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본 논문에서는 다층 지하 구조물로의 고고도 전자기파(high altitude electromagnetic pulse: HEMP)의 커플링 현상을 분석하였다. 이를 위하여, 고고도 전자기파에 대한 모델링을 통하여, 고고도 전자기파의 스펙트럼이 100 MHz 이상의 대역에서 -30 dB 이하로 급격히 감소함을 확인하였다. 또한, 고고도 전자기파의 커플링 영역인 다층 지하 구조물은 지구의 표면과 내부를 구성하는 5층 구조물로 가정하여, 본 구조물을 구성하는 물질의 전파 상수(propagation constant)를 바탕으로 투과 현상을 분석하였다. 그 결과, 50 kV/m의 평면파를 입사시켰을 때, 지상에서 100 m 깊이에 위치한 지하 터널에서 0.1 MHz와 1 MHz의 평면파에 대하여 각각 약 10 kV/m와 5 kV/m의 투과 현상이 발생함을 확인하였다. 투과된 전기장의 효과적인 차폐 효과 확보를 위하여 토양층의 감쇠 상수(attenuation constant)를 이용한 자연 차폐 방법과 금속 격자 구조물의 필터링(filtering) 현상을 이용한 차폐 방법을 통하여 각각 최대 20 dB와 90 dB의 차폐 효과를 얻을 수 있음을 분석하였다.

This paper gives a electromagnetic coupling mechanism of the high altitude electromagnetic pulse (HEMP) into large- scale underground multilayer structures using analytic and numerical methods. The modeling methods are firstly addressed to the HEMP source which can be generated by intentional nuclear explosion. The instantaneous and intense electromagnetic pulse of the HEMP source is concerned from DC to 100 MHz band, because the power spectrum of the HEMP is rapidly decreased under -30 dB over the 100 MHz band. Through this range, a penetrated electric field distribution is computed within the large-scale underground multilayer structures. As a result, the penetrated electric field intensities at 0.1 and 1 MHz are about 10 and 5 kV/m, respectively. Therefore, additional shielding techniques are introduced to protect buried structures within the large-scale underground structures such as high-lossy material and filtering structures (wire screen).

권호기사

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기사명 저자명 페이지 원문 목차
모멘트법과 기전력법을 적용한 계산가능 다이폴안테나의 안테나 인자 특성 비교 김기채, 김상명, 김기출, 권재용, 강태원, 김정환 pp.275-282

UWB 하반 대역 WVAN Gbps 데이터 전송률 트랜시버용 소형 광대역 안테나의 설계 엄다정, 임동진, 강승택, 이승식, 최상성 pp.283-291

비선형 소자 탐지 시스템용 원편파 다중 공진 안테나의 설계 김정원, 민경식, 박찬진, 정재환, 이삭, 권해찬 pp.292-299

보우-타이 모노폴 UWB 안테나의 소형화 및 대역 저지 특성 최형석, 최경, 황희용 pp.300-305

독립된 접지면을 갖는 EBG 구조를 이용한 이중 대역 마이크로스트립 패치 안테나 사이의 격리도 향상 최원상, 이홍민 pp.306-313

MICS와 ISM 대역을 위한 인체 통신 중계용 안테나 설계 이호주, 권결, 이순용, 최재훈 pp.314-319

SRR과 CSRR을 이용한 삼중 대역 차단 초광대역 안테나 유민영, 임성준 pp.320-327

700 MHz 대역 LTE용 광대역 PIFA 설계 박찬진, 민경식, 김정원, 안성용 pp.328-334

홈을 가진 도파관에 결합된 저항성 격막을 이용한 높은 격리도 특성의 Ka-대역 전력합성기 김철영, 신임휴, 이만희, 주지한, 이상주, 김동욱 pp.335-342

무선 전력 전송용 High-Q 스파이럴 영차 공진기 박병철, 박재현, 이정해 pp.343-354

삼각패치형 저역 통과 여파기의 구현 오송이, 황희용 pp.355-360

캐패시터 크로스 커플링 방법을 이용한 5.2 GHz 대역에서의 저전력 저잡음 증폭기 설계 심재민, 정지채 pp.361-366

λ/4 전송 선로와 π-네트워크를 이용한 UHF-대역 적응형 임피던스 정합 회로 설계 황수설, 홍성용 pp.367-376

DGS Rectenna를 이용한 Wake-Up 수신기 시스템 설계 최태민, 이석재, 이희종, 임종식, 안달, 한상민 pp.377-383

철근 콘크리트에 의한 전자기파 차폐 효과 모델링 현세영, 이경원, 김민석, 육종관 pp.384-391

다층 지하 구조물로의 고고도 전자기파(HEMP) 커플링 현상에 대한 전자기적 모델링 강희도, 오일영, 김정호, 육종관 pp.392-401

Non-Bianisotropy 특성을 갖는 IDC로 구성된 메타 물질 단위 셀 설계 권결, 하재근, 이영기, 최재훈 pp.402-405

편광 상태와 메타 물질을 이용한 전자기파 유도 에너지 전달 제어 박진우, 김성일, 장원호, 이영백 pp.406-409

2차원 레이다 간섭계에서 각도 추정 알고리즘의 각도 모호성 해소 성능 비교 조병래, 이정수, 이종민, 선선구 pp.410-413

참고문헌 (17건) : 자료제공( 네이버학술정보 )

참고문헌 목록에 대한 테이블로 번호, 참고문헌, 국회도서관 소장유무로 구성되어 있습니다.
번호 참고문헌 국회도서관 소장유무
1 "Description of HEMP environment-radiated disturbance", IEC Standard 61000-2-9, 1996. 미소장
2 J. S. Foster, E. Gjelde, R. J. Hermann, H. M. Kluepfel, G. K. Soper, L. L. Wood, J. B. Woodard, and W. Graham, "Report of the commission to assess the threat to the United States from electromagnetic pulse attack", Congressional EMP Commission, vol. I: Executive Report, Apr. 2004. 미소장
3 M. A. Uman, M. J. Master, and E. P. Krider, "A comparison of lightning electromagnetic fields with the nuclear electromagnetic pulse in the frequency range 104～107 Hz", IEEE Trans. on Electromagn. Compat., vol. EMC- 24, no. 4, pp. 410-416, Nov. 1982. 미소장
4 A multiconductor model for determining the response of power transmission and distribution lines to a high altitude electromagnetic pulse (HEMP) 네이버 미소장
5 E. Lomberdini, G. Cariani, "EMC/NEMP technology from military applications to telecommunications", International Telecom. Energy Conference, Oct. 1989. 미소장
6 M. Ianoz, B. I. C. Nicoara, and W. Radasky, "Modeling of an EMP conducted environment", IEEE Trans. on Electromagn. Compat., vol. 38, no. 3, pp. 400-413, Aug. 1996. 미소장
7 K. Sunitha, M. J. Thomas, "Transient NEMP field coupling with buried shielded cables", International Conference on Electromagnetic Interference and Compatibility, Nov. 2008. 미소장
8 H. D. Kang, I. Y. Oh, and J. G. Yook, "Electromagnetic modeling of high altitude electromagnetic pulse coupling into large-scale multilayer structure", 2011 Korea-Japan Microwave Conference, Nov. 2011. 미소장
9 강희도, 오일영, 육종관, "다층 거대 구조물로의고 에너지 전자기 펄스 커플링 현상 분석", 2011년 종합학술발표회, 21(1), p. 34, 2011년 11월. 미소장
10 현세영, 이경원, 육종관, "전자기파에 대한 철근콘크리트의 차폐 효과 모델링", 한국전자파학회 추계마이크로파 및 전파학술대회, 34(2), pp.76, 2011년 9월. 미소장
11 Electromagnetic Modeling of Shielding Effectiveness of Reinforced Concrete Walls 소장
12 A. Taflove, S. C. Hagness, Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method, 3rd Edition, Artech House, MA, 2005. 미소장
13 D. K. Cheng, Field and Wave Electromagnetics, 2nd Edition, Addison Wesley, MA, 1989. 미소장
14 Y. S. Touloukian, W. R. Judd, and R. F. Roy, Physical Properties of Rocks and Minerals, Mc- Graw-Hill, NY, 1981. 미소장
15 M. Oh, Y. Kim, and J. Park, "Factors affecting the complex permittivity spectrum of soil at a low frequency range of 1 kHz～10 MHz", Environment Geology, vol. 51, pp. 821-833, Jul. 2006. 미소장
16 H. W. OTT, Noise Reduction Techniques in Electronic Systems, 2nd Edition, John Wiley & Sons, NY, 1989. 미소장
17 K. W. Lee, Y. C. Cheong, I. P. Hong, and J. G. Yook, "Design equation of shielding effectiveness of honeycomb", IEEE International Symposium on Antennas and Propagation, Jul. 2005. 미소장

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