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표제지
목차
제출문 2
2015 미래전파 창의 아이디어 설계·제작 공모 3
목차 4
1. 공모전 개요 5
2. 공모전 추진경과 6
3. 공모전 추진일정 및 내용 변경사항 7
4. 1차 제안서 평가(가·부 판정) 8
5. 2차 제안서 평가(가·부 판정) 11
6. 공모전 1, 2차 최종 제안서 명단(제안서 별첨) 13
7. 애로사항 수요조사 17
8. 설계·제작 보고서 심사 19
9. 전시 및 발표평가 심사 23
10. 공모전 개최 최종 심사결과 26
11. 종합성과 28
12. 만족도조사 29
13. 향후 사업추진 시 고려사항 38
14. '15년도 공모전 정산 38
15. 사진자료 39
16. 2015 공모전 홍보자료 47
SAR 프로브 교정을 위한 전자파 균일장 발생기술 개발 67
제출문 68
요약문 69
최종보고서 초록 72
SUMMARY 73
목차 75
I. 개발 개요 81
1. 연구의 목표 81
2. 연구의 필요성 83
II. 연구내용 및 범위 84
1. CTL cell port 입력 구성에 따른 동작 특성 84
2. 균일장 발생 수치해석 분석 87
3. 전자파 균일장 발생 구현 방법 도출 및 시스템 제작 89
III. 개발 내용 92
1. CTL cell의 제작 92
2. CTL cell 용 시스템 구성 94
3. 180˚ Hybrid Junction 성능 점검 94
4. 제작된 CTL cell의 전기적 특성 96
5. 균일장 확인 97
6. 150 ㎒ 대역의 인체조직 유사액체 제조 99
7. CTL cell 내부의 인체 유사 액체의 온도 변화 측정 99
8. 모의 액체의 비열 용량 측정 101
9. 액체의 도전율과 비유전율 측정 103
10. 프로브의 sensitivity와 isotropy 측정 104
11. CTL cell 내부 용액 속에서의 전계의 분포 108
12. 프로브의 conversion factor 계산 114
12. 결론 119
연구결과 활용계획서 120
연구결과요약서 121
『GTEM셀을 이용한 안테나 교정절차서 마련을 위한 표준 모노폴 및 루프 안테나 시제품 개발에 관한 연구』 최종결과보고서 123
제출문 124
요약문 125
최종보고서 초록 127
SUMMARY 128
목차 131
제1장 서론 135
제2장 GTEM 셀 개조 137
제1절 GTEM셀 개요 및 개조 137
1. GTEM 셀 구조 및 이론 137
2. GTEM 셀 시뮬레이션 - S₁₁ 시뮬레이션과 및 측정값 비교 140
3. GTEM 셀 개조 141
제2절 GTEM 개조 후 전기장 균일장 영역 측정(30 ㎒-1 ㎓) 144
1. 전기장 균일장 영역 측정 개요 144
2. 전기장 균일장 영역 측정 결과 149
제3절 GTEM 개조 후 30 ㎒ 이하의 전기장 및 자기장 균일장 측정 155
1. 30 ㎒이하의 전기장 균일장 영역 평가 155
2. 30 ㎒이하의 자기장 균일장 영역 평가 160
제3장 모노폴 안테나 교정기술 확립 162
제1절 모노폴 안테나 교정 이론 162
1. 표준 전기장법 162
2. 등가정전용량 대체법 (ECSM, Equivalent Capacitor Substitution Method) 165
제2절 기준 모노폴 안테나 제작 168
1. 기준 모노폴 안테나의 이론적 안테나 인자 168
2. 기준 모노폴 안테나 인자 시뮬레이션 169
3. 기준 모노폴 안테나 제작 및 ECSM 교정 174
제3절 GTEM 셀에서의 모노폴 안테나 교정절차서 177
1. 기준 모노폴 안테나 인자 AFRef 확보(이미지참조) 177
2. 신호발생기 및 측정수신기/스펙트럼분석기를 이용하는 방법 177
3. 네트워크 분석기를 이용하는 방법 179
제4절 GTEM 셀에서의 모노폴 안테나 교정 수행 180
제5절 GTEM 셀에서의 모노폴 안테나 측정 불확도 183
제4장 루프 안테나 교정기술 확립 184
제1절 루프 안테나 교정 이론 184
1. TEM 셀 방법에 의한 루프 안테나 인자 교정 184
2. 3-안테나 방법 187
제2절 GTEM 셀에서의 루프 안테나 교정절차서 189
1. 기준 루프 안테나 인자 AFRef 확보(이미지참조) 189
2. 신호발생기 및 측정수신기/스펙트럼분석기를 이용하는 방법 189
3. 네트워크 분석기를 이용하는 방법 191
제3절 기준 루프 안테나 및 교정 대상 안테나 교정 192
제4절 GTEM 셀에서의 루프 안테나 교정 수행 195
제5절 GTEM 셀에서의 루프 안테나 측정 불확도 198
제5장 결론 199
참고문헌 200
표 1. 균일장 내부에서 측정된 전계값 98
표 2. 150 ㎒ 용 인체 유사 용액 제조 recipe 99
표 3. CTL cell 내부의 인체 유사 액체의 온도 변화 100
표 4. 측정된 150 ㎒ 용 인체 유사 용액의 비열 102
표 5. 150 ㎒에서 측정된 프로브의 sensitivity 값 105
표 6. 835 ㎒에서의... 106
표 7. 1700 ㎒에서의... 106
표 8. 2400㎒에서의... 107
표 9. CTL cell의 균일장 내부 용액 속에서 측정된 전계값 109
표 2.1. 모노폴 안테나의 구성 요소별 크기 142
표 2.2. 교정 주파수 146
표 2.3. 교정을 위한 전기장의 세기 레벨 147
표 2.4. 교정영역의 검증에 사용된 시험장비 목록 149
표 2.5. 단면 1의 각 측정지점에서의 전기장의 세기 측정 결과 152
표 2.6. 단면 2의 각 측정지점에서의 전기장의 세기 측정 결과 153
표 2.7. 단면 3의 각 측정지점에서의 전기장의 세기 측정 결과 154
표 3.1. 모노폴 안테나 교정을 위한 주파수 증가폭 165
표 3.2. 지름이 3 ㎜인 모노폴 안테나의 이론적 안테나 인자 비교 171
표 3.3. 지름이 5 ㎜인 모노폴 안테나의 이론적 안테나 인자 비교 172
표 3.4. 지름이 7 ㎜인 모노폴 안테나의 이론적 안테나 인자 비교 173
표 3.5. 제작된 3 ㎜ 기준 모노폴 안테나의 안테나 인자 교정결과(ECSM) 175
표 3.6. 제작된 7 ㎜ 기준 모노폴 안테나의 안테나 인자 교정결과(ECSM) 176
표 3.7. 모노폴 안테나, ETS3301B의 안테나 인자 교정결과 비교 182
표 3.8. GTEM 셀에서의 모노폴 안테나 교정방법에 대한 측정불확도 183
표 4.1. TEM 셀법에 의한 기준 루프 안테나 교정 결과 193
표 4.2. 3-안테나법에 의한 피 교정 루프 안테나 교정 결과 194
표 4.3. 루프 안테나, A3의 안테나 인자 교정결과 비교 197
표 4.4. GTEM 셀에서의 루프 안테나 교정방법에 대한 측정불확도 198
그림 1. CTL cell의 구조 84
그림 2. CTL cell 중심의 전계 우세 및 자계 우세 구성 85
그림 3. CTL cell 중심의 전계 및 자계가 각각 상쇄되는 구성 85
그림 4. CTL cell 중심의 전계 우세 및 자계 상쇄 구성 86
그림 5. CTL cell 중심의 전계 상쇄 및 자계 우세 구성 87
그림 6. 450 ㎒ 이상 대역에 사용되는 CTL cell의 모델링. 이를... 88
그림 7. 450 ㎒ 이상 대역의 CTL cell의 전기장 분포 특성 88
그림 8. 450 ㎒ 이상 대역의 CTL cell의 전기장 분포 특성 비교 89
그림 9. 450 ㎒ 이상 대역에 사용되는 CTL cell을 150 ㎒에... 89
그림 10. 450 ㎒ 이상 대역의 CTL cell의 포트1의 VSWR 특성 90
그림 11. 450 ㎒ 이상 대역에서 CTL cell을 이용한... 91
그림 12. 설계된 CTL cell 도면 92
그림 13. 설계된 150 ㎒ 용 CTL cell 92
그림 14. 150 ㎒에서의 CTL cell의 모델링 93
그림 15. 실제 제작된 150 ㎒ 용 CTL cell 93
그림 16. CTL cell 장비 구성도 94
그림 17. 180˚ Hybrid Junction 테스트용 시스템 구성 95
그림 18. CH1과 CH2에서 측정된 파형 95
그림 19. CTL cell의 S11과 S21을 측정하기 위한 구성 96
그림 20. Network Analyzer로 측정한 S11 96
그림 21. Network Analyzer로 측정한 S21 97
그림 22. 균일장 내부의 전계 측정 위치 98
그림 23. 150 ㎒ 용 인체 유사 용액 제조 99
그림 24. CTL cell 내부 인체 유사 용액의 온도변화를 측정하기 위... 100
그림 25. CTL cell 내부의 인체 유사 용액의 온도 변화 101
그림 26. 비열용량 측정 장치 102
그림 27. 150 ㎒ 용 인체 유사 용액의 유전율과 도전율을 구하... 103
그림 28. 도전율 측정 장비 103
그림 29. 용액 측정 그래프 104
그림 30. sensitivity 측정을 위한 시스템 구성도 105
그림 31. 150 ㎒, 424 ㎽ 인가시 TEM cell 내부 공기중 등... 105
그림 32. 835 ㎒ 106
그림 33. 1700 ㎒ 106
그림 34. 2400 ㎒ 107
그림 35. 150 ㎒, 10W 인가시 CTL cell 내부 공기중 등방성... 107
그림 36. 150 ㎒, 50 W 인가시 CTL cell 내부 용액속 등방성... 108
그림 37. 균일장 내부 용액속의 전계 측정 위치 109
그림 38. CTL cell 내부의 용액속 중간 높이(z＝4 ㎝)에서 입력... 110
그림 39. CTL cell 내부의 용액속 중간 높이(z＝4 ㎝)에서 inner... 111
그림 40. CTL cell 내부의 용액속 입력 port와 출력 port의 중간... 112
그림 41. CTL cell 내부 용액속 중간 높이(z＝4 ㎝)에서 입력... 113
그림 42. CTL cell의 입력 port와 출력 port의 중간부분의 아래... 114
그림 43. 50W 인가시 CTL cell 내부 용액 속에서 프로브로 측정... 117
그림 2.1. 일반적인 GTEM 셀 구조 137
그림 2.2. 특성임피던스 계산을 위한 GTEM 셀의 단면 138
그림 2.3. GTEM 1250의 물리적 구조도 139
그림 2.4. 전자기장 해석을 위한 GTEM 셀의 간략화 140
그림 2.5. S₁₁ 시뮬레이션 결과 및 측정결과 140
그림 2.6. 모노폴 안테나의 종류 141
그림 2.7. 모노폴 안테나 기본 유닛의 수납함 크기 142
그림 2.8. 로드안테나 수납함 설계도 143
그림 2.9. GTEM 셀 바닥면에 로드안테나 수납함 부착 사진 143
그림 2.10. 검증을 위한 측정 지점 145
그림 2.11. 교정영역의 검증을 위한 시험장비 구성 149
그림 2.12. 전기장 프로브 교정영역(200 ㎜×200 ㎜×200 ㎜) 측면도 150
그림 2.13. 전기장 프로브 교정영역의 전기장의 세기 측정지점 (27 지점) 150
그림 2.14. 전기장 프로브 교정영역의 27 측정지점에 대한 전기장... 151
그림 2.15. GTEM 입력에서의 순방향성 전력의 선형성... 151
그림 2.16. GTEM 셀 내부 30 ㎒ 이하의 전기장의 세기 측정 지점 155
그림 2.17. 단면①의 중심판과 밑판 사이에 측정된 전기장의 세기 분포도 156
그림 2.18. 단면②의 중심판과 밑판 사이에 측정된 전기장의 세기 분포도 156
그림 2.19. 단면③의 중심판과 밑판 사이에 측정된 전기장의 세기 분포도 157
그림 2.20. 단면①②③의 중심판과 밑판 사이에서 측정된 전기장 표준편차 157
그림 2.21. 단면②의 중심판과 밑판 사이에서 측정된 전기장 표준편차 158
그림 2.22. 단면②의 가운데 줄(모노폴 안테나 위치)의 중심판과 밑판... 158
그림 2.23. 모노폴 안테나 교정을 위한 GTEM 셀의 전기장의 세기 대비... 159
그림 2.24. GTEM 셀 내부 30 ㎒ 이하의 자기장의 세기 측정 지점 160
그림 2.25. 단면②의 중심판과 밑판 사이에 측정된 자기장의 세기... 161
그림 3.1. 접지판 위에 위치한 수직 모노폴 안테나의 기하학적 구조 162
그림 3.2. 표준 전기장 법을 이용한 안테나 교정법 163
그림 3.3. 기준 점에서 전기장의 세기를 구하기 위한 기하학적 구조 164
그림 3.4. 더미 안테나 내에 커패시터의 내장된 모습 166
그림 3.5. 네트워크 분석기를 이용하는 ECSM 166
그림 3.6. 신호발생기와 측정수신기를 이용한 방법 167
그림 3.7. 지름이 3 ㎜인 모노폴 안테나의 이론적 안테나 인자 비교 169
그림 3.8. 지름이 5 ㎜인 모노폴 안테나의 이론적 안테나 인자 비교 170
그림 3.9. 지름이 7 ㎜인 모노폴 안테나의 이론적 안테나 인자 비교 170
그림 3.10. 기준 모노폴 안테나의 제작 사진 174
그림 3.11. ECSM에 의한 기준 모노폴 안테나의 교정장면 174
그림 3.12. 제작된 3 ㎜ 기준 모노폴 안테나의 안테나 인자... 175
그림 3.13. 제작된 7 ㎜ 기준 모노폴 안테나의 안테나 인자... 176
그림 3.14. 9 ㎑ - 30 ㎒ 주파수범위의 GTEM 셀 내부 전기장 측정 177
그림 3.15. GTEM셀 내에 기준 모노폴 안테나의 설치 178
그림 3.16. 네트워크분석기를 이용한 모노폴 안테나 교정 배치 179
그림 3.17. GTEM 내에서 기준 모노폴 안테나의 S₂₁ Ref 측정(이미지참조) 180
그림 3.18. GTEM 내에서 피 교정 모노폴 안테나(ETS3301B)의 S₂₁ AUC...(이미지참조) 180
그림 3.19. 모노폴 안테나, ETS3301B의 안테나 인자 교정결과 비교 181
그림 3.20. 모노폴 안테나, ETS3301B의 안테나 인자 교정결과 차이 181
그림 4.1. TEM 셀을 사용한 표준 자기장 법의 교정시스템 구성도 186
그림 4.2. 수신 안테나의 등가회로 모델 187
그림 4.3. 3-안테나법을 위한 안테나 조합 구성도 188
그림 4.4. GTEM셀 내에 기준 루프 안테나의 설치 190
그림 4.5. 네트워크분석기를 이용한 루프 안테나 교정 배치 191
그림 4.6. TEM 셀법에 의한 기준 루프 안테나 교정 장면 192
그림 4.7. 3-안테나법에 의한 30 ㎝ 피 교정 안테나 (A3) 교정 장면 192
그림 4.8. TEM 셀법에 의한 기준 루프 안테나 교정 결과 그래프 193
그림 4.9. 3-안테나법에 의한 피 교정 루프 안테나 교정 결과 그래프 194
그림 4.10. GTEM 내에서 기준 루프 안테나의 S₂₁ Ref 측정(이미지참조) 195
그림 4.11. GTEM 내에서 피 교정 루프 안테나(A3)의 S₂₁ AUC 측정(이미지참조) 195
그림 4.12. 루프 안테나, A3의 안테나 인자 교정결과 비교 196
그림 4.13. 루프 안테나, A3의 안테나 인자 교정결과 차이 196
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