지능형 빌딩 내에서 전자파 간섭 및 적합성 해결을 위한 연구

김승도 한양대학교 대학원 2007 국내석사

본 논문은 건물 외부로부터의 전자파 영향을 건물 안에서 경감시키기위한 연구과정으로서 용도에 따른 다양한 지능형 빌딩 안에서 발생할 수있는 전자파 장해를 사전에 예방하고 또한 건물 내부의 통신환경을 개선시키기 위해 음영지역의 발생을 최소화 시킬 수 있는 최적의 AccessPoint 위치선정 등 건물에서 전자파를 제어할 수 있는 기술을 연구하였다. 기존의 건축시공에서 쓰이고 있는 건축 자재들의 전자기적 특성을이용해서 전자파의 반사량과 투과량을 분석하여 각 재질별 차폐효과를비교 평가하였다. 그리고 분석된 데이터를 가지고 실질적으로 건물 내부및 외부에서 전자파가 어떻게 영향을 미치는지 알아보기 위해 Terrain,Indoor, Exterior-Building 환경의 전자파 시뮬레이션이 가능한Wireless InsiteTM 프로그램을 이용하여 전자파의 수신세기와 수신 경로를 분석하였다. 또한 외부 EMI 소스로부터 건물 내부를 차폐시키기 위해임의로 건물 재질의 도전성을 매우 높였을 경우 건물 내부의 통신 환경에서 전자파 반사량의 증가로 발생할 수 있는 다중경로 감쇠 문제로 인한 신호의 지연 확산 문제도 분석해 보았다. 이러한 지연 확산에 제한을받는 전송률은 ISI(Inter-Symbol Interference)의 특별한 경우로서BER(Bit-Error Rate)에 영향을 미치기 때문이다. 따라서 지연 확산이작을수록 BER도 낮아진다. 그러므로 주어진 전자파 환경에서 지능형 빌딩에 요구되는 차폐 효과와 최적의 통신환경을 얻기 위해 건물 재질의전자기적 특성을 연구하고 분석하였다. A mitigation process of EMI problems has been studied in this thesis so that we are able to control the electromagnetic wave. I investigated how to find the optimized AP position having minimum shadow zone to improve the communication environment inside building and to prevent electromagnetic wave interference that is occurring in the intelligent building. Using the electromagnetic properties of building material which has been employed for the existing construction, I analyzed both reflection and transmission of the electromagnetic wave. The shielding effectiveness of building material such as brick, concrete, reinforced concrete, gypsum board and wood is shown from the analysis. To see how the electromagnetic wave that is inside or outside of building has an effect on electric devices or medical equipments substantially, I used the Wireless Insite programme, which can perform the electromagnetic wave simulation including terrain, indoor, and exterior-building conditions and analyzed its output like received power, propagation paths. Also, I analyzed the transmission rate of operating signal for the communication that uses IEEE 802.11b when conductivity of building material was increased highly in order to shield the inside of the building from the EMI sources. In a time-dispersive medium, the transmission rate is limited by the delay spread phenomenon resulted from multipath fading problem. As it is a special case of ISI, the transmission rate would be determined from bit-error rate. Comprehensively the smaller delay spread is, the lower bit-error rate is. Therefore I studied the electromagnetic properties of building material to get the optimized communication environment and the required shielding effectiveness of the intelligent building in given electromagnetic wave environment.

지중 도체 환경에서 대기중 ELF 라인소스가 통신선에 미치는 전자계 간섭

이상무 忠南大學校 大學院 2013 국내박사

배열 안테나의 도달 시간차를 이용한 전파원 검출 방법

최윤선 忠南大學校 大學院 2023 국내박사

The purpose of this paper is to secure the position information of the radio source by applying the direct and indirect arrival time difference from the receiving array antenna arranged at specific positions on the three axes to the elliptic equation. This can overcome the limitation of using only commercial signals of the existing PCL technology because it is possible to install and move the receiving antenna to a desired location. In addition, since the frequency band can be freely selected, location detection is possible regardless of the size or movement of the target. First, the RCS (Radar Cross Section) calculation and measurement method of the conductor sphere, which is a standard for securing and verifying the reliability of the measurement environment, was described. For RCS measurement, we aimed to secure reliability by measuring RCS for metal plates, corner reflectors, and metals of various sizes. When the target for measurement is a simple sphere structure, the RCS value can be obtained by analyzing the equation. As a result of the measurement, it was confirmed that the RCS measurement value according to the sphere size matched well with the normalized RCS theoretical value. Using the same measurement method, monostatic RCS was measured for all sides of the 1/40 size aircraft model rather than a uniform scatterer. As a result, the front and side surfaces with relatively low reflection showed a small difference between the maximum and minimum values of the standing wave, and the rear surface and the 45° side with large reflection showed large standing wave characteristics. As a result, it was verified that the RCS of an aircraft having an arbitrary shape can be known through measurement on the basis of a conductor sphere having a diameter of 200 mm. In addition, theoretical values and measured values were compared through bistatic RCS measurements on conductor spheres and aircraft models. RCS for TE, TM, and circular polarization were measured for the front, side, and 45° sides of the conductor sphere and 1/40 size aircraft model. Finally, in the case of a conductor sphere, it has the characteristic of uniformly scattering in the range of 180 ± 90 °, whereas in the case of an aircraft model having an arbitrary shape, it can be confirmed that the scattering characteristic is not uniform in all directions. Finally, measurements were performed to validate the measurement environment and results. For comparison with theoretical values, radar equations were used. By substituting the parameters into the radar equation, the calculated and measured results obtained well-matched values except for very small measurement errors. Therefore, reliability in measurement results was secured by verifying that the RCS measurement environment was well established. Second, a method for deriving the position of a radio wave source through direct and indirect time difference analysis of signals received by antennas arranged on three axes is presented. This was not a general radar design method, It aims to track the position of an arbitrary target through time difference analysis of the linear distance between the transmitting antenna and the receiving antenna arranged on three axes and the elliptical path. First, the theoretical method was applied to the omnidirectional sphere and the results were confirmed. The transmit antenna position and the receive antenna position were set for three axes, and the direct arrival time and the arrival time difference of the wave scattered on the sphere from the transmit antenna were measured in the time domain of the network analyzer. Using this value, the short axis length of the ellipse, that is, the path of the ellipse can be known. According to the diameters of the spheres of 100 mm, 200 mm, and 300 mm, three or more elliptical paths can be obtained, and it can be confirmed that a point or a range where the three ellipses intersect becomes the location of the target. When the same method was applied to a model of a specific type of vehicle rather than a uniform scatterer, it was confirmed that the target position could be obtained with a sufficiently small error compared to the size of the scatterer. Therefore, a bistatic (multi-static) radar system to which an elliptic equation is applied through direct and indirect arrival distance analysis of signals received by each antenna using three axes was proposed, and the possibility was verified through measurement. Third, it aimed to detect a radio wave source by applying the method of arranging antennas in two axes to one receiving point instead of multiple receiving points. As a method to overcome the disadvantages that the range of application is limited and the risk factor increases as a number of receiving points are required at a fixed location, the method of arranging the antennas in two axes at one receiving point instead of multiple receiving points is applied. The position of the radio wave source can be detected by deriving the time difference to arrive at the receiving array antenna through measurement and substituting this value into the simultaneous trigonometric equation to obtain a solution. In order to secure the characteristics of the case where the coupling effect between the array antennas is completely excluded, the measurement was performed using a single antenna. The distance and angle to the source can be obtained by substituting the measured values into the trigonometric equation and calculating them simultaneously. Through this, the resolution limit of the time domain for the antenna spacing was identified, and a standard was established for setting an appropriate antenna spacing during antenna arrangement. Finally, the antenna was arranged and measurement was performed in the same way. A horn antenna was used for the transmit antenna, and an inverted L monopole antenna and a patch antenna were selected for the receive array antenna. It was shown that the position of the scatterer source can be detected within an error range of 62 mm (1.65 λ) of the transmit antenna aperture size in the z-axis arrangement when sufficient array spacing is secured. Therefore, it can be said that the error obtained from the measurement result is very small compared to the size of the radio wave source, so the proposed method and the measurement result sufficiently secure the validity of the radio wave source detection. The scatterer position detection method using the array antenna proposed in this paper can overcome the limitation of using only commercial signals of the existing PCL technology by arranging the antennas at one receiving point. In addition, it was proved that the location detection is possible regardless of the size or movement of the target because the frequency band and antenna type can be freely selected. When designing a similar type of radio wave source detection system in the future, it may be easiest to detect the position of the radio wave source only by the arrangement of the receiving antenna. For a given method, it will be possible to design an appropriate system through the basic measurement criteria presented in this paper and the characteristic analysis according to the antenna array spacing and type. 본 논문에서는 PCL 위치 탐지 기술의 기본 이론을 토대로 하여, 세 개의 축 상에 특정 위치에 배치된 수신 배열 안테나로부터의 직접 및 간접 도달 시간차를 타원 방정식에 적용함으로써, 전파원의 위치 정보를 확보하는 것을 목적으로 하였다. 이는 원하는 위치로 수신 안테나 설치 및 이동이 가능하므로, 기존의 PCL 기술은 정해진 상용 신호만을 이용해야 한다는 한계를 극복할 수 있고, 주파수 대역 선택이 자유로워 표적의 크기나 움직임 여부에 관계없이 위치 탐지가 가능하다. 이를 위해 가장 먼저, 측정 환경의 신뢰성 확보 및 검증을 위해 기준이 되는 도체 구(球)의 RCS(Radar Cross Section) 해석, 계산 및 측정 방법에 대해 기술하였다. RCS 계산 및 측정을 위해 금속 플레이트, 코너 리플렉터, 다양한 크기의 금속에 대한 RCS 해석 방법을 시뮬레이션하고, 그에 대한 신뢰성 확보를 목표로 하였다. 먼저, 송신, 수신기가 동일 위치일 때인 monostatic, 송신과 수신기가 다른 위치일 때인 bistatic RCS에 대한 기본 이론에 대해 기술하였다. RCS 측정에 있어 calibration 데이터 정립을 위해 기본 구조들 (금속 구, corner reflector, plate 등)의 RCS를 측정하고 그 결과를 확인하였다. 측정 결과, 구 크기에 따른 RCS 측정 값이 정규화 된 RCS 이론값과 잘 매칭되는 특성을 확인하였다. 같은 측정 방법을 이용하여, 균일한 전파원이 아닌 1/40 크기 비행체 모형의 모든 면에 대해 monostatic RCS를 측정하였다. 그 결과, 상대적으로 반사가 적은 형상인 정면과 측면은 정재파의 최대값과 최소값의 차이가 작은 특성을 보이고, 반사가 큰 배면과 45 ° 측면의 경우, 정재파 특성이 크게 나타났다. 결과적으로, 직경이 200 mm 인도체 구를 기준으로 하여, 임의의 형상인 비행체의 RCS 값을 나타내고, 이를 측정을 통해 알 수 있음을 검증하였다. 또한, 도체 구, 비행체 모형에 대한 bistatic RCS 측정을 통해 이론값과 측정값을 비교하였다. 도체 구와 1/40 크기 비행체 모형의 정면, 측면, 45 ° 측면에 대해 TE, TM, 원편파에 대한 RCS를 측정하였다. 최종적으로, 도체 구의 경우, 180 ± 90 ° 범위에서 균일하게 산란되는 특성을 갖는 반면, 임의의 형태인 비행체 모형의 경우, 모든 방향에 대해 균일하지 않은 산란 특성을 확인할 수 있다. 마지막으로, 측정 환경 및 결과에 대한 타당성을 입증하기 위한 회선 측정을 수행하였다. 이론값과 비교하기 위해 레이다 방정식을 기초로 하였다. 파라미터들을 레이다 방정식에 대입하여 계산한 결과와 측정 결과는 매우 작은 측정 오차를 제외하고 잘 일치된 값을 얻었다. 따라서, RCS 측정 환경이 잘 구축됨을 검증함으로써, 지금까지의 측정 결과에 있어 신뢰성을 확보하였다. 두번째로, 3개의 축을 이용하여 각 배치된 안테나에 수신되는 신호의 직접, 간접 도달 시간차 분석을 통해 전파원 위치를 도출하는 방법을 제시하였다. 일반 레이더 설계 방법이 아닌 송신 안테나와 세 개의 축에 일정 거리 떨어진 곳에 배치된 안테나로부터 떨어진 거리에 따른 각도와 시간차 분석을 통한 목표물의 위치 추적 방법에 대한 유효성을 확보하는 것을 목적으로 하였다. 이를 위해, 송신 안테나와 세 개의 축에 배치된 수신 안테나 사이의 직선 거리와 타원 경로에 대한 시간차 분석을 통해 임의 표적의 위치 추적을 위해 전방향성 구에 대해 이론적 방법을 적용하여 그 결과를 확인하였다. 또한, 세 개의 축에 대해 송신 안테나 위치와 수신 안테나 위치를 설정하고, network Analyzer를 통해 time domain에서 송신 안테나에서 수신 안테나에 직접 도달하는 시간과 송신 안테나에서 구에 도달하여 산란되는 파가 수신 안테나에 도달하는 시간과의 차를 측정하였다. 송신 안테나를 기준으로 수신 안테나에 직접 수신되는 파와 전파원에 산란되어 수신되는 산란파의 거리차를 network Analyzer를 통해 time domain에서 값을 측정함으로써 구했다. 이 값을 이용하여 타원의 단축을 알 수 있고, 이를 이용해 타원 경로를 도출할 수 있다. 100 mm, 200 mm, 300 mm 인 구의 직경에 따라, 3개 이상의 타원 경로를 얻을 수 있고, 3개의 타원이 교차하는 한 점 또는 그 범위가 목표물의 위치가 됨을 확인할 수 있다. 같은 방식을 균일한 전파원이 아닌 특정 형태의 비행체 모형에도 적용하면 각 면에 따라 세 개의 타원이 교차하는 지점의 오차 범위는 다소 차이가 있으나, 전파원 크기와 비교하였을 때 충분히 적은 오차로 표적의 위치를 구할 수 있음을 확인하였다. 따라서, 3개의 축을 이용하여 각 안테나에 수신되는 신호의 직접, 간접 도달 거리차 분석을 통해 타원 방정식을 적용한 bistatic(multi-static) 레이더 시스템을 제시하고 측정을 통해 가능성을 검증하였다. 세번째로, 다수의 수신점이 아닌 하나의 수신점에 안테나를 2개의 축으로 배열하는 방법을 적용한 전파원 위치탐지를 목표로 하였다. 정해진 위치에 다수의 수신점이 요구되어 적용의 범위가 한정적이고 위험 요소가 증가하는 단점을 극복하기 위한 방법으로 다수의 수신점이 아닌 하나의 수신점에 안테나를 2개의 축으로 배열하는 방법을 적용하였다. 수신 배열 안테나에 각각 도달하는 시간차를 측정을 통해 도출하고, 이 값을 삼각 연립 방정식에 대입하여 해를 구하는 방법으로 전파원 위치를 검출할 수 있다. 첫 번째로, 배열 안테나 간 커플링 영향을 완전히 배제 시킨 경우의 특성을 확보하기 위해 단일 안테나를 이용한 측정을 진행하였다. 측정값을 삼각 방정식에 대입하고 연립하여 계산하면, 소스까지의 거리 및 각도를 구할 수 있다. 마지막으로, 실제 안테나를 배열하여 같은 방법으로 측정을 진행하였다. 송신 안테나는 혼 안테나를 사용하였고, 수신 배열 안테나는 역 L형 모노폴 안테나, 패치 안테나를 선정하였다. 충분한 배열 간격이 확보되었을 경우, z-축 배열에서 송신 안테나 개구 크기 62 mm (1.65 λ) 이내의 오차 범위로 전파원의 위치 검출이 가능함을 보였다. 본 연구에서는 모든 전파원 소스를 혼 안테나로 가정하였으나, 실제로 위치 검출을 위한 타겟은 개구 크기 62 mm (1.65 λ) 보다 훨씬 큰 크기의 전파원이다. 따라서, 본 연구의 측정 결과로 얻은 오차는 전파원 크기에 비해 매우 작다고 할 수 있으므로 제안하는 방법 및 측정 결과는 전파원 위치 검출에 대한 유효성을 충분히 확보하였다. 본 논문에서 제안된 배열 안테나를 이용한 전파원 위치 검출 방법은 하나의 수신점에 안테나를 배열 함으로써, 기존의 PCL 기술인 정해진 상용 신호만을 이용해야 한다는 한계를 극복할 수 있다. 또한, 주파수 대역 및 안테나 종류 선택이 자유로워 표적의 크기나 움직임 여부에 관계없이 위치 탐지가 가능함을 증명하였다. 향후 유사 형태의 전파원 소스 검출 시스템 설계 시, 본문 내용의 측정 결과에서 볼 수 있듯이, 수신 안테나의 배열만으로도 전파원의 위치를 검출하는 것이 가장 용이할 수 있을 것이다. 주어진 방법에 대해 본 논문에서 제시된 기본적인 측정 기준과 안테나 배열 간격 및 종류에 따른 특성 분석을 통해 적합한 시스템 설계가 가능할 것으로 판단된다.

삼각형 전자파 잔향실 내의 필드 균일도 특성

김성철 漢陽大學校 大學院 2001 국내석사

본 논문은 전자파 장해 및 복사 내성 측정의 대용시설로 사용될 수 있는 삼각형 구조의 전자파 잔향실 내의 필드 균일도 특성에 관한 연구이다. 직사각형 구조의 체적이 동일한 두 삼각형 구조의 전자파 잔향실 내의 필드 균일도를 개선시키기 위하여 Schroeder 확산기를 설계하여 적용하였으며, 전자파 잔향실 내의 필드 균일도 특성을 해석하기 위하여 FDTD(Finite- Difference Time-Domain)방법을 사용하여 시험공간(Test Volume)의 한 면에서 전계 세기를 추출한 후, 필드 분포를 분석하였다. 또한 정삼각형 구조의 전자파 잔향실과 Schroeder 확산기를 설계하여 시뮬레이션 및 제작하였으며, 실험을 통한 시험 평가를 한 결과, Schroeder 확산기를 적용한 삼각형 구조의 전자파 잔향실 내의 필드 균일도가 확산기를 적용하지 않은 경우와 비교하여 1~4dB 개선됨을 알 수 있었다. This paper presents the results of an electromagnetic field uniformity of a triangular reverberation chamber that can be used alternatively for the analysis and measurement of electromagnetic interference and immunity test. Equilateral triangular reverberation chamber and Schroeder diffusers were designed and fabricated for this research. FDTD(Finite-Difference Time-Domain) simulation method was applied to analyze the field characteristics inside of two different types of reverberation chambers. The results showed improvements of an electromagnetic field uniformity inside of triangular reverberation chambers, and measured field uniformity was improved by 1~4dB compared to the ones without Schroeder diffusers.

맨홀 내 지하에서의 전파 수신 개선을 위한 안테나 연구

박정일 충남대학교 산업대학원 2022 국내석사

현재 이동통신의 양호한 전파 수신을 위해서 사용되는 안테나는 단말과 기지국 모두 지상에 노출되어 최대한 전파의 수신에 유리한 환경에서 사용되고 있다. 그러나 지속적으로 확산되고 있는 IoT 기기의 사용 분야는 위의 예처럼 전파 수신이 비교적 양호한 환경뿐만 아니라 지하 또는 맨홀 내부처럼 상대적으로 전파 수신이 열악한 환경에서 사용기도 한다. 일례로 수도관 관리에 사용되는 IoT 기기 중 맨홀 내에 설치된 IoT 기기는 지하라는 전파 수신에 불리한 환경과 더불어 두꺼운 철재 맨홀 뚜껑으로 덮이는 구조로 전파 수신에 극히 열악한 환경이라 할 수 있다. 본 연구에서는 지하 맨홀 내에서의 열악한 전파 수신 조건을 개선하기 위한 안테나 구조와 설치 방법을 제안하고 실험을 통해 성능을 평가한다. Currently, antennas used for good radio wave reception of mobile communication are used in an environment advantageous for receiving radio waves as much as possible because both the terminal and the base station are exposed to the ground. However, the field of use of IoT devices, which is continuously spreading, is used not only in an environment where radio wave reception is relatively good as in the example above, but also in an environment where radio wave reception is relatively poor, such as underground or inside a manhole. For example, among the IoT devices for water pipe management, the IoT devices installed in the manhole have an environment that is unfavorable to receiving radio waves in the basement and a structure that is covered with a thick steel manhole cover, so it is an extremely poor environment for receiving radio waves. In this study, we propose an antenna structure and installation method to improve poor radio wave reception conditions in an underground manhole, and evaluate its performance through experiments.

Schroeder quadratic residue diffuser를 부착한 전자파 잔향실 내부의 전자기장 균일도 특성에 관한 연구

정삼영 漢陽大學校 大學院 2001 국내박사

전자파 잔향실은 전자파 장해, 복사 내성 및 차폐효과 측정 등에 활용되는 시험시설이다. 초기 외부 전자파 환경과 독립적이고 내부 소스(Source)에 의해 발생된 전자파가 외부로 복사되지 않도록 전자파 차폐실이 이용되었다. 그러나 전자파 차폐실은 내부 형성된 필드 분포가 일정하지 않아 측정의 정확성 및 재현성이 보장되지 않는 단점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 두 가지 방식의 시험시설이 제안되고 있으며, 그 중 첫 번째 방식으로 차폐실 내부에 전자파 흡수체를 부착하여 벽면으로 향하는 전자파를 흡수하여 벽면에서 반사가 일어나지 않도록 하는 전자파 무반사실이며, EMC (Electromagnetic Compatibility) 측정을 위한 대용시험시설로서 많이 사용되고 있다. 전자파 무반사실은 측정 결과의 정확성과 재현성은 상당히 높으나, 전자파 흡수체의 사용에 따라 제작비용이 높고, 또한 복사 내성 시험을 위한 고전력 형성에 고출력 증폭기의 사용이 요구된다. 또 하나의 시설로서 전자파 차폐실의 반사를 이용하는 방식으로 차폐실 내부에서 랜덤(Random)하게 형성된 다중 모드(Multi mode)를 이용하는 전자파 잔향실이다. 단순한 구조의 전자파 차폐실에 모드 스터러(Stirrer)를 이용하여 내부 형성된 전자파의 경계조건을 이동시켜 시간 확률적으로 균일 필드를 형성시키는 방식이다. 전자파 잔향실은 전자파 차폐실 구조에 튜너(Tuner)의 부착으로 시설 이용이 가능하기 때문에 저렴한 비용으로 시설확보가 가능하며, 다양한 구조의 챔버(Chamber) 이용이 가능하다. 또한 전자파 흡수체를 전혀 부착하지 않기 때문에 전력 효율이 아주 좋으며 복사내성 시험을 위한 좋은 조건을 갖추고 있다. 본 논문에서는 피시험체의 다양한 구조를 고려, 전자파 잔향실의 응용도를 높이기 위하여 직사각형 구조와 비교하여 삼각형 및 원형 전자파 잔향실의 주파수에 대한 모드 분포와 필드 특성에 관해 비교 분석하였으며, 다중 모드를 활용하는 전자파 잔향실의 하한 주파수 확장과 적절한 튜너 효율에서 필드 균일도를 향상시킬 수 있는 방법에 관해서 조사 분석하였다. 전자파 잔향실의 외부 구조로서 많이 사용되는 직사각형 구조 대신 비대칭적 구조의 사용에 따른 필드 균일도 효과를 조사하였으며, 음향학 분야에서 음의 잔향을 위해 사용되는 Schroeder 방식의 QRD(Quadratic residue diffuser)를 전자파 잔향실에 적용하여 필드 균일도 개선 효과를 조사하였다. FDTD (Finite Difference Time Domain) 시뮬레이션(Simulation)방식을 적용하여 수치 해석한 결과 비대칭 구조를 사용하였을 경우 직사각형 구조에 비해 하한 주파수에서 상당한 필드 균일도 개선 효과를 가져왔으며, QRD의 적용으로 전 주파수 대역에서 약 2~3 dB 이상의 필드 균일도 개선 효과를 얻을 수 있음을 확인하였다. 해석 결과로부터 비대칭 구조 및 QRD의 적용으로 하한 주파수 확장은 물론 필드 균일도 확보를 위한 튜너 스텝 수를 상당히 줄여 시험시간 단축과 측정의 정확성 및 재현성 향상에 많은 기여를 할 것으로 본다.

캐비티를 이용한 MFㆍHF 대역 전자파 차폐 성능 측정 시스템 소형화

백민석 忠南大學校 大學院 2022 국내석사

본 논문에서는 IEEE-STD-299 규격인 2 m 2 m 2 m 이상 크기의 저주파 대역(kHz ~ MHz) 차폐 측정 시스템 대비 99% 소형화 된 213 mm 105 mm 900 mm 차폐 측정 시스템을 새롭게 제안하였다. 저주파 대역에서의 측정을 위해 페라이트와 L, C 공진기를 이용하여 소형화된 안테나를 제작하였고, 300 kHz ~ 5 MHz에서 –10 dB 이하의 특성을 얻었다. 이들 안테나를 이용하여 차폐 물질에 따른 특성을 측정함으로써 제안된 저주파 차폐 측정 시스템이 기존의 시스템에 비해 다이내믹 레인지가 5.28 dB 증가하였음을 확인하였다. 따라서, 제안된 시스템에서 99%이상 크기 소형화를 시킴으로써, 작은 공간에서도 적은 비용으로 저주파 차폐 측정이 가능하며, 저주파 대역 전자파 차폐 검증 시스템이 기존의 시스템을 대체 가능함을 확인하였다. In this paper, we propose a new 213 mm × 105 mm × 900 mm shielding measurement system that is 99% smaller than the IEEE-STD-299 standard, 2 m × 2 m × 2 m or larger in the low frequency band (kHz ~ MHz) shielding measurement system. did. A miniaturized antenna was fabricated using ferrite and L and C resonators for measurement in the low frequency band, and S_11 characteristics of -10 dB or less were obtained at 300 kHz to 5 MHz. By measuring the characteristics according to the shielding material using these antennas, it was confirmed that the dynamic range of the proposed low-frequency shielding measurement system was increased by 5.28 dB compared to the existing system. Therefore, by reducing the size of the proposed system by more than 99%, it is possible to measure low-frequency shielding at a low cost in a small space, and it was confirmed that the low-frequency band electromagnetic shielding verification system can replace the existing system..

원통형 구조 전자파 잔향실 내 모드 및 필드 분포 특성

김정훈 漢陽大學校 大學院 2001 국내석사

전자파 장해 및 복사내성 측정에 사용되는 전자파 무반사실의 대용 방법으로 활용될 수 있는 전자파 잔향실 중에 원통형 구조 전향실의 전자기장 특성과 모드 분포를 연구하였다. 체적이 동일할 때 원통형 전자파 잔향실의 반지름과 높이를 변화시켜가면서 모드수의 변화를 비교하였다. 체적이 동일한 직사각형, 직각 이등변 삼각형, 원통형 구조의 잔향실 내부 필드 균일성을 보기 위하여 FDTD(Finite-Difference Time-Domain) 방법을 이용하여 잔향실 내부의 필드 특성을 조사하였다. 앞에서 언급한 세 가지 형태의 잔향실 내부에서 필드 특성을 조사하기 위해 적절히 선정된 시험 점(Test Point) 8개를 사용하였으며, 각각의 Ex, Ey, Ez 의 크기를 구한 후 2 - 3 GHz 사이에서 표준 편차를 구하였고, 3 GHz에서 시험 평면(Test Surface)의 필드의 균일도를 보았다. 직사각형 잔향실의 경우 최대 1.4 dB, 삼각형 잔향실의 경우 최대 2.2 dB, 원통형 잔향실의 경우 최대 2.6 dB내의 표준 편차(Standard Deviation)를 나타내었으며, 전체 평균한 것으로는 직사각형, 원통형, 삼각형 잔향실의 순서로 균일도 허용 오차가 나빠짐을 알 수 있었다. 하지만 전계(E-Field) 성분에 대한 균일 허용 오차가 3 dB 이내이므로 세 가지 경우 모두 전자파 잔향실로서 사용될 수 있음을 알 수 있었다. 본 논문은 원통형 구조의 전자파 잔향실의 모드수 계산법을 제시하였으며, 이것을 사용하여 체적이 동일한 원통형 전자파 잔향실의 모드수를 반지름과 높이 비에 따른 모드수 분포를 계산결과를 보였다. 이 계산법을 사용하여 원통형 전자파 잔향실을 설계할 수 있으며, 최소 60모드수 이상을 갖을수 있는 주파수 및 반지름, 높이를 설계에 반영할 수 있을 것이다. 또한 각각의 체적이 동일한 직사각형, 직각 이등변 삼각형, 원통형 전자파 잔향실을 비교하였을 때, 필드 균일도가 직사각형의 경우가 가장 좋았으며, 삼각형이 가장 좋지 않았다. 따라서 전자파 잔향실을 설계 및 제작할 경우 직사각형을 최우선으로 고려하고 다음으로 원통형 구조, 마지막으로 직각 이등변 삼각형을 고려하여야 한다.

고반복율 인공위성 레이저추적을 위한 광전자제어기 개발과 검증 : ARGO-Range Gate Generator Development for High Repetition-rate Satellite Laser Ranging

가능현 忠南大學校 大學院 2017 국내석사

SLR (Satellite Laser Ranging) is a system that measures the distance of a satellite using a laser. It has an error accuracy of mm level. KASI(Korea Astronomy and Space Science Institute) has developed the first SLR system in Korea in 2012. SLR system called ARGO-M(Accurate Ranging System for Geodetic Observation-Mobile). The purpose of argo-m is to improve observation precision and retain observation data for research. However, there was a malfunction of Isa card in the caused by PC communication problems and pc power supply noises or pc internal noises. To solve this problem, KASI has developed ARGO-Range Gate Generator(A-RGG). Satellite two - way distance calculation predicted laser arrival time using Lagrange interpolation, satellite orbit information, and start receive time. Three methods are used to verify A-RGG: 1) ModelSim RTL Simulation, 2) 10kHz performance verification, and 3) observation date that obtains from the operating speed of 5kHz of SLR system. In this study, the developed A-RGG was used as a basis for precise orbit determination, space geodesy, earth physics, space situational awareness, Satellite spin research.

디지털 의료 영상의 보안을 위한 개선된 워터마크

안봉환 漢陽大學校 大學院 2001 국내석사

디지털 워터마킹 기법(digital watermarking technique)은 의료 분야의 기술적인 발전으로 인하여 대형병원을 중심으로 사용되고 있는 디지털 의료 영상의 보안을 위한 방법 중에 최근 연구되고 있는 방법이다. 디지털 의료 영상의 보안을 위한 개선된 방법은 의료 영상에 의존한 암호학적인 개념(cryptographic concept)을 갖는 해쉬 함수(hash function)와 전자서명을 사용한 것이다. 해쉬함수는 메시지의 무결성(integrity)을 보장하고 전자서명(digital signature)은 의료영상의 요구조건인 위조를 못하도록 하기 위해 사용한다. 디지털 의료영상에 의존한 워터마킹을 구현하기 위해 블록 이산여현변환(discrete cosine transform)을 사용하여 저주파 성분을 해쉬함수의 입력으로 한다. 해쉬함수가 전자서명의 계산 양을 줄이는 효과가 있기 때문에 전자서명은 해쉬된 값을 입력 값으로 사용한다. 전자서명의 결과는 워터마크로써 의료영상에 삽입한다. 그러나 의료영상은 영상의 훼손을 원하지 않으므로 영향을 최소화하기 위해서 블록 이산여현변환의 고주파 성분에 워터마크를 선택적으로 삽입한다. 또한 의료영상의 경우 훼손이 일어났을 경우, 의료 사고가 발생할 수 있으므로 훼손을 검출하기 위해 블록방향 인증을 통하여 훼손된 위치를 국부화(localization)한다. 위 방법으로 다양한 실험을 수행한 결과, 워터마킹된 영상이 기존의 방법으로 워터마킹된 것보다 시각적으로 손상이 없으며, 여러 가지 압축등에 강한 것을 확인하였고, 국부화를 통하여 훼손된 위치도 검출할 수 있었다. The digital watermarking technique is one of the solutions recently studied for the security of the medical images being used in many general hospitals by the technical growth of medical area. The improved methods for the security of the medical images are to use a hash function and a digital signature with a cryptographic concept dependant on the medical image. A hash function guarantees the integrity of message and a digital signature is used for prohibiting from the forgery as a requirement of the medical image. The low frequency coefficients of DCT(Discrete Cosine Transform) become as inputs of a hash function by using DCT to implement the watermarking dependant on the digital medical images. A digital signature uses a hashed value as an input one because a hash function can make the amount of operation of a digital signature be reduced. A watermark, that is, the output of a digital signature, is inserted into the medical image. To minimize the alteration of the original medical image, however, the watermark is selectively inserted into the high frequency coefficients of DCT. And the block-wise authentication makes the damaged location be a localization to detect the damage because the medical accidents can be occurred when the medical image is damaged. The results of the diverse experiments show the watermarked image with the above mentioned methods is less damaged visually than the one with the previous methods and powerful in a lot of compressions. Additionally, the damaged location can also be detected easily by the localization.