• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.449-449
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• 2023

유량은 도섭법, 보트법, 횡측선법, 교량법 및 부자법 등 다양한 방법으로 측정되는데, 이들 측정방법 모두 많은 수의 관측자를 필요로 한다. 이들은 하천에 직접 들어가서 측정하거나, 인공구조물인 교량과 재방에서 측정되는데, 도섭법, 보트법, 횡측선법이 전자이며, 고수위 및 고유속으로 하천에 들어가지 못하는 경우에는 교량법 및 부자법을 사용하여 유량을 측정한다. 최근 지구 온난화로 따른 이상 기후가 빈번히 발생하고 있으며, 이로 인한 많은 피해가 발생하고 있어, 하천 수위, 유속 모니터링에 대한 중요성이 더 커지고 있다. 2022년 1월부터 시행 중인 「중대재해처벌법」으로 집중호우 및 일몰 이후에는 안전상의 문제로 유량측정이 어려운 상황으로 필요한 시기에 유량 데이터를 확보에 제약이 있다. 이에 관측자 없이도 유량을 측정할 수 있는 방법을 이용하여 중대 재해의 위험성을 해소하고자 하였다. 유량측정 방법으로 설치 회수가 용이한 비접촉 방식에서 영상표면유속측정 방식과 레이더(전자파)표면 유속측정 방식 중, 집중호우 및 태풍 발생 중 가시성이 확보되지 않아도 측정이 가능한 레이더(전자파) 표면유속계를 이용한 다측점 유량측정 방법을 개발하였다. 비접촉 다측점 유량측정시스템 Master 1대에 8대의 Slave를 연결할 수 있어 총 9개의 측선을 측정할 수 있게 개발하였다. 특히, 하천 및 수로 등의 표면 유속을 비접촉으로 측정하고 하천 단면을 이용하여 유량측정이 가능한 장비로 별도의 수중 및 수상 주조물 작업이 필요 없고 장비의 손상 및 유실 가능성이 거의 없고 역류 상태에서도 측정이 가능하다. 유속은 24GHz의 레이더 주파수를 송수신하여 도플러 변이를 이용하여 측정하였고, 수위는 80GHz의 레이더 주파수를 사용하여 왕복 시간을 거리로 환산하여 측정하였다. 유량은 각각의 유속계에 단면을 입력해 놓으면 유속분포법, 중간단면적법 및 지표유속법을 적용하여, 각각의 측선에 대한유량과 총 유량을 산출하였다. 그 결과, 기존 방식 대비 상당한 개선 효과를 확인하였고, 향후 환경부 등 중앙부처의 수문조사 사업에서 그 역할이 기대된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.506-513
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• 2021

철근콘크리트 구조물의 내구성 및 안전성은 콘크리트의 균열 및 강도와 더불어 철근의 배근상태나 콘크리트 피복 두께에 크게 의존한다. 콘크리트 내에 매립되어 있는 철근 정보를 정확히 파악하는 방법엔 국부 파괴법과 비파괴 철근 탐사 시험이 있다. 일반적으로 부재 손상을 최소화하기 위해 비파괴 철근 탐사 시험을 통해 파악하며, 비파괴 철근 탐사 시험에는 전자파레이더법, 전자기유도법, 방사선법 등이 있다. 콘크리트의 함수율과 온도는 콘크리트의 전기적 특성인 유전율에 영향을 미쳐 비파괴 철근 탐사 시험 결과에 간섭을 방생시킨다. 따라서 본연구에서는 콘크리트의 표면수율과 온도에 따라 전자파레이더법과 전자기유도법이 받는 영향을 분석하였다. 장비와 기술의 발달로 원리와 상관없이 24℃ 시험체에서는 평균 오차율이 5% 이하로 나타났으며 특히 전자기유도법의 경우 매우 높은 정확성을 갖는 것을 확인하였다. 전자파레이더법은 습윤상태보다 건조상태에서 상대적으로 오차율이 작은 특성을 나타내었으며, 고온에서는 다소 높은 오차율이 나타났다. 탐사 대상의 온도가 낮고 건조한 경우 전자파레이더법을 적용하고, 탐사 대상이 습윤상태이거나 고온에서는 전자기유도법을 사용하여 오차를 감소시킬 수 있음이 확인되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권4호
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• pp.179-186
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• 2008

콘크리트 구조물 내의 철근탐사는 구조물의 상태를 평가하는 가장 중요한 단계중의 하나이다. 콘크리트 내의 철근 탐사 장비는 전자파레이더법과 전자기 유도법의 원리를 적용하고 있으며, 본 연구에서는 두 가지 원리를 적용한 비파괴시험장비의 철근직경, 피복두께 및 습윤상태에 따른 철근탐사 신뢰성을 시험적으로 분석하였다. 시험에는 1,000mm(길이)${\times}$300mm(폭)인 9개의 콘크리트 시험체가 이용되었으며, 시험체내 철근의 피복두께는 45, 60, 100mm로 변화시키고 배근간격은 100mm이상으로 하였다. 시험결과, 전자기 유도법의 경우, 철근직경이 커짐에 따라 오차가 증가하는 것으로 나타났다. 그 반면에 전자파레이더법의 경우, 실제 피복두께에 맞는 비유전율에 따라 계측하여 깊은 심도의 경우에도 신뢰성이 우수한 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.341-349
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• 2002

레이더법은 건축구조물에 대한 비파괴 검사의 대표적인 방법의 하나이다. 레이더로 측정된 결과들을 분석하기 위해서는 전자기파의 전파에 대한 수치적인 모델링을 통한 이론적인 접근이 필요하다. 콘크리트 시편에 전파되는 전자기파를 모델링하기 위해 유한차분 시간영역법을 적용하고자 한다. 유한차분 시간영역법은 전자파 해석과 모델링을 통한 시뮬레이션에 매우 유용한 방법이다. 본 연구에서는 유한차분 시간영역법을 이용하여 두께가 다른 5개의 시편을 3차원으로 모델링하였다. 모델링 결과와 실험 결과를 비교하여 실험에서 시편 뒷 표면을 찾으며 시편두께를 측정한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.639-648
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• 1999

레이더법은 건축구조물에 대한 비파괴 검사의 대표적인 방법의 하나이다. 레이더법을 이용하는데 영향을 주는 요인들을 연구하고, 레이더로 측정된 결과들을 분석하기 위해서는 전자기파의 전파에 대한 수치적인 모델링을 통한 이론적인 접근이 필요하다. 콘크리트 시편에 전파되는 전자기파를 모델링 하기 위해 유한차분 시간영역법을 적용하고자 한다. 유한차분 시간영역법은 전자파 해석과 모델링을 통한 시뮬레이션에 매우 유용한 방법이다. 본 연구에서는 유한차분 시간영역법을 이용하여 두께가 다른 4개의 시편과 두께는 100㎜로 동일하고 피복두께가 다른 3개의 시편을 3차원으로 모델링 하였다. 두께 측정 모델링 결과에서는 계산영역의 셀간격과 입사파의 파장/콘크리트 시편의 두께값이 모델링의 정확성에 미치는 영향을 알 수 있었다. 철근이 있는 시편의 모델링에서는 0.08%∼0.5%의 오차로 철근의 위치를 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4A호
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• pp.809-816
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• 2006

다층경계를 갖는 콘크리트 내의 철근 위치와 공동(공극) 형상을 효과적으로 검출하기 위해, 본 연구에서는 다층경계를 갖는 철근 콘크리트의 레이더 응답 및 무근 콘크리트 내 공동의 형상추정이 가능한 전자파 레이더의 해석 알고리즘을 개발하는데 목표를 두고 있다. 이들 조건에서의 철근 및 공동형상을 검출 또는 추정하기 위해 레이더 모의해석 모델은 다양한 경계조건과 공동형상을 갖는 철근 또는 무근 콘크리트에 대해 적용되었다. 그리고 레이더 모의해석 결과에 대한 출력신호(화상)는 컨볼루션법에 의해 계산하여 나타내었다. 그 결과, 본 모의해석 기법은 철근콘크리트의 다층경계와 콘크리트의 공동형상에 대한 레이더 응답해석에 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.14-19
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• 2010

본 논문에서는 흐려진 ISAR(Inverse Synthetic Aperture Radar) 영상의 회전 오차를 보상하기 위해 시간-주파수 영역 해석법을 이용한 회전 이동 보상(rotational motion compensation) 알고리즘을 제시한다. 실제의 비행 환경에서는 표적의 회전이나 가속 등의 움직임으로 인하여 도플러 주파수 천이가 시간에 따라 변하게 되고, 이에 따라 회전 오차(motion error)가 발생한다. 본 알고리즘으로 도플러 주파수 영역 방향으로 흐려진 ISAR 영상을 개선한다. 시뮬레이션 결과, 기동하는 표적에 회전 오차가 있을 경우에 시간-주파수 영역 해석법은 흐려진 레이더 영상의 품질을 개선하는데 효율적임을 알 수 있다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제10권7호
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• pp.1104-1110
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• 1999

일반적으로 거리 탐지용 레이더로 FM-CW 레이더 방식을 사용한다. 이 경우 FM-CW의 신호원으로 사용 되는 전압제어발진기의 제어전압과 출력주파수의 비선형성이 측정결과에 영향을 주게 된다. 최근 비선형성 보정에 대한 신호처리와 하드웨어적인 방법으로 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 기준 선호를 이 용하여 전압제어발진기의 비선형성으로 인해 측정결과에 발생하는 거리 단면의 왜곡을 보정하는 신호처리 기 법을 제안하였다. 이에 대한 성능을 검증하기 위해서 간단한 실험을 수행하였고, 결과를 제시하였다. 제안한 기법에 의해 거리 단면 왜곡의 영향 감소와 분해능이 향상됨을 확인할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.221-227
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• 2005

콘크리트 터널 라이닝의 배면 공동은 구조물의 붕괴로까지 이어질 가능성이 있다. 이와 같은 공동을 비파괴로 조사하기 위한 방법 중의 하나가 레이더법이다. 본 연구는 레이더를 이용해 공동을 정량적이고 효율적으로 검사하기 위한 것이다. 본 목적에 부합되도록 3 다이폴 안테나 방식의 레이더를 이용해 특정된 공동의 방향성과 형상을 추정할 수 있는 해석방법을 제안하였다. 이를 위해 3 다이폴 안테나로부터 얻을 수 있는 전자파의 편파모드방식의 해석방법을 이용해 다양한 방향성과 기하학적형상을 갖는 공동에 대하여 측정 및 해석을 수행하였다. 그 결과, 전자파의 각 편파모드가 공동의 기하학적 특성에 따라 다르게 응답하는 것을 확인하였고, 이를 통해 특정된 공동의 방향성 및 기하학적 형상을 구분하는 것이 가능하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.700-708
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• 2014

제트엔진 변조(Jet Engine Modulation: JEM)는 회전하는 제트엔진 터빈으로부터의 전자기 산란에 따른 레이더 신호의 주파수 변조 현상이다. JEM은 표적의 고유한 정보를 제공하여 대표적인 레이더 표적 인식 수단으로 활용되나, JEM 성분이 미약하게 존재하는 레이더 관측 범위에서는 JEM에 의한 레이더 표적 인식 성능이 저하될 수 있다. 이에 본 논문에서는 복소 신호의 경험적인 모드분리법(Complex Empirical Mode Decomposition: CEMD)를 이용하여 레이더 신호를 여러 기본성분인 고유 모드 함수(Intrinsic Mode Function: IMF)로 분리하고, 신호의 이심률을 기반으로 이들 IMF를 조합하는 근거를 제공하여 JEM 성분을 추출하는 기법을 제시한다. 다양한 신호에 대한 적용 결과를 통하여 제안된 기법이 JEM의 명확성을 개선하는 한편, JEM 해석의 유효 관측 범위를 확장시킬 수 있음을 입증하였다.