• 디지털융복합연구
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• 제10권1호
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• pp.271-276
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• 2012

최근 전파의 이용이 급증하면서 전파가 인체에 미치는 영향에 대한 관심이 높아지고 있다. 전파가 인체에 미치는 영향에 관한 많은 연구 결과 많은 것이 밝혀졌으나, 실제 전자계 환경에서 인체 보호에 관한 연구는 찾아보기 어렵다. 실험을 위해서 강한 전파를 다루는 연구자들에게 직접적인 보호 방법은 아주 중요한 문제이다. 본 논문에서는 간단한 구조의 차폐를 통한 인체 내 전력 흡수율(SAR) 저감시키기 위한 보호 방법을 제안하고, 2개의 원통형 인체모델을 이용하여 완전도체로 구성한 차폐판 크기와 조사방향에 따른 SAR의 저감효과를 계산하여 그 유효성을 확인하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제3권2호
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• pp.17-21
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• 2009

최근 열 치료법은 종양을 효율적으로 제거하는 방법으로 높은 해부학적 영상 대조도와 온도영상이 가능한 MRI와 결합하여 사용되고 있다. 본 연구는 2.45GHz에서 동작하도록 개발된 MR 호환 가능한 초고주파 평판 가열 안테나를 개발 및 성능평가에 대한 연구이다. 컴퓨터 모의실험을 통하여 평판 가열 안테나의 특성 및 전자파 인체 흡수율(SAR)을 확인하고, 가열실험을 수행함으로써 제작된 안테나의 열 치료 적용 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제22권12호
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• pp.1107-1115
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• 2011

본 논문에서는 인체부착형 Headset MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 안테나를 제안하고, 인체의 영향을 고려한 안테나 성능과 인체에 미칠 수 있는 영향에 대한 분석을 하였다. 제안된 MIMO 안테나는 접지면 위에 PIFA(planar inverted-F antenna) 형태의 두 안테나와 격리도 특성 개선을 위하여 안테나 사이에 위치한 isolator로 구성되어 있다. 근거리장에 인체가 존재할 때 안테나에 미치는 영향을 분석하기 위하여 시뮬레이션을 수행하고, 팬텀을 이용하여 시뮬레이션과 측정을 하였다. 측정 결과, MIMO 안테나의 성능을 평가하는 파라미터 중 하나인 상관 계수(Envelope Correlation Coefficient: ECC)는 ISM 대역에서 0.1 이하의 값을 가지므로 제안된 MIMO 안테나의 diversity 성능이 우수함을 입증하였다. 또한, 측정된 SAR(Specific Absorption Rate) 값은 공급전력 250 mW에서 안테나 1, 2 각각 0.575, 0.571 W/kg이었다. 이는 1 g 평균 전자파 흡수율을 1.6 W/kg으로 제한한 FCC의 지침을 초과하지 않음을 알 수 있다. 따라서 제안된 인체부착형 Headset MIMO 안테나는 실용이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.251-257
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• 2012

인체 통신이란 사람의 몸통이나 피부를 전송 매질로 하여 데이터를 송수신하는 통신 방식을 의미한다. 본 논문에서는 인체 피부 표면에 닿아 있는 자유 공간을 전송 매체로 하여 데이터를 전달하는 전송 방식에 대하여, 10~30 MHz 주파수 범위에서 5 MHz 간격으로 5개의 주파수에 대하여 송수신부 사이의 전기장 분포에 대하여 수치 해석하였다. 채널 손실 계산은 총 29종의 조직으로 구성되어 있는 한국형 남성 표준 인체 모델에 상용의 툴을 사용하여 실행하였다. 계산 주파수에 따른 인체 조직의 도전율과 비유전율을 해석 파라미터로 입력하여 송수신부로 간주되는 손등 위에서 전기장 분포를 계산하였다. 손등에 부착된 송신기에 의한 전자파비(比)흡수율(SAR: Specific Absorbtion Rate) 값을 계산한 후, 국제비전리복사방호위원회(ICNIRP: International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) 인체 보호 기준과 비교하였다. 또한, 수치 해석으로 구한 전기장을 선(線)적분하여 인접한 극판들 사이의 전압들을 계산하였고, 송신부와 수신부의 전압의 비(比)를 채널 손실로 정의하였다. 수치 해석 결과, 10~30 MHz 주파수 대역에서 채널 손실의 범위는 약 ($75{\pm}1$) dB로 주파수에 따른 채널 손실의 변화가 크지 않았다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권10호
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• pp.1117-1127
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• 2012

본 논문에서는 GSM900/DCS1800/PCS1900/UMTS2100 서비스에서 이용 가능한 모노폴 안테나를 설계하였다. 안테나의 전면 패치와 후면 패치를 연결하여 저주파 대역 특성을 얻었으며, 전면 패치에 슬릿의 크기를 조절함으로써 저주파 공진 대역을 얻을 수 있었다. 제안된 안테나의 크기는 $40{\times}98{\times}1.6\;mm^3$이며, 제작에 사용된 기판의 두께는 $1.6\;mm^3$이고, 유전율 4.4의 FR-4 기판을 사용하였다. 안테나를 제작 및 측정한 결과, 반사 손실 10 dB을 기준으로 156 MHz(828~984 MHz)와 708 MHz(1.476~2.184 GHz)의 대역폭 특성을 획득하였고, 방사 패턴은 E-field와 H-field에서 전방향성 특성을 보였다. 설계된 안테나의 전자파 인체 흡수율을 분석하기 위해 바(bar) 형태의 휴대전화 단말기에 안테나를 탑재하여 입력 전력 0.25 W에서 1 g과 10 g의 평균 SAR를 계산 및 측정하였다. 또한, 단말기 내의 안테나 탑재 방향을 네 가지 경우로 나누어 각 방향의 SAR 값 변화를 확인하였고, SAR 값이 상대적으로 높은 안테나 방향을 확인하였다. 모든 경우에서 1 g 및 10 g 평균 최대 SAR 기준치인 1.6 W/kg과 2.0 W/kg을 만족하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.1-10
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• 2013

본 논문에서는 다중 대역 서비스를 위한 평면형 모노폴 안테나를 설계 및 제작하였다. 제안된 안테나는 기본적인 사각 루프 구조를 내부로 접어 안테나의 크기를 소형화 시켰으며, T자형 패치의 끝단의 중앙 부분과 내부로 접은 사각 루프 선로에서의 커플링 현상을 이용하여 3.9 GHz 대역에서 추가 공진을 만들었다. 또한 사각 루프 형태의 모노폴 안테나에 T자형 사각 패치를 삽입시킴으로써 광대역 주파수 특성을 나타나도록 유도하였으며, 내부로 접은 사각 루프의 선로들의 간격 및 길이와 T자형 패치의 가로 길이를 조정함에 따라 주파수 특성을 최적화 하였다. 제안하는 안테나는 $40{\times}60{\times}1.6mm^3$ 크기의 비유전율 4.4인 FR-4 기판 위에 설계하였으며, 급전은 임피던스 $50{\Omega}$의 마이크로스트립 선로를 사용하였다. 측정 결과, VSWR 2:1 기준으로 대역폭은 162 MHz(815~977 MHz)와 2,530 MHz(1,430~3,960 MHz)으로 측정이 되었다. 제안된 안테나의 전자파 흡수율(SAR)을 알아보기 위하여 1 g 및 10 g 평균 SAR을 계산 및 측정을 실시하였으며, 모의실험 결과, 1 g 평균은 1.044 W/kg, 10 g 평균은 0.718 W/kg으로 SAR 기준치인 1.6 W/kg(1 g 평균) 및 2.0 W/kg(10 g 평균)을 만족하는 결과를 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.666-670
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• 2015

본 논문은 생체신호를 측정하는 팔목부착용 Fitbit Flex상에 구현된 방사패턴 재구성 안테나에 관련된 논문이다. 또한 본 논문에서 제안하는 루프-다이폴 방사패턴 재구성 안테나의 인체 내 부위별 전자파 흡수율 (Specific Absorption Rate; SAR)에 관한 논문이다. 본 논문의 루프-다이폴 방사패턴 재구성 안테나는 두 개의 RF 스위치를 사용하여 서로 반대방향의 두 가지 방사패턴을 구현한다. 방사패턴 재구성 안테나는 블루투스 (Bluetooth) 통신 대역 (2.4 - 2.485 GHz)을 사용하며, 최대이득은 1.96 dBi이다. SAR 시뮬레이션 결과로 블루투스 입력 평균전력 0.04 W가 팔목을 포함하는 인체 내 다섯 개 부위 (두부, 가슴, 배, 등, 팔목)에 입력되었을 때 Federal Communication Commission (FCC)의 기준인 단위 1 g 당 1.6 W/kg을 모두 만족함을 확인하였다. 또한 최대 SAR 값은 두부에서 1.12 W/kg이다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.49-54
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• 2017

MRI장비에서 자장의 세기가 증가 하게 되면 사용하는 RF(Radiofrequency) pulse 또한 증가 하게 되고 이는 MRI 장비 안에 놓인 인체의 체온 상승을 증가 시키게 하는 역할을 하게 된다. 이에 국소부위에서의 열 발생을 알아보고자 젤라틴과 pork sample 이용하여 측정하였다. 본 연구는 2014년 12월 21일부터 2015년 8월 14일까지 153명의 환자를 대상으로 실시하였다. 3대의 MRI(1.5T- 1대, 3.0T- 2대)장비를 사용하여 뇌 또는 간 부위에서 일상적으로 쓰이는 sequence 프로토콜을 동일하게 적용하여 검사하였다. 검사 전 후 체온 측정은 적외선 타입의 귀 체온계(Braun社)를 사용하였으며 대상자의 심리적 상태는 직접 설문을 통하여 파악했다. 임상 환자를 대상으로 한 체온 상승 결과를 보면 3.0T가 1.5T에서보다 평균 $0.15^{\circ}C$정도 높았고(p<0.012) 3.0T내 에서도 Philips제조회사에서 보다 GE社 MRI장비에서 $0.14^{\circ}C$정도 더 높았다. 심인성 상태에 따른 결과를 살펴보면 MRI검사 진행 중 나는 소리에 대한 민감성 정도와 체온상승과의 관계는 무관하였고, 폐쇄성에 대한 응답이 긴장감으로 느꼈다고 대답하는 사람일수록 체온이 더 상승하는 경향을 보였다. 자장의 세기가 높은 MRI장비일수록 RF 반응물질(물, 금속물질)에 의한 화상이나 체온상승으로 인한 위험한 상황발생(체온조절 장해 환자의 경우 고온 손상, 과다 땀 발생으로 인한 탈진)이 나타나지 않도록 환자의 상태를 좀 더 예의 주시하며 MRI검사를 진행할 필요가 있겠다. 높은 자기장을 기반으로 한 MRI장비는 인체에 흡수되는 전자파 흡수율인 SAR를 비례적으로 증가시키므로 앞으로는 RF 코일 성능을 향상하거나 영상의 질을 향상시키기 위한 이미지 프로그램을 개발하는 등 자기장 이외의 방법을 강구하는 것이 필요하다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38B권9호
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• pp.744-750
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• 2013

본 논문에서는 메타물질 특성을 구현하기 위하여 고임피던스 표면을 갖는 인공자기도체(AMC) 구조를 제안하였다. 설계한 AMC 구조는 3.2GHz에 적용하는 것을 목표로 하였으며, 특성 분석을 위해 다중의 AMC 구조를 일정하게 배열한 반사판으로 제작 및 측정하였다. AMC 반사판의 표면에 형성되는 높은 임피던스로 인하여 반사 특성이 좋아지고, 간섭 및 시스템의 크기를 줄이며, 안테나의 성능을 증가시킨다. 제안된 구조는 설계된 AMC와 접지면을 잇는 via hole을 사용하지 않고, 유전체의 두께와 유전율, 구조의 특성을 이용하여 고임피던스를 구현하였다. 기존의 연구된 via hole이 없는 구조와 비교하여 대역폭이 약 150% 증가하였다. 또한, 금속(PEC) 반사판과 동일한 반사특성을 보이는 대신, 안테나와 반사판 간의 거리를 ${\lambda}/10$까지 줄일 수 있다. 실험을 통하여 안테나와의 거리가 약 10mm 지점에서 방사 특성이 3dB 증가한 것을 확인하였다. 설계된 반사판은 반사거리가 작아 휴대용 무선통신기기의 내부에 삽입이 가능하며, 안테나의 효율을 증가시키고, 후방 방사를 차폐함으로써 전자파인체흡수율을 94% 이상 획기적으로 감소시킬 수 있다.