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출력 웨이브의 주파수를 조절할 수 있는 웨이브 소스; 상기 웨이브 소스로부터 출사된 웨이브가 진행하여 주파수 공진을 일으키는 유전체 공진기; 상기 유전체 공진기를 통해 진행하는 웨이브를 샘플에 인가하기 위한 웨이브 인가부; 상기 웨이브 인가부를 통해 전파되어 샘플과 상호작용한 후, 다시 상기 웨이브 인가부와 유전체 공진기를 통해 진행된 웨이브를 검출하는 검출부; 상기 유전체 공진기의 특성을 제어하고, 상기 검출부로부터 결과 데이터를 받아 시각적으로 확인할 수 있는 화상 데이터를 생성하는 중앙처리부; 상기 중앙처리부의 제어에 따라 상기 유전체 공진기의 임피던스 매칭을 미세하게 조절하기 위한 자동조절 튜닝장치; 및 상기 중앙처리부에서 생성된 데이터를 디스플레이 하는 화상 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기를 이용하여 물질의 특성 및 물질상수를 인식할 수 있는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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제 1 항에 있어서, 상기 중앙처리부의 제어에 따라 샘플과 유전체 공진기 사이의 상대적 위치를 이동시키기 위한 이동장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 웨이브 소스는 상기 중앙처리부의 제어에 따라 특정 주파수의 웨이브를 발생시키는 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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4
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 웨이브 소스는 상기 중앙처리부의 제어에 따라 복수의 주파수를 갖는 웨이브 스펙트럼을 발생시키는 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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5
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 유전체 공진기는: 유전체; 상기 유전체를 둘러싸는 금속 공진기; 상기 웨이브 소스에 의해 발생한 웨이브를 상기 유전체 공진기 내에 인가하기 위한 입력선; 및 샘플과 상호작용한 후 상기 탐침을 통해 유전체 공진기로 진행된 웨이브를 상기 검출부로 인가하기 위한 출력선;을 포함하는 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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6
제 5 항에 있어서, 상기 금속 공진기의 내벽과 상기 유전체 사이에 공간이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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7
제 6 항에 있어서, 상기 입력선 및 출력선은 상기 금속 공진기를 관통하여 설치되며, 상기 입력선 및 출력선의 일측 단부가 상기 유전체와 대향하도록 상기 금속 공진기의 내벽과 유전체 사이의 공간 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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8
제 7 항에 있어서, 상기 유전체 공진기 내부에 있는 입력선 및 출력선의 일측 단부는 직선 형태 또는 소정의 각도로 휘어진 커플링 루프(coupling loop)의 형태인 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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9
제 8 항에 있어서, 상기 입력선 및 출력선의 일측 단부가 커플링 루프의 형태인 경우, 입력선의 단부에 형성된 제 1 커플링 루프와 출력선의 단부의 형성된 제 2 커플링 루프를 회전시킴으로써 상기 유전체 공진기의 공진주파수, 커플링, 임피던스 그리고 전자기파 모드를 조절하는 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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10
제 5 항에 있어서, 자동조절 튜닝장치는: 상기 금속 공진기의 상면을 관통하여 상기 유전체의 상면과 대향하도록 설치된 수직 튜닝 스크류; 상기 금속 공진기의 측면을 관통하여 상기 유전체의 측면과 대향하도록 설치된 수평 튜닝 스크류; 및 상기 금속 공진기의 아랫면을 관통하여 상기 유전체를 떠받들도록 설치된 높낮이 조절 튜닝 스크류;를 포함하는 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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11
제 10 항에 있어서, 상기 중앙처리부의 제어에 따라, 상기 수직 튜닝 스크류, 수평 튜닝 스크류 및 높낮이 조절 튜닝 스크류를 각각 회전시켜, 상기 스크류들의 유전체 공진기 내의 삽입 깊이를 조절하기 위한 스텝핑 모터가 상기 스크류들에 각각 결합된 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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12
제 11 항에 있어서, 상기 스크류들의 상기 유전체 공진기 내의 삽입 깊이를 조절함으로써, 상기 유전체 공진기의 공진주파수, Q인자 및 임피던스를 조절하는 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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13
제 12 항에 있어서, 상기 유전체 공진기의 임피던스가 50 Ω을 유지하도록 조절하는 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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14
제 5 항에 있어서, 상기 웨이브 인가부는, 몸통의 직경이 일정하게 유지되며, 끝단의 직경이 급격하게 감소하도록 제작된 하이브리드 탐침인 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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15
제 14 항에 있어서, 상기 탐침의 일측 단부는 샘플과 대향하며, 타측 단부는 상기 유전체 공진기의 금속 공진기를 관통하여 상기 유전체와 대향하도록 설치된 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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16
제 15 항에 있어서, 상기 유전체 공진기 내부에 있는 탐침의 타측 단부 부분은 직선 형태 또는 커플링 루프의 형태인 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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17
제 14 항에 있어서, 상기 탐침은 금속, 유전체 또는 자성체 중 적어도 하나의 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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18
제 14 항에 있어서, 상기 중앙처리부의 제어에 따라 상기 탐침과 샘플 사이의 거리를 미세하게 조절하는 거리 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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19
제 18 항에 있어서, 상기 거리 조절부는: 한 쪽면에 상기 탐침이 부착되는 튜닝 포크(tuning fork); 및 상기 탐침이 부착된 상태에서의 튜닝 포크의 공명 진동수에 해당하는 주파수의 교류 전압을 튜닝 포크에 인가하고, 상기 튜닝 포크로부터의 출력 전류값을 측정하는 락-인 증폭기(Lock-in amplifier);를 포함하는 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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20
제 19 항에 있어서, 상기 튜닝 포크의 공명 진동수를 일정하게 유지함으로써 상기 탐침과 샘플 사이의 거리를 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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21
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 검출부는: 샘플과 상호작용한 후 상기 탐침과 유전체 공진기를 통해 진행된 웨이브의 크기를 측정하는 파워 미터; 및 샘플과 상호작용한 후 상기 탐침과 유전체 공진기를 통해 진행된 웨이브의 주파수를 측정하는 스펙트럼 분석기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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22
제 21 항에 있어서, 상기 검출부는, 유전체 공진기의 삽입손실 및 정합 여부를 측정하기 위한 회로망 분석기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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23
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 웨이브 인가부는 패치 안테나인 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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24
제 23 항에 있어서, 상기 패치 안테나와 유전체 공진기가 일체로 제조된 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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제 24 항에 있어서, 상기 패치 안테나와 일체로 제조된 패치 안테나 일체 적층형 유전체 공진기는: 제 1 유전체 기판; 상기 제 1 유전체 기판의 내부 중심에 형성된 것으로, 주파수 공진을 발생하는 실린더형 유전체; 상기 웨이브 소스에 의해 발생한 웨이브를 상기 유전체 공진기 내에 인가하기 위한 입력포트; 샘플과 상호작용한 후 상기 패치 안테나를 통해 유전체 공진기로 진행된 웨이브를 상기 검출부로 인가하기 위한 출력포트; 및 상기 유전체에서 발생한 웨이브를 전달할 수 있도록 상기 제 1 유전체 기판으로부터 패치 안테나까지 수직으로 형성된 제 1 비어홀;을 포함하며, 상기 실린더형 유전체는 상기 제 1 유전체 기판에 비하여 고유전율의 높은 Q 값을 가지는 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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제 25 항에 있어서, 상기 유전체 공진기는, 상기 유전체 공진기에서 발생하는 웨이브가 상기 패치 안테나를 향해 방사되는 것을 차단하기 위해 상기 제 1 유전체 기판 상에 메탈라이징된 실드전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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제 26 항에 있어서, 상기 제 1 비어홀은 내주면이 금속으로 메탈라이징 되어 있는 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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제 26 항에 있어서, 상기 제 1 유전체 기판은 실질적으로 동일한 두께를 갖는 제 1 하부 유전체 기판 및 상기 제 1 하부 유전체 기판 위의 제 1 상부 유전체 기판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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제 28 항에 있어서, 상기 제 1 비어홀은 상기 제 1 상부 유전체 기판을 수직으로 관통하여 상기 패치 안테나의 내부에까지 형성된 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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제 28 항에 있어서, 상기 입력포트 및 출력포트는 각각 상기 제 1 하부 유전체 기판 상면의 양측으로부터 상기 실린더형 유전체를 향하여 형성되어 있으며, 상기 실린더형 유전체와 대향하는 단부가 각각 수평방향으로 직각으로 꺾어진 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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제 28 항에 있어서, 상기 입력포트 및 출력포트는 각각 상기 제 1 하부 유전체 기판 하면의 양측에 서로 대향하도록 형성되어 있고, 입력포트 및 출력포트의 단부에는 각각 상기 제 1 하부 유전체 기판을 관통하여 상기 실린더형 유전체와 대향하는 비어홀이 형성되으며, 상기 입력포트와 출력포트의 단부에 각각 형성된 비어홀들의 내주면은 메탈라이징 된 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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제 26 항에 있어서, 자동조절 튜닝장치는: 상기 제 1 유전체 기판의 양측면과 하면에 각각 설치된 다수의 튜닝 스크류; 및 상기 중앙처리부의 제어에 따라, 상기 다수의 튜닝 스크류를 각각 회전시켜 상기 스크류들의 유전체 공진기 내의 삽입 깊이를 조절하기 위한 스텝핑 모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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제 26 항에 있어서, 상기 패치 안테나는: 상기 실드 전극 위에 형성된 제 2 유전체 기판; 상기 제 2 유전체 기판 상에 메탈라이징된 접지도체; 상기 접지도체의 중심부를 소정의 모양으로 패터닝하여 형성된 고주파 방사도체; 상기 제 2 유전체 기판 내에 매립되어 있으며, 일단은 상기 제 1 비어홀과 접촉되어 있고 타단은 상기 고주파 방사도체의 하부와 대향하는 급전선;을 포함하는 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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제 26 항에 있어서, 상기 패치 안테나는: 상기 실드 전극 위에 형성된 제 2 유전체 기판; 상기 제 2 유전체 기판 상에 메탈라이징된 접지도체; 상기 접지도체의 중심부를 소정의 모양으로 패터닝하여 형성된 고주파 방사도체; 상기 제 2 유전체 기판 내에 매립되어 있으며, 일단은 상기 제 1 비어홀과 접촉되어 있고 타단은 상기 고주파 방사도체의 하부와 대향하는 급전선;을 포함하는 것을 특징으로 하는 물질 인식, 진단 및 이미징 장치
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