A Study on High Frequency Characterization of Transmission Lines Using Time-Frequency Analysis

송은석 연세대학교 2003 국내석사

In this thesis, a time-frequency analysis method is presented to investigate various issues on high frequency eRects in the transmission lines. While the conventional concept analyze the transmission lines in time or frequency domain respectively, proposed approach relates more eRectively time and frequency information, ac-cordingly can estimate high frequency noise of multiple power and ground plane in high-speed digital system. For evaluate EM (Electromagnetic) radiation and reflection noise of the high-speed digital line passing through slot in the split power plane, Chap. 2 is well graphically addressed an EMI (Electromagnetic Interference) based on full-wave FDTD (Finite DiRerence Time Domain) numerical approach. From signal integrity point of view, the eRects of the attached decoupling/stitching capacitor or stitching bead on split power plane are calculated by time-frequency cross correlation function. In the case of attaching the decoupling/stitching capac-itor or stitching bead, it can be obtained a greater time-frequency cross correlation coe±cient, thus, proves the high similarity of a time and frequency component of the range of interest. Also, a new high resolution reflectometry scheme, the time-frequency domain reflectometry (TFDR), is proposed for detection and location of faults in wiring. The traditional reflctometry methods have been achieved in either the time do-main or frequency domain only, however, the proposed TFDR can be utilized to obtain time and frequency domain information, which detect the existence of fault and its location by designing time-frequency reference signal and post-processing the reference and reflcted signal to detect and locate the fault. Design of the refer-ence signal in time-frequency domain reflctometry is based on the determination of the frequency bandwidth by the physical properties of cable under test. The detection and estimation of the faults using the TFDR relies on the time-frequency cross correlation function. The accuracy of the proposed algorithm is verified with experiments using a RG-type coaxial cable and is compared with traditional time domain as well as frequency domain reflctometry methods. It is clearly shown here that the proposed algorithm produces excellent result compared to that of the conventional methods in the case of single as well as multiple faults cables. 본 논문에서는 시간-주파수 분석 기법을 이용하여 전송선에서 발생하는 고주파의 여러 가지 현상을 분석하는 새로운 방법을 제시하였다. 기존의 시간 또는 주파수 영역에서 분석하는 개념에서 벗어나, 시간과 주파수의 연관된 정보를 가지고 좀더 효율적으로 접근하였다. 시간-주파수 기법을 이용하여 고속 디지털 시스템의 다중전원 공급층과 접지층 구조에서 발생되는 고주파 노이즈를 분석하였다. 고속디지털 신호선이 분리된 전원층을 지날 때 일어나는 전자파 방사와 반사에 대해 삼차원 유한 차분 시간영역법을 이용하여 시각적으로 나타내어/T고, 또한 decoup;ing/stiteching capacitor와 stiteching conductor를 분리된 전원층에 적용한 경우의 영향을 signal integrity 관점에서, 시간-주파수 상호상관 관계함수를 이용하여 분석하였다. decoupling/stiteching capacvitor와 conductor를 부착시, 시간-주파수 상호상관 관계값이 커지는 것을 알 수 있었고, d이는 고주파 신호의시간과 주파수 성분의 d유사성이 크다는 것을 나타낸다. 전송선의 임피던스 불일치점(결함)을 측정하는 기존방식은 TDR, FDR등이 있으나, 단지 한 영역에서 분석한다는 단점을 보완하기 위해 시간-주파수 상호상관 관계함수를 적용하였다. 실제 RG 타입 coaxial cable상의 다양한 경우에 대한 결함위치 감지 및 추정한 측정 결과 값과 성능을 비교한 결과, 오차율이 대략 0.5% 이하로, TDR, FER보다 정확도가 월등히 우수함을 확인할 수 있었다. 또한, Signal Integrity분야와 관련하여, 다른 전송선의 임피던스 측정과 비균일점을 감지하는데 적용 가능할 것이다.

단일 채널 위성 SAR 시스템을 이용한 이동물체 탐지 및 속도 복원 : 디포커싱 방법 및 시간-주파수 분석을 중심으로

박정원 연세대학교 대학원 2013 국내박사

MTI(moving target indication)는 SAR(synthetic aperture radar)를 이용하여 지상의 움직이는 물체를 탐지하고 그 이동속도를 측정하는 기술이다. 이는 시스템에서 이용 가능한 채널의 수에 따라 단일 채널을 이용하는 방법과 다중 채널을 이용하는 방법이 다르며, 현재의 위성 SAR 시스템은 아직 대부분이 단일 채널 시스템을 기반으로 운용되고 있다. 이 논문에서는 단일 채널 위성 SAR 시스템을 이용하여 영상으로부터 움직이는 지상물체를 탐지하고 그 이동 속도를 복원하는 방법을 연구하였으며, 이를 위해 디포커싱 방법과 시간-주파수 분석 방법의 이론적 제안과 시험 적용 결과의 분석을 수행하였다. 이동물체의 움직임으로 인한 센서-산란체간의 상대속도 변화는 수신신호의 도플러 파라미터를 변화시킨다. 도플러 중심주파수는 range 방향의 속도에 의해 달라지며, 도플러 주파수 변화율은 azimuth 방향의 속도와 range 방향의 가속도에 의해 달라진다. 상대적으로 azimuth 신호 합성 시간이 짧은 위성 SAR에서는 도플러 주파수 변화율에 있어 range 방향의 가속도보다 azimuth 방향의 속도에 의한 영향이 크지만, 단일 채널 시스템에서 두 효과를 분리하기는 어렵다. 이동물체의 움직임으로 인한 센서-산란체간의 거리 변화는 그 궤적이 고정 산란체와 다르며, 이로 인해 발생하는 range walk와 잔여 range cell migration(RCM)은 영상에서의 smearing을 발생시킨다. 또한 도플러 주파수 천이로 인해 물체가 영상에서 azimuth 방향으로 이동된 위치에 나타나게 된다. 영상 기반의 이동물체 탐지를 위해 이 연구에서는 디포커싱에 의해 이동물체의 에너지가 분산되는 동시에 이동하는 현상을 이용하였다. 에너지 이동량은 디포커싱 필터와 이동물체 신호 사이의 도플러 주파수 차이에 비례하며, 이들 사이의 선형적인 관계를 통해 range 속도 성분을 감지할 수 있다. 에너지의 분산은 디포커싱 비율이 잔여 quadratic 위상과 같을 때 최소가 되며 contrast는 이 때를 중심으로 가우시안형으로 변하기 때문에 일정한 간격으로 디포커싱 비율을 변화시켜가며 측정한 contrast series를 가우시안 모델로 근사(fitting)하여 그 중심을 측정함으로써 azimuth 속도 성분을 감지할 수 있다. 따라서 이 두 가지 측정으로부터 영상내에 이동물체가 존재하는 패치를 구분할 수 있으며, 실험 결과 signal-to-clutter ratio(SCR)가 10 dB 이상인 경우에 이동물체의 탐지 뿐만 아니라 속도를 오차 20% 이내로 측정할 수 있었다. 탐지된 이동물체의 속도를 정밀하게 측정하기 위해 이 연구에서는 시간-주파수 변환을 통해 이동물체 신호의 도플러 파라미터를 측정하였다. 시간-주파수 공간에서 이동물체의 신호는 도플러 위상궤적 주변에 집중되어 분포하는 반면에 랜덤 노이즈는 특정한 분포를 보이지 않고 산란되는 특성을 보인다. 따라서 시간-주파수 공간에서 이동물체의 도플러 위상궤적을 포함하는 주변영역을 추출하고 aliasing을 고려하여 설정한 완충 구간 내에서의 에너지를 이용하여 도플러 위상궤적을 재구성하면 이동물체 신호의 signal-to-noise ratio(SNR)를 높일 수 있다. 재구성된 도플러 위상궤적을 시간축과 주파수축으로 투영하여 얻어지는 스펙트럼의 중심위치는 각각 이동물체의 실제 위치와 도플러 중심주파수를 나타내며, 궤적의 기울기는 도플러 주파수 변화율을 나타낸다. 시뮬레이션을 통한 실험에서 이동속도 3 m/s 이상, 30 m/s 이하 구간에서 측정의 절대오차는 1 m/s 이내, 상대오차는 5% 이내로 나타났으며, TerraSAR-X 영상을 이용한 현장 실험에서 얻어진 결과는 range 방향 측정오차가 2.8%, azimuth 방향 측정 오차가 1.8%로 시뮬레이션 결과와 유의한 수준으로 나타났다. 이 연구에서 이동물체는 크기가 작고 레이더 반사도는 높으며 고속으로 이동하는 자동차, 배, 비행기 등의 인공산란체였으며, 이들을 대상으로 제안한 방법들이 효과적으로 적용될 수 있음을 보였다. 위성 SAR를 이용한 MTI는 광범위한 지역에 대한 순간 관측만으로 지상의 이동물체들의 이동 현황을 알 수 있는 수단이며, 그 대상을 자연물산란체로 확장하였을 때 해류의 분포, 유속의 변화, 지진해일의 전파 등 자연 현상에 대한 고해상 매핑에도 활용될 수 있을 것이다. 단, 자연물산란체로의 적용을 위해서는 우선 낮은 SNR과 불균질한 신호에 대한 합성에 대한 문제를 해결해야 하며, 낮은 이동 속도에 대한 측정 민감도를 향상시키는 연구가 추가적으로 수행되어야 한다.

시-주파수 분석법을 이용한 시각자극 유발전위에 관한 연구

홍석균 연세대학교 대학원 2001 국내석사

시각자극 유발전위는 시각중추 기능에 대한 객관적인 정보를 제공할 수 있는 신경 생리학적인 방법으로 임상에서는 잠복기간 P100을 시각 중추의 이상을 진단하는 중요한 파라메터로 사용하고 있다. 비정상인의 경우 대부분 잠복기간의 지연, 파형의 찌그러짐, 진폭의 감소 등의 특성으로 해석할 수 있으나, 경우에 따라서 P100 위치에 피크가 생기거나 판단하기 모호한 파형의 찌그러짐이 발생할 때에는 정상과 비정상을 판단하기 어려운 문제가 있다. 현재까지 시각자극 유발전위의 연구는 잠복기간과 관련된 시간영역에서의 해석이나 또는 스펙트럼의 크기에 관련된 주파수 영역에서의 해석으로 한 가지 영역에서만 진행되었으나 시-주파수 분석법은 시간과 주파수 영역에서 동시에 이루어지기 때문에 두 영역사이의 부족한 단점을 서로 보완할 수 있는 장점을 갖는다. 여러 가지 시-주파수 분석법 중에서 적당한 방법을 선택하기 위해서 합성된 모의 신호를 가지고 테스트 한 결과 교차간섭성분(cross-term interference)의 제거능력이 뛰어나고 상대적으로 첨도가 우수하며 쉽게 구현할 수 있는 Choi-Williams distribution(CWD) 방법을 선택하였다. 본 연구는 Cadwell Excel EP/EMG 장비를 통해 1998년 12월부터 2000년 8월까지 신경장애(Neuropathy), 시신경염(Optic Neuritis), 시신경 손상(Optic Nerve Lesion) 병명의 소견을 받은 41명을 피험자 중에서 양쪽 눈이 모두 정상이라고 판명받은 8명의 정상군과 한쪽 눈 혹은 양쪽 눈이 비정상이라고 판명 받은 33명의 대조군으로 분류한 데이터를 사용하였다. 분석 방법은 고정된 특정 주파수에 대하여 시간별 스펙트럼의 관계를 나타내는 시간 스트립(time strip)에서 스펙트럼이 최대값을 갖는 주파수 대역을 확인하였고, 질환별로 평균 주파수(mean frequency, MNF)에서의 최대 스펙트럼을 분석하였다. 정상인의 경우 20.0Hz∼26.7Hz 주파수 대역, 비정상인의 경우 16.7Hz∼20.0Hz 주파수 대역에서 스펙트럼이 최대가 되는 것을 볼 때, 시각자극 유발전위 연구에서 유의성 있는 주파수 대역으로 추론된다. 또 비정상인의 경우 평균 주파수에서의 최대 스펙트럼의 평균값이 정상인보다 상대적으로 낮음을 알 수 있었다. The visual evoked potentials(VEPs) is used to assist in the diagnosis o specific disorders associated with involvement of the sensory visual pathways The P100 latency is important parameter which diagnosis of optic nerve disorders. There are characteristics of latency delay, wave distortion, amplitude deduction in abnormal subjects. It is difficult to diagnose in the case of producing peak at the P100 latency. In this experiment, difference of pattern between normal VEPs and abnormal VEPs using time-frequency analysis method is studied. The time-frequency analysis methods including Short-time Fourier transform Wigner-Ville distribution, Choi-Williams distribution were compared. Among various time-frequency analyses, the Choi-Williams distribution method was selected. Because it has high deduction ratio of cross-term and simple calculation. We have acquired VEPs database from Wonju Christian Hospital(WCH) between Nov. of 1998 and Aug. of 2000 by trained physicians. We classify VEPs database according to diseases - neuropathy, optic nerve lesion, optic neuritis. Cadwell Excel EP/EMG instruments are used. First, we noted maximum spectrum in time strip at fixed frequency. Second, we noted maximum spectrum according to VEPs database at mean frequency. In this study, We observed special frequency band has maximum spectrum in time strip - 20.0Hz∼26.7Hz in normal VEPs and 16.7Hz∼20.0Hz in abnormal VEPs. Also normal VEPs spectrum is higher than abnormal VEPs spectrum.

독일어 학습자의 보충어 강제 문장 처리에 대한 신경 언어학적 연구

백승철 서울대학교 대학원 2020 국내석사

In der vorliegenden Arbeit wird die Verarbeitung von Sätzen mit „complement coercion“ bei Fremdsprachenlernern der deutschen Sprache neurolinguistisch untersucht. Zu Sätzen mit „complement coercion“ zählt z.B. der Satz „der Autor begann das Buch“. Dieser Satz kann als „der Autor begann das Buch zu schreiben“ verstanden werden. Dies zeigt, dass die Aussagen von Sätzen mit „complement coercion“ nicht in der üblichen Weise gebildet werden, weil „zu schreiben“ nicht von den Lexemen des Satzes, den grammatikalischen Formen dieser Lexeme, oder der syntaktischen Struktur vom Satz abgeleitet werden kann. So erläuterten Jackendoff (1997) und Pustejovsky (1991, 1993), dass diese zusätzliche Bedeutung durch einen zusätzlichen Verarbeitungsprozess hergestellt werden könnte, in dem sich das semantische Merkmal des Objekts von [+Entität] zu [+Ereignis] verändert. In diesem Zusammenhang stellten einige Studien fest, dass bei Muttersprachlern die Sätze mit „complement coercion“ anders als die Sätze ohne „complement coercion“ verarbeitet werden. Die Studien von Baggio et al. (2010) und Kuperberg et al. (2010) unter Verwendung von EEG (electroencepahlography) zeigten, dass N400 von Muttersprachlern evoziert wird, wenn sie Sätze mit „complement coercion“ lesen, aber nicht bei Sätzen ohne. Aufgrund dieser Ergebnisse kommen beide Forschungsgruppen zu dem Schluss, dass N400 den zusätzlichen Verarbeitungsprozess widerspiegelt. Ziel dieser Arbeit war es festzustellen, ob die bei den Muttersprachlern gefundenen Aspekte auch für Fremdsprachenlerner gelten. Nach dem Ergebnis neuerer Studien, dass die Verarbeitung des Satzes mit „complement coercion“ durch grammatikalische Komponenten wie Wortstellung beeinflusst werden könnte, untersucht diese Arbeit außerdem, ob bei Fremdsprachenlernern die Wortstellung des Satzes die Verarbeitung der Sätze mit „complement coercion“ beeinflusst. In dieser Arbeit wurden zwei Experimente mit koreanischen Deutschlernenden ausgeführt. In Experiment 1 wurde analysiert, wie die Teilnehmer Sätze mit „complement coercion“ verarbeiten, die in der von der koreanischen Sprache abweichenden Wortstellung aufgebaut wurden, und in Experiment 2, wie sie Sätze mit „complement coercion“ verarbeiten, die in einer mit der koreanischen Sprache ähnlichen Wortstellung aufgebaut waren. In beiden Experimenten wurden Aufgabenpunkte und neurale Daten jedes Teilnehmers mittels EEG gesammelt. Auf die gesammelten neuralen Daten wurden ERP (event-related potentials) Analyse und Zeit-Frequenz-Analyse angewendet. Erstens zeigten die Ergebnisse der Zeit-Frequenz-Analyse unterschiedliche EEG-Reaktionen, je nachdem, ob die Teilnehmer die Sätze mit oder ohne „complement coercion“ verarbeitet hatten. Diese Differenz wurde in beiden Experiment gefunden. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass auch Fremdsprachenlerner grundsätzlich Sätze mit „complement coercion“ anders verarbeiten als Sätze ohne „complement coerecion“. Zweitens erhielten nur die Teilnehmer von Experiment 1 in den Sätze mit „complement coercion“ relativ schlechtere Noten. Dies zeigt, dass koreanische Deutschlerner Sätze mit „complement coercion“ nicht gut verstehen können, wenn sie in der von der koreanischen Sprache abweichenden Wortstellung aufgebaut waren. Drittens zeigten die Ergebnisse der ERP-Analysen, dass die ERP-Reaktion, die die Verarbeitung des Satz mit „complement coercion“ widerspiegelt, nur in der mit der koreanischen Sprache ähnlichen Wortstellung evoziert wurde. Dies bedeutet, dass die ERP-Reaktion nur in der mit der koreanischen Sprache ähnlichen Wortstellung evoziert werden kann. Aber diese ERP-Reaktion hat sich von N400 unterschieden. Dies besagt, dass Fremdsprachenlerner die Sätze mit „complement coercion“ möglicherweise anders verarbeiten als Muttersprachler. Von allen Ergebnissen ist zu bemerken, dass sich die Aufgabenpunkte und ERP-Reaktionen insbesondere bei Sätzen mit „complement coercion“ je nach Wortstellung unterscheiden. Dies könnte mit dem so genannten „L1-transfer“ zu tun haben. Das heißt, dass wenn koreanische Deutschlerner Sätze mit „complement coercion“ in der vom Koreanischen abweichenden Wortstellung verarbeiten, ein „negative transfer“ von Wissen der Muttersprache möglicherweise die Verarbeitung behindert. Anhand der vorangegangenen Ergebnisse kann diese Arbeit bestätigen, dass auch Fremdsprachenlerner grundsätzlich Sätze mit „complement coercion“ anders verarbeiten als Sätze ohne. Es ist festzustellen, dass der Verarbeitungsprozess von Sätzen mit „complement coercion“ sich je nach Wortstellung ändert. Aber gleichzeitig ist der Befund, dass Fremdsprachenlerner Sätze mit „complement coercion“ möglicherweise anders verarbeiten als Muttersprachler. 본 연구는 한국인 독일어 학습자를 대상으로 신경 언어학적인 방법론을 통해 이들이 독일어 보충어 강제(complement coercion) 문장을 어떤 양상으로 처리하는지 알아보고자 했다. 보충어 강제 문장이란 “Der Autor begann das Buch”와 같은 문장을 말한다. 제시된 문장은 “Der Autor begann das Buch zu schreiben”으로 이해될 수 있는데, 이는 보충어 강제 문장의 의미가 단순히 합성적인(kompositorisch) 방식으로는 파악되지 않는다는 것을 보여준다. “Der Autor begann das Buch”에 포함된 어휘의 의미나, 문법적 형태가 가진 문법적 의미, 문장의 통사적 구조 어디에도 “zu schreiben"이라는 의미는 포함되어 있지 않기 때문이다. Jackendoff(1997)나 Pustejovsky(1991, 1993)와 같은 연구자는 이러한 추가적인 의미가 목적어의 의미적 자질이 변화하는 추가적인 처리 과정([+개체] → [+사건])을 통해 발생한다고 설명했다. 모국어 화자를 대상으로 보충어 강제 문장의 처리 양상을 살펴본 선행 연구는 실제로 모국어 화자가 보충어 강제 문장을 보통의 문장과 다른 방식으로 처리한다는 것을 보였다. 특히 Baggio et al.(2010)이나 Kuperberg et al.(2010)은 EEG (electroencepahlography)를 이용하여, 모국어 화자가 보충어 강제 문장을 처리할 때, 이들에게서 N400의 ERP (event-related potentials) 반응이 검출된다고 보고했다. 모국어 화자가 보통의 문장을 처리할 때는 N400 반응이 관측되지 않았다. 선행 연구는 이러한 결과를 바탕으로 모국어 화자가 보충어 강제 문장을 처리할 때 검출된 N400 반응이 보충어 강제 문장의 의미가 합성되기 위해 필요한 추가적인 처리 과정을 반영한다고 주장했다. 이에 본 연구는 제2 언어 화자가 제2 언어로 된 보충어 강제 구문을 처리할 때에도 이와 유사한 양상이 나타나는지 알아보고자 했다. 이때, 보충어 강제 문장의 처리 과정이 어순과 같은 통사적 요소에 영향을 받을 수 있다는 최근 연구의 결과를 참고하여(Lowder/Gordon 2015, 2016), 추가로 문장의 어순이 제2 언어 화자가 보충어 강제 구문을 처리하는 데 영향을 미치는지 알아보고자 했다. 본 연구는 높은 습득 수준의 한국인 독일어 학습자를 대상으로 두 가지 실험을 통해 이를 알아보았다. 실험1에서는 한국인 독일어 학습자가 한국어의 기본 어순과 상이한 어순으로 구성된 독일어 보충어 강제 구문을 어떻게 처리하는지 분석하였으며, 실험2에서는 이들이 한국어와 유사한 어순의 독일어 보충어 강제 구문을 어떤 방식으로 처리하는지 분석했다. 실험 과정에서는 실험 과제에 대한 정답률과 뇌파 데이터가 EEG를 통해 수집되었으며, 수집된 뇌파 데이터에는 ERP 분석과 시간-주파수 분석(time-frequency analysis)이 적용되었다. 실험 결과, 본 연구는 크게 다음의 세 가지 결과를 확인할 수 있었다. 첫째, 시간-주파수 분석 결과, 한국인 독일어 학습자가 보충어 강제 문장을 처리할 때의 뇌파 반응은 보통의 독일어 문장을 처리할 때의 뇌파 반응과 다른 양상을 보였다. 이러한 차이는 한국어와 상이한 어순과 유사한 어순에서 모두 확인되었다. 이는 기본적으로 제2 언어 화자 역시 제2 언어로 작성된 보충어 강제 구문을 보통의 언어적 표현과 다르게 인지하고, 처리한다는 것을 보여준다. 둘째, 보충어 강제 문장에 대한 정답률을 분석한 결과, 한국인 독일어 학습자는 한국어와 상이한 어순에서만 보충어 강제 문장에 대한 낮은 정답률을 보였다. 이는 한국인 독일어 학습자가 한국어와 유사한 어순에서는 독일어 보충어 강제 문장을 잘 이해할 수 있지만, 한국어와 상이한 어순에서는 이를 잘 이해하지 못한다는 것을 의미한다. 셋째, ERP 분석 결과, 보충어 강제 문장에 대한 처리 과정을 반영하는 ERP 반응이 한국어와 유사한 어순에서만 확인되었다. 이는 한국인 독일어 학습자가 한국어와 유사한 어순으로 구성된 보충어 강제 문장을 처리할 때만 보충어 강제 문장에 대한 반응이 검출된다는 것을 의미한다. 그러나 이러한 반응은 모국어 화자를 대상으로 했던 실험에서 보고된 N400 반응과는 다른 양상을 보였다. 즉, 제2 언어 화자는 모국어 화자와 다른 방식으로 보충어 강제 문장을 처리하는 것으로 보인다. 한편, 본 연구의 결과, 정답률과 ERP 반응에 있어서 어순에 따른 차이가 확인되었는데, 본 연구는 이러한 차이가 모국어 전이(L1-transfer) 현상과 관련이 있다고 보았다. 즉, 한국인 독일어 화자가 한국어의 어순과 상이한 독일어 보충어 강제 문장을 처리할 때, 모국어 통사적 지식의 부정적 전이가 일어나, 보충어 강제 문장에 대한 처리 과정이 방해를 받을 수 있다는 것이다. 이상의 결과를 통해 본 연구는 제2 언어 화자 역시 보충어 강제 문장을 보통의 언어적 표현과 다르게 인지하고 처리한다는 것을 검증할 수 있었으며, 이러한 처리 과정이 어순에 따라 달라질 수 있다는 것을 확인하였다. 그러나 동시에 제2 언어 화자가 보충어 강제 문장을 처리하는 방식은 모국어 화자와는 다르다는 것도 확인할 수 있었다.

Condition assessment of control and instrumentation cable systems : stepped frequency waveform reflectometry

Lee, Chunkwon Graduate School, Yonsei University 2019 국내박사

본 학위 논문에서는 케이블의 상태 진단을 위하여 시간-주파수 신호 처리를 이용한 새로운 반사파 계측법을 제안하였다. 이를 위하여 시간-주파수 영역 반사파 계측법을 이용한 실시간 상태 진단 모니터링 방법과 계단 주파수 반사파 계측법을 이용한 결함 위치 및 평가 방법을 제시한다. 첫째로, 시간-주파수 영역 신호 이미지의 딥러닝 학습에 기반한 시간-주파수 영역 반사파 계측법 (Time-frequency domain reflectometry) 을 제안하였다. 기존의 시간-주파수 영역 반사파 계측법은 일종의 압축 신호인 가우시안 포락선 선형 첩 신호를 사용하여 정규화된 시간-주파수 영역 상호 상관함수를 이용한 결함 위치 추정 방식이다. 케이블을 따라 전파된 신호는 감쇠 및 분산이 일어나기 때문에 거리에 관계없이 결함 자체를 평가하기 어렵다. 또한, 다중 반사로 인하여 분기 된 네트워크 케이블로의 적용이나 케이블 접합부, 끝점과 같은 지점과 결함 지점을 명확히 구분할 수 없다. 이러한 한계점을 극복하기 위하여, 시간-주파수 영역에서의 반사파 이미지를 기반으로 콘볼루션 신경망 (CNN: Convolutional neural network) 기법을 이용하여 반사 신호의 이미지를 분류 하고 평가하여 실제 결함을 탐지하였다. 둘째로, 계단형 주파수 반사파 계측법 (Stepped frequency waveform reflectometry) 을 이용한 케이블 상태 추정 및 결함 평가 방법을 본 논문에서 제안하고 실험 결과와 함께 제시하였다. 신호 전파 및 반사 모델링을 통하여 케이블의 전파 상수를 추정할 수 있으며 이를 이용하여 케이블의 상태 평가 및 결함 평가를 가능케 하였다. 제안 된 방법은 전파 상수, 첩 파라미터, 결함의 종류 및 정도 등의 데이터를 모니터링하여 케이블 상태를 추정하고 잔여 수명을 예측 하는 케이블 관리 시스템으로 응용이 가능하다. This dissertation provides a new theoretical reflectometry method using time-frequency signal processing. The proposed reflectometry approaches are applied to various types of cable systems in order to verify the feasibility and applicability of the proposed theory. Conventional reflectometry methods are not directly applicable for the assessment of the fault regardless of the distance. Since it is dicult to distinguish the actual fault from various reflected signal including a junction, cable ends and multiple reflections. In particular, applying reflectometry to a branched network cable complicates the locations of faults because reflected signals from various causes are measured altogether. Therefore, in this dissertation, application of time-frequency domain reflectometry is discussed to estimate the location and assess the degree of a localized fault under multiple reflections without cable modeling but through image classification in the time-frequency domain using convolutional neural network techniques and reflected signal estimation.

뇌파의 시간-주파수와 위상 동기화 분석을 통한 기억 인출 과정에서의 뇌 활성화 연구

최성현 高麗大學校 大學院 2011 국내석사

We still do not know the function of brain area, brain activity when cognitive or memory process. Recent advances in neuro-imaging techniques and cognitive neuroscience have enabled us to read out brain activity related to cognitive functions. It is a performance by the non-invasive measuring apparatus such as magnetoencephalography (MEG), positron emission tomography (PET), functional magnetic resonance imaging (fMRI) and electroencephalography (EEG). In particular, many cognitive studies have employed the EEG technique due to its simplicity, mobility and fine time resolution. Traditional methodologies using EEG have relied on the measurement of event-related potentials (ERPs) or power spectra to identify the neural response to a cognitive process of interest. Another measurement, the spectral analysis using EEG shows change of power by frequency. However, these measurements typically examine the neural correlates of cognitive functions only in individual EEG channels according to the current of time. These results reveal the little emphasis on an organized neural response across the whole brain. Based on the assumption that the connectivity structure across the brain can represent the dynamics of an underlying cognitive process, but it was not a common use in the research of memory task. We particularly investigated the representation of the memory retrieval process through large-scale connectivity. The phase synchronization method was used to statistically evaluate the connectivity between all the pairs of EEG channels. We analyzed the EEG and behavioral data recorded from a memory retrieval task in which fourteen healthy subjects performed a series of a visual navigation task followed by a memory retrieval task in the 3-D virtual environment used beam project and head mounted display (HMD). We found that the overall spectral power decreased while the number of synchronized channels increased in the beta band (12-30Hz). The synchronized channels were mostly located in the occipital and parietal areas in the beginning of the memory retrieval process (~0.25s after stimulus onset), and then migrated to the frontal area in the late stage of process (~1s after stimulus onset). The spectral power at the gamma band increased while the number of synchronization channels showed no significant change during memory retrieval. These results suggest that memory retrieval may induce large-scale synchronizations of the beta rhythms among different brain regions and their topographic pattern may dynamically change during the memory retrieval process.

Diagnosis of rolling mill cycloconverters using time-frequency signature analysis

Thompkins, Timothy Mitchell Graduate School, Yonsei University 2016 국내석사

기존에는 원활한 주파수 제어의 장점으로 인해 산업용 기기로DC 기기의 적용이 많았던 반면 최근에는 비동기 및 동기 모터의 경제적 가치가 상승함에 따라 VFD (Variable-Frequency-Drives)와 같은 AC 기기 주파수 제어 장치의 중요성이 높아지고 있다. 압연기 제어용으로도 사용되는 사이클로 컨버터는 대표적인 AC 기기 주파수 제어 장치로써 스위치 배열, 사이리스터로 구성되어 있다. 이러한 사이클로 컨버터는 기기의 운용에 있어서 양방향 전력조류, 주파수와 전압의 독립제어, 넓은 역률 범위에서의 운용을 가능하게 하며 안정성과 효율성을 갖춘 산업용 압연기의 운용을 위해서는 사이클로 컨버터의 유지가 보장되어야 한다. 그러나 사이클로 컨버터의 고장에 따른 기기 고장의 회복을 위해서는 많은 시간과 비용이 발생하므로 추가적인 고장을 방지하기 위하여 사이클로 컨버터의 비정상 상태를 빠르고 정확하게 진단하고 고장파급을 방지하는 것이 중요하다. 이에 따라 본 논문에서는 실제 압연기 사이클로 컨버터의 신호 특성을 시간-주파수 영역에서 분석하여 사이클로 컨버터의 상태진단을 수행하는 기법을 제안하였다. 기존에 운영되고 있는 압연기와 같은 산업용 기기는 세부 장치에서 전압, 전류의 측정신호를 제공할 수 없는 경우가 많고 측정을 위해서는 많은 비용이 발생하게 되기 때문에 본 연구에서는 압연기 입력전류 신호만을 사용한 모델링과 상태진단을 수행하였다. 또한 기존에 연구되어 있는 시간-주파수 분석기법이 압연기 사이클로 컨버터의 기계적 진동을 분석했던 것과 달리 입력전류 신호에 기반하여 사이클로 컨버터의 모델링을 수행하며 이를 기반으로 하여 사이클로 컨버터의 비정상상태 진단을 수행하였다. 최종적으로 본 논문의 구성은 사이클로 컨버터의 기본 동작 이론을 포함하고 있으며 시간-주파수 분석 기법 이론 및 분포 특성에 관한 이론을 포함한다. 이어서 본 논문에서는 위의 이론에 기반하여 시간-주파수 영역에서의 신호 특성 추출 기법 및 모델링을 통한 사이클로 컨버터의 비정상상태 자동 검출 기법을 제안하였다. High power industrial rolling mills rely heavily on the sustained operation of cycloconverters, a type of variable frequency drive. This research proposes a means to diagnose the operation of the cycloconverter as either normal or abnormal by use of time-frequency signature analysis. Various features of the cycloconverter’s input current in the time-frequency domain are identified and used to derive parameters that describe each of these states. A reference model using the parameters is then developed and comparisons in the time-frequency domain to real data are made. Based on these comparisons a statistical decision boundary is delineated that is used to classify the cycloconverter.

신경화용론 방법론을 활용한 발화 의도 처리의 인지 기제 규명 : 요구화행과 반어를 중심으로

성미정 서울대학교 대학원 2023 국내박사

Das Ziel dieser Studie ist es den kognitiven Mechanismus bei der Verarbeitung der Sprechintention in einer Muttersprache (Koreanisch) und in einer Zweitsprache (Deutsch) durch eine neuropragmatische Forschung zu identifizieren. Zu diesem Zweck werden EEG-Experimente mit besonderem Fokus auf indirekten Aufforderungen und Ironie in der Muttersprache und der Zweitsprache durchgeführt. Diese Studie wählt indirekte Aufforderungen sowie Ironie als Forschungsgegenstände, weil die beiden Sprechtypen den indirekten Sprechakten aus Sicht von Searle(1969) und partikularen Konversationsimplikaturen aus der Sicht von Grice(1989) entsprechen, aber unterschiedliche Sprechabsichten haben. Eine indirekte Aufforderung hat die Absicht, den Wunsch des Sprechers, dass der Zuhörer eine bestimmte Handlung X in der Zukunft auszuführt, zu vermitteln. Im Gegensatz dazu hat die Ironie hat die Absicht, die genau entgegengesetzte Bedeutung der wörtlichen Bedeutung des geäußerten Satzes zu vermitteln, anstatt um die Ausführung einer Handlung zu bitten. Mit Hilfe dieser beiden Sprechtypen werden zwei Teilziele in dieser Studie verfolgt, um den kognitiven Mechanismus bei der Verarbeitung der Sprechabsichten aufzudecken. Das erste Teilziel dieser Studie ist es, den kognitiven Mechanismus der Erarbeitung der Sprechabsicht durch neurolinguistische Methoden zu identifizieren. Insbesondere will die Studie einen empirischen Grund dafür angeben, dass die Diskussion, ob der kognitive Mechanismus bei der Verarbeitung der Sprechabsicht dem „seriellen modularen Modell“ oder „parallelen interaktiven Modell“ folgt, noch nicht abgeschlossen ist. Daher werden Event-related potential (ERP) und Time-frequency analysis (TFA) Forschungen mit Verwendung von Elektroenzephalografie (EEG) durchgeführt, um den kognitiven Mechanismus bei der Verarbeitung der Sprechabsicht in Echtzeit zu messen und zu analysieren. Das zweite Teilziel dieser Studie ist es, den kognitiven Mechanismus der pragmatischen Sprachphänomene von Fremdsprachenlernern zu identifizieren. Die meisten Sprachstudien zu Fremdsprachenlerner konzentrierten sich bisher auf die phonetische-, phonologische-, semantische- und morpho-syntaktische Verarbeitung. Nur sehr wenige Forschungen wurden zu dem kognitiven Mechanismus bei der pragmatischen Verarbeitung von Fremdsprachenlernern durchgeführt. Aus diesem Grund untersucht das zweite Teilziel dieser Studie den kognitiven Mechanismus bei der Verarbeitung der Sprechabsicht für indirekte Aufforderungen und Ironie von den koreanischen Muttersprachlern, die Deutsch auf dem Niveau B2+ sprechen. Dabei wird erwartet, dass ein breiteres und tieferes Verständnis des kognitiven Mechanismus bei der Verarbeitung der Sprechabsicht gewonnen werden kann. Die Ergebnisse dieser Studie bestätigen drei folgende Punkte. Erstens entspricht der kognitive Mechanismus bei der Verarbeitung der Sprechabsicht dem seriellen modularen Modell. Entdeckte ERP- und TFA-Elemente sind je nach Sprachtypen und die Sprachen unterschiedlich, aber diese Studie bestätigt, dass sowohl die Muttersprachen- als auch die Fremdsprachenverarbeitung einen sequenziellen Prozess durchlaufen, der zuerst die sprachlichen Informationen strukturell verarbeitet. Erst dann identifiziert der Hörer die tatsächliche Sprechabsicht des Sprechers. Hauptsächlich wird es dadurch bestätigt, dass die Indizes für die pragmatische integrierte Verarbeitung - das ERP-Element P600 und TFA-Index Gamma-Synchronisierung – am Ende des Satzes erhöht sind. Dieses Ergebnis zeigt, dass die Verarbeitung der Sprechabsicht dem seriellen modularen Modell entspricht. Zweitens gibt es besondere Merkmale der pragmatischen Verarbeitung je nach Sprachtypen. Bei der indirekten Aufforderung vermittelt die Äußerung des Sprechers eine von der wörtlichen Bedeutung des Satzes abweichende Sprechabsicht, aber die wörtliche Bedeutung des Satzes wird nicht wie bei der Ironie verletzt. Tatsächlich werden in dieser Studie bei den Muttersprachlern nur für die Ironie die ERP- und TFA-Indizes für die semantische Verletzung – N400 und Gamma-Desynchronisierung – entdeckt. Im Gegenteil dazu wird P600 bei der Aufforderung am Beginn des Satzes gefunden. Das zeigt, dass es bei der indirekten Aufforderung, bei der Zuhörer die von dem Sprecher gewünschte Handlung anerkennen muss, die Identifizierung der Absicht im Vordergrund steht. Drittens unterscheidet sich die Modalität bei der Verarbeitung der Sprechabsicht zwischen Muttersprache und Fremdsprache. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass die fremdsprachliche Verarbeitung, im Gegensatz zur muttersprachlichen Verarbeitung, keine Indizes für die pragmatische integrierte Verarbeitung wie P600 oder Gamma-Synchronisierung zeigen. Vielmehr hängt die Verarbeitungsmodalität der Fremdsprache stark vom semantischen Verarbeitungsprozess ab. Während zum Beispiel die muttersprachliche Verarbeitung der Aufforderung nur P600 zeigt, wird nur N400 schon zu Beginn der fremdsprachlichen Verarbeitung der Aufforderung entdeckt. Zusätzlich wird das ERP-Element P200, dass das anfängliche semantische Analyseverfahren repräsentiert, ohne P600 bei der fremdsprachlichen Verarbeitung der Ironie gefunden. Dies kann verschiedene Ursachen haben, wurde aber das Ergebnis wird in dieser Studie so interpretiert, dass es die Konsequenz der unvollständigen morphosyntaktischen Kenntnisse der Zielsprache gemäß der ‚Shallow Structure Hypothesis‘ ist. 본 연구는 신경화용론적 연구를 통해 모국어와 제2언어에 대한 발화 의도 처리의 인지 기제를 규명하는데 목표를 두었다. 이를 위하여 간접 요구화행과 반어를 중심으로 모국어인 한국어와 제2언어인 독일어에 대한 뇌파 실험 연구를 수행하였다. 본 연구에서 요구화행과 반어를 연구 대상으로 삼은 이유는, 두 발화 유형이 모두 Searle(1969)의 관점에서는 간접화행(indirect speech acts)에 해당하고, Grice(1989)의 특정대화함축(particularized conversational implicature)에 해당하지만 서로 다른 발화 의도를 갖는다는데 있다. 요구화행은 청자가 특정 행위 X를 하길 바라는 소망을 전달하는 발화 의도가 있으며, 반어는 발화에 행위성이 존재하지 않는 대신 발화된 문장의 축어적 의미의 정반대의 의미를 전달하고자 하는 발화 의도를 지닌다. 본 연구에서는 이처럼 서로 다른 발화 의도를 지닌 두 가지 발화 유형인 요구화행과 반어를 대상으로 다음 두 가지 세부 목표를 설정하여 인간의 발화 의도 처리와 관련된 인지 기제를 밝히고자 하였다. 본 연구의 첫 번째 세부 목표는 신경언어학 방법론을 통해 발화 의도 파악의 인지 기제를 규명하는데 있었다. 특히 기존 연구에서 발화 의도 처리의 인지 기제가 “순차적 처리 모델(serial modular model)”과 “병렬적 통합 처리 모델(parallel interactive model)” 중 어떤 것을 따르는지에 대한 논의가 종결되지 않았다는 데서 두 가지 관점 중 어떤 것이 더 타당한지에 대한 실험적 근거를 제공하고자 하였다. 이에 뇌파측정법을 활용한 사건관련전위(ERP) 및 시간-주파수 분석법(TFA) 연구를 진행하여 발화 의도 처리에 대한 인지기제를 실시간으로 측정하고 분석하고자 하였다. 이어서 본 연구의 두 번째 세부 목표는 제2언어 학습자들의 화용적 언어 현상에 대한 인지 기제를 밝히는 것이었다. 기존에 진행된 대부분의 제2언어 학습자에 대한 언어 연구는 음성·음운, 어휘, 형태·통사적인 처리에 초점이 맞춰져 있었으며 화용적 언어 현상에 대한 제2언어 학습자의 인지 기제에 대한 연구는 거의 진행된 바가 없다. 이에 본 연구에서는 한국어 모국어 독일어 제2언어 고급학습자를 대상으로 요구화행과 반어에 대한 발화 의도 처리의 인지 기제를 살펴보고자 하였다. 특히 제2언어 처리와 모국어 처리의 인지 기제를 비교 분석함으로써 인간의 발화 의도 처리의 인지 기제에 대한 더 넓고 깊은 이해를 할 수 있을 것으로 기대하였다. 뇌파 실험 결과, 본 연구에서는 크게 다음 세 가지를 확인할 수 있었다. 첫째, 발화 의도 처리 인지 기제는 순차적 처리 모델을 따른다. 본 연구에서는 발화 유형에 따라 검출된 ERP 및 TFA 요소는 상이하였지만 모국어와 제2언어 처리 모두 언어적 정보를 먼저 구조적으로 처리한 뒤에 화자의 실제 발화 의도를 파악하는 순차적 처리 과정을 거치는 것을 확인할 수 있었다. 특히, 모국어 처리에 있어서 화용적 통합처리를 대표적으로 보여주는 ERP 지표인 P600과 TFA 지표인 감마파의 증가가 발화의 종료점에서 검출됨으로써 발화 유형과 상관없이 모두 발화 의도 처리가 발화 처리의 마지막 시점에 이뤄지는 것을 통해 순차적 처리 모델을 따르고 있음을 확인할 수 있었다. 둘째, 발화 유형에 따는 화용 처리상의 특징이 존재한다. 간접 요구화행은 화자의 발화가 제시된 문장의 축어적 의미와 다른 발화 의도를 전달하지만, 반어에서처럼 문장의 축어적 의미가 위반되지는 않는다. 실제 본 연구의 반어에 대한 ERP 결과는 발화 시작점에서 의미 위반에 대한 인지처리를 반영하는 N400이 검출되었고 TFA에서는 감마파의 감소가 확인된 반면, 요구화행에서는 의미적 부적합성에 대한 ERP 및 TFA 요소가 검출되지 않았다. 오히려 청자가 자신의 행위성을 인지해야하는 요구화행에서는 발화 시작점에서부터 P600이 검출됨으로써 의도파악에 초점이 맞춰져 있음을 확인할 수 있었다. 셋째, 모국어와 제2언어의 발화 의도 처리 양상이 다르다. 본 연구의 결과는 제2언어 처리에서는 모국어 처리와 달리 화용적 통합처리를 반영하는 ERP 요소인 P600이나 TFA 요소인 감마파 증가가 확인되지 않음을 보여주었다. 오히려 모국어 처리에서 의미 위반이 검출되지 않은 요구화행에서 N400이 검출되거나, 반어 처리에서 초기 의미적 분석 절차를 반영하는 P200 등이 검출되는 것과 같이 발화 의도 처리에 있어서 의미적인 처리 과정에 크게 의존하고 있음을 확인할 수 있었다. 여기에는 다양한 원인이 있을 수 있으나 본 논문에서는 피상적 구조 가설에 따라 목표 언어에 대한 완전하지 못한 형태·통사적 지식에 대한 결과라고 해석하였다. 이러한 연구 결과를 통해 본 논문에서는 각 발화 유형에 대한 개별적인 ERP 및 TFA 결과는 다르지만, 인간의 발화 의도 처리에 대한 인지기제가 전체적으로 순차적 처리 모델을 따르고 있음을 검증할 수 있었으며, 더 나아가 모국어 처리와 제2언어의 처리가 서로 다른 처리 양상을 보인다는 것을 확인할 수 있었다.

周波數-時間 分析(分割-FFT)을 利用한 電氣設備 異常信號 檢出

지승욱 영남대학교 대학원 2005 국내박사

Anomaly detection and condition monitoring of superconducting cable systems via cross time-frequency analysis

이건석 Graduate School, Yonsei University 2020 국내박사

Background and Objective A high-temperature superconducting (HTS) cable can transmit large capacities even at low voltages; therefore, the use of HTS cables is desirable for reducing the size of new electric power facilities in urban areas where the underground infrastructure is already dense. HTS cables are expected to be mainly installed in cable tunnels that are already constructed in urban districts. Therefore, the installation of normal joint boxes is inevitable, and it is necessary to develop a diagnostic methodology that considers both the existence of the joints and the electrical characteristics of HTS cables. In order to be competitive against conventional power cables, reliable operation and cost-effectiveness must be ensured. Thus, this dissertation provides new anomaly detection and condition monitoring methodologies for HTS cable systems. Methods First, to enhance the accuracy of detection and localization of the HTS cable’s faults, a reflectometry methodology for analyzing incident signals composed of up-chirp and down-chirp signals is presented. Second, the time-frequency based anomaly detection and monitoring methodology is proposed. The methodology includes five indices that are obtained via TF cross-correlation and instantaneous frequency estimation, cross Wigner-Ville distribution, chirplet transform and scattering parameter. Lastly, owing to multiple reflections, distinguishing multiple joint boxes especially using reflectometry is a challenging problem. To overcome the challenge of distinguishing and monitoring different joint boxes, temporal sliding long short-term memory networks are applied. Results and Conclusion The proposed methodology has been demonstrated for an AC 22.9 kV HTS cable system and an AC 154 kV HTS cable system which are connected to the real power grid network. During the cooling process and the current imbalance failure, the dielectric and electrical characteristics of the HTS cable systems are monitored via the proposed methodology. Along with the commercialization of HTS cable systems, the proposed anomaly detection and monitoring methodology will improve the utilization of HTS cable systems in urban areas where power consumption is rapidly increasing. In the operation of HTS cable systems, electrical characteristic monitoring will enable maintenance and ensure operational stability. 최근 경제성장과 더불어 전력수요가 크게 증가할 것으로 예측되고 있다. 특히 전기자동차의 수요 및 냉난방 전력 소비는 매년 큰 폭으로 증가하고 있으며, 이로 인해 안정적인 전력수급 운영에 대한 중요성이 부각되고 있다. 고온초전도 케이블은 기존 구리 전선보다 낮은 전압으로 대용량의 전력 송전이 가능하며 전력 케이블의 굵기도 줄일 수 있어 미래 에너지 기술로 부각되고 있다. 특히 도심의 전력 케이블은 상당 부분이 지하에 매설되어 있고, 기존의 케이블을 초전도케이블로 대체할 경우 기존의 공간을 그대로 활용하면서 더 많은 양의 전력을 송전할 수 있어 전력수요가 늘어나도 수용이 가능할 것으로 기대된다. 그러나, 기존의 전력망을 활용할 경우, 설치 환경에 따라 접속함의 설치 및 물리적 변형이 불가피하며 초전도케이블의 안정적인 운영을 위해서는 이러한 물리적 특성, 포설 환경, 초전도케이블의 전기적 특성을 고려한 진단 기술이 요구된다. 따라서 본 학위논문은 초전도케이블의 고장상황을 감지하고 진단하는 기술을 제시한다. 첫째로, 초전도케이블의 고장점 탐지의 정확성을 향상시키기 위하여 시간에 따라 주파수가 증가하는(up-chirp) 시간-주파수영역 반사파 계측신호와 시간에 따라 주파수가 감소하는(down-chirp) 계측신호를 활용하는 방법을 제안한다. 둘째로, 시간-주파수영역 기반 고장감지 및 모니터링 기술을 제안한다. 이는 크게 다섯가지 지표로 구성되며, 산출방식에 따라 각각 시간-주파수 기반 상호상관함수(time-frequency cross-correlation), 순시주파수 추정(instantaneous frequency estimation), 상호 위그너-빌 분포함수(cross Wigner-Ville distribution)를 활용한 위상 정보, chirplet transform을 활용한 위상 정보, 및 산란 계수(scattering parameter)로 구분할 수 있다. 마지막으로 반사파 계측법이 갖고 있는 도전적인 과제 중 하나는 다중반사와 실제 반사파를 구별하는 것이다. 본 학위논문에서는 신호의 시간적 간격에 따라 입력 값을 달리하여 장단기 메모리(long short-term memory)의 forget gate의 성능이 향상된 기술을 활용하였으며, 이와 더불어 시간-주파수영역 기반 분석을 통해 기존의 반사파 계측법이 갖고 있는 한계점을 개선하였다. 제안된 기술의 유효성을 검증하기 위해 실제 한국전력공사가 운영하는 이천변전소에 설치된 410 m 길이의 AC 22.9 kV 50 MVA 초전도케이블 및 제주 초전도센터에 설치된 1 km 길이의 AC 154 kV 600 MVA 초전도케이블을 활용하였다. AC 22.9 kV 초전도케이블을 대상으로는 상온에서부터 운영온도인 70 K까지 냉각하는 과정과 전류 불평형 현상을 유도하는 과정을 모두 모니터링 하였으며, 그 결과 제안된 기술이 온도 및 압력에 따라 초전도케이블의 전기적 특성이 변하는 것을 계측하는 것을 확인하였다. 또한 전류 불평형 현상이 발생하였을 때에, 불평형이 발생하는 위치 및 케이블의 종류를 검출하는 것을 검증하였다. AC 154 kV 초전도케이블을 대상으로 실험할 때에는 냉각과정을 모니터링 하였으며, 2개의 접속함 및 단말에서 반사되는 반사파를 통해 냉각과정 동안의 케이블의 전기적 특성변화를 계측하는 것을 검증하였다. 고온초전도케이블의 상용화와 함께, 제안된 고장 검출 및 모니터링 방법론은 전력 소비가 급속히 증가하고 있는 도심 지역에서 초전도케이블 시스템의 활용 가능성을 향상시킬 것으로 기대된다. 더 나아가 초전도케이블의 운영에 있어서, 본 학위논문이 제안하는 전기적 특성 모니터링 기술은 초전도케이블의 유지보수를 가능하게 하고 작동 안정성을 보장할 것으로 기대한다.