KR102474119B1 - Biosensor to sense biometric information using electromagnetic wave through superstrate - Google Patents

Biosensor to sense biometric information using electromagnetic wave through superstrate Download PDF

Info

Publication number
KR102474119B1
KR102474119B1 KR1020200086714A KR20200086714A KR102474119B1 KR 102474119 B1 KR102474119 B1 KR 102474119B1 KR 1020200086714 A KR1020200086714 A KR 1020200086714A KR 20200086714 A KR20200086714 A KR 20200086714A KR 102474119 B1 KR102474119 B1 KR 102474119B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
superstrate
antenna element
relative permittivity
layers
biosensor
Prior art date
Application number
KR1020200086714A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20220008524A (en
Inventor
프랭클린 돈 변
변강일
Original Assignee
울산과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 울산과학기술원 filed Critical 울산과학기술원
Priority to KR1020200086714A priority Critical patent/KR102474119B1/en
Priority to PCT/KR2020/011322 priority patent/WO2022014771A1/en
Publication of KR20220008524A publication Critical patent/KR20220008524A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102474119B1 publication Critical patent/KR102474119B1/en

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/0507—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  using microwaves or terahertz waves
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/14503—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue invasive, e.g. introduced into the body by a catheter or needle or using implanted sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/14532—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring glucose, e.g. by tissue impedance measurement
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/15—Devices for taking samples of blood
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/15—Devices for taking samples of blood
    • A61B5/150007—Details
    • A61B5/150847—Communication to or from blood sampling device
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/15—Devices for taking samples of blood
    • A61B5/155—Devices specially adapted for continuous or multiple sampling, e.g. at predetermined intervals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/683—Means for maintaining contact with the body
    • A61B5/6832—Means for maintaining contact with the body using adhesives
    • A61B5/6833—Adhesive patches
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6846—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive
    • A61B5/6847—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive mounted on an invasive device
    • A61B5/686—Permanently implanted devices, e.g. pacemakers, other stimulators, biochips
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0228—Microwave sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/16—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors
    • A61B2562/164—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors the sensor is mounted in or on a conformable substrate or carrier

Abstract

일 실시예에 따른 바이오 센서는, 대상 객체(target object)를 향해 전자기파를 방사하는 안테나 소자; 및 상기 안테나 소자로부터 방사된 전자기파를 상기 대상 객체로 전달하고, 상대 유전율(relative permittivity)이 상기 안테나 소자로부터 멀어질수록 증가하는 슈퍼스트레이트(superstrate)를 포함할 수 있다.A biosensor according to an embodiment includes an antenna element radiating electromagnetic waves toward a target object; and a superstrate that transfers electromagnetic waves emitted from the antenna element to the target object and has a relative permittivity that increases as the distance from the antenna element increases.

Figure R1020200086714
Figure R1020200086714

Description

슈퍼스트레이트를 통해 전자기파를 이용하여 생체 정보를 센싱하는 바이오 센서{BIOSENSOR TO SENSE BIOMETRIC INFORMATION USING ELECTROMAGNETIC WAVE THROUGH SUPERSTRATE}Biosensor that senses biometric information using electromagnetic waves through a superstrate

이하, 슈퍼스트레이트를 통해 전자기파를 이용하여 생체 정보를 센싱하는 바이오 센서에 관한 기술이 제공된다.Hereinafter, a technology related to a biosensor that senses biometric information using electromagnetic waves through a superstrate is provided.

최근 현대인들은 식생활습관 서구화로 인해 당뇨병, 고지혈증, 혈전환자 등 소위 성인 질환으로 고통받는 사람들이 늘고 있다. 이러한 성인 질환의 경중 여부를 알 수 있는 간단한 방법은 혈액 내의 생체 성분 측정이다. 생체 성분 측정은 혈당, 빈혈, 혈액응고 등 혈중에 포함된 여러 가지 성분의 양을 알 수 있어 특정 성분의 수치가 정상 영역에 있는지, 비정상 영역에 있는지 일반인도 병원에 가지 않고 쉽게 이상 여부의 판단이 가능하다는 장점이 있다.Recently, the number of people suffering from so-called adult diseases such as diabetes, hyperlipidemia, and blood conversion patients is increasing due to the westernization of dietary habits. A simple way to determine the severity of these adult diseases is to measure biocomponents in the blood. The measurement of biological components can determine the amount of various components in blood, such as blood sugar, anemia, and blood coagulation, so that the general public can easily determine whether the level of a specific component is in the normal range or abnormal range without going to the hospital. There are advantages to being able to.

생체 성분 측정의 손쉬운 방법 중 하나는 손가락 끝에서 채혈한 혈액을 테스트 스트립에 주입 후 전기화학적 혹은 광도법을 이용하여 출력신호를 정량 분석하는 것인데, 이러한 방법은 측정기에서 해당 성분량이 디스플레이될 수 있으므로 전문지식이 없는 일반인에게 적합하다.One of the easy methods of measuring biological components is to inject blood collected from a fingertip into a test strip and quantitatively analyze the output signal using an electrochemical or photometric method. It is suitable for the general public without

바이오 센서는 스마트 기기와 결합되어 사용될 수도 있는데, 생체 정보의 신속하고 정확한 측정이 요구된다.
[선행기술문헌]
미국공개특허 US2003/0036674호A biosensor may be used in combination with a smart device, but rapid and accurate measurement of biometric information is required.
[Prior art literature]
US Patent Publication No. US2003/0036674

일 실시예에 따른 바이오 센서는 체외에 배치되는 센서로서 상대 유전율이 부위 별로 다른 슈퍼스트레이트를 통해 전자기파를 체내를 향해 방사할 수 있다.A biosensor according to an embodiment is a sensor disposed outside the body and can radiate electromagnetic waves toward the body through a superstrate having a different relative permittivity for each part.

일 실시예에 따른 바이오 센서의 슈퍼스트레이트에서 레이어들의 상대 유전율은 안테나 소자로부터 대상 객체를 향해 점진적으로 변화할 수 있다.A relative permittivity of layers in a superstrate of a biosensor according to an embodiment may gradually change from an antenna element toward a target object.

일 실시예에 따른 바이오 센서는 대상 객체에 접착될 수 있다.A biosensor according to an embodiment may be attached to a target object.

일 실시예에 따른 바이오 센서는, 대상 객체(target object)를 향해 전자기파를 방사하는 안테나 소자; 및 상기 안테나 소자로부터 방사된 전자기파를 상기 대상 객체로 전달하고, 상대 유전율(relative permittivity)이 상기 안테나 소자로부터 멀어질수록 증가하는 슈퍼스트레이트(superstrate)를 포함할 수 있다.A biosensor according to an embodiment includes an antenna element radiating electromagnetic waves toward a target object; and a superstrate that transfers electromagnetic waves emitted from the antenna element to the target object and has a relative permittivity that increases as the distance from the antenna element increases.

바이오 센서는 상기 대상 객체를 향해 방사된 상기 전자기파에 기초하여 상기 대상 객체 내의 대상 피분석물과 관련된 생체 정보를 결정하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The biosensor may further include a control unit that determines biometric information related to a target analyte in the target object based on the electromagnetic wave emitted toward the target object.

상기 슈퍼스트레이트에서 상기 안테나 소자에 인접한 제1 부분들 간의 제1 유전율 차이는 상기 제1 부분들보다 상기 안테나 소자로부터 멀리 배치된 제2 부분들 간의 제2 유전율 차이보다 작을 수 있다.In the superstrate, a first difference in permittivity between first parts adjacent to the antenna element may be smaller than a difference in second permittivity between second parts disposed farther from the antenna element than the first parts.

상기 슈퍼스트레이트의 상대 유전율 증가 정도는 상기 안테나 소자로부터 멀어질수록 증가할 수 있다.The degree of increase in the relative permittivity of the superstrate may increase as the distance from the antenna element increases.

상기 슈퍼스트레이트는, 상대 유전율이 서로 다른 복수의 레이어들을 포함할 수 있다.The superstrate may include a plurality of layers having different relative dielectric constants.

상기 복수의 레이어들에서 상기 안테나 소자로부터 먼 레이어의 상대 유전율은 상기 안테나 소자에 인접한 레이어의 상대 유전율보다 높을 수 있다.In the plurality of layers, a relative permittivity of a layer far from the antenna element may be higher than a relative permittivity of a layer adjacent to the antenna element.

상기 복수의 레이어들에서 인접한 레이어들 간의 고유 임피던스 차이들이 균일하게 분포될 수 있다.In the plurality of layers, inherent impedance differences between adjacent layers may be uniformly distributed.

상기 복수의 레이어들 중 적어도 한 레이어는, 상기 전자기파의 방사 지점의 상대 유전율의 제곱근 및 목표 지점의 상대 유전율의 제곱근 간의 차이, 레이어의 배치 순서, 및 상기 복수의 레이어들의 총 개수에 기초하여 결정된 상대 유전율을 가질 수 있다.At least one of the plurality of layers is determined based on the difference between the square root of the relative permittivity of the radiation point of the electromagnetic wave and the square root of the relative permittivity of the target point, the arrangement order of the layers, and the total number of the plurality of layers may have a permittivity.

상기 슈퍼스트레이트는, 상기 안테나 소자를 기준으로 상기 슈퍼스트레이트의 반대편에 배치되는 접지 레이어를 더 포함하고, 상기 복수의 레이어들 중 상기 안테나 소자에 접촉한 레이어는 상기 접지 레이어의 상대 유전율 및 상기 대상 객체의 상대 유전율 사이에 대응하는 범위 내의 상대 유전율을 가질 수 있다.The superstrate further includes a ground layer disposed on the opposite side of the superstrate with respect to the antenna element, and among the plurality of layers, a layer in contact with the antenna element is the relative permittivity of the ground layer and the target object. It may have a relative permittivity within a corresponding range between the relative permittivity of .

상기 복수의 레이어들 중 상기 대상 객체에 접촉한 레이어는 상기 대상 객체의 상대 유전율과 동일하거나 유사한 상대 유전율을 가질 수 있다.Among the plurality of layers, a layer contacting the target object may have a relative permittivity equal to or similar to that of the target object.

상기 대상 객체에 접촉한 레이어는, 인체 피부에 대응하는 상대 유전율을 가질 수 있다.A layer contacting the target object may have a relative permittivity corresponding to human skin.

상기 슈퍼스트레이트의 각 레이어는 상기 안테나 소자에 의해 목표 주파수로 방사되는 전자기파의 반파장 미만의 두께로 형성될 수 있다.Each layer of the superstrate may have a thickness of less than half a wavelength of an electromagnetic wave radiated at a target frequency by the antenna element.

상기 슈퍼스트레이트는 상기 안테나 소자에 의해 목표 주파수로 방사되는 전자기파의 반파장에 대응하는 두께로 형성될 수 있다.The superstrate may have a thickness corresponding to a half wavelength of an electromagnetic wave radiated at a target frequency by the antenna element.

상기 슈퍼스트레이트는, 상기 대상 객체에 접촉하면서, 상기 대상 객체에 부착(attach)되는 접착 레이어를 더 포함할 수 있다.The superstrate may further include an adhesive layer attached to the target object while in contact with the target object.

상기 슈퍼스트레이트의 측부에 연결되고, 상기 대상 객체에 부착되는 접착부를 더 포함할 수 있다.An adhesive portion connected to the side of the superstrate and attached to the target object may be further included.

상기 슈퍼스트레이트의 각 레이어의 소재는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, Polytetrafluoroethylene) 기반 복합체(composite), 유기 세라믹 라미네이트(organic ceramic laminate), 및 불소화 에틸렌 프로필렌(FEP, Fluorinated Ethylene Propylene) 중 하나 이상의 소재를 포함할 수 있다.The material of each layer of the superstrate is at least one of a polytetrafluoroethylene (PTFE)-based composite, an organic ceramic laminate, and a fluorinated ethylene propylene (FEP). can include

바이오 센서는 상기 전자기파를 통해 체내 센서와 통신을 수립할 수 있다.A biosensor can establish communication with a sensor in the body through the electromagnetic waves.

바이오 센서는 상기 슈퍼스트레이트를 기준으로 상기 안테나 소자의 반대편에 접지 레이어가 배치되고, 상기 안테나 소자, 상기 슈퍼스트레이트, 및 상기 접지 레이어를 수용하는 하우징을 더 포함할 수 있다.The biosensor may further include a housing having a ground layer disposed on an opposite side of the antenna element with respect to the superstrate and accommodating the antenna element, the superstrate, and the ground layer.

일 실시예에 따른 바이오 센싱 시스템은, 대상 객체를 향해 전자기파를 방사하는 안테나 소자 및 상대 유전율이 상기 안테나 소자로부터 멀어질수록 증가하는 슈퍼스트레이트(superstrate)를 포함하는 외부 생체 센서; 및 상기 대상 객체 내부에 배치되고, 상기 외부 생체 센서와 통신을 수립하는 내부 생체 센서를 포함할 수 있다.A bio-sensing system according to an embodiment includes an external bio-sensor including an antenna element for radiating electromagnetic waves toward a target object and a superstrate whose relative permittivity increases as the distance from the antenna element increases; and an internal biometric sensor disposed inside the target object and establishing communication with the external biometric sensor.

일 실시예에 따른 바이오 센서는 점진적으로 변화하는 상대 유전율을 갖는 슈퍼스트레이트를 통해 체내 전자파 투과의 효율성을 개선할 수 있다.The biosensor according to an exemplary embodiment may improve electromagnetic wave transmission efficiency in the body through a superstrate having a gradually changing relative permittivity.

일 실시예에 따른 바이오 센서는 안테나 소자와 슈퍼스트레이트 간의 손실 계수 및 슈퍼스트레이트와 대상 객체 간의 손실 계수를 최소화하여 전자파 손실을 감소시킬 수 있다.A biosensor according to an embodiment may reduce electromagnetic wave loss by minimizing a loss coefficient between an antenna element and a superstrate and between a superstrate and a target object.

일 실시예에 따른 바이오 센서에서 접착 레이어는 피부와의 유전율 차이를 최소화하기 위해 고 유전율 및 저 손실상수를 가질 수 있다.In the biosensor according to an embodiment, the adhesive layer may have a high permittivity and a low loss constant in order to minimize a difference in permittivity with skin.

도 1은 일 실시예에 따른 바이오 센서의 개괄적인 구성을 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 슈퍼스트레이트의 예시적인 구성을 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 슈퍼스트레이트의 전파 투과 계수 및 반사 계수를 설명한다.
도 4는 일 실시예에 따른 슈퍼스트레이트 내 위치별 유전율 곡선 및 슈퍼스트레이트를 구성하는 레이어 소재의 상대 유전율을 설명한다.
도 5 및 도 6은 일 실시예에 따른 슈퍼스트레이트에 의한 반사 계수 및 투과 계수의 개선을 설명한다.
도 7 및 도 8은 일 실시예에 따른 접착 레이어의 배치를 설명하는 도면이다.
도 9 및 도 10은 일 실시예에 따른 바이오 센서에 의한 전파 투과 레벨을 설명하는 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 바이오 센싱 시스템을 도시한다.1 shows a general configuration of a biosensor according to an embodiment.
2 shows an exemplary configuration of a superstrate according to one embodiment.
3 illustrates the radio transmission coefficient and reflection coefficient of a superstrate according to an embodiment.
4 illustrates a permittivity curve for each position in a superstrate and a relative permittivity of a layer material constituting the superstrate according to an exemplary embodiment.
5 and 6 illustrate improvement in reflection and transmission coefficients by a superstrate according to an embodiment.
7 and 8 are diagrams illustrating arrangement of an adhesive layer according to an exemplary embodiment.
9 and 10 are diagrams illustrating radio wave transmission levels by a biosensor according to an exemplary embodiment.
11 illustrates a bio-sensing system according to an embodiment.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes can be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all changes, equivalents or substitutes to the embodiments are included within the scope of rights.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in the examples are used only for descriptive purposes and should not be construed as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 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 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, 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 the embodiment belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are given to the same components regardless of reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description will be omitted.

또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. In addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term. When an element is described as being “connected,” “coupled to,” or “connected” to another element, that element may be directly connected or connected to the other element, but there may be another element between the elements. It should be understood that may be "connected", "coupled" or "connected".

어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in one embodiment and components having common functions will be described using the same names in other embodiments. Unless stated to the contrary, descriptions described in one embodiment may be applied to other embodiments, and detailed descriptions will be omitted to the extent of overlap.

도 1은 일 실시예에 따른 바이오 센서의 개괄적인 구성을 도시한다.1 shows a general configuration of a biosensor according to an embodiment.

바이오 센서(100)는 전자기파를 이용하여 대상 피분석물(target analyte)(199)을 센싱하는 센서일 수 있다. 대상 피분석물(199)은 생체(living body)와 연관된 물질(material)로서, 생체 물질(analyte)이라고도 나타낼 수 있다. 참고로, 본 명세서에서 대상 피분석물(199)은 주로 혈당으로 설명하였으나, 이로 한정하는 것은 아니다. 바이오 센서(100)는 안테나 소자(110), 슈퍼스트레이트(120), 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.The biosensor 100 may be a sensor that senses a target analyte 199 using electromagnetic waves. The target analyte 199 is a material related to a living body and may also be referred to as an analyte. For reference, in the present specification, the target analyte 199 is mainly described as blood sugar, but is not limited thereto. The biosensor 100 may include an antenna element 110, a superstrate 120, and a controller 130.

일 실시예에 따르면, 안테나 소자(110)는 대상 객체를 향해 전자기파를 방사할 수 있다. 객체는 생체 및/또는 생체의 일부(예를 들어, 신체 부위(body part))일 수 있다. 바이오 센서(100)는 안테나 소자(110)를 통해 전자기파를 방사하고, 해당 방사된 전자기파가 반사된 산란된 전자기장을 수신함으로써, 대상 피분석물(199)과 연관된 생체 파라미터를 결정할 수 있다. 본 명세서에서 생체 파라미터는 바이오 센서(100) 및/또는 바이오 센싱 시스템을 해석하기 위해 사용되는 회로망 파라미터(circuit network parameter)를 나타낼 수 있고, 아래에서는 설명의 편의를 위해 주로 산란 파라미터를 예로 들어 설명하나 이로 한정하는 것은 아니다. 생체 파라미터는 대상 객체의 피분석물에 대한 전자기적 특성과 관련된 파라미터로서, 예를 들어, 피분석물을 투과한 투과 파라미터, 피분석물에 의해 반사된 반사 파라미터 등과 같은 산란 파라미터, 및 안테나 주변의 피분석물 농도에 따라 변화하는 안테나 자체의 공진 주파수 등을 포함할 수 있다. 참고로, 안테나 소자(110)의 공진 주파수는 대상 피분석물(199)의 농도와 관련되므로, 바이오 센서(100)는 투과계수 및/또는 반사계수의 변화를 감지함으로써 안테나 소자(110)의 공진 주파수에 기초하여 혈당을 예측할 수 있다. 혈당 예측과 관련된 제어부(130)의 동작은 후술한다.According to one embodiment, the antenna element 110 may radiate electromagnetic waves toward a target object. An object may be a living body and/or a part of a living body (eg, a body part). The biosensor 100 may determine a biological parameter related to the target analyte 199 by radiating electromagnetic waves through the antenna element 110 and receiving a scattered electromagnetic field in which the emitted electromagnetic waves are reflected. In this specification, the biometric parameter may represent a circuit network parameter used to analyze the biosensor 100 and/or the biosensing system, and below, for convenience of explanation, scattering parameters are mainly described as an example. It is not limited to this. A biometric parameter is a parameter related to electromagnetic characteristics of an analyte of a target object, for example, a scattering parameter such as a transmission parameter transmitted through an analyte, a reflection parameter reflected by the analyte, and the like, and a scattering parameter around an antenna. The resonant frequency of the antenna itself, which changes according to the concentration of the analyte, may be included. For reference, since the resonance frequency of the antenna element 110 is related to the concentration of the target analyte 199, the biosensor 100 detects a change in the transmission coefficient and/or the reflection coefficient, thereby resonating the resonance of the antenna element 110. Blood glucose can be predicted based on the frequency. Operations of the control unit 130 related to blood glucose prediction will be described later.

슈퍼스트레이트(120)는 안테나 소자(110)로부터 방사된 전자기파를 대상 객체로 전달할 수 있다. 슈퍼스트레이트(120)에서 상대 유전율(relative permittivity)은 안테나 소자(110)로부터 멀어질수록 증가할 수 있다. 예를 들어, 안테나 소자(110)를 기준으로 슈퍼스트레이트(120)의 근위부의 상대 유전율은 슈퍼스트레이트(120)의 원위부의 상대 유전율보다 작을 수 있다. 슈퍼스트레이트(120)의 근위부는 안테나 소자(110)에 인접한 부분을 나타내고, 슈퍼스트레이트(120)의 원위부는 안테나 소자(110)로부터 먼 부분을 나타낼 수 있다. 슈퍼스트레이트(120)의 상대 유전율은 근위부로부터 원위부로 갈 수록 증가할 수 있다. 일 실시예에 따른 바이오 센서(100)는 안테나 소자(110)에 의해 방사되는 전자기파를 슈퍼스트레이트(120)로 전달할 수 있다. 바이오 센서(100)는 슈퍼스트레이트(120)를 통해 반사 손실이 최소화된 전자기파를 대상 객체로 전달할 수 있다. 예를 들어, 바이오 센서(100)에 의해 슈퍼스트레이트(120)를 통과하여 방사된 전자기파는 대상 객체의 진피층(141), 피하층(142), 및 혈관(143)까지 도달할 수 있다.The superstrate 120 may transmit electromagnetic waves radiated from the antenna element 110 to a target object. The relative permittivity of the superstrate 120 may increase as the distance from the antenna element 110 increases. For example, the relative permittivity of the proximal part of the superstrate 120 with respect to the antenna element 110 may be smaller than the relative permittivity of the distal part of the superstrate 120 . A proximal portion of the superstrate 120 may represent a portion adjacent to the antenna element 110 , and a distal portion of the superstrate 120 may represent a portion far from the antenna element 110 . The relative permittivity of the superstrate 120 may increase from the proximal portion to the distal portion. The biosensor 100 according to an embodiment may transmit electromagnetic waves emitted by the antenna element 110 to the superstrate 120 . The biosensor 100 may transmit electromagnetic waves with minimized return loss to a target object through the superstrate 120 . For example, electromagnetic waves emitted by the biosensor 100 passing through the superstrate 120 may reach the dermal layer 141, subcutaneous layer 142, and blood vessels 143 of the target object.

제어부(130)는 대상 객체를 향해 방사된 전자기파에 기초하여 대상 객체 내의 대상 피분석물(199)과 관련된 생체 정보를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(130)는 생체 파라미터를 이용하여 생체 정보를 결정할 수 있다. 생체 정보는 생체의 상태를 지시하는 정보로서, 예를 들어, 피분석물의 종류 및 농도 등을 포함할 수 있다. 예시적으로 생체 정보는 혈당 수치를 나타낼 수 있다.The controller 130 may determine biometric information related to the target analyte 199 in the target object based on the electromagnetic waves emitted toward the target object. For example, the controller 130 may determine biometric information using biometric parameters. Biometric information is information indicating a state of a living body, and may include, for example, the type and concentration of an analyte. Illustratively, the biometric information may indicate a blood sugar level.

안테나 소자(110)의 공진 주파수는, 후술하는 바와 같이, 안테나 소자(110)에 의해 형성되는 빔 패턴에 대응하는 공간 내에 존재하는 대상 피분석물(199)의 농도에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 공진 주파수는 하기 수학식 1과 같이 커패시턴스 성분 및 인덕턴스 성분으로 표현될 수 있다.As will be described later, the resonance frequency of the antenna element 110 may vary according to the concentration of the target analyte 199 present in a space corresponding to a beam pattern formed by the antenna element 110 . For example, the resonant frequency may be expressed as a capacitance component and an inductance component as shown in Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112020073041449-pat00001
Figure 112020073041449-pat00001

상술한 수학식 1에서 f는 안테나 소자(110)의 공진 주파수, L은 안테나 소자(110)의 인덕턴스, C는 안테나 소자(110)의 커패시턴스를 나타낼 수 있다. 안테나 소자(110)의 커패시턴스 C는 아래 수학식 2와 같이 상대 유전율(relative permittivity)

Figure 112020073041449-pat00002
에 비례할 수 있다.In Equation 1 described above, f may represent the resonant frequency of the antenna element 110, L may represent the inductance of the antenna element 110, and C may represent the capacitance of the antenna element 110. The capacitance C of the antenna element 110 is the relative permittivity as shown in Equation 2 below
Figure 112020073041449-pat00002
can be proportional to

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112020073041449-pat00003
Figure 112020073041449-pat00003

안테나 소자(110)의 상대 유전율

Figure 112020073041449-pat00004
은 주변의 대상 피분석물(199)의 농도에 의해 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 배열 모드로 동작하는 안테나 소자(110)는 대상 부위, 예를 들어, 혈관을 향해 전자기파를 방사할 수 있다. 이 때, 혈관을 향해 방사된 전자기파는 주변에 존재하는 대상 피분석물(199)로 인해 산란될 수 있다. 산란되는 전자기장(scattered field)의 세기는 대상 피분석물(199)의 농도에 따라 달라질 수 있는데, 주로 대상 부위인 혈관 내 포함된 대상 피분석물(199)의 농도에 따라 달라질 수 있다. 대상 피분석물(199)의 농도 변화에 따라 안테나 소자(110)의 상대 유전율
Figure 112020073041449-pat00005
이 변하므로, 안테나 소자(110)의 공진 주파수도 함께 변화한다.Relative permittivity of antenna element 110
Figure 112020073041449-pat00004
may be influenced by the concentration of the analyte of interest 199 in the surroundings. For example, the antenna element 110 operating in the array mode may radiate electromagnetic waves toward a target site, for example, a blood vessel. At this time, the electromagnetic waves radiated toward blood vessels may be scattered due to the target analyte 199 existing in the vicinity. The intensity of the scattered electromagnetic field may vary depending on the concentration of the target analyte 199, which is mainly included in the blood vessel, which is the target site. The relative permittivity of the antenna element 110 according to the concentration change of the target analyte 199
Figure 112020073041449-pat00005
As this changes, the resonant frequency of the antenna element 110 also changes.

산란되는 전자기장(scattered field)의 세기는 예시적으로 제1 안테나 소자(110)에서의 반사 계수(reflection coefficient) S11에 대응할 수 있다. 바이오 센서(100)는 주파수 범위 내에서 반사 계수 S11을 측정함으로써 주파수 응답 특성(199)을 획득할 수 있다. 반사 계수 S11에서는 주파수 범위 내에서 가장 낮은 반사 계수를 나타내는 주파수가 공진 주파수일 수 있다. 상대 유전율

Figure 112020073041449-pat00006
이 증가할수록 안테나 소자(110)의 공진 주파수가 감소할 수 있다.The intensity of the scattered electromagnetic field may exemplarily correspond to a reflection coefficient S 11 of the first antenna element 110 . The biosensor 100 may acquire frequency response characteristics 199 by measuring the reflection coefficient S 11 within a frequency range. In the reflection coefficient S 11 , a frequency exhibiting the lowest reflection coefficient within a frequency range may be a resonance frequency. relative permittivity
Figure 112020073041449-pat00006
As this increases, the resonant frequency of the antenna element 110 may decrease.

따라서, 일 실시예에 따른 바이오 센서(100)는 안테나 소자(110)의 공진 주파수에 기초하여 혈관에 내 대상 피분석물(199)에 대한 생체 정보를 직접적으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 바이오 센서(100)는 공진 주파수 별로 대응하는 대상 피분석물(199)의 농도 값(예를 들어, 혈당 수치)이 매핑된 매핑 테이블(예를 들어, 룩업테이블(LUT, look up table))로부터, 측정 시점에서 측정된 공진 주파수에 의해 지시되는 농도 값을 결정할 수 있다. 다만, 생체 정보의 결정을 이로 한정하는 것은 아니고, 설계에 따라 변경될 수 있다.Accordingly, the biosensor 100 according to an embodiment may directly determine biometric information about the target analyte 199 in the blood vessel based on the resonant frequency of the antenna element 110 . For example, the biosensor 100 uses a mapping table (eg, look up table (LUT)) in which concentration values (eg, blood glucose level) of the target analyte 199 corresponding to each resonance frequency are mapped. Table)), it is possible to determine the concentration value indicated by the measured resonant frequency at the time of measurement. However, the determination of biometric information is not limited thereto and may be changed according to design.

도 2는 일 실시예에 따른 슈퍼스트레이트의 예시적인 구성을 도시한다.2 shows an exemplary configuration of a superstrate according to one embodiment.

일 실시예에 따르면 바이오 센서(200)에서 안테나 소자(210)를 기준으로 일측에 슈퍼스트레이트(220)가 배치되고, 반대측에 접지 레이어(230)가 배치될 수 있다.According to an embodiment, in the biosensor 200, the superstrate 220 may be disposed on one side of the antenna element 210, and the ground layer 230 may be disposed on the opposite side.

슈퍼스트레이트(220)의 부분들은 안테나 소자(210)로부터의 거리에 따라 다른 상대 유전율을 가질 수 있다. 본 명세서에서는 슈퍼스트레이트(220)가 복수의 레이어들을 포함하고, 각 레이어의 상대 유전율이 다른 예시를 설명하나, 이로 한정하는 것은 아니다. 슈퍼스트레이트(220)는 레이어 단위로 구별되지 않고, 상대 유전율이 연속적으로 변화하는 소재로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 슈퍼스트레이트는 안테나 소자로부터 거리에 따라 다른 밀도로 배치된 동일한 소재(예를 들어, 실리콘)를 포함함으로써, 동일한 손실 상수의 이점을 갖되 다양한 유전율을 가질 수 있다. 밀도 조절에 따라 상대 유전율이 설계되므로, 완만한 손실 탄젠트 변화가 나타날 수 있다. 따라서, 레이어를 병합하는 경우보다, 동일한 소재의 밀도 조절에 의한 슈퍼스트레이트 설계 및 제작이 더 용이할 수 있다.Portions of the superstrate 220 may have different relative dielectric constants depending on their distance from the antenna element 210 . In this specification, an example in which the superstrate 220 includes a plurality of layers and the relative permittivity of each layer is different is described, but is not limited thereto. The superstrate 220 is not differentiated by layer and may be implemented with a material whose relative permittivity continuously changes. For example, by including the same material (eg, silicon) disposed at different densities depending on the distance from the antenna element, the superstrate may have the advantage of the same loss constant but have various permittivities. Since the relative permittivity is designed according to the density control, a gentle loss tangent change may appear. Therefore, it may be easier to design and manufacture a superstrate by controlling the density of the same material than when merging layers.

슈퍼스트레이트(220)의 복수의 레이어들은 각각 서로 다른 상대 유전율을 가지는 소재로 형성될 수 있다. 복수의 레이어들의 상대 유전율은 슈퍼스트레이트의 중심을 기준으로 일측으로부터 반대측을 향해 점진적으로 감소할 수 있다. 복수의 레이어들은 슈퍼스트레이트(220)에서 안테나 소자(210)에 인접한 근위부(proximal portion)로부터 원위부(distal portion)까지 점진적으로 증가하는 상대 유전율을 가질 수 있다. 예를 들어, 복수의 레이어들 중 근위부의 레이어는 원위부의 레이어의 상대 유전율보다 작은 상대 유전율을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 레이어(221)는 제2 레이어(222)보다 안테나 소자(210)로부터 먼 위치에 배치될 수 있고, 반대로, 제2 레이어(222)는 제1 레이어(221)보다 안테나 소자(210)로부터 가까운 위치에 배치될 수 있다. 이 때, 복수의 레이어들 중 제1 레이어(221)보다 안테나 소자(210)에 인접하게 배치된 제2 레이어(222)는, 제1 레이어(221)의 상대 유전율보다 작은 상대 유전율을 가질 수 있다.The plurality of layers of the superstrate 220 may be formed of materials having different relative dielectric constants. The relative permittivity of the plurality of layers may gradually decrease from one side to the opposite side with respect to the center of the superstrate. The plurality of layers may have a relative permittivity that gradually increases from a proximal portion adjacent to the antenna element 210 to a distal portion of the superstrate 220 . For example, among the plurality of layers, a proximal layer may have a relative permittivity smaller than a relative permittivity of a distal layer. For example, the first layer 221 may be disposed farther from the antenna element 210 than the second layer 222, and conversely, the second layer 222 is further than the antenna element 221. It can be placed in a location close to (210). At this time, among the plurality of layers, the second layer 222 disposed closer to the antenna element 210 than the first layer 221 may have a relative permittivity smaller than that of the first layer 221. .

예시적으로, 접지 레이어(230)는 FEP(Fluorinated ethylene propylene) 소재로 구현될 수 있다. FEP 소재의 상대 유전율

Figure 112020073041449-pat00007
은 2이고, 반사 손실은 0.0003일 수 있다. 슈퍼스트레이트(220)는 안테나 소자(210)로부터 객체까지 순차적으로 TLF, RF-41, RF-60TC, RF-10, RF-16, RF-25의 소재로 구성되는 레이어들을 포함할 수 있다. TLF, RF-41, RF-60TC, RF-10, RF-16, RF-25의 소재는 Taconic 사의 물질들로서, 상대 유전율
Figure 112020073041449-pat00008
이 순서대로 3.4, 4.1, 6.15, 10.2, 16, 25.6일 수 있다. 다만, 슈퍼스트레이트(220)의 구성 물질을 이로 한정하는 것은 아니다. 슈퍼스트레이트(220)의 각 레이어의 소재는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, Polytetrafluoroethylene) 기반 복합체(composite), 유기 세라믹 라미네이트(organic ceramic laminate), 및 불소화 에틸렌 프로필렌(FEP, Fluorinated Ethylene Propylene) 중 하나 이상의 소재를 포함할 수 있다.Illustratively, the ground layer 230 may be implemented with a fluorinated ethylene propylene (FEP) material. Relative Permittivity of FEP Materials
Figure 112020073041449-pat00007
is 2, and the return loss may be 0.0003. The superstrate 220 may include layers composed of materials of TLF, RF-41, RF-60TC, RF-10, RF-16, and RF-25 sequentially from the antenna element 210 to the object. The materials of TLF, RF-41, RF-60TC, RF-10, RF-16, and RF-25 are Taconic's materials, and the relative permittivity
Figure 112020073041449-pat00008
It could be 3.4, 4.1, 6.15, 10.2, 16, 25.6 in this order. However, the constituent material of the superstrate 220 is not limited thereto. The material of each layer of the superstrate 220 is at least one of polytetrafluoroethylene (PTFE)-based composite, organic ceramic laminate, and fluorinated ethylene propylene (FEP). material may be included.

복수의 레이어들 중 안테나 소자(210)에 접촉한 레이어는 접지 레이어(230)의 상대 유전율 및 대상 객체의 상대 유전율 사이에 대응하는 범위 내의 상대 유전율을 가질 수 있다. 복수의 레이어들 중 대상 객체에 접촉한 레이어(240)는 대상 객체의 상대 유전율과 동일하거나 유사한 상대 유전율을 가질 수 있다. 대상 객체가 인체 피부인 경우, 대상 객체에 접촉한 레이어(240)는, 인체 피부에 대응하는 상대 유전율을 가질 수 있다. 인체 피부의 상대 유전율은 예를 들어 42일 수 있다. 대상 객체에 접촉한 레이어(240)는 접착성 레이어일 수 있으나, 이로 한정하는 것은 아니다.Among the plurality of layers, a layer contacting the antenna element 210 may have a relative permittivity within a corresponding range between the relative permittivity of the ground layer 230 and the relative permittivity of the target object. Among the plurality of layers, the layer 240 contacting the target object may have a relative permittivity equal to or similar to that of the target object. When the target object is human skin, the layer 240 in contact with the target object may have a relative permittivity corresponding to that of human skin. The relative permittivity of human skin may be 42, for example. The layer 240 in contact with the target object may be an adhesive layer, but is not limited thereto.

아래에서는 슈퍼스트레이트(220)의 레이어들의 상대 유전율을 설명한다.The relative permittivity of the layers of the superstrate 220 will be described below.

도 3은 일 실시예에 따른 슈퍼스트레이트의 전파 투과 계수 및 반사 계수를 설명한다.3 illustrates the radio transmission coefficient and reflection coefficient of a superstrate according to an embodiment.

슈퍼스트레이트는 복수의 레이어들을 포함하고, 복수의 레이어들의 각각은 서로 다른 상대 유전율을 갖는 매체로 모델링될 수 있다. 예를 들어, 도 3에서는 전자기파가 제1 매체(310), 제2 매체(320), 내지 제N 매체(390)를 순차적으로 투과할 경우의 반사 계수 및 투과도를 설명한다. 여기서, N은 슈퍼스트레이트를 구성하는 레이어들의 개수로서 2이상의 정수일 수 있다. 아래 수학식 3은 제k 매체에서의 반사계수, 수학식 4는 전파투과도를 설명한다.The superstrate includes a plurality of layers, and each of the plurality of layers may be modeled as a medium having a different relative permittivity. For example, in FIG. 3 , reflection coefficients and transmittances when electromagnetic waves sequentially pass through the first medium 310 , the second medium 320 , and the N-th medium 390 are described. Here, N is the number of layers constituting the superstrate and may be an integer of 2 or more. Equation 3 below describes the reflection coefficient in the kth medium, and Equation 4 describes radio wave transmittance.

[수학식 3][Equation 3]

Figure 112020073041449-pat00009
Figure 112020073041449-pat00009

[수학식 4][Equation 4]

Figure 112020073041449-pat00010
Figure 112020073041449-pat00010

상술한 수학식 3에서

Figure 112020073041449-pat00011
는 제k 매체의 고유 임피던스를 나타낼 수 있다.
Figure 112020073041449-pat00012
는 진공의 유전율,
Figure 112020073041449-pat00013
는 제k 매체의 상대 유전율,
Figure 112020073041449-pat00014
는 진공의 투자율을 나타낼 수 있다.
Figure 112020073041449-pat00015
는 제k 매체로부터 제k+1 매체의 경계면으로 전자기파가 입사할 시의 반사계수를 나타낼 수 있다. 여기서, k는 1이상 N-1이하의 정수일 수 있다. 상술한 수학식 4에서 T는 전파투과도를 나타낼 수 있다. 상술한 수학식 4에 나타난 바와 같이, 레이어의 개수가 증가할수록 전파투과도 T가 개선될 수 있고, 단일 레이어 대비 2개 개선될 수 있다. 전파투과도의 개선은 하기 도 5에서 설명한다.In the above Equation 3
Figure 112020073041449-pat00011
may represent the specific impedance of the kth medium.
Figure 112020073041449-pat00012
is the permittivity of vacuum,
Figure 112020073041449-pat00013
is the relative permittivity of the kth medium,
Figure 112020073041449-pat00014
may represent the magnetic permeability of the vacuum.
Figure 112020073041449-pat00015
May represent a reflection coefficient when an electromagnetic wave is incident from the kth medium to the interface of the k+1th medium. Here, k may be an integer greater than or equal to 1 and less than or equal to N-1. In the above Equation 4, T may represent radio wave transmittance. As shown in Equation 4 above, as the number of layers increases, the radio wave transmittance T can be improved, and can be improved by two compared to a single layer. The improvement of the radio transmittance is explained in FIG. 5 below.

아래 도 4에서는 각 경계면에서 최대 반사 계수가 최소화되는 레이어들의 상대 유전율 구성을 설명한다.In FIG. 4 below, a relative permittivity configuration of layers in which a maximum reflection coefficient is minimized at each interface is described.

도 4는 일 실시예에 따른 슈퍼스트레이트 내 위치별 상대 유전율 곡선 및 슈퍼스트레이트를 구성하는 레이어 소재의 상대 유전율을 설명한다.4 illustrates a relative permittivity curve for each position in a superstrate and a relative permittivity of a layer material constituting the superstrate according to an embodiment.

일 실시예에 따르면 각 레이어의 고유 임피던스는 아래 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다. 아래 수학식 5에 나타난 바와 같이, 개별 레이어의 고유 임피던스는 상대 유전율의 제곱근에 반비례할 수 있다.According to an embodiment, the intrinsic impedance of each layer can be expressed as Equation 5 below. As shown in Equation 5 below, the intrinsic impedance of each layer may be inversely proportional to the square root of the relative permittivity.

[수학식 5][Equation 5]

Figure 112020073041449-pat00016
Figure 112020073041449-pat00016

상술한 수학식 5에서

Figure 112020073041449-pat00017
은 임의의 레이어의 상대 유전율을 나타내고,
Figure 112020073041449-pat00018
는 해당 레이어의 고유 임피던스를 나타낼 수 있다. 상술한 수학식 5로부터 도출되는 제k+1 레이어 및 제k 레이어 간의 고유 임피던스 차이는 하기 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.In the above Equation 5
Figure 112020073041449-pat00017
represents the relative permittivity of any layer,
Figure 112020073041449-pat00018
may represent the intrinsic impedance of the corresponding layer. The inherent impedance difference between the k+1th layer and the kth layer derived from Equation 5 above can be expressed as Equation 6 below.

[수학식 6][Equation 6]

Figure 112020073041449-pat00019
Figure 112020073041449-pat00019

상술한 수학식 6에서,

Figure 112020073041449-pat00020
은 제k+1 레이어의 상대 유전율,
Figure 112020073041449-pat00021
은 제k 레이어의 상대 유전율,
Figure 112020073041449-pat00022
은 제k+1 레이어 및 제k 레이어 간의 고유 임피던스 차이를 나타낼 수 있다. 상술한 수학식 6에서 분자의 차이가 도미넌트(dominant)하므로, 하기 수학식 7과 같이 근사화될 수 있다.In the above Equation 6,
Figure 112020073041449-pat00020
is the relative permittivity of the k+1th layer,
Figure 112020073041449-pat00021
is the relative permittivity of the kth layer,
Figure 112020073041449-pat00022
may represent a difference in intrinsic impedance between the k+1 th layer and the k th layer. Since the molecular difference is dominant in Equation 6 above, it can be approximated as in Equation 7 below.

[수학식 7][Equation 7]

Figure 112020073041449-pat00023
Figure 112020073041449-pat00023

다시 말해, 상술한 수학식 5를 참조하면, 상대 유전율이 작을수록 단일 레이어의 임피던스가 커지고, 반사율이 커질 수 있다. 상술한 수학식 6 및 수학식 7을 참조하면, 직관적으로 다중 레이어에서 레이어의 임피던스의 차가 클수록 슈퍼스트레이트 내에서 전자기파가 전파되는 동안 반사 계수가 증가할 수 있다. 반대로, 다중 레이어에서 레이어들 간의 고유 임피던스 차이가 최소화될수록 반사 계수가 감소될 수 있다.In other words, referring to Equation 5 above, as the relative permittivity decreases, the impedance of the single layer may increase and the reflectance may increase. Referring to Equations 6 and 7 above, intuitively, as the difference in impedance between layers in multiple layers increases, a reflection coefficient may increase while electromagnetic waves propagate within the superstrate. Conversely, in multi-layers, the reflection coefficient may be reduced as the difference in inherent impedance between the layers is minimized.

일 실시예에 따르면 슈퍼스트레이트에서 안테나 소자에 인접한 제1 부분들 간의 제1 유전율 차이는 제1 부분들보다 안테나 소자로부터 멀리 배치된 제2 부분들 간의 제2 유전율 차이보다 작을 수 있다. 예를 들어, 슈퍼스트레이트의 상대 유전율 증가 정도는 안테나 소자로부터 멀어질수록 증가할 수 있다. 슈퍼스트레이트는, 상대 유전율이 서로 다른 복수의 레이어들을 포함할 수 있다. 복수의 레이어들에서 안테나 소자로부터 먼 레이어의 상대 유전율은 안테나 소자에 인접한 레이어의 상대 유전율보다 높을 수 있다. 슈퍼스트레이트의 복수의 레이어들에서 인접한 레이어들 간의 고유 임피던스 차이들이 균일하게 분포될 수 있다. 고유 임피던스 차이들이 균일하게 분포되면, 슈퍼스트레이트에서 안테나 소자로부터 대상 객체까지 전반적으로 고유 임피던스 차이가 일정하므로 전체 반사 계수가 감소될 수 있다. 고유 임피던스 차이의 균일한 분포를 위한 상대 유전율은 하기 수학식 8과 같이 결정될 수 있다.According to an embodiment, a first difference in permittivity between first parts adjacent to the antenna element of the superstrate may be smaller than a difference in second permittivity between second parts disposed farther from the antenna element than the first parts. For example, the degree of increase in the relative permittivity of the superstrate may increase as the distance from the antenna element increases. The superstrate may include a plurality of layers having different relative permittivities. Among the plurality of layers, a relative permittivity of a layer far from the antenna element may be higher than that of a layer adjacent to the antenna element. In the plurality of layers of the superstrate, inherent impedance differences between adjacent layers may be uniformly distributed. If the specific impedance differences are uniformly distributed, the total reflection coefficient can be reduced because the specific impedance difference is generally constant from the antenna element to the target object in the superstrate. A relative permittivity for a uniform distribution of the specific impedance difference may be determined as shown in Equation 8 below.

[수학식 8][Equation 8]

Figure 112020073041449-pat00024
Figure 112020073041449-pat00024

상술한 수학식 8에서

Figure 112020073041449-pat00025
은 슈퍼스트레이트의 시작점으로부터 임의의 거리 x에 위치된 부위의 상대 유전율을 나타낼 수 있다.
Figure 112020073041449-pat00026
는 슈퍼스트레이트의 시작점의 상대 유전율로서, 예를 들어, 안테나 레이어의 상대 유전율을 나타낼 수 있다.
Figure 112020073041449-pat00027
는 슈퍼스트레이트의 종단점의 상대 유전율로서, 예를 들어, 대상 객체의 상대 유전율을 나타낼 수 있다. 슈퍼스트레이트의 시작점은 안테나 소자에 의해 방사된 전자기파가 입사되는 최초 지점을 나타낼 수 있고, 슈퍼스트레이트의 종단점은 전자기파가 슈퍼스트레이트로부터 방출되는 마지막 지점을 나타낼 수 있다. L은 슈퍼스트레이트의 총 두께에 대응하는 길이를 나타낼 수 있다. 일 실시예에 따르면 슈퍼스트레이트의 부위 별 상대 유전율은 상술한 수학식 8과 같이 전자기파의 방사 지점의 상대 유전율의 제곱근 및 목표 지점의 상대 유전율의 제곱근 간의 차이의 절대값을 총 두께로 나눈 값의 제곱과 안테나 소자로부터 임의의 부위까지의 거리의 제곱에 비례할 수 있다. 다시 말해, 도 4에 도시된 바와 같이, 슈퍼스트레이트의 부위 별 상대 유전율은 시작점으로부터 해당 부위까지의 거리와 관련된 이차 함수 곡선(420)을 따라 결정될 수 있다.In the above Equation 8
Figure 112020073041449-pat00025
may represent the relative permittivity of a site located at an arbitrary distance x from the starting point of the superstrate.
Figure 112020073041449-pat00026
Is the relative permittivity of the starting point of the superstrate, and may represent, for example, the relative permittivity of the antenna layer.
Figure 112020073041449-pat00027
Is the relative permittivity of the end point of the superstrate, and may represent, for example, the relative permittivity of the target object. The starting point of the superstrate may indicate an initial point at which an electromagnetic wave radiated by an antenna element is incident, and an end point of the superstrate may indicate a final point at which an electromagnetic wave is emitted from the superstrate. L may represent a length corresponding to the total thickness of the superstrate. According to an embodiment, the relative permittivity of each part of the superstrate is the square root of the relative permittivity of the electromagnetic wave radiation point and the square root of the relative permittivity of the target point divided by the total thickness as shown in Equation 8 above. and the square of the distance from the antenna element to an arbitrary site. In other words, as shown in FIG. 4 , the relative permittivity of each part of the superstrate may be determined along a quadratic function curve 420 related to the distance from the starting point to the corresponding part.

아래 수학식 9는 슈퍼스트레이트가 레이어들로 구성되는 경우 레이어 인덱스 별 상대 유전율을 설명한다.Equation 9 below describes the relative permittivity for each layer index when the superstrate is composed of layers.

[수학식 9][Equation 9]

Figure 112020073041449-pat00028
Figure 112020073041449-pat00028

상술한 수학식 9에서

Figure 112020073041449-pat00029
은 제n 레이어의 상대 유전율을 나타낼 수 있다. n은 레이어 인덱스로서 1이상 N이하의 정수일 수 있다. N은 슈퍼스트레이트에 포함된 레이어들의 총 개수로서 1이상의 정수일 수 있다.
Figure 112020073041449-pat00030
는 슈퍼스트레이트의 시작점의 상대 유전율로서, 예를 들어, 안테나 레이어의 상대 유전율을 나타낼 수 있다.
Figure 112020073041449-pat00031
는 슈퍼스트레이트의 종단점의 상대 유전율로서, 예를 들어, 대상 객체의 상대 유전율을 나타낼 수 있다.In the above Equation 9
Figure 112020073041449-pat00029
may represent the relative permittivity of the n-th layer. n is a layer index and may be an integer greater than or equal to 1 and less than or equal to N. N is the total number of layers included in the superstrate and may be an integer of 1 or greater.
Figure 112020073041449-pat00030
Is the relative permittivity of the starting point of the superstrate, and may represent, for example, the relative permittivity of the antenna layer.
Figure 112020073041449-pat00031
Is the relative permittivity of the end point of the superstrate, and may represent, for example, the relative permittivity of the target object.

일 실시예에 따르면 슈퍼스트레이트에 있어서 복수의 레이어들 중 적어도 한 레이어는, 전자기파의 방사 지점의 상대 유전율의 제곱근 및 목표 지점의 상대 유전율의 제곱근 간의 차이, 레이어의 배치 순서, 및 복수의 레이어들의 총 개수에 기초하여 결정된 상대 유전율을 가질 수 있다. 상술한 수학식 9는 레이어 별로 임피던스 차이가 일정하게 설계한다고 가정하여 도출된 것이다. 슈퍼스트레이트의 전체에서 임피던스가 균일하게 구현될 수 있는 바, 여러 소재로 레이어들이 구성되었지만 마치 단일 소재로 구현된 것처럼 해석될 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 슈퍼스트레이트를 이용한 바이오 센서는 보다 안정적으로 전자기파를 방사 및 센싱할 수 있다.According to an embodiment, at least one layer among a plurality of layers in the superstrate is a difference between the square root of the relative permittivity of the point where electromagnetic waves are emitted and the square root of the relative permittivity of the target point, the arrangement order of the layers, and the total number of the plurality of layers. It may have a relative permittivity determined based on the number. Equation 9 described above is derived on the assumption that the impedance difference for each layer is designed to be constant. Impedance can be implemented uniformly throughout the superstrate, so it can be interpreted as if it is implemented with a single material even though the layers are composed of several materials. Therefore, a biosensor using a superstrate according to an embodiment can more stably emit and sense electromagnetic waves.

도 4는 상대 유전율의 선형 분포(410), 이차 함수 곡선(420), 및 수학식 9에 따른 분포(425)에 관한 그래프(400)를 도시한다. 그래프(400)의 세로 축은 상대 유전율을 나타내고, 그래프(400)의 가로 축은 레이어 인덱스를 나타낼 수 있다. 다만, 그래프(400)의 가로축을 이로 한정하는 것은 아니고, 슈퍼스트레이트의 시작점으로부터 슈퍼스트레이트 내 임의의 지점까지의 거리를 나타낼 수도 있다.4 shows a graph 400 of a linear distribution 410 of relative permittivity, a quadratic function curve 420, and a distribution 425 according to Equation 9. A vertical axis of the graph 400 may represent a relative permittivity, and a horizontal axis of the graph 400 may represent a layer index. However, the horizontal axis of the graph 400 is not limited thereto, and may represent a distance from the starting point of the superstrate to an arbitrary point within the superstrate.

예를 들어, 그래프(400)에서 시작점의 상대 유전율이 1이고, 종단점의 상대 유전율이 100이라고 가정할 때, 슈퍼스트레이트가 총 8개의 레이어들을 포함하는 예시를 설명한다. 슈퍼스트레이트의 복수의 레이어들의 상대 유전율이 선형 분포(410)를 따라 결정될 경우, 제1 레이어의 상대 유전율은 12, 제2 레이어의 상대 유전율은 23, 제3 레이어의 상대 유전율은 34, 제4 레이어의 상대 유전율은 45, 제5 레이어의 상대 유전율은 56, 제6 레이어의 상대 유전율은 67, 제7 레이어의 상대 유전율은 78, 제8 레이어의 상대 유전율은 89일 수 있다. 반면, 상술한 수학식 9에 따른 분포(425)에 기초하여 결정된 슈퍼스트레이트의 레이어들의 상대 유전율들은 제1 레이어부터 제8 레이어까지 순차적으로 1.27, 5.06, 11.39, 20.25, 31.64, 45.56, 62.02, 및 81일 수 있다.For example, assuming that the relative permittivity of the starting point of the graph 400 is 1 and the relative permittivity of the ending point is 100, an example in which a superstrate includes a total of 8 layers will be described. When the relative permittivity of the plurality of layers of the superstrate is determined along the linear distribution 410, the relative permittivity of the first layer is 12, the relative permittivity of the second layer is 23, the relative permittivity of the third layer is 34, and the relative permittivity of the fourth layer is The relative permittivity of may be 45, the relative permittivity of the fifth layer may be 56, the relative permittivity of the sixth layer may be 67, the relative permittivity of the seventh layer may be 78, and the relative permittivity of the eighth layer may be 89. On the other hand, the relative permittivities of the layers of the superstrate determined based on the distribution 425 according to Equation 9 described above are sequentially 1.27, 5.06, 11.39, 20.25, 31.64, 45.56, 62.02, and may be 81.

여기서, 선형 분포(410)에서는 제1 레이어 및 제2 레이어 간의 상대 유전율 차이는 11이고, 제8 레이어 및 대상 객체 간의 상대 유전율 차이도 11로서 동일하다. 다만, 앞서 수학식 3에서 설명한 바와 같이 반사 계수는 경계면에 인접한 매체들(예를 들어, 두 레이어들)의 상대 유전율의 제곱근 차이의 제곱에 비례할 수 있다. 예를 들어, 선형 분포(410)에서는 제1 레이어 및 제2 레이어 간의 반사 계수는

Figure 112020073041449-pat00032
에 비례하지만, 제8 레이어 및 대상 객체 간의 반사 계수는
Figure 112020073041449-pat00033
에 비례할 수 있다. 다시 말해, 상대 유전율 차이가 동일하더라도, 반사 계수는 상대 유전율의 제곱근의 차이의 제곱에 따라 결정되기 때문에 상대 유전율 값이 작은 경우의 반사 계수가 상대적으로 크게 나타날 수 있다. Here, in the linear distribution 410, the relative permittivity difference between the first layer and the second layer is 11, and the relative permittivity difference between the eighth layer and the target object is also 11, which is the same. However, as described in Equation 3 above, the reflection coefficient may be proportional to the square of the square root difference in relative permittivity of media (eg, two layers) adjacent to the interface. For example, in the linear distribution 410, the reflection coefficient between the first layer and the second layer is
Figure 112020073041449-pat00032
, but the reflection coefficient between the eighth layer and the target object is
Figure 112020073041449-pat00033
can be proportional to In other words, even if the relative permittivity difference is the same, since the reflection coefficient is determined according to the square of the difference between the square root of the relative permittivity, the reflection coefficient may appear relatively large when the relative permittivity value is small.

반면, 수학식 9에 따른 분포(425)에서는 제1 레이어 및 제2 레이어 간의 상대 유전율 차이가 3.79이고, 제8 레이어 및 대상 객체 간의 상대 유전율 차이는 19이다. 수학식 9에 따른 분포(425)에서는 제1 레이어 및 제2 레이어 간의 반사 계수가

Figure 112020073041449-pat00034
에 비례할 수 있다. 수학식 9에 따른 분포(425)에서는 제8 레이어 및 대상 객체 간의 반사 계수는
Figure 112020073041449-pat00035
에 비례할 수 있다. 따라서 슈퍼스트레이트에서 안테나 소자에 인접한 제1 부분들 간의 제1 유전율 차이는 제1 부분들보다 안테나 소자로부터 멀리 배치된 제2 부분들 간의 제2 유전율 차이보다 작더라도, 반사 계수는 전반적으로 균일하게 형성될 수 있다.On the other hand, in the distribution 425 according to Equation 9, the relative permittivity difference between the first layer and the second layer is 3.79, and the relative permittivity difference between the eighth layer and the target object is 19. In the distribution 425 according to Equation 9, the reflection coefficient between the first layer and the second layer is
Figure 112020073041449-pat00034
can be proportional to In the distribution 425 according to Equation 9, the reflection coefficient between the eighth layer and the target object is
Figure 112020073041449-pat00035
can be proportional to Therefore, in the superstrate, even if the difference in the first permittivity between the first parts adjacent to the antenna element is smaller than the difference in the second permittivity between the second parts disposed farther from the antenna element than the first parts, the reflection coefficient is generally formed uniformly. It can be.

대부분의 전자기파 반사는 매질에 입사한 초반부에 발생하고, 반사 계수는 상대 유전율의 제곱근의 차이의 제곱에 따라 결정되기 때문에 슈퍼스트레이트로 전자기파가 입사한 초반 지점에서의 유전율 차이가 작고 후반 지점으로 갈수록 유전율 차이가 증가하는 구성에 의해 전자기파 반사가 최소화될 수 있다.Since most electromagnetic wave reflection occurs at the beginning of the incident on the medium, and the reflection coefficient is determined by the square of the difference in the square root of the relative permittivity, the difference in permittivity at the beginning of the incident electromagnetic wave is small and the permittivity decreases toward the latter. Electromagnetic wave reflection can be minimized by the configuration in which the difference increases.

전자기파가 진행하면서 위상이 바뀔 수 있는데, 슈퍼스트레이트의 두께가 두꺼우면 역위상 등에 의한 상쇄가 발생할 수 있다. 이러한 역위상에 의한 상쇄를 방지하기 위해 일 실시예에 따른 슈퍼스트레이트의 각 레이어는 안테나 소자에 의해 목표 주파수로 방사되는 전자기파의 반파장 미만의 두께로 형성될 수 있다. 또한, 슈퍼스트레이트는 안테나 소자에 의해 목표 주파수로 방사되는 전자기파의 반파장에 대응하는 두께로 형성될 수 있다. 다만, 이로 한정하는 것은 아니고, 슈퍼스트레이트의 총 두께는 아래 수학식10과 같이 결정될 수도 있다.As the electromagnetic wave propagates, the phase may change, and if the thickness of the superstrate is thick, cancellation due to an antiphase or the like may occur. In order to prevent cancellation due to such an antiphase, each layer of the superstrate according to an embodiment may be formed to a thickness of less than half a wavelength of an electromagnetic wave radiated at a target frequency by an antenna element. In addition, the superstrate may be formed to have a thickness corresponding to a half-wavelength of an electromagnetic wave radiated at a target frequency by an antenna element. However, it is not limited thereto, and the total thickness of the superstrate may be determined as shown in Equation 10 below.

[수학식 10][Equation 10]

Figure 112020073041449-pat00036
Figure 112020073041449-pat00036

상술한 수학식 10에서 tn은 제n 레이어의 두께를 나타낼 수 있고,

Figure 112020073041449-pat00037
는 안테나 소자의 공진 주파수에 대응하는 파장을 나타낼 수 있다. 슈퍼스트레이트의 총 두께는 안테나 소자의 공진 주파수에 대응하는 파장보다 아주 작게 설계될 수 있다. 예를 들어, 슈퍼스트레이트의 총 두께는 공진 주파수에 대응하는 파장의 1/10 이하일 수 있다.In the above Equation 10, t n may represent the thickness of the nth layer,
Figure 112020073041449-pat00037
may represent a wavelength corresponding to the resonant frequency of the antenna element. The total thickness of the superstrate may be designed to be much smaller than the wavelength corresponding to the resonant frequency of the antenna element. For example, the total thickness of the superstrate may be less than 1/10 of the wavelength corresponding to the resonant frequency.

도 5 및 도 6은 일 실시예에 따른 슈퍼스트레이트에 의한 반사 계수 및 투과 계수의 개선을 설명한다.5 and 6 illustrate improvement in reflection and transmission coefficients by a superstrate according to an embodiment.

도 5의 그래프(500)에서는 도 4에서 상술한 선형 분포에 따른 반사 레벨(510) 및 수학식 9에 대응하는 분포에 따른 반사 레벨(520)가 도시된다. 도시된 바와 같이, 수학식 9에 대응하는 분포에 따른 반사 레벨(520)는 선형 분포에 따른 반사 레벨(510) 대비 47.98% 정도 전파 투과도가 개선될 수 있다.In the graph 500 of FIG. 5 , the reflection level 510 according to the linear distribution described above with reference to FIG. 4 and the reflection level 520 according to the distribution corresponding to Equation 9 are shown. As shown, the reflection level 520 according to the distribution corresponding to Equation 9 may have radio wave transmittance improved by about 47.98% compared to the reflection level 510 according to the linear distribution.

도 6의 그래프(600)에서는 슈퍼스트레이트를 구성하는 레이어 개수의 증가에 따른 투과성(transmittance)을 도시한다. 레이어 개수가 증가할수록 투과성이 증가할 수 있다. 다시 말해, 슈퍼스트레이트를 구성하는 레이어들이 촘촘하게 배치될수록, 슈퍼스트레이트에서 부위 별 유전율 차이가 감소함으로써 투과성이 개선될 수 있다.A graph 600 of FIG. 6 shows transmittance according to an increase in the number of layers constituting the superstrate. As the number of layers increases, permeability may increase. In other words, as the layers constituting the superstrate are densely arranged, the permeability can be improved by reducing the difference in permittivity of each part of the superstrate.

도 7 및 도 8은 일 실시예에 따른 접착 레이어의 배치를 설명하는 도면이다.7 and 8 are diagrams illustrating arrangement of an adhesive layer according to an exemplary embodiment.

일 실시예에 따르면 바이오 센서(700, 800)는 안테나 레이어(710, 810) 및 슈퍼스트레이트(720, 820)를 포함할 수 있다. 슈퍼스트레이트(720, 820)는 복수의 레이어들을 포함할 수 있다. 복수의 레이어들 중 한 레이어는 대상 객체에 접촉할 수 있다.According to an embodiment, the biosensors 700 and 800 may include antenna layers 710 and 810 and superstrates 720 and 820 . Superstrates 720 and 820 may include a plurality of layers. One of the plurality of layers may contact the target object.

예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이 대상 객체에 접촉하는 레이어는 접착 레이어(adhesive layer)(740)일 수 있다. 접착 레이어(740)는 적어도 일면이 접착성인(adhesive)인 레이어로서, 대상 객체에 부착(attach)될 수 있다. 접착 레이어의 상대 유전율도 상술한 수학식 8 내지 수학식 9에 따라 결정될 수 있다.For example, as shown in FIG. 7 , a layer contacting the target object may be an adhesive layer 740 . The adhesive layer 740 is a layer that is adhesive on at least one surface and can be attached to a target object. The relative permittivity of the adhesive layer may also be determined according to Equations 8 to 9 above.

다만, 대상 객체에 접촉하는 레이어를 접착 레이어로 한정하는 것은 아니고, 비접착(non-adhesive) 레이어일 수도 있다. 이 경우, 도 8에 도시된 바와 같이 슈퍼스트레이트의 측부에 접착부(adhesive unit)(840)가 연결될 수 있다. 접착부(840)는 접착력이 약해지면, 사용자에 의해 교환될 수도 있다. 따라서, 사용자는 접착부(840)만 교체하면서, 안테나 레이어(810) 및 슈퍼스트레이트(820)를 포함하는 바이오 센서(800)를 반영구적으로 사용할 수 있다.However, the layer contacting the target object is not limited to an adhesive layer, and may be a non-adhesive layer. In this case, as shown in FIG. 8 , an adhesive unit 840 may be connected to the side of the superstrate. The adhesive part 840 may be replaced by a user when the adhesive strength becomes weak. Accordingly, the user can semi-permanently use the biosensor 800 including the antenna layer 810 and the superstrate 820 while replacing only the adhesive portion 840 .

접착 레이어(740) 및/또는 접착부(840)가 대상 객체에 부착됨으로써, 접착 레이어(740) 및/또는 접착부(840)는 슈퍼스트레이트(720, 820)의 일면이 대상 객체에 접촉되게 고정할 수 있다.As the adhesive layer 740 and/or the adhesive portion 840 are attached to the target object, the adhesive layer 740 and/or the adhesive portion 840 may fix one surface of the superstrates 720 and 820 to be in contact with the target object. have.

도 9 및 도 10은 일 실시예에 따른 바이오 센서에 의한 전파 투과 레벨을 설명하는 도면이다.9 and 10 are diagrams illustrating radio wave transmission levels by a biosensor according to an exemplary embodiment.

일 실시예에 따른 바이오 센서(900)는 안테나 소자(910) 및 슈퍼스트레이트(920)를 포함할 수 있다. 안테나 소자(910)에 의해 형성되는 빔 패턴(950)은 슈퍼스트레이트(920)를 통과할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 안테나 소자의 상대 유전율 2로부터 표피층의 상대 유전율 42까지 유전율의 급격한 변화가 최소화되도록, 슈퍼스트레이트(920)는 점진적인 상대 유전율로 구성된 레이어들을 포함할 수 있다. The biosensor 900 according to an embodiment may include an antenna element 910 and a superstrate 920 . A beam pattern 950 formed by the antenna element 910 may pass through the superstrate 920 . As described above, the superstrate 920 may include layers configured with gradual relative permittivities such that an abrupt change in permittivity from the relative permittivity 2 of the antenna element to the relative permittivity 42 of the skin layer is minimized.

도 9는 목표 주파수 별 전계 세기(E-field strength)의 체내 깊이별 감쇄 정도(980)를 도시한다. 목표 주파수는 바이오 센서를 동작시키고자 하는 주파수로서, 예를 들어, 안테나 소자의 공진 주파수에 대응할 수 있다. 일 실시예에 따른 바이오 센서는 안테나 소자의 공진 주파수가 각각 2GHz, 6GHz, 및 10GHz인 경우에도, 대상 객체(990)의 피부를 투과하여 지방, 혈관 너머 근육층까지 전자기파를 도달시킬 수 있다. 다시 말해, 바이오 센서는 표피층에서의 전계 감쇄를 최소화함으로써 전자기파의 침투 깊이를 개선할 수 있다.FIG. 9 shows the degree of attenuation 980 of the E-field strength for each target frequency according to body depth. The target frequency is a frequency at which the biosensor is to be operated, and may correspond to, for example, a resonant frequency of an antenna element. The biosensor according to an embodiment can transmit electromagnetic waves through the skin of the target object 990 to the muscle layer beyond fat and blood vessels, even when the resonant frequencies of the antenna elements are 2 GHz, 6 GHz, and 10 GHz, respectively. In other words, the biosensor can improve the penetration depth of electromagnetic waves by minimizing electric field attenuation in the skin layer.

슈퍼스트레이트(920)가 없는 센서(1011)에 의해 도달 가능한 전자기파 침투 깊이(1021)보다, 슈퍼스트레이트(920)를 포함하는 바이오 센서(1012)에 의해 도달 가능한 전자기파 침투 깊이(1022)가 더 깊을 수 있다.The electromagnetic wave penetration depth 1022 reachable by the biosensor 1012 including the superstrate 920 may be greater than the electromagnetic wave penetration depth 1021 attainable by the sensor 1011 without the superstrate 920. have.

도 11은 일 실시예에 따른 바이오 센싱 시스템을 도시한다.11 illustrates a bio-sensing system according to an embodiment.

일 실시예에 따른 바이오 센싱 시스템(1100)은 외부 생체 센서(1110) 및 내부 생체 센서(1120)를 포함할 수 있다. 외부 생체 센서(1110)는 도 1 내지 도 10에서 설명한 바이오 센서일 수 있다. The biosensing system 1100 according to an embodiment may include an external biosensor 1110 and an internal biosensor 1120 . The external biosensor 1110 may be the biosensor described in FIGS. 1 to 10 .

외부 생체 센서(1110)는 대상 객체를 향해 전자기파를 방사하는 안테나 소자 및 상대 유전율이 안테나 소자로부터 멀어질수록 증가하는 슈퍼스트레이트(superstrate)를 포함할 수 있다. 외부 생체 센서(1110)는 전자기파를 통해 체내 생체 센서(1120)와 통신을 수립할 수 있다. 외부 생체 센서(1110)는 슈퍼스트레이트를 기준으로 안테나 소자의 반대편에 접지 레이어가 배치되고, 안테나 소자, 슈퍼스트레이트, 및 접지 레이어를 수용하는 하우징을 포함할 수 있다.The external biological sensor 1110 may include an antenna element that radiates electromagnetic waves toward a target object and a superstrate whose relative permittivity increases as the distance from the antenna element increases. The external biological sensor 1110 may establish communication with the internal biological sensor 1120 through electromagnetic waves. The external biosensor 1110 may include a housing in which a ground layer is disposed on the opposite side of the antenna element with respect to the superstrate, and accommodating the antenna element, the superstrate, and the ground layer.

내부 생체 센서(1120)는 대상 객체 내부에 배치되고, 외부 생체 센서(1110)와 통신을 수립할 수 있다. 내부 생체 센서(1120)는 피부(1191) 아래의 피하층(1192)에 삽입 및/또는 이식(implanted)될 수 있다. 외부 생체 센서(1110)는 내부 생체 센서(1120)와 무선으로 통신을 수립할 수 있다. 피하에 이식된 내부 생체 센서(1120)는 혈관(1193) 및 피하층(1192)에 존재하는 대상 피분석물(1180)을 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 내부 생체 센서(1120)는 주변 대상 피분석물(1180)의 농도 변화에 따라 공진 주파수가 변화하는 공진기 조립체를 포함할 수 있고, 공진기 조립체의 공진 주파수를 모니터링함으로써 대상 피분석물(1180)과 연관된 추가 생체 데이터(additional bio-metric data)를 결정할 수 있다. 내부 생체 센서(1120)는 대상 피분석물(1180)의 농도에 대응하는 추가 생체 데이터를 체내에서 획득 및 수집할 수 있고, 추가 생체 데이터를 체외의 외부 생체 센서(1110)로 전송할 수 있다. 추가 생체 데이터는 대상 피분석물(1180)의 농도 및/또는 양과 관련된 데이터로서, 예를 들어, 상술한 바와 같이 피분석물(1180)의 농도에 대응하는 상대 유전율과 관련된 파라미터일 수 있다. 다만, 이로 한정하는 것은 아니고, 생체 데이터는 피분석물(1180)의 농도에 대응하는 공진 주파수, 공진 주파수를 산출하기 위한 산란 파라미터, 및 산란 파라미터에 대응하는 주파수 응답 특성 등을 포함할 수도 있다. 내부 생체 센서(1120)는 무선 통신을 통해 외부 생체 센서(1110)로 추가 생체 데이터를 전송할 수 있다. 더 나아가, 외부 생체 센서(1110)는 내부 생체 센서(1120)로부터 전력을 무선으로 공급할 수 있다. 내부 생체 센서(1120)는 무선 전송된 전력을 이용하여 생체 데이터를 모니터링할 수 있다.The internal biosensor 1120 may be disposed inside the target object and establish communication with the external biosensor 1110 . The internal biosensor 1120 may be inserted and/or implanted in the subcutaneous layer 1192 under the skin 1191 . The external biometric sensor 1110 can wirelessly establish communication with the internal biometric sensor 1120 . The internal biosensor 1120 implanted under the skin may monitor the target analyte 1180 present in the blood vessels 1193 and the subcutaneous layer 1192 . For example, the internal biosensor 1120 may include a resonator assembly whose resonant frequency changes according to a change in the concentration of the target analyte 1180 in the vicinity, and monitors the resonant frequency of the resonator assembly to determine the target analyte 1180 ( 1180) may determine additional bio-metric data associated with it. The internal biosensor 1120 may obtain and collect additional biometric data corresponding to the concentration of the target analyte 1180 inside the body and transmit the additional biometric data to the external biometric sensor 1110 outside the body. The additional biometric data is data related to the concentration and/or amount of the analyte 1180 of interest, and may be, for example, a parameter related to the relative permittivity corresponding to the concentration of the analyte 1180 as described above. However, it is not limited thereto, and the biological data may include a resonance frequency corresponding to the concentration of the analyte 1180, a scattering parameter for calculating the resonance frequency, and a frequency response characteristic corresponding to the scattering parameter. The internal biometric sensor 1120 may transmit additional biometric data to the external biometric sensor 1110 through wireless communication. Furthermore, the external biometric sensor 1110 may wirelessly supply power from the internal biometric sensor 1120 . The internal biometric sensor 1120 may monitor biometric data using wirelessly transmitted power.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited drawings, those skilled in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques may be performed in an order different from the method described, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. may be combined or combined in a different form than the method described, or other components may be used. Or even if it is replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims are within the scope of the following claims.

Claims (19)

바이오 센서에 있어서,
대상 객체(target object)를 향해 전자기파를 방사하는 안테나 소자; 및
상기 안테나 소자로부터 방사된 전자기파를 상기 대상 객체로 전달하고, 상대 유전율(relative permittivity)이 상기 안테나 소자로부터 멀어질수록 증가하는 슈퍼스트레이트(superstrate);
를 포함하고,
상기 슈퍼스트레이트는,
상대 유전율이 서로 다른 복수의 레이어들을 포함하고,
상기 복수의 레이어들 중 적어도 한 레이어는,
상기 전자기파의 방사 지점의 상대 유전율의 제곱근 및 목표 지점의 상대 유전율의 제곱근 간의 차이, 레이어의 배치 순서, 및 상기 복수의 레이어들의 총 개수에 기초하여 결정된 상대 유전율을 가지고,
상기 슈퍼스트레이트에서 상기 안테나 소자에 상대적으로 인접한 서로 연속된 레이어들 간의 유전율 차이는, 반사 계수를 균일하게 형성하기 위해, 상기 안테나 소자로부터 상대적으로 멀리 배치된 서로 연속된 레이어들간의 유전율 차이보다 작고,
상기 복수의 레이어들에서 인접한 레이어들 간의 고유 임피던스 차이들이 균일하게 분포되는,
바이오 센서.In the biosensor,
an antenna element that radiates electromagnetic waves toward a target object; and
a superstrate that transmits electromagnetic waves radiated from the antenna element to the target object and has a relative permittivity that increases as the distance from the antenna element increases;
including,
The superstrate,
It includes a plurality of layers having different relative permittivities,
At least one layer of the plurality of layers,
Having a relative permittivity determined based on the difference between the square root of the relative permittivity of the radiating point of the electromagnetic wave and the square root of the relative permittivity of the target point, the arrangement order of the layers, and the total number of the plurality of layers,
In the superstrate, a difference in permittivity between successive layers relatively adjacent to the antenna element is smaller than a difference in permittivity between successive layers disposed relatively far from the antenna element to uniformly form a reflection coefficient,
In the plurality of layers, the inherent impedance differences between adjacent layers are uniformly distributed,
biosensor. 제1항에 있어서,
상기 대상 객체를 향해 방사된 상기 전자기파에 기초하여 상기 대상 객체 내의 대상 피분석물과 관련된 생체 정보를 결정하는 제어부
를 더 포함하는 바이오 센서.According to claim 1,
A controller for determining biometric information related to a target analyte in the target object based on the electromagnetic wave radiated toward the target object
A biosensor further comprising a. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 슈퍼스트레이트의 상대 유전율 증가 정도는 상기 안테나 소자로부터 멀어질수록 증가하는,
바이오 센서.According to claim 1,
The degree of increase in the relative permittivity of the superstrate increases as the distance from the antenna element increases.
biosensor. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 복수의 레이어들에서 상기 안테나 소자로부터 먼 레이어의 상대 유전율은 상기 안테나 소자에 인접한 레이어의 상대 유전율보다 높은,
바이오 센서.According to claim 1,
In the plurality of layers, the relative permittivity of a layer far from the antenna element is higher than the relative permittivity of a layer adjacent to the antenna element.
biosensor. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 슈퍼스트레이트는,
상기 안테나 소자를 기준으로 상기 슈퍼스트레이트의 반대편에 배치되는 접지 레이어
를 더 포함하고,
상기 복수의 레이어들 중 상기 안테나 소자에 접촉한 레이어는 상기 접지 레이어의 상대 유전율 및 상기 대상 객체의 상대 유전율 사이에 대응하는 범위 내의 상대 유전율을 가지는,
바이오 센서.According to claim 1,
The superstrate,
A ground layer disposed on the opposite side of the superstrate with respect to the antenna element.
Including more,
Among the plurality of layers, the layer in contact with the antenna element has a relative permittivity within a corresponding range between the relative permittivity of the ground layer and the relative permittivity of the target object,
biosensor. 제1항에 있어서,
상기 복수의 레이어들 중 상기 대상 객체에 접촉한 레이어는 상기 대상 객체의 상대 유전율과 동일하거나 유사한 상대 유전율을 가지는,
바이오 센서.According to claim 1,
Among the plurality of layers, a layer in contact with the target object has a relative permittivity equal to or similar to that of the target object.
biosensor. 제10항에 있어서,
상기 대상 객체에 접촉한 레이어는,
인체 피부에 대응하는 상대 유전율을 가지는,
바이오 센서.According to claim 10,
The layer in contact with the target object,
Having a relative permittivity corresponding to human skin,
biosensor. 제1항에 있어서
상기 슈퍼스트레이트의 각 레이어는 상기 안테나 소자에 의해 목표 주파수로 방사되는 전자기파의 반파장 미만의 두께로 형성된,
바이오 센서.According to claim 1
Each layer of the superstrate is formed to a thickness of less than half a wavelength of an electromagnetic wave radiated at a target frequency by the antenna element.
biosensor. 제1항에 있어서
상기 슈퍼스트레이트는 상기 안테나 소자에 의해 목표 주파수로 방사되는 전자기파의 반파장에 대응하는 두께로 형성된,
바이오 센서.According to claim 1
The superstrate is formed to have a thickness corresponding to a half-wavelength of an electromagnetic wave radiated at a target frequency by the antenna element.
biosensor. 제1항에 있어서,
상기 슈퍼스트레이트는,
상기 대상 객체에 접촉하면서, 상기 대상 객체에 부착(attach)되는 접착 레이어
를 더 포함하는 바이오 센서.According to claim 1,
The superstrate,
An adhesive layer attached to the target object while in contact with the target object
A biosensor further comprising a. 제1항에 있어서,
상기 슈퍼스트레이트의 측부에 연결되고, 상기 대상 객체에 부착되는 접착부
를 더 포함하는 바이오 센서.According to claim 1,
An adhesive portion connected to the side of the superstrate and attached to the target object
A biosensor further comprising a. 제1항에 있어서,
상기 슈퍼스트레이트의 각 레이어의 소재는
폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, Polytetrafluoroethylene) 기반 복합체(composite), 유기 세라믹 라미네이트(organic ceramic laminate), 및 불소화 에틸렌 프로필렌(FEP, Fluorinated Ethylene Propylene) 중 하나 이상의 소재를 포함하는,
바이오 센서.According to claim 1,
The material of each layer of the super straight is
Polytetrafluoroethylene (PTFE, Polytetrafluoroethylene)-based composite (composite), organic ceramic laminate (organic ceramic laminate), and fluorinated ethylene propylene (FEP, Fluorinated Ethylene Propylene) containing one or more materials,
biosensor. 제1항에 있어서,
상기 전자기파를 통해 체내 센서와 통신을 수립하는,
바이오 센서.According to claim 1,
Establishing communication with a sensor in the body through the electromagnetic wave,
biosensor. 제1항에 있어서,
상기 슈퍼스트레이트를 기준으로 상기 안테나 소자의 반대편에 접지 레이어가 배치되고, 상기 안테나 소자, 상기 슈퍼스트레이트, 및 상기 접지 레이어를 수용하는 하우징
를 더 포함하는 바이오 센서.According to claim 1,
A housing having a ground layer disposed opposite the antenna element with respect to the superstrate and accommodating the antenna element, the superstrate, and the ground layer.
A biosensor further comprising a. 바이오 센싱 시스템에 있어서,
대상 객체를 향해 전자기파를 방사하는 안테나 소자 및 상대 유전율이 상기 안테나 소자로부터 멀어질수록 증가하는 슈퍼스트레이트(superstrate)를 포함하는 외부 생체 센서; 및
상기 대상 객체 내부에 배치되고, 상기 외부 생체 센서와 통신을 수립하는 내부 생체 센서
를 포함하고,
상기 슈퍼스트레이트는,
상대 유전율이 서로 다른 복수의 레이어들을 포함하고,
상기 복수의 레이어들 중 적어도 한 레이어는,
상기 전자기파의 방사 지점의 상대 유전율의 제곱근 및 목표 지점의 상대 유전율의 제곱근 간의 차이, 레이어의 배치 순서, 및 상기 복수의 레이어들의 총 개수에 기초하여 결정된 상대 유전율을 가지고,
상기 슈퍼스트레이트에서 상기 안테나 소자에 상대적으로 인접한 서로 연속된 레이어들 간의 유전율 차이는, 반사 계수를 균일하게 형성하기 위해, 상기 안테나 소자로부터 상대적으로 멀리 배치된 서로 연속된 레이어들간의 유전율 차이보다 작고,
상기 복수의 레이어들에서 인접한 레이어들 간의 고유 임피던스 차이들이 균일하게 분포되는,
바이오 센싱 시스템.
In the biosensing system,
an external biological sensor including an antenna element for radiating electromagnetic waves toward a target object and a superstrate whose relative permittivity increases as the distance from the antenna element increases; and
An internal biometric sensor disposed inside the target object and establishing communication with the external biometric sensor
including,
The superstrate,
It includes a plurality of layers having different relative permittivities,
At least one layer of the plurality of layers,
Having a relative permittivity determined based on the difference between the square root of the relative permittivity of the radiating point of the electromagnetic wave and the square root of the relative permittivity of the target point, the arrangement order of the layers, and the total number of the plurality of layers,
In the superstrate, a difference in permittivity between successive layers relatively adjacent to the antenna element is smaller than a difference in permittivity between successive layers disposed relatively far from the antenna element to uniformly form a reflection coefficient,
In the plurality of layers, the inherent impedance differences between adjacent layers are uniformly distributed,
biosensing system.
KR1020200086714A 2020-07-14 2020-07-14 Biosensor to sense biometric information using electromagnetic wave through superstrate KR102474119B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200086714A KR102474119B1 (en) 2020-07-14 2020-07-14 Biosensor to sense biometric information using electromagnetic wave through superstrate
PCT/KR2020/011322 WO2022014771A1 (en) 2020-07-14 2020-08-25 Biosensor for sensing biometric information through superstrate by using electromagnetic waves

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200086714A KR102474119B1 (en) 2020-07-14 2020-07-14 Biosensor to sense biometric information using electromagnetic wave through superstrate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220008524A KR20220008524A (en) 2022-01-21
KR102474119B1 true KR102474119B1 (en) 2022-12-05

Family

ID=79554797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200086714A KR102474119B1 (en) 2020-07-14 2020-07-14 Biosensor to sense biometric information using electromagnetic wave through superstrate

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102474119B1 (en)
WO (1) WO2022014771A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030036674A1 (en) * 2001-07-26 2003-02-20 Bouton Chad Edward Electromagnetic sensors for biological tissue applications and methods for their use
US20100109966A1 (en) * 2008-10-31 2010-05-06 Mateychuk Duane N Multi-Layer Miniature Antenna For Implantable Medical Devices and Method for Forming the Same
KR101952247B1 (en) 2017-11-16 2019-02-26 홍익대학교 산학협력단 Array antenna apparatus using superstrate and tunning method thereof
KR102059329B1 (en) 2013-02-11 2019-12-26 삼성전자주식회사 Ultra wideband dipole antenna

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101132634B1 (en) * 2009-11-27 2012-04-03 연세대학교 산학협력단 Interstitial blood glucose sensor and apparatus for measuring blood glucose in real time using thereof
KR101985132B1 (en) * 2018-01-04 2019-05-31 한양대학교 산학협력단 Broadband uhf sensor antenna for partial discharge detection

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030036674A1 (en) * 2001-07-26 2003-02-20 Bouton Chad Edward Electromagnetic sensors for biological tissue applications and methods for their use
US20100109966A1 (en) * 2008-10-31 2010-05-06 Mateychuk Duane N Multi-Layer Miniature Antenna For Implantable Medical Devices and Method for Forming the Same
KR102059329B1 (en) 2013-02-11 2019-12-26 삼성전자주식회사 Ultra wideband dipole antenna
KR101952247B1 (en) 2017-11-16 2019-02-26 홍익대학교 산학협력단 Array antenna apparatus using superstrate and tunning method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022014771A1 (en) 2022-01-20
KR20220008524A (en) 2022-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220192546A1 (en) Sensor
KR102381649B1 (en) Bio sensor using array antenna
US8882670B2 (en) Apparatus and method for measuring constituent concentrations within a biological tissue structure
CN109069846B (en) Phased control array for wirelessly powering an implantable device
JP2012507382A (en) Impedance spectroscopy with coupled antennas.
WO2006043774A1 (en) Apparatus for measuring blood sugar level using radio wave and method of the same
JP2022537641A (en) Antenna device that measures biological information using magnetic dipole resonance
KR102474119B1 (en) Biosensor to sense biometric information using electromagnetic wave through superstrate
CN113950286A (en) Biosensor using array antenna
Tripathi et al. ANN based design of SRR loaded patch antenna for non-invasive blood glucose monitoring
Kirubakaran et al. Antiallergic abdominal belt for human glucose level measurement using microwave active sensor antenna
Mohammadi et al. Dual Frequency Microwave Resonator for Non-invasive detection of Aqueous Glucose
US20230052649A1 (en) External device, biometric information measuring device, implant sensor and implant device for measuring biometric information
US20230048490A1 (en) Antenna device for measuring biometric information by using leaky wave
Nguyen Application of CRLH Transmission Line Metamaterial in Micro-bio Sensing for Non-invasive Continuous Glucose Monitoring
EP4170360A1 (en) Phantom device and electromagnetic dosimetry system associated
KR20230027469A (en) Electromagnetic near field resonator as sensor for analyte detection
KR20230092753A (en) Smart watch for detecting biometric information based on sensing permittivity
KR20230025284A (en) Antenna device for measuring biometric information using dark mode excitation
KR20230123171A (en) Reader antenna for bioimplants

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant