송⋅수신 안테나 통합을 통한 초음파 도플러 센서의 소형화 기술개발

Abstract

본 논문은 폴링(polling) 기술의 활용과 송수신 안테나를 통합함으로써 기술적 혁신을 가져왔으며, 초소형 초음파 도플러 센서를 15(mm)*16(mm)로 획기적으로 줄이는 동시에, 에너지 소모를 동종 업계 최저 수준으로 구현하였 습니다. 기존 초음파 도플러 센서는 송신과 수신을 위해 별도의 안테나를 사용함 으로써, 크기와 전력 소모 면에서 제한이 있었습니다. 따라서 본 연구에서는 이러한 한계를 극복하기 위해서 송⋅수신 안테나를 통합된 하나의 안테나로 설계하고 최적화했습니다. 또한, 통합된 안테나는 제조 공정의 단순화와 공간 효율성을 극대화하였으 며, 고효율 전력 관리 시스템 도입으로 불필요한 전력 소모를 줄인 저전력 설 계는 센서의 전력 소모를 최소화하였기 때문에 비용 절감에 효율성을 가져왔 습니다. 이를 통해 개발된 센서는 평균적으로 140mW 이하의 전력을 소비하 며, 이는 기존 초음파 도플러 센서에 비해 크게 향상된 전력의 효율성을 보여 줍니다. 저전력 소모의 효율성은 배터리 수명의 연장과 유지보수 비용이 절감 되며 센서 사용의 편의성이 크게 향상됩니다. 이러한 저전력 소모는 배터리로 구동되는 휴대용 기기나 장기간 동작이 필요한 시스템에서 큰 이점을 제공합 니다. 따라서 본 연구의 주요성과는 다음과 같습니다. 첫째, 15(mm)*16(mm)의 크기로 동종 업계에서 가장 작은 초음파 도플러 센서를 구현하였습니다. 이는 제한된 환경의 공간에서도 센서를 쉽게 통합할 수 있게 합니다. 둘째, 전력 효율성 측면에서 평균 전력 140mW 이하로 저전력 소모를 통해 배터리 수명 을 크게 연장했습니다. 셋째, 크기는 작아지고 전력 소모도 획기적으로 줄어 들었음에도, 감지 거리는 5M로 기존 센서들과 비슷한 성능을 보여주고 있습 니다. 본 연구에서 개발된 초소형 초음파 도플러 센서는 다양한 산업 분야에서 활용될 수 있습니다. 자동차 산업에서는 자율주행 시스템의 장애물 감지 및 충돌 방지 기능을 향상할 수 있으며, 의료기기 분야에서는 진단 장비를 소형 화로 통합시킬 수 있습니다. 보안 시스템 및 산업 자동화와 같은 시스템에서 도 저전력과 높은 감지 신뢰도가 요구되는 다양한 제품에 응용되고 활용될 수 있습니다. 결론적으로 본 논문은 폴링 기술을 활용하여 송수신 안테나를 통합하고 이를 통해 15(mm)*16(mm) 크기의 초소형 초음파 도플러 센서를 개발한 연 구로, 에너지 소모를 동종 업계 최저 수준으로 구현시킨 기술적 혁신으로 인 해 센서의 실용성을 다양한 응용 분야에서 크게 향상될 것이며, 지속적인 센 서의 확장적 기술과 발전은 동종 업계의 새로운 기준을 설정하는 데 일조할 것입니다.