KR20210058605A - 초고주파 검출기 및 이를 가지는 센서장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발진기를 기반으로 하는 초고주파 검출구조에서 검출 민감도의 향상과 함께 입력전력과 출력주파수가 선형관계를 가지도록 하여 입력신호의 크기를 정확하게 검출하는 초고주파 검출기와, 이들의 배치를 통해 마련되는 센서장치에 관한 것이다. 그리고 본 발명의 초고주파 검출기는, 소정 초고주파 대역의 신호를 수신하는 안테나와, 상기 안테나가 수신한 초고주파 대역의 입력전력을 인가받는 전력 검출기, 상기 전력 검출기의 출력전압을 이용하여 상기 입력전력과 선형관계의 출력주파수를 제공하는 전압제어 발진기를 포함하여 구성된다.

Description

초고주파 검출기 및 이를 가지는 센서장치{Radio Frequency Detector and Sensor apparatus having the Radio Frequency Detector}
본 발명은 초고주파 검출기에 관한 것으로, 특히 발진기를 기초로 하는 초고주파 검출구조에서 검출 민감도의 향상과 함께 입력전력과 출력주파수가 선형관계를 가지도록 하여 입력신호의 크기를 정확하게 검출하는 초고주파 검출기와, 이들의 배치를 통해 마련되는 센서장치에 관한 것이다.
초고주파 대역 신호는 영상시스템, 센서시스템, 보안시스템, 진단시스템 등과 같은 다양한 분야에 활용되며, 시스템의 성능 극대화를 위해서는 정확한 초고주파 신호의 검출 능력이 필요하다.
초고주파 신호를 검출하는 종래 기술로는 입력전력과 출력전압이 제곱관계에 있는 스퀘어 로(Square law) 기반의 검출기가 많이 사용된다. 또 근래에는 검출 소자의 동작 범위 이상에 대한 신호 크기 역시 플라즈몬 검출(Plasmon detection) 원리에 의해 동일한 구조를 이용하여 검출하는 것이 가능하게 되어, 입력 주파수의 크기와 상관없이 출력전압에서 입력전력을 검출할 수 있게 되었다.
그러나 종래 검출기들은 기본적으로 상기 Square law 검출방법을 기반으로 하여 초고주파 신호를 검출하였기 때문에 입력전력과 출력전압의 관계가 제곱 관계로서 비선형적으로 나타날수 밖에 없었고, 이러한 이유로 출력전압으로부터 입력전력을 절대적인 값으로 정확하게 검출하기가 쉽지 않았다.
특히 이러한 검출기를 기반으로 센서 장치를 구성하는 경우 센서가 갖는 민감도는 얼마나 작은 신호를 감지하는 것에 의해 결정되는데, 비선형 관계에 있는 square law 검출기는 낮은 입력 전력에서 변화에 대한 출력 전압 변화에 미비하여 민감도가 낮을 수밖에 없는 물리적 한계를 갖는다. 동일한 동적 영역을 갖는 시스템 구성에서 높은 민감도를 갖는 센서 장치를 구현하기 위해서는 낮은 입력 신호 전력에 대한 변화가 square law 검출기보다 높은 출력 전압 변화로 나타나는 것이 필요하며, 이를 위해서는 입력 전력과 출력 전압 관계가 선형 특성을 갖는 것이 유리하다.
종래에 이를 보상하기 위한 예로 입력 전력과 출력 전압과의 관계에 공장 내 보상(Factory calibration)과 같은 선행 보상과정을 통해 획득되는 비례상수를 적용하여 절대값 측정에 활용하는 방안이 있었다. 또 검출기를 배열형 구조로 구성하여 초고주파 영상시스템, 다중 융합센서 등에 활용하는 경우에는 모든 검출기 간의 비례상수가 동일하다고 볼 수 없었기 때문에, 전체적으로 검출기의 특성을 정규화하는 보상과정이 수행되었다.
그렇지만 이러한 상기 보상 방안은 특정 입력전력에 대응하여 나타나는 출력전압을 정규화하여 보상하기 때문에, 상술한 바와 같이 입력과 출력간의 비선형 관계를 가지는 검출기의 특성을 모두 반영할 수 없었다.
상기한 비선형 특성으로 인한 문제를 해결하기 다른 방안으로 출력 전압을 직접 읽어 증폭한 다음 정보를 획득하는 방법도 있다. 하지만 이러한 방법은 DC 레벨에 존재하는 Square law 검출방법의 특성으로 인하여 1/f 잡음 영향과 DC 오프셋 전압의 영향이 크게 나타나서 검출결과의 신호대잡음비의 열화를 가져오는 문제가 있다. 물론 검출기 수신단을 변조시켜서 신호를 획득하는 방법으로 이를 해결할 수 있었지만, 이 경우 변조신호 주파수가 수 MHz 이상 높아지기 때문에 검출기에 신호수집을 위한 제어회로가 반드시 필요하게 되었고, 변조신호 이상으로 출력전력을 생성할 수 있는 특성이 요구되어야 하기 때문에, 전반적으로 회로구성의 복잡도가 증가하는 문제가 있다.
또 기존 검출기를 이용한 센서는 공진기를 이용한 프리 러닝(free-running)방식 전압제어 발진기를 사용하기 때문에, 공진기와 전압 이득을 생성하는 회로에 동작전압과 온도 등에 의한 특성 영향으로 회로자체의 불안정성이 초래되었고, 단순 센싱 정보에 의해 주파수 변화량을 구분하기 어려운 문제가 있었다.
따라서 본 발명의 목적은, 간단한 회로구성으로 입력전력과 출력전압 사이가 선형 특성을 가지도록 하여 입력신호 크기를 정확하게 검출하게 하는 것이다. 즉 발진기를 이용한 종래 검출기 구성이 가지는 기본적인 특성 한계를 해결하기 위한 것이라 할 것이다.
본 발명의 다른 목적은 검출기의 출력을 높은 안정성을 가지는 전압제어 발진기에 입력함으로써, 회로내 잡음 특성을 최소화하여 검출 민감도를 향상시키는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 둘 이상의 검출기를 다양하게 배열하여 배열형 검출기나 컬러 매핑 정보를 출력하는 컬러화 전력검출기와 같은 센서장치를 제공하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 소정 초고주파 대역의 신호를 수신하는 안테나; 상기 안테나가 수신한 초고주파 대역의 입력전력을 인가받는 전력 검출기; 및 상기 전력 검출기의 출력전압을 이용하여 상기 입력전력과 선형관계의 출력주파수를 제공하는 전압제어 발진기를 포함하는 초고주파 검출기를 제공한다.
상기 전력 검출기는, 입력전력과 출력전압이 제곱관계인 Square law 기반 검출기가 사용된다.
상기 전력 검출기는, CMOS 플라즈몬 검출기가 사용된다.
상기 전압제어 발진기는 완화 발진기(Relaxation oscillator)가 사용될 수 있다.
상기 완화 발진기(Relaxation oscillator)에서 생성되는 주파수가 주파수 선택 회로 특성 값에 의해 달라진다. 그리고 상기 완화 발진기(Relaxation oscillator)는 바랙터(varactor)를 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 입력전력과 출력전압이 제곱관계인 전력 검출기; 및 상기 전력 검출기의 출력전압을 이용하여 상기 전력 검출기의 비선형특성을 보상하는 전압제어 발진기를 포함하는 초고주파 검출기를 제공한다.
상기 전압제어 발진기는 MOS 커패시터(Capacitor) 기반의 바랙터(varactor)를 사용하여 주파수를 가변하게 된다.
상기 비선형 특성은 상기 바랙터의 특성 값 및 전압제어 발진기의 바이어스 설정에 따라 보상된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 입력전력을 인가받는 적어도 하나의 전력 검출기; 상기 전력 검출기와 연결되며 서로 다른 주파수 특성을 가지는 제1 내지 제N 전압제어 발진기를 포함하며, 상기 제1 내지 제N 전압제어 발진기가 출력하는 서로 다른 주파수의 컬러 정보를 검출하는 센서장치를 제공한다.
상기 전력 검출기가 둘 이상이면 각각의 전력 검출기 코어는 서로 다른 바이어스 전압 특성을 제공한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 안테나를 통해 수신한 초고주파 대역의 입력전력을 인가받는 전력 검출기, 및 상기 전력 검출기의 출력전압을 이용하여 상기 입력전력과 선형관계의 출력주파수를 제공하는 전압제어 발진기로 이루어지는 둘 이상의 초고주파 검출기를 포함하고, 서로 인접하는 초고주파 검출기는 서로 다른 발진 주파수를 사용하는 센서장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 입력전력을 인가받는 제1 내지 제N 전력 검출기; 상기 제1 내지 제N 전력 검출기의 출력단자와 연결되는 하나의 가산기; 상기 가산기의 출력전압을 이용하여 상기 제1 내지 제N 전력 검출기의 출력주파수를 출력하는 전압제어 발진기를 포함하며, 상기 출력주파수는 제1 내지 제N 전력검출기의 순서대로 연속되게 출력하는 센서장치를 제공한다.
이상과 같은 본 발명의 초고주파 검출기에 따르면, 전력 검출기의 출력을 출력특성이 안정적인 전압제어 발진기에 입력하고 있어 출력 안정성과 함께 검출 민감도를 향상시킬 수 있다.
또 본 발명은 전압제어 발진기로 완화 발진기(Relaxation oscillator)를 이용할 수 있어 종래 복잡한 주파수 위상 고정시스템 등을 사용하지 않고 발진기 구조만으로 외부 영향에 둔감한 초고주파 검출기를 구현할 수 있다.
또 본 발명의 초고주파 검출기는 전력 검출기의 입력 전력과 전압제어 발진기의 출력 주파수 간 선형특성을 가지도록 하고 있어, 복잡한 보상과정 없이 입력신호의 크기를 정확하게 검출할 수 있다. 즉 검출기의 특성과 발진기내 MOSCAP 기반 바랙터(varactor)의 특성이 서로 상쇄되도록 하여 입력전력과 출력 주파수가 선형관계를 갖도록 하고 있다.
그리고 본 발명은 이러한 초고주파 검출기에 구비된 검출기 및 발진기를 둘 이상 조합하여 배열시키게 되면, 개별적인 초고주파 검출기에 비해 민감도가 향상된 센서장치나 컬러정보를 검출할 수 있는 센서장치를 구현할 수 있다. 특히 하나의 검출기 출력으로 복수의 발진기의 서로 다른 주파수를 출력할 수 있어, 컬러정보를 검출하는 센서장치의 구조를 간단하게 구성할 수 있다.
또 초고주파 검출기를 둘 이상 배열한 구조에서는 인접한 검출기들은 서로 다른 발진 주파수를 생성하여 검출기 출력 간의 상호 간섭을 회피할 수 있다. 따라서 검출기의 집적도를 높일 수 있어 초고주파 영상 해상도가 향상되는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 초고주파 검출기의 구성도
도 2는 본 발명의 초고주파 검출기의 입력전력과 출력주파수의 관계를 설명하기 위한 구성도
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 센서장치의 구성도
도 4는 도 3의 센서장치의 출력 주파수를 나타낸 그래프
도 5 내지 도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 센서장치들을 설명하는 구성도
도 8은 도 7의 센서장치의 출력전압 및 출력주파수를 나타낸 그래프
본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
그리고 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 실시 예는 전력 검출기의 출력을 높은 안정성을 갖는 전압제어 발진기에 입력함으로써 높은 출력의 안정성과 함께 민감도를 향상시키고, 동시에 입력전력과 출력주파수의 변화관계를 선형적으로 만들어서 입력신호의 크기를 보다 정확하게 검출할 수 있는 초고조파 검출기의 구조를 제안하는 것이고, 이하에서 도면에 도시한 실시 예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 초고주파 검출기(100)를 나타낸 구성도이다. 이를 보면, 초고주파 검출기(100)는, 초고주파 신호를 수집하는 안테나(110)를 통해 입력전력(PIN)을 인가받는 전력 검출기(120)와, 상기 전력 검출기(120)의 출력 전압(VD)을 이용하여 주파수를 출력하는 발진기(130)를 포함하여 이루어진다.
상기 전력 검출기(120)는 입출력이 제곱관계(
Figure pat00001
)인 Square law 기반의 검출기이며, 이러한 입출력의 제곱관계에 따라 전력 검출기(120)의 입출력은 비선형 특성을 가지게 될 것이다. 그리고 본 실시 예에서 상기 Square law 기반의 검출기는 CMOS 플라즈몬 검출기를 이용할 수 있다.
상기 발진기(130)는 전압제어 발진기이고, 상기 전력 검출기(120)가 가지는 비선형적인 특성을 상쇄시키기 위하여 출력특성이 안정적인 완화(Relaxation) 타입의 발진기(oscillator)가 이용된다. 따라서 본 발명의 초고주파 검출기(100)는 주파수 위상 고정 시스템 등을 사용하지 않아도 높은 출력 안정성을 기대할 수 있을 것이다. 여기서 전압제어 발진기 및 Relaxation 발진기는 동일한 구성이라 볼 수 있어 도면부호 '130'으로 표시할 것이다.
한편 상기 Relaxation 발진기(130)는 그 Relaxation 발진기의 주파수를 결정하기 위하여 전압에 따라 유전특성을 다르게 하는 MOSCAP 기반의 바랙터(Varactor)를 사용한다. 이러한 바랙터가 가지는 주파수를 가변하는 입출력 특성과 상기 전력 검출기(120)가 가지는 입출력 특성으로 인하여 상기 전력 검출기(120)의 비선형 특성이 서로 상쇄되어, 결론적으로 입력 전력과 출력 주파수가 선형관계를 가지는 것이다.
또 Relaxation 발진기(130)의 바랙터 소자의 크기와 바이어스 전압으로 각 특성을 추출하여 가변함으로써 상기한 전력 검출기(120)가 가지는 비선형 특성을 보상할 수도 있어 입력전력과 출력주파수의 관계를 선형적으로 만들 수도 있다.
도 2는 본 발명의 초고주파 검출기의 입력전력과 출력주파수의 관계를 설명하기 위한 구성도이고, 기본적으로 도 1과 같이 Square law 기반의 전력 검출기(120)와 MOSCAP 기반의 Relaxation 발진기(130)로 구성되어 있음을 알 수 있다. 그리고 상기 Relaxation 발진기(130)에는 애노드 단자와 캐소드 단자에 인가되는 전압에 대응하여 커패시턴스가 가변되는 MOSCAP 기반의 바랙터(132)가 구비되어 있다.
도 2를 보면 상기 전력 검출기(120)는 입력전압(PIN)과 출력전압(VD)은 제곱관계(
Figure pat00002
)에 있다. 또 상기 Relaxation 발진기(130)에서 바랙터(132)에 걸리는 커패시턴스(Cvar)와 상기 전력 검출기(120)의 출력 전압(VD)과의 관계는 하기 식 1과 같이 표현할 수 있고, 아울러 Relaxation 발진기(130)의 총 커패시턴스는 하기 식 2와 같이 표현할 수 있다.
Figure pat00003
Figure pat00004
이러한 상태에서, 입력전력과 출력주파수가 선형 관계를 가지려면 상기 수학식 1의 m 값은 2로 설계하는 것이 좋다. 즉 m 값을 2로 가정하면 전력 검출기(120)의 비선형 특성과 상기 Relaxation 발진기(130)의 바랙터(132)가 가지는 비선형 특성이 서로 상쇄되어 선형관계를 제공할 수 있다. 물론 반드시 m이 상수 '2'의 값을 가질 필요는 없고, 회로 구동에 따라 약간의 편차는 존재하기 때문에 '2'와 유사한 값으로 설계할 수 있음은 당연하다 할 것이다.
이와 같이 본 발명의 초고주파 검출기는 Square law 기반의 검출기와 MOSCAP 기반의 전압제어 발진기로 구성함으로써, 종래 초고주파 검출기들이 가지는 출력 안정성과 민감도의 한계 및 입출력간의 비선형 관계에서 오는 특성 한계를 해결할 수 있다고 할 것이다.
한편, 본 발명은 상기한 초고주파 검출기를 구성하는 전력 검출기(120) 및 전압제어 발진기(130)의 개수를 다양하게 배열하여 응용하는 것도 가능하고, 이를 통해 민감도가 높은 센서장치 및 컬러정보를 검출하는 센서장치를 구현할 수 있는바, 아래에서 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 센서장치(200)의 구성도로서, 안테나(210)와, 안테나(210)를 통해 입력전력을 인가받는 전력 검출기(220)와, 상기 전력 검출기(220)의 출력전압을 이용하여 주파수를 출력하는 Relaxation 타입의 발진기인 제1 내지 제 N 전압제어 발진기(230-1 ~ 230-n)를 포함하여 구성된다.
상기 전력 검출기(220)는 Square law 기반의 전력 검출기로서, 회로 구성은 트랜지스터(MOSFET)와 커패시터가 구비된 구조이다. MOSFET의 게이트 단자에 안테나(210)의 출력단이 연결되고, 커패시터는 게이트 단자와 드레인 단자 사이에 연결되며, 소스 단자는 접지 상태이다.
그리고 상기 제1 내지 제 N 전압제어 발진기(230-1 ~ 230n)는 서로 다른 주파수 특성을 가지며, 상기 전력 검출기(220)의 출력단을 기준으로 병렬로 연결되는 구성이다.
이와 같은 센서장치(200)에서는 N개의 전압제어 발진기(230-1 ~ 230n) 각각이 서로 다른 주파수 특성을 가지면서 병렬로 연결되어 있기 때문에 도 4에 도시한 바와 같은 서로 다른 출력 주파수(fout1, fout2, foutN)를 얻을 수 있게 된다. 도 4의 출력 주파수(fout1, fout2, foutN)들은 각각 서로 다른 색상 정보를 나타내며, 상기 출력 주파수(fout1, fout2, foutN)마다 주파수의 주기는 상이하게 나타난다.
따라서 검출 민감도가 향상될 수 있어 광대역 발진기나 하이 Q 출력 발진기에 활용 가능하고, 또 상술한 같이 각 전압제어 발진기(230-1 ~ 230-n)마다 상이한 크기의 바랙터를 가지면서 서로 다른 색상정보를 출력하기 때문에 컬러 정보를 검출할 수 있는 센서로도 활용 가능할 것이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 센서장치 구성도이다. 도 3의 구성과 다르게 도 5는 전력검출기(320)와 전압제어 발진기(330)가 각각 N개씩으로 구성된다. 즉 안테나(310)의 출력단에 제1 내지 제N 전력 검출기(320-1 ~ 320n)가 연결되고, 전력 검출기(320-1 ~ 320n)마다 제1 내지 제N 전압제어 발진기(330-1 ~ 330n)가 연결되는 구성이다.
상기 제1 내지 제N 전력검출기(320-1 ~ 320n)에는 서로 다른 바이어스 전압이 인가되어 전력검출기(320-1 ~ 320n)마다 출력전압은 다르게 출력되며, 따라서 제1 내지 제N 전압제어 발진기(330-1 ~ 330n)의 제어전압에 오프셋(offset)을 다르게 하여 입력할 수 있다.
이처럼 도 5의 센서장치는, N개의 전력검출기(320-1 ~ 320n)와 N개의 전압제어 발진기(330-1 ~ 330n)가 병렬 연결되는 구성으로 전체 검출기의 성능은 상술한 도 4의 구성보다 향상되게 된다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 센서장치(400) 구성도이다. 이를 보면 복수 개의 초고주파 검출기들이 배열되고 있는데, 이때 초고주파 검출기 상호간의 간섭을 최소화하도록 하나의 초고주파 검출기 및 이와 인접하는 다른 초고주파 검출기는 서로 다른 발진 주파수를 사용하는 검출기로 배열하고 있다.
즉, 제1 위치에 제1 초고주파 검출기(400-1)가 배열되면, 제1 위치와 수평 및 수직방향으로 인접된 제3 위치 및 제4 위치에는 서로 다른 발진 주파수를 사용하는 제3 초고주파 검출기(400-3) 및 제4 고주파 검출기(400-4)가 배열되는 것이고, 가장 먼 대각선 방향의 제4 위치에 제2 초고주파 검출기(400-2)가 배열되는 것이다.
이렇게 하면, 인접한 초고주파 검출기 간의 상호 간섭작용을 최소화할 수 있기 때문에, 좁은 면적에도 초고주파 검출기를 더 많이 집적시켜 설계할 수 있다. 그만큼 초고주파 영상 해상도를 향상시킬 수 있는 것이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 센서장치(500) 구성도이다. 이는 N개의 검출기의 출력을 1개의 전압제어 발진기를 이용해서 출력하는 구성으로, 실시 예는 제1 내지 제4 검출기(500-1 ~ 500-4)들의 출력을 연결하는 가산기(510), 가산기(510)의 출력전압을 이용하여 주파수를 출력하는 전압제어 발진기(520)가 포함되는 구성이다.
이러한 구성에서 상기 제1 내지 제4 검출기(500-1 ~ 500-4)는 도 8의 (a) 내지 (d)의 출력전압을 검출하게 된다. 그리고 출력전압들은 가산기(510)로 인가된 후 전압제어 발진기(520)로 전달되면, 상기 전압제어 발진기(520)는 (e)와 같이 상기 4개의 출력전압과 대응하는 4개의 출력주파수를 연속해서 출력하게 된다.
즉 하나의 전압제어 발진기의 출력만으로 검출기가 출력하는 N개의 검출신호를 동시에 검출할 수 있는 것이다.
이와 같이 본 발명은 전압제어 발진기를 이용하여 출력 안정성을 확보함은 물론 종래 검출기의 입출력 간의 비선형관계를 보상함으로써 입력신호의 크기를 정확하게 검출하는 초고주파 검출기를 제공하고 있고, 또 검출기와 발진기를 조합하여 검출능력이 향상된 센서장치를 제공함을 알 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 도시된 실시 예를 참고하여 설명하고 있으나, 이는 예시적인 것들에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지 및 범위에 벗어나지 않으면서도 다양한 변형, 변경 및 균등한 타 실시 예들이 가능하다는 것을 명백하게 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적인 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 초고주파 검출기
110: 안테나
120: 전력 검출기
130: 전압제어 발진기
132: MOSCAP 기반의 바랙터
200, 300, 400, 500: 센서장치

Claims (13)

  1. 소정 초고주파 대역의 신호를 수신하는 안테나;
    상기 안테나가 수신한 초고주파 대역의 입력전력을 인가받는 전력 검출기; 및
    상기 전력 검출기의 출력전압을 이용하여 상기 입력전력과 선형관계의 출력주파수를 제공하는 전압제어 발진기를 포함하는 것을 특징으로 하는 초고주파 검출기를 제공한다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 검출기는,
    입력전력과 출력전압이 제곱관계인 Square law 기반 검출기가 사용되는 초고주파 검출기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 검출기는,
    CMOS 플라즈몬 검출기가 사용되는 초고주파 검출기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압제어 발진기는 완화 발진기(Relaxation oscillator)가 사용되는 초고주파 검출기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 완화 발진기(Relaxation oscillator)에서 생성되는 주파수가 주파수 선택 회로 특성 값에 의해 달라지는 초고주파 검출기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 완화 발진기(Relaxation oscillator)는 바랙터(varactor)를 사용하는 초고주파 검출기.
  7. 입력전력과 출력전압이 제곱관계인 전력 검출기; 및
    상기 전력 검출기의 출력전압을 이용하여 상기 전력 검출기의 비선형특성을 보상하는 전압제어 발진기를 포함하는 것을 특징으로 하는 초고주파 검출기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전압제어 발진기는,
    MOS 커패시터(Capacitor) 기반의 바랙터(varactor)를 사용하여 주파수를 가변하는 초고주파 검출기.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 비선형 특성은 상기 바랙터의 특성 값 및 전압제어 발진기의 바이어스 설정에 따라 보상되는 초고주파 검출기.
  10. 입력전력을 인가받는 적어도 하나의 전력 검출기;
    상기 전력 검출기와 연결되며 서로 다른 주파수 특성을 가지는 제1 내지 제N 전압제어 발진기를 포함하며,
    상기 제1 내지 제N 전압제어 발진기가 출력하는 서로 다른 주파수의 컬러 정보를 검출하는 것을 특징으로 하는 센서장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 전력 검출기가 둘 이상이면 각각의 전력 검출기 코어는 서로 다른 바이어스 전압 특성을 제공하는 센서장치.
  12. 안테나를 통해 수신한 초고주파 대역의 입력전력을 인가받는 전력 검출기, 및 상기 전력 검출기의 출력전압을 이용하여 상기 입력전력과 선형관계의 출력주파수를 제공하는 전압제어 발진기로 이루어지는 둘 이상의 초고주파 검출기를 포함하고,
    서로 인접하는 초고주파 검출기는 서로 다른 발진 주파수를 사용하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 센서장치.
  13. 입력전력을 인가받는 제1 내지 제N 전력 검출기;
    상기 제1 내지 제N 전력 검출기의 출력단자와 연결되는 하나의 가산기;
    상기 가산기의 출력전압을 이용하여 상기 제1 내지 제N 전력 검출기의 출력주파수를 출력하는 전압제어 발진기를 포함하며,
    상기 출력주파수는 제1 내지 제N 전력검출기의 순서대로 연속되게 출력되는 것을 특징으로 하는 센서장치.
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