본 논문에서는 MIL-STD-188-125-1에서 제시된 저주파수 자기장 차폐효과 측정 방법의 문제점을 살펴보고, 그 문제점을 개선하기 위해서 직시각형 루프 안테나를 이용한 측정 방법을 제안하였다. 시뮬레이션을 통해 기존의 원형 루프 안테나를 사용했을 때보다 슬롯의 위치에 따른 차폐효과 차이를 줄일 수 있음을 확인하였고, 실험을 통해 검증하였다.
With the development of weapon systems by mounting various sensors, it makes important to analyze the precise functioning of sensor to external environment. In the case of small arms with magnetic sensor, the malfunction of small arms might be caused by strong external magnetic fields. In this study, the effects of magnetic sensor on external magnetic fields were analyzed, and optimal magnetic shield and shield structure were designed through M&S. In addition, the magnetic-shielding effectiveness of magnetic sensor in small arms was verified with commercial shielding materials. As a result, it was demonstrated that the Fe-Cu-Si-Nd-B with the structure of multi-layer metallic shields was shown the magnetic-shielding effectiveness of 83 % for an external permanent magnet and 19 % for an alternating magnetic field of 180 dBpT at 60 Hz, respectively.
본 논문에서는 확산과 슬롯 효과를 고려한 도체 판의 저주파수 자기장 차폐효과를 수치해석과 해석적인 해를 통해 분석하였다. 도체 판의 전도율이 낮은 경우에는 확산에 의한 투과가 지배적이며, 전도율이 높거나 주파수가 높아지면 표피효과로 인해 확산에 의한 투과는 줄어들고, 슬롯이 있는 경우 슬롯에 의한 투과가 우세함을 확인하였다. 이러한 결과는 향후 고출력 전자파 방호시설의 자기장 차폐설계 및 평가기준에 대한 가이드라인으로 활용될 수 있다.
노이즈 소스의 근거리장에 저전도율 차폐막이 놓여있을 때 차폐막 두께에 따른 EMI 차폐효과를 분석하였다. 노이즈 소스로는 광대역 특성을 갖는 나선형 안테나를 이용하였으며, 저전도율 차폐 재료로는 그래파이트를 선정하였다. 나선형 안테나 두 개를 만들어 두 안테나 사이의 투과계수를 분석하였고, 송수신 안테나 사이의 거리는 5 cm와 10 cm인 두 경우에 대해 수행하였다. 차폐막의 두께는 1 um에서 200 um까지 변화시켰다. 주파수는 100 MHz에서 6 GHz까지 변화시켜 최대 70 dB의 SE(Shielding Effectiveness)를 얻었다. 본 시뮬레이션에서는 차폐막 재료인 그래파이트의 특성상 전기적 차폐(electronic shielding)를 이용하였다. 이 결과를 바탕으로 향후 자기 차폐를 구현하여 차폐 성능을 향상시킬 수 있는 방법을 연구할 예정이다.
As known generally, when permanent magnets whose poles are upward and downward in order, arranged into the circumferential direction rotate under the conducting plate, the rotating force acts on the plate as well as the repulsive force. If the magnetic field by the magnet wheel(the above rotating permanent magnets) is partially shielded, the magnet wheel over open region can be a linear induction motor. The distinct feature from induction motor is that the traveling magnet field is produced by the moving permanent magnet instead of ac current. Furthermore, a variation of the open region changes the direction of the thrust force. In this paper, we introduce a concept of the linear actuator using the magnet wheel. Under the above shielding condition, a few simulation results and its verification from a simple test setup are described.
VDT는 저주파 대역에서 인체에 해롭다고 여겨지는 전자파를 발생시키고 있다. 선진제국에서는 VDT에 서 발생하는 전자파를 규제하기 위해 VDT 전자파 측정방법의 표준화와 안전 규제 등을 실시하고 있다. VDT와 관련한 대표적인 측정기준으로는 스웨덴의 MPR 기준이 있다. 본 연구에서는 MPR 기준에 의거 VDT의 전기장, 자기장 모두에 대해 거리별, 방향별, 높이별 세기를 측정하였다. 또한 VDT 전자파의 상대적 세기를 알아보기 위해 다른 전기제품인 전기담요, 헤어드리이어 등에 대한 비교측정도 수행하였 으며, 보안경의 전자파 차폐효과도 측정하였다. 측정결과, VDT 전기장은 전면에서 세기가 가장 크며, 후면으로 갈수록 작아지는 것으로 나타났으며, 자기장은 ELF 대역은 양측면에서, VLF 대역은 전면에서 그 크기가 가장 큰것으로 나타났다. 전기제품과의 비교에서는 VDT의 전기장, 자기장은 전기담요, 헤어 드리이어 등에 비해 크지 않은 것으로 나타났으며, 보안경은 접지해서 쓸때만 전기장 차폐효과가 큰것 으로 나타났다.
본 논문에서는 저주파 자기유도방식의 소형 단말기 충전 기술에 적용되고 있는 상용 코일에 적용 가능한 연자성체 기반 차폐구조를 설계하였다. 연자성 재료는 높은 투자율과 낮은 자기손실 특성 등 강점이 있는데 반해, 낮은 절연 특성으로 와전류에 의한 전력 손실이 큰 단점이 있다. 본 연구에서는 연자성 재료에 격자형태의 패턴을 구현하여 와전류 경로를 줄임으로써 전력 손실을 개선하였으며, 외부로 누설되는 자기장 저감 효과를 가진 차폐구조를 제안하였다. Qi 표준인 WPC 상용 A10 코일을 위한 연자성체 기반 차폐구조를 설계하였으며, 제작 및 측정을 통해 본 논문에서 제안한 구조가 효과적으로 누설 자기장을 저감할 수 있음을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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