Journal of Advanced Navigation Technology (한국항행학회논문지)

The Korean Navigation Institute (한국항행학회)
권호 표지

Detection and Estimation of a Faults on Coaxial Cable with TFDR Algorithm

Time Frequency Domain Reflectometry 기법을 이용한 Coaxial Cable에서의 결함 감지 및 추정

  • Song, Eun-Seok (Department of Electrical and Electronics Engineering, Yonsei University) ;
  • Shin, Yong-June (Department of Electrical and Computer Engineering, The University of Texas at Austin) ;
  • Choe, Tok-Son (Department of Electrical and Electronics Engineering, Yonsei University) ;
  • Yook, Jong-Gwan (Department of Electrical and Electronics Engineering, Yonsei University) ;
  • Park, Jin-Bae (Department of Electrical and Electronics Engineering, Yonsei University) ;
  • Powers, Edward J. (Department of Electrical and Computer Engineering, The University of Texas at Austin)
  • 송은석 (연세대학교, 전기전자공학과) ;
  • 신용준 (텍사스 오스틴 대학교, 전기컴퓨터공학과) ;
  • 최덕선 (연세대학교, 전기전자공학과) ;
  • 육종관 (연세대학교, 전기전자공학과) ;
  • 박진배 (연세대학교, 전기전자공학과) ;
  • Published : 2003.06.30
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Abstract

In this paper, a new high resolution reflectometry scheme, time-frequency domain reflectometry (TFDR), is proposed to detect and locate fault in wiring. Traditional reflectometry methods have been achieved in either the time domain or frequency domain only. However, time-frequency domain reflectometry utilizes time and frequency information of a transient signal to detect and locate the fault. The time-frequency domain reflectometry approach described in this paper is characterized by time-frequency reference signal design and post-processing of the reference and reflected signals to detect and locate the fault. Design of the reference signal in time-frequency domain reflectometry is based on the determination of the frequency bandwidth of the physical properties of cable under test. The detection and estimation of the fault on the time-frequency domain reflectometry relies on the time-frequency domain reflectometry is compared with commercial time domain reflectomtery (TDR) instrument. In these experiments provided in this paper, TFDR locates the fault with smaller error than TDR. Knowledge of time and frequency localized information for the reference and reflected signal gained via time-frequency analysis, allows one to detect the fault and estimate the location accurately.

본 논문에서는 도선상에서 발생하는 결함 위치와 이상 유무를 감지하는 새로운 고분해능 반사측정법인 시간-주파수 영역반사측정법 (TFDR, Time-Frequency Domain Reflectometry)을 제안하였다. 고전적인 반사측정법들은 단지 시간 또는 주파수의 한 영역에서 분석되어져 왔으나, 본 논문에서 제시한 TFDR은 도선의 결함 위치와 이상 유무를 발견하기 위해 과도신호의 시간과 주파수 영역의 정보를 동시에 이용할 수 있는 시간-주파수 분석기법으로 특성화하였다. TFDR의 기준신호 설계는 측정 케이블의 물리적 성질들을 고려하여 주파수 밴드를 결정하며, 도선의 결함감지와 추정은 시간-주파수 상호상관관계 함수에 의해 이루어진다. TFDR 시스템을 이용하여 여러 결함 상태를 가진 실제 coaxial cable (RG-142, RG-400)에 대해 실험하였고 정확성을 입증하기 위해 TDR (Time Domain Reflectometry) 장비와 성능을 비교하였다. 본 논문에서는 TFDR이 TDR보다 작은 오차로 결함을 찾아냄을 나타내고 있으며, 측정된 정확도는 TFDR의 오차율이 0.5% 이하로 TDR (54750A/54754A) 장비보다 성능이 월등히 우수하다는 것을 알 수 있다.

Keywords