 존재한다. 예를 들어, 프로브 기판은 프로브들의 2차원 어레이를 포함할 수 있다. 이러한 프로브 기판은도 1에 도시된 복수의 프로브 기판들(104 내지 111)을 대체할 수 있으며, 각각은 도 3에 도시된 프로브 기판(200)과 같은 프로브들의 1차원 어레이를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 프로브 기판은 단일 프로브만 포함할 수 있다.
전송 라인 기판을 구현하는 다양한 방법들이 존재한다. 예를 들어, 이러한 기판은 3개의 도전 층들만, 또는 4개 이상의 도전 층들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프론트-엔드 회로의 구현을 용이하게 하기 위해 하나 이상의 부가적인 도전 층들이 제공될 수 있다.
일반적으로, 본 발명을 구현하는 다수의 상이한 방법이 존재하며, 상이한 구현들은 상이한 토폴로지들(topologies)을 가질 수 있다. 주어진 토폴로지에서 개체(entity)는 여러 기능들을 수행할 수 있고, 또는 여러 개체들이 공동으로 단일 기능을 수행할 수도 있다. 이러한 점에서, 도면들은 매우 개략적이다. 하드웨어 또는 소프트웨어, 또는이 둘의 조합을 통해 구현될 수 있는 많은 기능들이 있다. 소프트웨어-기반 구현에 대한 설명은 하드웨어-기반 구현을 제외하지 않으며, 반대의 경우도 마찬가지이다. 하나 이상의 전용 회로들은 물론 하나 이상의 적절하게 프로그래밍된 프로세서들을 포함하는 하이브리드 구현들도 가능하다. 예를 들어, 도면들을 참조하여 앞서 설명된 다양한 기능들은 하나 이상의 전용 회로들에 의해 구현될 수 있으며, 이에 의해 특정 회로 토폴로지가 특정 기능을 정의한다.
본 발명에 따라 전자기장을 측정할 수 있게 하는 소프트웨어인, 일련의 명령어들(instructions)을 저장하고 배포하는 많은 방식들이 존재한다. 예를 들어, 소프트웨어는, 예를 들어 메모리 회로, 자기 디스크(magnetic disk) 또는 광 디스크와 같은 적절한 장치 판독가능 매체(device readable medium) 내에 저장될 수 있다. 소프트웨어가 저장된 장치 판독가능 매체는 개별 제품으로서 또는 소프트웨어를 실행할 수 있는 또 다른 제품으로서 제공될 수 있다. 이러한 매체는 소프트웨어를 실행할 수 있는 제품의 일부일 수도 있다. 소프트웨어는 유선, 무선 또는 하이브리드일 수 있는 통신 네트워크들을 통해 배포될 수도 있다. 예를 들어, 소프트웨어는 인터넷을 통해 배포될 수 있다. 소프트웨어는 서버를 통해 다운로드할 수 있도록 만들어질 수도 있다. 다운로드는 지불될 수 있다.
전술된 설명들은 도면들을 참조한 상세한 설명이 제한이 아닌 본 발명의 예시임을 입증한다. 본 발명은 첨부된 청구 범위의 범위 내에 있는 수많은 다른 방법들로 구현될 수 있다. 청구 범위의 등가물의 의미 및 범위 내에 있는 모든 변경들은 청구 범위의 범위 내에 포함되어야 한다. 청구 범위의 모든 참조 부호는 청구 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. "포함하는"이라는 단어는 청구 범위에 기재된 것 이외의 다른 소자들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다. 소자들 또는 단계들의 단수형은 복수의 이러한 소자들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다. 각각의 종속 항들이 각각의 부가적인 특징들을 정의한다는 단순한 사실은 청구 범위에 반영된 것들 이외의 부가적인 특징들의 조합들을 배제하지 않는다.
Claims (15)
- 전자기장 측정 시스템(100)으로서,
- 제 1 프로브 소자(709), 제 2 프로브 소자(710) 및 기준 평면(reference plane)(711)을 갖는 프로브(700)를 포함하는 프로브 기판(701)으로서, 전자기장은 상기 기준 평면에 대하여 제 1 도전성 프로브 소자 내에서 제 1 프로브 신호를 유도하고 상기 기준 평면에 대하여 상기 제 2 프로브 소자 내에서 제 2 프로브 신호를 유도하는, 상기 프로브 기판(701); 및
- 상기 프로브에 결합된 전송 라인 구조체(800)를 포함하는 전송 라인 기판(202)으로서, 상기 전송 라인 구조체(800)는 제 1 프로브 신호 및 제 2 프로브 신호를 기초한 측정 결과들을 제공하도록 구성된 측정치 프로세싱 장치(measurement processing arrangement)(102)를 향해 제 1 프로브 신호 및 제 2 프로브 신호를 개별적으로 안내하도록 구성된, 상기 전송 라인 기판(202);을 포함하며,
상기 프로브 기판 및 전송 라인 기판은 T형 구조체를 형성하고, 상기 프로브 기판은 캡을 형성하고, 상기 전송 라인 기판은 상기 T형 구조체의 스템(stem)을 형성하며;
상기 제 1 프로브 소자와 제 2 프로브 소자는 상기 제 1 프로브 소자 및 제 2 프로브 소자 사이에 상기 전송 라인 기판에 수직인 대칭 축(712)이 존재하도록 배치되는, 전자기장 측정 시스템(100). - 제 1 항에 있어서,
상기 전송 라인 구조체(800)는 헤드부(head section)(802)를 포함하며, 상기 헤드부(802)는,
- 상기 제 1 프로브 소자(709)에 도전적으로 결합된 제 1 도전성 스트립(805);
- 상기 제 2 프로브 소자(710)에 도전적으로 결합된 제 2 도전성 스트립(807); 및
- 상기 제 1 도전성 스트립 및 제 2 도전성 스트립 사이에 배치되고, 상기 프로브(700)의 상기 기준 평면(711)에 도전적으로 결합되는 중간 도전성 스트립(806)을 포함하는, 전자기장 측정 시스템(100). - 제 2 항에 있어서,
상기 전송 라인 구조체(800)의 헤드부(802)의 제 1 도전성 스트립(805) 및 제 2 도전성 스트립(807)은 두 개의 도전성 차폐 평면들(shielding planes)(402, 502) 사이에 개재되고,
상기 두 개의 도전성 차폐 평면들은 상기 프로브(700)의 도전성 기준 평면(711)에 도전적으로 결합되는, 전자기장 측정 시스템(100). - 제 3 항에 있어서,
상기 전송 라인 구조체(800)의 헤드부(802)의 제 1 도전성 스트립(805)과 제 2 도전성 스트립(807) 사이에 차폐 펜스(shielding fence)(822)가 배치되고,
상기 차폐 펜스는 상기 두 개의 도전성 차폐 평면들(402,502)과 상기 헤드부의 중간 도전성 스트립(806)을 서로 도전적으로 결합시키는 관통-홀 접속부들(through-hole connections)의 어레이에 의해 형성되는, 전자기장 측정 시스템(100). - 제 4 항에 있어서,
두 개의 추가의 차폐 펜스들(821,823)을 포함하며,
상기 두 개의 추가의 차폐 펜스들(821, 823) 사이에, 상기 전송 라인 구조체(800)의 헤드부(802)의 제 1 도전성 스트립(805)과 제 2 도전성 스트립(807)이 배치되며,
상기 차폐 펜스는 상기 두 개의 도전성 차폐 평면들(402,502)을 서로 도전적으로 결합시키는 관통-홀 접속부들의 어레이에 의해 형성되는, 전자기장 측정 시스템(100). - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전송 라인 구조체(800)는 마이크로-스트립 라인부(804)를 포함하고, 상기 헤드부(803)는 상기 프로브(700)와 마이크로-스트립 라인부 사이에 개재되며,
상기 마이크로-스트립 라인부는:
- 상기 헤드부의 제 1 도전성 스트립(805)에 도전적으로 결합된 제 1 도전성 스트립(809);
- 상기 헤드부의 제 2 도전성 스트립(807)에 도전적으로 결합된 제 2 도전성 스트립(810); 및
- 상기 마이크로-스트립 라인부에서 상기 제 1 도전성 스트립 및 제 2 도전성 스트립과 평행하게 배치되고, 제 1 도전성 스트립 및 제 2 도전성 스트립과 마주하며, 상기 헤드부의 중간 도전성 스트립(806)에 도전적으로 결합된 접지 평면(ground plane)(813);을 포함하는, 전자기장 측정 시스템(100). - 제 6 항에 있어서,
상기 전송 라인 기판(800)은,
- 상기 두 개의 도전성 차폐 평면들 중 하나(402)를 포함하는 제 1 도전 층(601);
- 상기 헤드부(802)의 제 1 도전성 스트립(805), 제 2 도전성 스트립(807) 및 중간 도전성 스트립(806)을 포함하는 제 2 도전 층(603); 및
- 상기 두 개의 도전성 차폐 평면들 중 다른 하나(502)를 포함하는 제 3 도전 층(602);을 포함하는, 전자기장 측정 시스템(100). - 제 7 항에 있어서,
- 상기 제 1 도전성 층(601)은 상기 전송 라인 구조체(800)의 마이크로-스트립 라인부(804) 내의 제 1 도전성 스트립(809) 및 제 2 도전성 스트립(810)을 포함하며;
- 상기 제 2 도전 층(603)은 상기 마이크로-스트립 라인부의 접지 평면(813)을 포함하며;
- 상기 전송 라인 기판(202)은, 상기 마이크로-스트립 라인부의 제 1 도전성 스트립 및 제 2 도전성 스트립을, 상기 전송 라인 구조체의 헤드부(802)의 제 1 도전성 스트립(805) 및 제 2 도전성 스트립(807)에 각기 도전적으로 결합시키는 제 1 관통-홀 접속부(815) 및 제 2 관통-홀 접속부(816)를 포함하는, 전자기장 측정 시스템(100). - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
- 상기 프로브 기판(701)은 슬롯(702)을 포함하며;
- 상기 전송 라인 기판(202)은 상기 프로브 기판의 슬롯을 따라서 연장된 프로브 결합 탭(probe coupling tab)(703)을 포함하는, 전자기장 측정 시스템(100). - 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 프로브 소자(709) 및 제 2 프로브 소자(710)는 상기 슬롯(702)의 일 측면 상에 배치되고, 상기 기준 평면(711)은 상기 슬롯의 다른 반대편 측면 상에 배치되는, 전자기장 측정 시스템(100). - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 프로브 소자(709) 및 제 2 프로브 소자(710)는 서로에 대해 직교하도록 배치되는, 전자기장 측정 시스템(100). - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 프로브 신호 및 제 2 프로브 신호를 가산하고 상기 제 2 프로브 신호로부터 제 1 프로브 신호를 감산하도록 구성된 회로(205,102)를 포함하는, 전자기장 측정 시스템(100). - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 프로브 모듈(104 내지 111)을 포함하고,
상기 프로브 기판(201)과 전송 라인 기판(202)은 함께 프로브 모듈(200)을 형성하며,
다른 프로브 모듈들도 유사하게 구성되는, 전자기장 측정 시스템(100). - 제 13 항에 있어서,
각각의 프로브들은 2차원 그리드로서 배치되며,
상기 2차원 그리드 내에서 프로브(700)는 격자 점(grid point)을 구성하는, 전자기장 측정 시스템(100). - 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 전자기장 측정 시스템(100)을 사용하여 전자기장을 측정하는 방법.
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