KR20250091620A - Object exploration radar system and object exploration method using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 물체 탐사 레이다 시스템 및 이를 이용한 물체 탐사 방법에 관한 것으로, 송신 안테나에서 방출된 전자파에 의해 탐사 대상 물체로부터 자기 유도된 전기장 및 자기장을 모노폴 안테나 형태의 전기장 수신 안테나 및 루프 안테나 형태의 자기장 수신 안테나로 수신하고, 상기 전기장 정보 및 자기장 정보를 이용하여 상기 탐사 대상 물체의 물성을 분석함으로써, 탐사 대상 물체의 정확한 위치 및 특성을 식별할 수 있는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an object exploration radar system and an object exploration method using the same, wherein the system receives electric and magnetic fields induced from an object to be explored by electromagnetic waves emitted from a transmitting antenna by an electric field receiving antenna in the form of a monopole antenna and a magnetic field receiving antenna in the form of a loop antenna, and analyzes the physical properties of the object to be explored by using the electric field information and the magnetic field information, thereby enabling the accurate location and characteristics of the object to be explored to be identified.
Description
본 발명은 물체 탐사 레이다 시스템 및 이를 이용한 물체 탐사 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탐사 대상 물체로부터 자기 유도된 전자기파 신호를 수신하여 물성을 분석함으로써 상기 탐사 대상 물체의 위치 및 특성을 식별할 수 있는 물체 탐사 레이다 시스템 및 이를 이용한 물체 탐사 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an object exploration radar system and an object exploration method using the same, and more specifically, to an object exploration radar system capable of identifying the location and characteristics of an object to be explored by receiving a magnetically induced electromagnetic wave signal from the object to be explored and analyzing its physical properties, and an object exploration method using the same.
지하 물성 탐사에 사용되는 전자기파 레이다는 고출력의 펄스형 전자기파를 송신하여 대상체에 의해 반사되는 전자기파를 수신함으로써 대상체를 인식하는 기술로, 군사용은 물론 우주, 항공기 관제, 원격 센싱, 기상, 선박 등 다양한 분야에 사용되고 있다. 그 중, 지하투과 레이다(GPR: Ground Peneration Radar)는 약 400MHz~5GHz 범위의 전자기파 중 한 주파수를 피코(Pico)초 혹은 나노(Nano)초의 폭을 가지는 펄스로 만들어 출력하거나, 주파수 범위 전체를 일정 주파수 범위로 분할하여 순차적으로 펄스 또는 연속파 형태로 출력하는 방식으로 지중에 매설된 물체를 식별한다.Electromagnetic radar used for underground property exploration is a technology that recognizes an object by transmitting high-power pulsed electromagnetic waves and receiving electromagnetic waves reflected by the object. It is used in various fields such as the military, space, aircraft control, remote sensing, meteorology, and ships. Among them, ground penetrating radar (GPR) identifies objects buried underground by generating one frequency of electromagnetic waves in the range of approximately 400 MHz to 5 GHz into a pulse with a width of picoseconds or nanoseconds and outputting it, or dividing the entire frequency range into certain frequency ranges and sequentially outputting them in the form of pulses or continuous waves.
그러나, 일반적인 GPR 기술은 지하 토양의 상태, 지역, 기후, 날씨 등에 따라 측정결과가 달라지고, 지하 내 물체의 존재는 파악이 가능하나, 구체적인 식별이 어려운 문제점이 있다. 또한, 전자기파의 특성 상 토양에 의해 에너지가 반사 및 흡수되므로 지하 투과 깊이가 제한되는 문제점이 있다.However, general GPR technology has the problem that the measurement results vary depending on the condition of the underground soil, region, climate, weather, etc., and although it is possible to identify the existence of underground objects, it is difficult to specifically identify them. In addition, due to the nature of electromagnetic waves, energy is reflected and absorbed by the soil, so there is a problem that the depth of underground penetration is limited.
그리고, 전자기파 펄스의 비행시간(Time of Flight), 즉 지하 물체에 부딪혀 되돌아오는 시간을 측정하여 지하 물체까지의 거리를 측정하는데, 높은 해상도를 위해 고대역 주파수가 필요하고, 이로 인해 지하 탐사 깊이가 줄어드는 문제점이 있다. 게데가, 전자기파 펄스의 비행시간을 정확하게 측정하기 위해 지표면에 송수신 안테나를 밀착시켜야하기 때문에 평탄한 지역 이외에는 사용이 어렵다는 문제점이 있다.And, by measuring the time of flight of the electromagnetic pulse, that is, the time it takes for it to bounce back after hitting an underground object, the distance to the underground object is measured, but there is a problem that a high-band frequency is required for high resolution, and this reduces the depth of underground exploration. There is also a problem that it is difficult to use except in flat areas because the transmitting and receiving antennas must be placed close to the ground surface in order to accurately measure the time of flight of the electromagnetic pulse.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명에 의한 물체 탐사 레이다 시스템 및 이를 이용한 물체 탐사 방법의 목적은, 송신 안테나에서 방출된 전자파에 의해 탐사 대상 물체로부터 자기 유도된 전기장 및 자기장을 수신 및 분석함으로써, 상기 탐사 대상 물체의 위치 및 특성을 식별할 수 있는 물체 탐사 레이다 시스템 및 이를 이용한 물체 탐사 방법을 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the purpose of the object exploration radar system according to the present invention and the object exploration method using the same is to provide an object exploration radar system capable of identifying the location and characteristics of an exploration target object by receiving and analyzing electric and magnetic fields induced from the exploration target object by electromagnetic waves emitted from a transmitting antenna, and an object exploration method using the same.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 물체 탐사 레이다 시스템은, 탐사 대상 물체에 대한 물성을 산출하는 물체 탐사 레이다 시스템에 있어서, 전자파를 방출하는 송신 안테나, 전기장을 수신하는 전기장 수신 안테나, 자기장을 수신하는 자기장 수신 안테나, 지표면으로부터 수직방향으로 각각 소정 거리 H만큼 이격된 위치에 상기 송신 안테나, 상기 전기장 수신 안테나 및 상기 자기장 수신 안테나를 고정하고, 상기 송신 안테나의 중심과 상기 자기장 수신 안테나의 중심 사이의 거리가 소정 거리 W가 되는 위치에 상기 송신 안테나 및 상기 자기장 수신 안테나를 구비한 몸체부 및 상기 송신 안테나 및 몸체부를 제어하고, 상기 전기장 수신 안테나 및 상기 자기장 수신 안테나로부터 각각 전기장 정보 및 자기장 정보를 수신하는 신호 처리부를 포함하되, 상기 신호 처리부는 상기 H, W, 전기장 정보 및 자기장 정보에 기초하여 상기 탐사 대상 물체에 대한 물성을 산출하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above-described problem, the object exploration radar system of the present invention comprises: a transmitting antenna that emits electromagnetic waves, an electric-field receiving antenna that receives an electric field, a magnetic-field receiving antenna that receives a magnetic field, a body part which fixes the transmitting antenna, the electric-field receiving antenna and the magnetic-field receiving antenna at positions each spaced apart from the ground surface in a vertical direction by a predetermined distance H, and has the transmitting antenna and the magnetic-field receiving antenna at positions where the distance between the center of the transmitting antenna and the center of the magnetic-field receiving antenna becomes a predetermined distance W, and a signal processing unit which controls the transmitting antenna and the body part and receives electric field information and magnetic field information from the electric-field receiving antenna and the magnetic-field receiving antenna, respectively, wherein the signal processing unit is characterized in that it calculates the properties of the object of exploration based on the H, W, the electric-field information and the magnetic-field information.
또한, 상기 몸체부는 상기 송신 안테나의 중심을 기준으로 좌우 내측을 연결한 제1 가상선과, 상기 자기장 수신 안테나의 중심을 기준으로 좌우 내측을 연결한 제2 가상선이 상기 지표면과 수평이 되는 위치에 상기 송신 안테나 및 자기장 수신 안테나를 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, the body part is characterized in that the transmitting antenna and the magnetic field receiving antenna are provided at positions where the first virtual line connecting the left and right inner sides based on the center of the transmitting antenna and the second virtual line connecting the left and right inner sides based on the center of the magnetic field receiving antenna are horizontal to the ground surface.
또한, 상기 송신 안테나는 기설정된 제1 소정 범위 내의 주파수를 가지는 하나의 전자파를 연속적으로 방출하거나, 상기 제1 소정 범위 내의 서로 다른 주파수를 가지는 둘 이상의 전자파를 동시에 연속적으로 방출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the transmitting antenna is characterized by continuously emitting one electromagnetic wave having a frequency within a first predetermined range, or simultaneously and continuously emitting two or more electromagnetic waves having different frequencies within the first predetermined range.
또한, 상기 송신 안테나 및 자기장 수신 안테나는 소정의 형태를 가지는 루프 안테나인 것을 특징으로 한다.In addition, the transmitting antenna and the magnetic field receiving antenna are characterized in that they are loop antennas having a predetermined shape.
또한, 상기 전기장 수신 안테나는 모노폴 안테나인 것을 특징으로 한다.In addition, the electric field receiving antenna is characterized by being a monopole antenna.
또한, 상기 신호 처리부는 상기 W의 1/2배인 거리 이내의 상기 탐사 대상 물체에 대한 물성을 산출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the signal processing unit is characterized by calculating the properties of the target object within a distance that is half the distance of W.
또한, 상기 신호 처리부는 상기 H가 기설정된 제2 소정 범위인 경우, 기저장된 수식 a를 만족하는 거리 이내의 상기 탐사 대상 물체에 대한 물성을 산출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the signal processing unit is characterized in that it calculates the properties of the target object of exploration within a distance satisfying the stored formula a when the H is a preset second predetermined range.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 물체 탐사 레이다 시스템을 이용한 물체 탐사 방법은, 탐사 대상 물체에 대한 물성을 산출하는 물체 탐사 레이다 시스템을 이용한 물체 탐사 방법으로서, 신호 처리부에서, 지표면으로부터 수직방향으로 각각 소정 거리 H만큼 이격된 위치에 송신 안테나, 전기장 수신 안테나 및 자기장 수신 안테나를 고정하고, 상기 송신 안테나의 중심과 상기 자기장 수신 안테나의 중심 사이의 거리가 소정 거리 W가 되는 위치에 상기 송신 안테나 및 상기 자기장 수신 안테나를 구비하도록 몸체부를 제어하는 위치 조절 단계, 신호 처리부에서, 상기 송신 안테나를 제어하여 전자파를 방출시키고, 상기 전기장 수신 안테나 및 자기장 수신 안테나로부터 각각 전기장 정보 및 자기장 정보를 수신하는 신호 송수신 단계 및 신호 처리부에서, 상기 H, W, 전기장 정보 및 자기장 정보에 기초하여 상기 탐사 대상 물체에 대한 물성을 산출하는 물성 산출 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above-described problem, the present invention provides an object exploration method using an object exploration radar system for calculating a physical property of an exploration target object, the object exploration method comprising: a position adjustment step in which a signal processing unit fixes a transmitting antenna, an electric field receiving antenna, and a magnetic field receiving antenna at positions each spaced apart from a ground surface in a vertical direction by a predetermined distance H, and controls a body unit so that the transmitting antenna and the magnetic field receiving antenna are provided at positions where a distance between the center of the transmitting antenna and the center of the magnetic field receiving antenna becomes a predetermined distance W; a signal transmission and reception step in which the signal processing unit controls the transmitting antenna to emit electromagnetic waves and receives electric field information and magnetic field information from the electric field receiving antenna and the magnetic field receiving antenna, respectively; and a physical property calculation step in which the signal processing unit calculates a physical property of the exploration target object based on the H, W, the electric field information, and the magnetic field information.
또한, 상기 위치 조절 단계는 상기 송신 안테나의 중심을 기준으로 좌우 내측을 연결한 제1 가상선과, 상기 자기장 수신 안테나의 중심을 기준으로 좌우 내측을 연결한 제2 가상선이 상기 지표면과 수평이 되는 위치에 상기 송신 안테나 및 자기장 수신 안테나를 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, the position adjustment step is characterized in that the transmitting antenna and the magnetic field receiving antenna are provided at positions where a first virtual line connecting the left and right inner sides based on the center of the transmitting antenna and a second virtual line connecting the left and right inner sides based on the center of the magnetic field receiving antenna are horizontal to the ground surface.
또한, 상기 신호 송수신 단계는 상기 송신 안테나를 제어하여 기설정된 제1 소정 범위 내의 주파수를 가지는 하나의 전자파를 연속적으로 방출하거나, 상기 제1 소정 범위 내의 서로 다른 주파수를 가지는 둘 이상의 전자파를 동시에 연속적으로 방출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the signal transmission/reception step is characterized by controlling the transmitting antenna to continuously emit one electromagnetic wave having a frequency within a preset first predetermined range, or to simultaneously and continuously emit two or more electromagnetic waves having different frequencies within the first predetermined range.
또한, 상기 송신 안테나 및 자기장 수신 안테나는 소정의 형태를 가지는 루프 안테나인 것을 특징으로 한다.In addition, the transmitting antenna and the magnetic field receiving antenna are characterized in that they are loop antennas having a predetermined shape.
또한, 상기 전기장 수신 안테나는 모노폴 안테나인 것을 특징으로 한다.In addition, the electric field receiving antenna is characterized by being a monopole antenna.
또한, 상기 물성 산출 단계는 상기 W의 1/2배인 거리 이내의 상기 탐사 대상 물체에 대한 물성을 산출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the above-mentioned property calculation step is characterized by calculating the property for the exploration target object within a distance that is half the above-mentioned W.
또한, 상기 물성 산출 단계는 상기 H가 기설정된 제2 소정 범위인 경우, 기저장된 수식 a를 만족하는 거리 이내의 상기 탐사 대상 물체에 대한 물성을 산출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the property calculation step is characterized by calculating the property for the exploration target object within a distance satisfying the stored formula a when the H is a preset second predetermined range.
상기한 바와 같은 본 발명에 의한 물체 탐사 레이다 시스템 및 이를 이용한 물체 탐사 방법에 의하면, 송신 안테나, 전기장 수신 안테나 및 자기장 수신 안테나의 높이와, 송신 안테나 및 자기장 수신 안테나 사이의 거리를 조절함으로써 지형에 상관없이 지하 100m 깊이까지의 물체를 탐사할 수 있는 장점이 있다.According to the object exploration radar system of the present invention as described above and the object exploration method using the same, there is an advantage in that objects can be explored at depths of up to 100 m underground regardless of terrain by adjusting the heights of the transmitting antenna, the electric field receiving antenna, and the magnetic field receiving antenna, and the distance between the transmitting antenna and the magnetic field receiving antenna.
뿐만 아니라, 탐사 대상 물체의 정확한 위치와 특성까지 식별이 가능한 장점이 있다.In addition, it has the advantage of being able to identify the exact location and characteristics of the target object.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 물체 탐사 레이다 시스템을 나타낸 구성 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 물체 탐사 레이다 시스템의 송신 안테나, 전기장 수신 안테나 및 자기장 수신 안테나의 높이와, 송신 안테나 및 자기장 수신 안테나 사이의 거리를 나타낸 배치도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 물체 탐사 레이다 시스템의 송신 안테나 및 자기장 수신 안테나의 형태를 나타낸 도식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 물체 탐사 레이다 시스템을 이용한 물체 탐사 방법을 나타낸 순서 예시도이다.FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an object exploration radar system according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a layout diagram showing the heights of a transmitting antenna, an electric field receiving antenna, and a magnetic field receiving antenna of an object exploration radar system according to one embodiment of the present invention, and the distance between the transmitting antenna and the magnetic field receiving antenna.
FIG. 3 is a schematic diagram showing the shapes of a transmitting antenna and a magnetic field receiving antenna of an object exploration radar system according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an object exploration method using an object exploration radar system according to one embodiment of the present invention.
상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시예를 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.The purpose, features, and advantages of the present invention described above will become more apparent through the following examples with reference to the accompanying drawings. The specific structural and functional descriptions below are merely exemplified for the purpose of explaining embodiments according to the concept of the present invention, and the embodiments according to the concept of the present invention may be implemented in various forms and should not be construed as being limited to the embodiments described in this specification or application. Since the embodiments according to the concept of the present invention may have various modifications and may have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in this specification or application. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to specific disclosed forms, but should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. The terminology used herein is merely used to describe specific embodiments, and is not intended to limit the present invention. The singular expression includes plural expression unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, the terms “include” or “have”, etc. are intended to indicate the presence of a described feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof, but should be understood as not excluding in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning they have in the context of the relevant art, and shall not be interpreted in an ideal or overly formal sense unless explicitly defined herein. Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing a preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals presented in each drawing represent the same members.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 물체 탐사 레이다 시스템을 나타낸 구성 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 물체 탐사 레이다 시스템의 송신 안테나, 전기장 수신 안테나 및 자기장 수신 안테나의 높이와, 송신 안테나 및 자기장 수신 안테나 사이의 거리를 나타낸 배치도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 물체 탐사 레이다 시스템의 송신 안테나 및 자기장 수신 안테나의 형태를 나타낸 도식도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 물체 탐사 레이다 시스템을 자세히 알아보도록 한다.FIG. 1 is a configuration diagram showing an object exploration radar system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a layout diagram showing the heights of a transmitting antenna, an electric field receiving antenna, and a magnetic field receiving antenna of the object exploration radar system according to an embodiment of the present invention, and the distance between the transmitting antenna and the magnetic field receiving antenna, and FIG. 3 is a schematic diagram showing the shapes of the transmitting antenna and the magnetic field receiving antenna of the object exploration radar system according to an embodiment of the present invention. The object exploration radar system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.
본 발명의 일 실시예에 따른 물체 탐사 레이다 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 송신 안테나(100), 전기장 수신 안테나(200), 자기장 수신 안테나(300), 몸체부(400) 및 신호 처리부(500)를 포함할 수 있다.An object exploration radar system according to one embodiment of the present invention may include a transmitting antenna (100), an electric field receiving antenna (200), a magnetic field receiving antenna (300), a body (400), and a signal processing unit (500), as illustrated in FIG. 1.
각 구성에 대해서 자세히 알아보자면,Let's take a closer look at each component:
상기 송신 안테나(100)는 전자파를 외부로 방출할 수 있다.The above transmitting antenna (100) can emit electromagnetic waves to the outside.
상세하게는, 상기 송신 안테나(100)는 기설정된 제1 소정 범위 내의 주파수를 가지는 하나의 전자파를 연속적으로 방출하거나, 상기 제1 소정 범위 내의 서로 다른 주파수를 가지는 둘 이상의 전자파를 동시에 연속적으로 방출할 수 있다. 이 때, 상기 제1 소정 범위는 0.3MHz 이상 및 30MHz 이하이나, 반드시 이걸로 한정하는 것은 아니다. 다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 물체 탐사 레이다 시스템을 통한 다양한 실험을 진행한 결과, 상기 송신 안테나(100)가 방출하는 전자파의 주파수 범위가 0.3MHz 이상 및 30MHz 이하일 때, 높은 해상도로 탐사 대상 물체(10)의 형태를 나타낼 수 있음이 확인되어, 본 발명에서는 이로 한정하고 있다.Specifically, the transmitting antenna (100) can continuously emit one electromagnetic wave having a frequency within a preset first predetermined range, or can simultaneously and continuously emit two or more electromagnetic waves having different frequencies within the first predetermined range. At this time, the first predetermined range is 0.3 MHz or more and 30 MHz or less, but is not necessarily limited thereto. However, as a result of conducting various experiments using an object exploration radar system according to an embodiment of the present invention, it was confirmed that when the frequency range of the electromagnetic wave emitted by the transmitting antenna (100) is 0.3 MHz or more and 30 MHz or less, the shape of the exploration target object (10) can be represented with high resolution, and therefore, the present invention is limited thereto.
상기 전기장 수신 안테나(200) 및 자기장 수신 안테나(300)는 외부로부터 전기장 및 자기장을 수신할 수 있다.The above electric field receiving antenna (200) and magnetic field receiving antenna (300) can receive electric and magnetic fields from the outside.
상기 송신 안테나(100), 전기장 수신 안테나(200) 및 자기장 수신 안테나(300)에 대해서 구체적으로 설명하자면,Let me explain in detail about the above transmitting antenna (100), electric field receiving antenna (200) and magnetic field receiving antenna (300).
상기 송신 안테나(100)가 지표면을 향해 전자파를 방출하면, 상기 지표면을 기준으로 탐사 깊이(D) 이내의 탐사 대상 물체(10)에 상기 전자파가 흡수된다. 이후, 상기 전자파의 자계 성분이 상기 탐사 대상 물체(10)에 와류(Eddy Current)를 발생시키고, 상기 와류에 의해 상기 탐사 대상 물체(10)가 자기 유도되어 전기장 및 자기장을 생성하게 된다. 이후, 상기 전기장 수신 안테나(200) 및 자기장 수신 안테나(300)는 상기 탐사 대상 물체(10)의 전기장 및 자기장을 수신하게 된다. 다만, 상기 송신 안테나(100)의 전자파 방출 방향과, 전기장 수신 안테나(200) 및 자기장 수신 안테나(300)의 전기장 및 자기장 수신 대상의 위치를 지표면 하부로 한정하는 것은 아니며, 외부의 다른 대상을 향해 전자파를 방출하거나, 외부의 다른 대상으로부터 전기장 및 자기장을 수신할 수 있다.When the transmitting antenna (100) emits electromagnetic waves toward the ground surface, the electromagnetic waves are absorbed by the exploration target object (10) within the exploration depth (D) based on the ground surface. Thereafter, the magnetic component of the electromagnetic waves generates an eddy current in the exploration target object (10), and the exploration target object (10) is magnetically induced by the eddy current to generate an electric field and a magnetic field. Thereafter, the electric field receiving antenna (200) and the magnetic field receiving antenna (300) receive the electric field and the magnetic field of the exploration target object (10). However, the electromagnetic wave emission direction of the transmitting antenna (100) and the positions of the electric field and magnetic field receiving targets of the electric field receiving antenna (200) and the magnetic field receiving antenna (300) are not limited to the lower part of the ground surface, and electromagnetic waves may be emitted toward other external targets or electric and magnetic fields may be received from other external targets.
또한, 상기 송신 안테나(100) 및 자기장 수신 안테나(300)는 소정의 형태를 가지는 루프 안테나일 수 있다.Additionally, the transmitting antenna (100) and the magnetic field receiving antenna (300) may be loop antennas having a predetermined shape.
상세하게는, 상기 송신 안테나(100) 및 자기장 수신 안테나(300)는 도 3에 도시된 바와 같이, 원형 루프 안테나(100-1, 300-1), 수직 타원형 루프 안테나(100-2, 300-2), 수평 타원형 루프 안테나(100-3, 300-3), 수직 그립형 루프 안테나(100-4, 300-4) 및 수평 그립형 루프 안테나(100-5, 300-5)의 형태를 가질 수 있으며, 상기 몸체부(400)와 결합되는 결합 부위의 위치는 각각 상이할 수 있다.In detail, the transmitting antenna (100) and the magnetic field receiving antenna (300) may have the shapes of a circular loop antenna (100-1, 300-1), a vertical elliptical loop antenna (100-2, 300-2), a horizontal elliptical loop antenna (100-3, 300-3), a vertical grip-type loop antenna (100-4, 300-4), and a horizontal grip-type loop antenna (100-5, 300-5), as illustrated in FIG. 3, and the positions of the coupling portions coupled with the body portion (400) may be different, respectively.
예를 들면, 상기 원형 루프 안테나(100-1, 300-1)는 둘레 상의 어느 한 위치에서 상기 몸체부(400)와 결합될 수 있다. 그리고, 상기 수직 타원형 루프 안테나(100-2, 300-2) 및 수평 타원형 루프 안테나(100-3, 300-3)는 곡률에 따라 상기 몸체부(400)와 결합되는 위치가 상이해지는데, 상기 수직 타원형 안테나(100-2, 300-2)의 경우, 곡률이 가장 적은 부분이 상기 몸체부(400)와 결합될 수 있고, 상기 수평 타원형 루프 안테나(100-3, 300-3)의 경우, 곡률이 가장 큰 부분이 상기 몸체부(400)와 결합될 수 있다. 마찬가지로, 상기 수직 그립형 루프 안테나(100-4, 300-4) 및 수평 그립형 루프 안테나(100-5, 300-5) 또한 상기 몸체부(400)와 결합되는 위치가 서로 상이한데, 상기 수직 그립형 루프 안테나(100-4, 300-4)의 경우, 원형부분이 상기 몸체부(400)와 결합될 수 있고, 상기 수평 그립형 루프 안테나(100-5, 300-5)의 경우, 직선부분이 상기 몸체부(400)와 결합될 수 있다. 여기서, 상기 송신 안테나(100) 및 자기장 수신 안테나(300) 각각의 형태와 크기는 서로 같거나 다를 수 있다.For example, the circular loop antenna (100-1, 300-1) can be coupled to the body part (400) at any position on the circumference. In addition, the positions at which the vertical elliptical loop antenna (100-2, 300-2) and the horizontal elliptical loop antenna (100-3, 300-3) are coupled to the body part (400) differ depending on the curvature. In the case of the vertical elliptical antenna (100-2, 300-2), the part with the least curvature can be coupled to the body part (400), and in the case of the horizontal elliptical loop antenna (100-3, 300-3), the part with the greatest curvature can be coupled to the body part (400). Likewise, the vertical grip type loop antenna (100-4, 300-4) and the horizontal grip type loop antenna (100-5, 300-5) also have different positions at which they are coupled to the body part (400). In the case of the vertical grip type loop antenna (100-4, 300-4), a circular portion can be coupled to the body part (400), and in the case of the horizontal grip type loop antenna (100-5, 300-5), a straight portion can be coupled to the body part (400). Here, the shape and size of each of the transmitting antenna (100) and the magnetic field receiving antenna (300) can be the same or different.
또한, 상기 전기장 수신 안테나(200)는 모노폴 안테나일 수 있다. 이 때, 상기 전기장 수신 안테나(200)는 팁이 지표면을 향해 수직 또는 그 반대 방향으로 향할 수 있다.In addition, the electric field receiving antenna (200) may be a monopole antenna. At this time, the tip of the electric field receiving antenna (200) may be directed vertically toward the ground surface or in the opposite direction.
상기 몸체부(400)는 지표면으로부터 수직방향으로 각각 소정 거리 H만큼 이격된 위치에 상기 송신 안테나(100), 전기장 수신 안테나(200) 및 자기장 수신 안테나(300)를 고정하고, 상기 송신 안테나(100)의 중심과 상기 자기장 수신 안테나(300)의 중심 사이의 거리가 소정 거리 W가 되는 위치에 상기 송신 안테나(100) 및 자기장 수신 안테나(300)를 구비할 수 있다.The body part (400) above can fix the transmitting antenna (100), the electric field receiving antenna (200), and the magnetic field receiving antenna (300) at positions spaced apart from the ground surface in the vertical direction by a predetermined distance H, and the transmitting antenna (100) and the magnetic field receiving antenna (300) can be provided at positions where the distance between the center of the transmitting antenna (100) and the center of the magnetic field receiving antenna (300) becomes a predetermined distance W.
상세하게는, 상기 몸체부(400)는 상기 송신 안테나(100)의 중심을 기준으로 좌우 내측을 연결한 제1 가상선(110)과, 상기 자기장 수신 안테나(300)의 중심을 기준으로 좌우 내측을 연결한 제2 가상선(310)이 상기 지표면과 수평이 되는 위치에 상기 송신 안테나(100) 및 자기장 수신 안테나(300)를 구비할 수 있다. 이로 인해, 자기장 수신 안테나(300)로 직접 들어오는 전자파를 최소화시킬 수 있다.Specifically, the body part (400) may be provided with the transmitting antenna (100) and the magnetic field receiving antenna (300) at positions where the first virtual line (110) connecting the left and right inner sides based on the center of the transmitting antenna (100) and the second virtual line (310) connecting the left and right inner sides based on the center of the magnetic field receiving antenna (300) are horizontal to the ground surface. As a result, electromagnetic waves directly entering the magnetic field receiving antenna (300) can be minimized.
상기 신호 처리부(500)는 상기 송신 안테나(100) 및 몸체부(400)를 제어하고, 상기 전기장 수신 안테나(200) 및 상기 자기장 수신 안테나(300)로부터 각각 전기장 정보 및 자기장 정보를 수신할 수 있다.The signal processing unit (500) controls the transmitting antenna (100) and the body (400), and can receive electric field information and magnetic field information from the electric field receiving antenna (200) and the magnetic field receiving antenna (300), respectively.
상세하게는, 상기 신호 처리부(500)는 상기 H 및 W에 기초하여 상기 몸체부(400)를 제어할 수 있고, 상기 송신 안테나(100)를 제어하여 전자파를 방출시킬 수 있다. 이후, 상기 전기장 수신 안테나(200) 및 상기 자기장 수신 안테나(300)로부터 수신한 전기장 정보 및 자기장 정보와, 상기 H 및 W에 기초하여 상기 탐사 대상 물체(10)에 대한 물성을 산출할 수 있다.In detail, the signal processing unit (500) can control the body unit (400) based on the H and W, and can control the transmitting antenna (100) to emit electromagnetic waves. Thereafter, the physical properties of the exploration target object (10) can be calculated based on the electric field information and magnetic field information received from the electric field receiving antenna (200) and the magnetic field receiving antenna (300), and the H and W.
좀 더 상세하게는, 상기 신호 처리부(500)는 상기 W의 1/2배인 거리 이내의 상기 탐사 대상 물체(10)에 대한 물성을 산출할 수 있다. 이 때, 상기 신호 처리부(500)는 상기 H가 기설정된 제2 소정 범위인 경우, 기저장된 수식 a를 만족하는 거리 이내의 상기 탐사 대상 물체(10)에 대한 물성을 산출할 수 있다. 여기서, 상기 수식 a는 하기의 수학식 1과 같이 정의될 수 있다.More specifically, the signal processing unit (500) can calculate the properties of the exploration target object (10) within a distance that is half the distance of the W. At this time, the signal processing unit (500) can calculate the properties of the exploration target object (10) within a distance that satisfies the stored formula a when the H is a preset second predetermined range. Here, the formula a can be defined as in the following mathematical expression 1.
(여기서, D는 탐사 깊이이고, W는 송신 안테나(100)의 중심과 자기장 송신 안테나(100)의 중심 사이의 거리이고, H는 송신 안테나(100), 전기장 수신 안테나(200) 및 자기장 수신 안테나(300)의 높이이다.)(Here, D is the exploration depth, W is the distance between the center of the transmitting antenna (100) and the center of the magnetic field transmitting antenna (100), and H is the height of the transmitting antenna (100), the electric field receiving antenna (200), and the magnetic field receiving antenna (300).)
또한, 상기 제2 소정 범위는 1m 초과이나, 반드시 이걸로 한정하는 것은 아니다. 다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 물체 탐사 레이다 시스템을 통한 다양한 실험을 진행한 결과, 상기 H가 1m 초과일 때, 상기 수학식 1을 만족하는 거리 이내의 탐사 대상 물체(10)에 대한 물성을 산출할 수 있음이 확인되어, 본 발명에서는 이로 한정하고 있다.In addition, the second predetermined range is greater than 1 m, but is not necessarily limited to this. However, as a result of conducting various experiments using an object exploration radar system according to one embodiment of the present invention, it was confirmed that when the H exceeds 1 m, the properties of an exploration target object (10) within a distance satisfying the mathematical expression 1 can be calculated, and therefore the present invention is limited to this.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 물체 탐사 레이다 시스템을 이용한 물체 탐사 방법을 나타낸 순서 예시도이다. 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 물체 탐사 레이다 시스템을 이용한 물체 탐사 방법을 자세히 알아보도록 한다.FIG. 4 is a flowchart illustrating an object exploration method using an object exploration radar system according to one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the object exploration method using an object exploration radar system according to one embodiment of the present invention will be described in detail.
본 발명의 일 실시예에 따른 물체 탐사 레이다 시스템을 이용한 물체 탐사 방법은 탐사 대상 물체에 대한 물성을 산출하는 물체 탐사 레이다 시스템을 이용한 물체 탐사 방법으로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 위치 조절 단계(S100), 신호 송수신 단계(S200) 및 물성 산출 단계(S300)를 포함할 수 있다. 각 단계들은 연산 처리 수단에 의해 각 단계가 수행되는 물체 탐사 레이다 시스템을 이용하여 동작되게 된다.An object exploration method using an object exploration radar system according to one embodiment of the present invention is an object exploration method using an object exploration radar system that calculates properties of an exploration target object, and as illustrated in FIG. 4, may include a position adjustment step (S100), a signal transmission/reception step (S200), and a property calculation step (S300). Each step is operated using an object exploration radar system in which each step is performed by an operation processing means.
각 단계에 대해서 자세히 알아보자면,Let's take a closer look at each step:
상기 위치 조절 단계(S100)는 상기 신호 처리부(500)에서, 지표면으로부터 수직방향으로 각각 소정 거리 H만큼 이격된 위치에 송신 안테나(100), 전기장 수신 안테나(200) 및 자기장 수신 안테나(300)를 고정하고, 상기 송신 안테나(100)의 중심과 상기 자기장 수신 안테나(300)의 중심 사이의 거리가 소정 거리 W가 되는 위치에 상기 송신 안테나(100) 및 상기 자기장 수신 안테나(300)가 위치하도록 상기 몸체부(400)를 제어하게 된다.The above position control step (S100) fixes the transmitting antenna (100), the electric field receiving antenna (200), and the magnetic field receiving antenna (300) at positions spaced apart from the ground surface in the vertical direction by a predetermined distance H, and controls the body (400) so that the transmitting antenna (100) and the magnetic field receiving antenna (300) are positioned at positions where the distance between the center of the transmitting antenna (100) and the center of the magnetic field receiving antenna (300) becomes a predetermined distance W.
상세하게는, 상기 위치 조절 단계(S100)는 상기 송신 안테나(100)의 중심을 기준으로 좌우 내측을 연결한 제1 가상선(110)과, 상기 자기장 수신 안테나(300)의 중심을 기준으로 좌우 내측을 연결한 제2 가상선(310)이 상기 지표면과 수평이 되는 위치에 상기 송신 안테나(100) 및 자기장 수신 안테나(300)가 위치하도록 상기 몸체부(400)를 제어하게 된다. 이로 인해, 송신 안테나(100)에서 자기장 수신 안테나(300)로 직접 들어오는 전자파를 최소화시킬 수 있다.In detail, the position adjustment step (S100) controls the body part (400) so that the transmitting antenna (100) and the magnetic field receiving antenna (300) are positioned at a position where the first virtual line (110) connecting the left and right inner sides based on the center of the transmitting antenna (100) and the second virtual line (310) connecting the left and right inner sides based on the center of the magnetic field receiving antenna (300) are horizontal to the ground surface. As a result, electromagnetic waves directly entering the magnetic field receiving antenna (300) from the transmitting antenna (100) can be minimized.
또한, 상기 송신 안테나(100) 및 자기장 수신 안테나(300)는 소정의 형태를 가지는 루프 안테나일 수 있으며, 원형 루프 안테나(100-1, 300-1), 수직 타원형 루프 안테나(100-2, 300-2), 수평 타원형 루프 안테나(100-3, 300-3), 수직 그립형 루프 안테나(100-4, 300-4) 및 수평 그립형 루프 안테나(100-5, 300-5)의 형태를 가지고, 상기 몸체부(400)와 결합되는 결합 부위의 위치가 상이할 수 있다. 여기서, 상기 송신 안테나(100) 및 자기장 수신 안테나(300) 각각의 형태와 크기는 서로 같거나 다를 수 있다.In addition, the transmitting antenna (100) and the magnetic field receiving antenna (300) may be loop antennas having a predetermined shape, and may have the shape of a circular loop antenna (100-1, 300-1), a vertical elliptical loop antenna (100-2, 300-2), a horizontal elliptical loop antenna (100-3, 300-3), a vertical grip-type loop antenna (100-4, 300-4), and a horizontal grip-type loop antenna (100-5, 300-5), and the positions of the coupling portions coupled with the body part (400) may be different. Here, the shape and size of each of the transmitting antenna (100) and the magnetic field receiving antenna (300) may be the same or different.
또한, 상기 전기장 수신 안테나(200)는 모노폴 안테나일 수 있다.Additionally, the electric field receiving antenna (200) may be a monopole antenna.
상기 신호 송수신 단계(S200)는 상기 신호 처리부(500)에서, 상기 송신 안테나(100)를 제어하여 전자파를 방출시키고, 상기 전기장 수신 안테나(200) 및 자기장 수신 안테나(300)로부터 각각 전기장 정보 및 자기장 정보를 수신하게 된다.In the signal transmission and reception step (S200), the signal processing unit (500) controls the transmitting antenna (100) to emit electromagnetic waves and receives electric field information and magnetic field information from the electric field receiving antenna (200) and the magnetic field receiving antenna (300), respectively.
상세하게는, 상기 신호 송수신 단계(S200)는 상기 송신 안테나(100)를 제어하여 기설정된 제1 소정 범위 내의 주파수를 가지는 하나의 전자파를 연속적으로 방출하거나, 상기 제1 소정 범위 내의 서로 다른 주파수를 가지는 둘 이상의 전자파를 동시에 연속적으로 방출하게 된다. 이 때, 상기 제1 소정 범위는 0.3MHz 이상 및 30MHz 이하이나, 반드시 이걸로 한정하는 것은 아니다.In detail, the signal transmission/reception step (S200) controls the transmission antenna (100) to continuously emit one electromagnetic wave having a frequency within a preset first predetermined range, or to simultaneously and continuously emit two or more electromagnetic waves having different frequencies within the first predetermined range. In this case, the first predetermined range is 0.3 MHz or more and 30 MHz or less, but is not necessarily limited thereto.
좀 더 상세하게는, 상기 신호 송수신 단계(S200)에서, 상기 송신 안테나(100)가 지표면을 향해 전자파를 방출하면, 상기 지표면을 기준으로 탐사 깊이(D) 이내의 탐사 대상 물체(10)에 상기 전자파가 흡수되고, 상기 전자파의 자계 성분이 상기 탐사 대상 물체(10)에 와류(Eddy Current)를 발생시켜 상기 와류에 의해 상기 탐사 대상 물체(10)가 자기 유도되어 전기장 및 자기장을 생성하게 된다. 이후, 상기 전기장 수신 안테나(200) 및 자기장 수신 안테나(300)는 상기 탐사 대상 물체(10)의 전기장 및 자기장을 수신하게 된다. 다만, 상기 송신 안테나(100)의 전자파 방출 방향과, 전기장 수신 안테나(200) 및 자기장 수신 안테나(300)의 전기장 및 자기장 수신 대상의 위치를 지표면 하부로 한정하는 것은 아니며, 외부의 다른 대상을 향해 전자파를 방출하거나, 외부의 다른 대상으로부터 전기장 및 자기장을 수신할 수 있다.More specifically, in the signal transmission/reception step (S200), when the transmitting antenna (100) emits electromagnetic waves toward the ground surface, the electromagnetic waves are absorbed by the exploration target object (10) within the exploration depth (D) based on the ground surface, and the magnetic component of the electromagnetic waves generates an eddy current in the exploration target object (10), and the exploration target object (10) is magnetically induced by the eddy current to generate an electric field and a magnetic field. Thereafter, the electric field receiving antenna (200) and the magnetic field receiving antenna (300) receive the electric field and the magnetic field of the exploration target object (10). However, the electromagnetic wave emission direction of the transmitting antenna (100) and the positions of the electric field and magnetic field receiving targets of the electric field receiving antenna (200) and the magnetic field receiving antenna (300) are not limited to the lower part of the ground surface, and electromagnetic waves may be emitted toward another external target or electric and magnetic fields may be received from another external target.
상기 물성 산출 단계(S300)는 상기 신호 처리부(500)에서, 상기 H, W, 전기장 정보 및 자기장 정보에 기초하여 상기 탐사 대상 물체(10)에 대한 물성을 산출하게 된다.The above property calculation step (S300) calculates the property of the exploration target object (10) based on the H, W, electric field information, and magnetic field information in the signal processing unit (500).
상세하게는, 상기 물성 산출 단계(S300)는 상기 W의 1/2배인 거리 이내의 상기 탐사 대상 물체(10)에 대한 물성을 산출할 수 있다. 이 때, 상기 물성 산출 단계(S300)는 상기 H가 기설정된 제2 소정 범위인 경우, 기저장된 수식 a를 만족하는 거리 이내의 상기 탐사 대상 물체(10)에 대한 물성을 산출할 수 있다. 여기서, 상기 수식 a는 상기의 수학식 1과 같이 정의될 수 있다. 또한, 상기 제2 소정 범위는 1m 초과이나, 반드시 이걸로 한정하는 것은 아니다.In detail, the property calculation step (S300) can calculate the property for the exploration target object (10) within a distance that is 1/2 times the W. At this time, the property calculation step (S300) can calculate the property for the exploration target object (10) within a distance that satisfies the stored formula a when the H is a preset second predetermined range. Here, the formula a can be defined as in the mathematical expression 1 above. In addition, the second predetermined range exceeds 1 m, but is not necessarily limited thereto.
정리하자면, 본 발명의 일 실시예에 따른 물체 탐사 레이다 시스템 및 이를 이용한 물체 탐사 방법은, 송신 안테나(100)에서 방출된 전자파에 의해 탐사 대상 물체(10)로부터 자기 유도된 전기장 및 자기장을 모노폴 안테나 형태의 전기장 수신 안테나(200) 및 루프 안테나 형태의 자기장 수신 안테나(300)로 수신하고, 상기 전기장 정보 및 자기장 정보를 이용하여 상기 탐사 대상 물체(10)의 물성을 분석함으로써, 탐사 대상 물체(10)의 정확한 위치 및 특성을 식별할 수 있는 장점이 있다.In summary, the object exploration radar system according to one embodiment of the present invention and the object exploration method using the same receive electric and magnetic fields induced from an exploration target object (10) by electromagnetic waves emitted from a transmission antenna (100) by an electric field receiving antenna (200) in the form of a monopole antenna and a magnetic field receiving antenna (300) in the form of a loop antenna, and analyze the physical properties of the exploration target object (10) by using the electric field information and the magnetic field information, thereby having the advantage of being able to identify the exact location and characteristics of the exploration target object (10).
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것일 뿐이다. 따라서, 본 발명의 기술 사상은 개시된 각각의 실시예뿐만 아니라, 개시된 실시예들의 조합을 포함하고, 나아가, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정은 균등물로서 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but are merely intended to explain it. Therefore, the technical idea of the present invention includes not only each disclosed embodiment but also a combination of the disclosed embodiments, and further, the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. In addition, those skilled in the art to which the present invention pertains can make numerous changes and modifications to the present invention without departing from the spirit and scope of the appended claims, and all such appropriate changes and modifications should be considered as equivalents and falling within the scope of the present invention.
10 : 탐사 대상 물체
100 : 송신 안테나
110 : 제1 가상선
200 : 전기장 수신 안테나
300 : 자기장 수신 안테나
310 : 제2 가상선
400 : 몸체부
500 : 신호 처리부
100-1, 300-1 : 원형 루프 안테나
100-2, 300-2 : 수직 타원형 루프 안테나
100-3, 300-3 : 수평 타원형 루프 안테나
100-4, 300-4 : 수직 그립형 루프 안테나
100-5, 300-5 : 수평 그립형 루프 안테나10: Object to be explored
100 : Transmitting antenna
110: 1st virtual line
200 : Electric field receiving antenna
300 : Magnetic field receiving antenna
310: 2nd virtual line
400 : Body
500 : Signal Processing Unit
100-1, 300-1 : Circular loop antenna
100-2, 300-2: Vertical elliptical loop antenna
100-3, 300-3: Horizontal elliptical loop antenna
100-4, 300-4: Vertical grip loop antenna
100-5, 300-5: Horizontal grip type loop antenna
Claims (14)
전자파를 방출하는 송신 안테나;
전기장을 수신하는 전기장 수신 안테나;
자기장을 수신하는 자기장 수신 안테나;
지표면으로부터 수직방향으로 각각 소정 거리 H만큼 이격된 위치에 상기 송신 안테나, 상기 전기장 수신 안테나 및 상기 자기장 수신 안테나를 고정하고, 상기 송신 안테나의 중심과 상기 자기장 수신 안테나의 중심 사이의 거리가 소정 거리 W가 되는 위치에 상기 송신 안테나 및 상기 자기장 수신 안테나를 구비한 몸체부; 및
상기 송신 안테나 및 몸체부를 제어하고, 상기 전기장 수신 안테나 및 상기 자기장 수신 안테나로부터 각각 전기장 정보 및 자기장 정보를 수신하는 신호 처리부;를 포함하되,
상기 신호 처리부는, 상기 H, W, 전기장 정보 및 자기장 정보에 기초하여 상기 탐사 대상 물체에 대한 물성을 산출하는 것
을 특징으로 하는 물체 탐사 레이다 시스템.
In an object exploration radar system that derives the properties of an object to be explored,
A transmitting antenna that emits electromagnetic waves;
An electric field receiving antenna that receives an electric field;
A magnetic field receiving antenna that receives a magnetic field;
A body part having the transmitting antenna, the electric field receiving antenna and the magnetic field receiving antenna fixed at positions spaced apart from the ground surface by a predetermined distance H in the vertical direction, and the transmitting antenna and the magnetic field receiving antenna provided at positions where the distance between the center of the transmitting antenna and the center of the magnetic field receiving antenna is a predetermined distance W; and
A signal processing unit that controls the transmitting antenna and the body and receives electric field information and magnetic field information from the electric field receiving antenna and the magnetic field receiving antenna, respectively;
The signal processing unit calculates the properties of the object to be explored based on the H, W, electric field information and magnetic field information.
An object detection radar system featuring:
상기 몸체부는,
상기 송신 안테나의 중심을 기준으로 좌우 내측을 연결한 제1 가상선과, 상기 자기장 수신 안테나의 중심을 기준으로 좌우 내측을 연결한 제2 가상선이 상기 지표면과 수평이 되는 위치에 상기 송신 안테나 및 자기장 수신 안테나를 구비하는 것
을 특징으로 하는 물체 탐사 레이다 시스템.
In the first paragraph,
The above body part,
The transmitting antenna and the magnetic field receiving antenna are provided at positions where the first virtual line connecting the left and right inner sides based on the center of the transmitting antenna and the second virtual line connecting the left and right inner sides based on the center of the magnetic field receiving antenna are horizontal to the ground surface.
An object detection radar system featuring:
상기 송신 안테나는,
기설정된 제1 소정 범위 내의 주파수를 가지는 하나의 전자파를 연속적으로 방출하거나,
상기 제1 소정 범위 내의 서로 다른 주파수를 가지는 둘 이상의 전자파를 동시에 연속적으로 방출하는 것
을 특징으로 하는 물체 탐사 레이다 시스템.
In the first paragraph,
The above transmitting antenna,
Continuously emitting one electromagnetic wave having a frequency within a preset first range, or
Simultaneously and continuously emitting two or more electromagnetic waves having different frequencies within the above first predetermined range.
An object detection radar system featuring:
상기 송신 안테나 및 자기장 수신 안테나는 소정의 형태를 가지는 루프 안테나인 것
을 특징으로 하는 물체 탐사 레이다 시스템.
In the first paragraph,
The above transmitting antenna and magnetic field receiving antenna are loop antennas having a predetermined shape.
An object detection radar system featuring:
상기 전기장 수신 안테나는 모노폴 안테나인 것
을 특징으로 하는 물체 탐사 레이다 시스템.
In the first paragraph,
The above electric field receiving antenna is a monopole antenna.
An object detection radar system featuring:
상기 신호 처리부는,
상기 W의 1/2배인 거리 이내의 상기 탐사 대상 물체에 대한 물성을 산출하는 것
을 특징으로 하는 물체 탐사 레이다 시스템.
In the first paragraph,
The above signal processing unit,
Calculating the properties of the target object within a distance of 1/2 of the above W
An object detection radar system featuring:
상기 신호 처리부는,
상기 H가 기설정된 제2 소정 범위인 경우, 기저장된 수식 a를 만족하는 거리 이내의 상기 탐사 대상 물체에 대한 물성을 산출하는 것
을 특징으로 하는 물체 탐사 레이다 시스템.
In Article 6,
The above signal processing unit,
When the above H is a preset second predetermined range, calculating the properties of the exploration target object within a distance satisfying the preset formula a
An object detection radar system featuring:
신호 처리부에서, 지표면으로부터 수직방향으로 각각 소정 거리 H만큼 이격된 위치에 송신 안테나, 전기장 수신 안테나 및 자기장 수신 안테나를 고정하고, 상기 송신 안테나의 중심과 상기 자기장 수신 안테나의 중심 사이의 거리가 소정 거리 W가 되는 위치에 상기 송신 안테나 및 상기 자기장 수신 안테나를 위치하도록 몸체부를 제어하는 위치 조절 단계;
신호 처리부에서, 상기 송신 안테나를 제어하여 전자파를 방출시키고, 상기 전기장 수신 안테나 및 자기장 수신 안테나로부터 각각 전기장 정보 및 자기장 정보를 수신하는 신호 송수신 단계; 및
신호 처리부에서, 상기 H, W, 전기장 정보 및 자기장 정보에 기초하여 상기 탐사 대상 물체에 대한 물성을 산출하는 물성 산출 단계;를 포함하는 것
을 특징으로 하는 물체 탐사 방법.
A method for exploring an object using an object exploration radar system that derives properties of an object to be explored.
A position control step of, in a signal processing unit, fixing a transmitting antenna, an electric field receiving antenna, and a magnetic field receiving antenna at positions each spaced apart from the ground surface in a vertical direction by a predetermined distance H, and controlling a body unit to position the transmitting antenna and the magnetic field receiving antenna at a position where the distance between the center of the transmitting antenna and the center of the magnetic field receiving antenna is a predetermined distance W;
In the signal processing unit, a signal transmission and reception step of controlling the transmitting antenna to emit electromagnetic waves and receiving electric field information and magnetic field information from the electric field receiving antenna and the magnetic field receiving antenna, respectively; and
In the signal processing unit, a property calculation step for calculating the property of the object to be investigated based on the H, W, electric field information and magnetic field information;
A method for exploring an object characterized by:
상기 위치 조절 단계는,
상기 송신 안테나의 중심을 기준으로 좌우 내측을 연결한 제1 가상선과, 상기 자기장 수신 안테나의 중심을 기준으로 좌우 내측을 연결한 제2 가상선이 상기 지표면과 수평이 되는 위치에 상기 송신 안테나 및 자기장 수신 안테나가 위치하도록 상기 몸체부를 제어하는 것
을 특징으로 하는 물체 탐사 방법.
In Article 8,
The above position adjustment step is,
Controlling the body part so that the transmitting antenna and the magnetic field receiving antenna are positioned at a position where the first virtual line connecting the left and right inner sides based on the center of the transmitting antenna and the second virtual line connecting the left and right inner sides based on the center of the magnetic field receiving antenna are horizontal to the ground surface.
A method for exploring an object characterized by:
상기 신호 송수신 단계는,
상기 송신 안테나를 제어하여 기설정된 제1 소정 범위 내의 주파수를 가지는 하나의 전자파를 연속적으로 방출하거나,
상기 제1 소정 범위 내의 서로 다른 주파수를 가지는 둘 이상의 전자파를 동시에 연속적으로 방출하는 것
을 특징으로 하는 물체 탐사 방법.
In Article 8,
The above signal transmission and reception steps are:
Controlling the above transmitting antenna to continuously emit one electromagnetic wave having a frequency within a preset first range, or
Simultaneously and continuously emitting two or more electromagnetic waves having different frequencies within the above first predetermined range.
A method for exploring an object characterized by:
상기 송신 안테나 및 자기장 수신 안테나는 소정의 형태를 가지는 루프 안테나인 것
을 특징으로 하는 물체 탐사 방법.
In Article 8,
The above transmitting antenna and magnetic field receiving antenna are loop antennas having a predetermined shape.
An object exploration method characterized by:
상기 전기장 수신 안테나는 모노폴 안테나인 것
을 특징으로 하는 물체 탐사 방법.
In Article 8,
The above electric field receiving antenna is a monopole antenna.
An object exploration method characterized by:
상기 물성 산출 단계는,
상기 W의 1/2배인 거리 이내의 상기 탐사 대상 물체에 대한 물성을 산출하는 것
을 특징으로 하는 물체 탐사 방법.
In Article 8,
The above property calculation step is,
Calculating the properties of the target object within a distance of 1/2 of the above W
A method for exploring an object characterized by:
상기 물성 산출 단계는,
상기 H가 기설정된 제2 소정 범위인 경우, 기저장된 수식 a를 만족하는 거리 이내의 상기 탐사 대상 물체에 대한 물성을 산출하는 것
을 특징으로 하는 물체 탐사 방법.In Article 13,
The above property calculation step is,
When the above H is a preset second predetermined range, calculating the properties of the exploration target object within a distance satisfying the preset formula a
A method for exploring an object characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230181754A KR20250091620A (en) | 2023-12-14 | 2023-12-14 | Object exploration radar system and object exploration method using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230181754A KR20250091620A (en) | 2023-12-14 | 2023-12-14 | Object exploration radar system and object exploration method using the same |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20250091620A true KR20250091620A (en) | 2025-06-23 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020230181754A Pending KR20250091620A (en) | 2023-12-14 | 2023-12-14 | Object exploration radar system and object exploration method using the same |
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|---|---|
| KR (1) | KR20250091620A (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101551824B1 (en) | 2014-03-18 | 2015-09-09 | 한화탈레스 주식회사 | Radar for detecting object under the ground and method for detecting the same |
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2023
- 2023-12-14 KR KR1020230181754A patent/KR20250091620A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101551824B1 (en) | 2014-03-18 | 2015-09-09 | 한화탈레스 주식회사 | Radar for detecting object under the ground and method for detecting the same |
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