• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.7189-7195
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• 2015

모멘트법(MoM)인 TE(transversw electric) 전장 적분 방정식(EFIE)으로 완전 전기도체(PEC) 원통을 산란 해석하였다. 이 과정에서 나타나는 특이점(singlarity)과 과대 특이점(hypersingularity)을 포함한 적분 계산은 어렵기 때문에 수치해석 방법으로 특이점을 고립시켜 자체항(self-term)을 얻었다. 모멘트법에서 base 함수와 test 함수의 선택은 수치해석 결과의 정확도와 수렴에 있어 매우 중요한 요인이됨은 알려져 있는 사실이다. basis 함수와 test함수를 달리하여 세 가지 방법으로 PEC 원통에 유도된 전류를 구하였다. 이렇게 구한 결과를 해석학적 방법과 모멘트법에서 얻은 전류와 비교하여 상대 효율 전류 오차를 구하였으며 어떤 결합 방법이 효율적인지 확인하였다. 또한 각 결합방법에 따른 상대 효율 전류 오차의 수렴율을 구하여 가장 정확한 결과를 얻을 조건을 찾았다. 전류 오차의 가장 빠른 수렴오더(order of convergence) 2.528은 펄스 base 함수/델타 test 함수 결함 조건에서 얻었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제27권4B호
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• pp.379-387
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• 2002

본 논문에서는 표면이 닫혀진 삼차원 도체 구조의 전자파 지연 산란 응답을 얻기 위하여 임의 구조의 모델링에 적합한 삼각형 전개함수를 이용하여 시간영역 자장 적분방정식(Time-Domain Magnetic Field Integral Equation, TD-MFIE)의 해석 과정을 제안하였다. 이를 통하여 산란 도체로부터 정확하구 시간영역 전장 적분방정식(Time-Domain Electric Field Integral Equation, TD-EFIE)과 비교하여 상대적으로 안정된 지연 응답의 해를 구할 수 있었다. 자세한 공식화의 전개 과정과 육면체 및 구와 원통형 도체에 대한 수치 예를 보였으며, TD-EFIE로부터 계산된 해 및 주파수 영역에서 동일한 전개함수를 이용하여 EFIE 및 MFIE로부터 얻어진 결과를 시간영역으로 변환한 해와도 비교하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제39권4호
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• pp.201-208
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• 2002

본 논문에서는 3 차원 임의 형태 도체의 지연 산란 응답을 얻기 위한, 새로운 시간영역 전장 적분방정식(Time-Domain Electric Field Integral Equation: TD-EFIE)을 제안한다. 자기 벡터 전위의 시간 미분항은 중앙 차분으로, 전기 스칼라 전위는 시간에 대한 평균을 취한 두 개의 항으로 근사하였다. 이로부터 도체에 의한 산란 지연 응답 해의 산출시, 기존의 방법보다 정확하고 더욱 안정된 해를 얻을 수 있었다. 제안된 방법의 자세한 정식화 과정을 보였으며, 주파수 영역에서의 이산 푸리에 역변환 (Inverse Discrete Fourier Transform: IDFT) 결과치와 제안된 방법에 의한 수치해를 각각 비교하였다.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제51권11호
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• pp.551-558
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• 2002

A time-domain combined field integral equation (CFIE) is presented to obtain the transient scattering response from arbitrarily shaped three-dimensional conducting bodies. This formulation is based on a linear combination of the time-domain electric field integral equation (EFIE) with the magnetic field integral equation (MFIE). The time derivative of the magnetic vector potential in EFIE is approximated using a central finite difference approximation and the scalar potential is averaged over time. The time-domain CFIE approach produces results that are accurate and stable when solving for transient scattering responses from conducting objects. The incident spectrum of the field may contain frequency components, which correspond to the internal resonance of the structure. For the numerical solution, we consider both the explicit and implicit scheme and use two different kinds of Gaussian pulses, which may contain frequencies corresponding to the internal resonance. Numerical results for the EFIE, MFIE, and CFIE are presented and compared with those obtained from the inverse discrete Fourier transform (IDFT) of the frequency-domain CFIE solution.

• 한국통신학회논문지
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• 제18권8호
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• pp.1059-1068
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• 1993

임의 모양을 갖는 마이크로스트립 안테나의 해석에 역점을 두었다. 마이크로스트립 안테나의 가장 일반적이고 정확한 해석법은 주파수 영역에서 정의되는 전계적분방정식을 이용하는 것이다. 본 논문에서는 전계적분방정식을 수정한 MPIE(Mixed potential integral equation)를 이용하여 공간영역에서 해를 구하였다. 이 방법은 스칼라와 벡터 포텐셜과 관련된 Green함수를 다층매질 이론에 의해 계산하고 Sommerfeld 적분방정식에 의해 표현한다. 또한 적분방정식은 rooftop 부분기저함수를 이용한 모멘트법을 이용하여 해를 구하였다. 따라서 임의의 모양의 마이로스트립 안테나를 임의의 주파수와 임의의 기판상에서 해석할 수 있다. 구형 마이크로스트립 안테나와 L자형 마이크로스트립 안테나의 수치 결과를 실험치와 비 교하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.169-176
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• 2012

본 논문에서는 전계 적분 방정식 (Electric Field Integral Equation: EFIE)을 사용하는 모멘트 법의 저주파 오차(low frequency breakdown) 문제를 해결하기 위한 방법으로 루프-스타(loop-star) 기저 함수를 사용하였다. 또한, 모멘트 법의 해를 계산하기 위하여 conjugate gradient method(CGM)과 같은 반복법을 적용할 경우 반복 횟수를 줄이기 위한 기법으로 p-Type Multiplicative Schwarz preconditioner(pMUS)를 이용하였다. 헬름홀쯔 정리(Helmholtz theorem)에 기반한 루프-스타(loop-star) 기저 함수와 주파수 정규화 기법을 이용하여 전계 적분 방정식에서 Rao-Wilton-Glisson(RWG) 기저 함수를 사용하였을 때 발생하는 저주파 오차(low frequency instability) 문제를 해결할 수 있다. 하지만, RWG 기저 함수를 비발산(solenoidal) 성분과 비회전성(irroatational) 성분으로 분해함으로써 발생하는 행렬 방정식의 높은 조건 수(condition number)로 인하여 CGM과 같은 반복법을 사용할 경우 해를 계산하기 위하여 많은 반복 횟수가 요구된다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 pMUS 전제 조건 기법을 이용하여 CGM의 반복 횟수를 줄였다. 수치 해석 결과, pMUS와 같은 희소성(sparsity)을 가진 블럭 대각 전제 조건(Block Diagonal Precondtioner: BDP)과 비교하였을 때 pMUS는 BDP보다 빠르게 해를 계산할 수 있다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.427-435
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• 2008

본 논문에서는 3차원 임의 형태 도체 구조의 과도 산란 해석을 위한 결합 적분방정식(CFIE)의 안정된 MOT(Marching-On in Time) 방법을 제안한다. 결합 적분방정 식은 전장 및 자장 적분방정식의 선형적인 결합으로 구성된다. 공식의 전개 과정에서 전방 및 후방, 그리고 중앙 유한 차분을 포함시켜 일반화된 식을 구성하며, 파라미터에 의하여 유한 차분의 종류를 선택할 수 있다. 적분방정식에서 시간에 대한 미분 항을 중앙 유한 차분법으로 근사시키고, 그 외의 시간 의존 항을 평균치로 표현하였을 때, 도체로부터의 과도 산란해는 가장 안정되고 정확하였다. 중앙 유한 차분법을 적용한 MOT 기법에 의한 해를 기존의 방법과 주파수 영역 결합 적분방정식(FD-CFIE)으로부터 얻은 결과의 역 푸리에 변환과 비교한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.541-550
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• 2012

본 논문에서는 3차원 공간의 전자파 수치 해석을 위한 모멘트법(method of moments)의 개선된 해석 기법을 선보인다. 전자파 산란 특성을 해석하기 위해 기본적으로 EFIE(Electric Field Integral Equation)와 RWG(Rao-Wilton-Glisson) 기저 함수를 이용하였으며, 계산 효율을 높이기 위해 기존의 갤러킨(Galerkin) 기법과 중심점 보간(interpolation)법을 혼용하여 해석 시간을 단축시켰다. 이때, 계산 정확도 유지를 위해 임피던스 행렬의 각 원소간 거리를 상대 거리 지수로 정의하여 보간법 적용이 가능한 먼 거리 원소를 구분하였다. 제안된 해석 기법의 성능 검증은 금속구의 Mie-series 해법을 이용한 이론적 RCS(Radar Cross Section)를 비교/분석하였다. 또한, 본 연구 결과를 삼면-/전방향- 전파반사기와 같은 산란체에 적용하여 레이더 후방 산란 특성을 분석하였다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제13권1호
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• pp.16-21
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• 2013

This study presents the angular effects of virtual vertices inserted for effective treatment of the boundary edge laid on an infinite conducting surface in a half-space scattering problem. We investigated the angular effects of virtual vertices by first computing the radar cross section (RCS) of a specific scatterer; i.e., a tilted conducting plate in contact with the ground surface, by inserting the virtual vertex in half-space. Here, the electric field integral equation is used to solve this problem with various virtual vertex angles (${\theta}_{\nu}$) and conducting plate inclination angles (${\theta}_r$) ranging from $0^{\circ}$ to $180^{\circ}$. The effects of the angles ${\theta}_{\nu}$ and ${\theta}_r$ on the RCS computation are clearly shown with numerical results with and without the virtual vertices in free- and half-spaces.

• 한국통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.225-230
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• 1994

전자장 해석을 위한 많은 수식들이 전계형 적분방정식으로 수식화되어 여러 가지 수치적인 방법으로 해석되어진다. 일반적으로 이 식은 특이점을 갖는 Kernel로 표현되어지며, 주어진 문제에 따라 식이 간략화 되어지지 않으면 해석시 수직과 프로그램이 복잡하여진다. 본 논문에서는 BOR구조의 도체에 적용할 수 있는 새로운 적분방정식을유도하였으며, 이 식은 직선형 wire도체의 경우에 더욱 간략화 되어진다. 동축선로로 급전되어지는 monopole안테나와 임의의 각도로 입사하는 평면파에 의한 도체의 산란문제를 응용예로서 다루었다.