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[RF전반]

Re: Re: Re: Microwave 를 이용한 액체의 정전 용량 측정(Coaxial Probe)

글쓴이 : 이희균 날짜 : 2015-08-24 (월) 11:05 조회 : 3209
주파수가 1Ghz 정도면 높은 주파수가 아니라서
치수는 무시해도 될 것같습니다.
고차모드만 생기지 않으면 되니까요...
그리고, Probe가 접촉한 면에서 물리적인 불연속을 만들어 버리면,
고려해야 될 요소가 많아서 정확하게 액체에 대한 정보를 얻기 어렵습니다.

제생각이지만, 프로브를 액체안으로 넣고, 외부 도체에는 작은 구멍을 뚫어
RF Field는 변하지 않으면서, 액체가 들어올 수 있는 구조로 만드는 것이 필요합니다.
그리고, 반사되어 돌아온 신호를 정확하게 측정하려면, 보낸 신호와 구분해야 하는데,
물리적으로 90MHz~ 1GHz 대역까지 구분하는 것 매우 어렵습니다. 그래서 신호를 Vector적으로 해석하여 처리해야 하는데  이 것은 Network Analyzer의 영역입니다.
액체면에서의 Calibration도 해야 하기 때문에 쉽지만은 않습니다.

우선은 제생각에는 Network Analyzer을 이용하여 Calibration 한 후에 아무 액체가 없는 coaxial Sensor를 측정하여 그 Vector값을 취한후에, 액체를 넣고 측정한 Vector 값을 얻어내면
그 두개의 값의 차이가 액체가 주는 영향이 되겠죠...
두개의 값을 해석하는 것은 간단히 Mode Matching Method를 이용하여 액체의 유전상수를 구하고 나면 거의 해결될 것 같네요..
두개의 값의 차이나 해석하는 방법은 Pozar 책을 참조하면 어느정도 나올 것 같구요...
조금 더 자세하게 하려면, Vector Matrix를 풀어야 합니다.

 >
 >
 > 답변 진심으로 감사 드립니다.
>
> 제가 원하는 것은 마이크로 웨이브를 이용한
>
> 어제 오늘 하루종일 검색 해 본 결과,
>
> 제가 원하는 것이 마이크로 웨이블 이용한 액체의 정전용량 측정 이라는 것을
>
> 알아 내었습니다.
>
> 사실 제가 다양한 액체를 감지 하는 센서를 보았는데
>
> 한번 직접 구현해 보고 싶어서 이리 저리 정보를 찾다 보니
>
> 마이크로 웨이브를 이용한 것일 가능 성이 가장 높다고 해서
>
> 막연하게 다양한 물질로 부터 나오는 반사파를 측정 하는 것이 아닐까 추정하여
>
> 질문을 드려 본 것이었습니다.
>
> 그런데, 검색을 하다 보니 마이크로 웨이브를 이용한 정전 용량 측정을 통해서
>
> 물질의 특성이나 상태 등을 검사 하는 것에 관련된 많은 논문을 보고
>
> 아마 이것이 제가 생각 한 것과 가장 근접한 방법이 아닌가 하고 추측 하고 있습니다.
>
>
> 여러 자료들에서 공통적으로 나오는 것이 단순히 패치 안테나 등을 이용한
>
> 전파 송수신이 아닌 도파관을 이용한 Coaxial Probe 를 이용하여 측정 한다는 것을
>
> 알게 되었고 Coaxial Probe 가 무엇인지 또 찾아본 결과
>
> 다음과 같은 일종의 동축심선을 도파관이 둘러 싸고 있는 구조 라는 것을 알게 되었습니다.
>
> http://www.intechopen.com/source/html/16403/media/image9.jpeg
>
>
> (이미지를 직접 추가 하고 싶은데 아쉽네요.)
>
>
> 중심선에서 방사 된 전파가 맞닿아 있는 물질을 일부 통과 하고
>
> 일부는 반사되어 다시 coaxial probe 의 날개(??) 부분에 흡수가 되고
>
> 그것이 전류 형태로 돌아 오게 되는 원리 인 것 같습니다.
>
> 아마도 돌아온 전류의 주파수나 크기, 형태 등을 분석해 보면
>
> 물질마다 다른 무엇인가가 보이지 않을까 하는 생각 입니다.
>
>
>
> 그래서 생각 한 것이 LMX2581
>
> ( http://www.ti.com/lit/ug/snau136c/snau136c.pdf )을 통하여
>
> Coaxial Probe 에 90Mhz~1Ghz 의 전파를 발생 시켜 주고
>
> 다시 반사되어 되돌아온 전류를 RF Explorer 의 안테나에 직접 연결하여
>
> 측정 하는 방법을 생각 해 보고 있습니다.
>
>
> 즉, 어제 올린 글과 달라진 점은 안테나가 Coaxial Probe 로 바뀐 점 밖에 없네요.
>
> 여기 까지 오니 이제 좀 질문이 정리가 되는 것 같습니다.
>
> (어제 너무 막연한 질문을 올려 놔서....)
>
>


> 혹시 저 Coaxial Probe 의 수치 공식 같은게 있는지 궁금 합니다.
>
> 아마도 주파수 대역에 따라 크기가 다 다른 것 같은데
>
> 제가 이용하려는 주파수 대역이 90Mhz ~ 1Ghz 이기 때문에
>
> 그걸 계산 해서 만들어야 하는데, 혹시 계산 공식 같은게 있는지
>
> 아시는 분이 계시다면 도움을 부탁 드려 봅니다.
>
> (무작정 뻔뻔하게 도움을 부탁드린다고 말씀드리는게 죄송하기 그지 없네요)





>
> 수십Mhz 대에서 기껏해야 100Mhz 를 다루는 MCU 나 IC 들은
>
> 데이터 시트에 대부분 아주 자세한 부분까지 잘 적혀 있고
>
> Evaluation Board 데이터 시트에 도면까지 있는 경우가 많아
>
> 맨땅에 해딩을 해도 잘 조합하면 제가 생각하는 것들을 만들수 있는 경우가 있었는데
>
> RF 의 세계는 정말 어려운 것 같습니다.
>
> 변수가 너무 많고, 또 주파수가 높아 질 수록 기성품을 찾기가 힘들고....^^;;
>
>
>
>
> 저는 또 맨땅에 해딩을 하러 갑니다.
>
> 자료도 다시 한번씩 더 읽어 보고 더 찾아 봐야 할 것 같습니다.
>
> 작은 도움이라도 주신다면, 정말 진심으로 저에게는 큰 도움이 될 것이라고 생각 합니다.
>
> 긴 글 읽어 주셔서 감사 합니다.^^
>
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>  >
>  >
>  > Active sensor과 비슷한 개념이 되려나요?
> >
> > 실험하시는 목적이 무엇인지가 중요할듯 합니다.
> >
> > 정확하고 쉬운 실험을 위해서는 shield room 안에서 진행하셔야합니다.
> >
> > antenna로 부터 방사되는 신호는 여러 루트를 통해 수신기 (RF explorer)로 입력되기 때문입니다.
> >
> > Object로부터 반사되는 신호도 있지만,
> > Object가 아닌 주변 물질로 부터 반사되는 신호,
> > Object로 반사된 신호가 다시 다른 물질에 의해 재반사 되는 신호...
> > 등등 여러가지 루트가 존재하게됩니다.
> >
> > 이럴경우 정확도가 떨어지게되고, 실제 신호를 찾는 방법이 굉장히 어렵게됩니다.
> >
> > 단지 물체의 반사계수를 측정하기 위해서라면 위와 같은 방법은 좋지 않습니다.
> >
> > 단순 반사계수 측정을 위해서는 도파관과 같은 구조물 안에 삽입 후 측정하여야 주변 환경에 대한 영향을 받지 않습니다.
> >
> > 어려운 실험 하시는데..  성공하시길 바랍니다.
> >
> >  >
> >  >
> >  > 안녕하세요.
> > >
> > > 그동안 닫혀 있던 게시판들이 드디어 다시 문을 열었군요.
> > >
> > > 노력해 주신 관리자 분들의 노고에 진심으로 감사 드립니다.
> > >
> > > 다름이 아니라 직접 물체의 전자파 반사 계수를 직접 측정 해 보고 싶습니다.
> > >
> > > 주파수를 1Ghz 정도 변화를 주면서 각 주파수에 따른 반사 계수를 측정 해 보려고 하는데요,
> > >
> > > MCU만 만지다가 RF 쪽을 해 보려니 어려운 점이 많아 질문을 드립니다.
> > >
> > > 이런 저런 책도 사 보고 있는데, 쉽지는 않네요^^;;
> > >
> > > 먼저 이용해 보려는 녀석은 다음과 같습니다.
> > >
> > > LMX2581EVM
> > > http://www.ti.com/lit/ug/snau136c/snau136c.pdf
> > >
> > > RF explorer
> > > http://rfexplorer.com/
> > >
> > > 그리고 여러가지 안테나...
> > >
> > > 그림과 같은 식으로 단순히 저 LMX2581EVM 에서 나온 전자기파를
> > >
> > > 안테나에 연결 해 주는 것 만으로 저렇게 측정이 가능할 지 궁금 합니다.
> > >
> > > 너무 막연하게 시작 해 보는 거라서 질문도 좀 막연한 감이 있습니다만,
> > >
> > > 일단 무조건 만들어 보고 안되는 점을 질문을 해야 하는데
> > >
> > > 저 개발키트가 워낙 고가라 먼저 고려 해야 할 점이 있는지
> > >
> > > 질문을 먼저 드리게 되었습니다.
> > >
> > > 부족한 질문 이지만 도움이 될 만한 작은 조언도 감사하게 여기겠습니다.
> > >
> > > 좋은 하루 보내세요
> >  >
> >  >
>  >
>  >
 >
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