This paper proposes an acceleration of the multi-level fast multipole algorithm(MLFMA) by using a double interpolation method. The MLFMA has been primarily used to conduct scattering analysis of electrically large targets, e.g. stealth aircraft. In the MLFMA, radiation functions of each basis functions are first precomputed, and then aggregated. After transfer calculations for the aggregations, each interaction is disaggregated, and then received in the testing function. The key idea of the proposed method is to decrease the sampling rates of the radiation and receiving functions. The computational complexity of the unit sphere integration in terms of the testing functions is thus highly alleviated. The remaining insufficient sampling rate is then complemented by using additional interpolation. We demonstrate the performance of the proposed method through radar cross-section(RCS) calculations for realistic aircraft.
본 논문에서는 유전체 표면을 소형의 패치로 분해한 다음에 각 패치의 유도전류를 구하는 모먼트법(MoM)과 전체 유전체 표면의 입사전파와 반사 및 침투 전파의 합을 구하는 적분방정식을 융합하여 유전물질로 구성된 육면체의 유도전류 분석하였다. 평면파 전자파가 입사될 때 임의모형의 유전체에 유도되는 유도전류는 일반적으로 수치해석방법을 적용하여 계산하는 것이 정확하며 사용한 적분방정식은 5 명의 과학자가 공동으로 제안한 PMCHW 방정식을 사용하였다. MoM에 사용된 패치는 삼각형 패치를 사용하고 기초함수는 광대역 주파수에 사용할 수 있는 Loop-Patch 기초함수를 사용하였다. 제안된 계산방식은 넒은 주파수 범위에서 임의 모형의 유전체에 대해서 적용할 수 있으며 유전체 육면체의 유도전류를 분석하여 제시하였다.
이 논문에서는 모드정합법과 유도(induced) EMF방법을 이용하여 유전체 기판상에 놓인 스트립 형태의 도파관 마운트의 입력 임피던스 특성을 해석하였다. 도파관 내에 유전체 기판이 존재하는 부분을 단면의 일부가 유전체로 채워진 도파관으로 모델링하여, 이 구조에 대한 하이브리드(hybrid) 모드 해석을 수행하였다. 여기서 계산된 모드함수들을 이용하여 유전체 기판에 의한 전자파 산란문제를 모드정합법으로 풀었다. 그리고, 이 결과와 유도 EMF방법을 이용하여 마운트 간극에서 본 입력 임피던스를 계산하였다. 여기서 얻어진 계산 결과를 다른 수치해석법에 의한 계산결과와 비교하여 그 타당성을 검증하였으며, 기판의 폭이나 마운트 간극의 위치등의 파라미터가 임피던스에 미치는 영향을 고찰하였다.
마이크로스트립 단일선로, 직각벤드 및 결합선로의 산란행렬을 multipart r$\xi$twork model을 이용하여 1-18GHz 범위에서 계산했다. 단일선로는 평면형 도파관 모텔을 이용하여 해석했다. 직각벤드의 경우는 두개 의 사각형 부분으로 나누어져 각 부분은 단일선로와 같은 방법으로 해석되며, 각 부분의 임피던스 행렬은segmentation 방볍을 이용하여 연결된다. 결합선로 사이의 전자계 결합의 해석에는 Green 함수를 이용하는 기 존의 방법보다 계산시간이 적게 소요되는 새로운 방법이 이용되었다 상기의 세가지 구조에 대한 수치해석 결 과는 SuperCompact의 결과와 잘 일치하며, 이는 상기의 방법이 복잡한 단일 및 결합선로 불연속구조의 해석에 유용하게 사용될 수 있음을 보여준다
본 논문에서는 레일리 페이딩(Raylelgh fading)과 산란효과(Scattering effect), 원근효과(Near-far effect)를 고려한 무선 채널환경에서 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) 시스템의 성능을 분석하였다. 또한 전파 특성에 따른 신호 전력의 불규칙성을 이용한 포획기술(capture effect)을 CSMA/CD 프로토콜에 적용시켰고, 마르코프(Markov) 모델링을 이용하여 성능의 향상 정도를 연구하였다. 그 결과 무선환경에 기인한 채널 오류만을 고려한 경우에는 CSMA/CD 시스템의 효율은 저하됨이 나타났으나 포획효과를 고려하면 시스템의 성능이 향상됨은 물론, 시스템이 매우 안정화됨을 확인하였다.
바이스태틱 역합성 개구 레이다(Inverse Synthetic Aperture Radar: ISAR) 영상은 표적에 대한 2차원 산란분포를 나타내고, 이는 바이스태틱 표적식별에 이용될 수 있다. 하지만 바이스태틱 ISAR 영상은 바이스태틱 기하구조에 따라 그 산란 메커니즘이 다양하게 변화하고, 고유의 왜곡 때문에 표적의 정확한 거리-도플러 정보를 나타낼 수 없다. 따라서 이를 이용한 표적식별에서 효율적인 훈련 DB 구축은 핵심사항이 된다. 최근 모노스태틱 표적식별에서 효율적인 성능을 보였던 비행 시나리오 기반 훈련 데이터베이스(database: DB) 구축 기법을 바이스태틱 고해상도 거리측면도(High Resolution Range Profile: HRRP) 표적식별에 적용하여 바이스태틱 기하구조 내 효율적인 훈련 DB를 구축하는 연구가 수행되었고, 상기 연구는 레이다와 표적 사이의 거리가 충분히 먼 경우, 적은 양의 훈련 DB로도 높은 표적식별 성능을 획득할 수 있음을 보여주었다. 따라서 본 논문에서는 비행 시나리오 기반 훈련 DB 구축 기법을 바이스태틱 ISAR 영상 표적식별에 적용한 후, 그 성능과 효율성을 분석한다.
본 논문에서는 손실판(resistive sheet) 방식을 사용하여 풀잎이나 나뭇잎의 후방 산란 레이더 단면적(RCS: Radar Cross Section)을 계산하고, 이 모델의 정확성을 검증하여, 손실판 모델을 적용하여 계산 가능한 잎의 두께를 제시한다. 이를 위해 잎을 손실 있는 유전체 판으로 가정하고, 이 유전체 판을 resistive sheet(손실판)으로 대체한 후에 판의 두께, 유전율, 주파수에 따른 resistivity를 계산한 후에, PO(Physical Optics) 방식을 이용하여 다양한 크기와 두께 조건에서 RCS를 계산하였고, 이 계산 결과를 상용 시뮬레이터를 사용한 FEM(Finite Element Method) 방식의 수치해석 계산 결과와 비교하였다. 이 비교 결과에 의하면 유전체 판의 두께가 커질수록 오차가 증가하였으며, 예를 들어, 주파수 9.6 GHz에서 유전율이 21.4+9.7i이고, 잎 두께가 1.2 mm일 때 0.1 dB의 오차가 발생하였고, 3 mm일 때 3.74 dB의 오차가 발생하였다. 또한, 유전율이 높아질수록 이 모델 사용 가능한 최대 두께가 증가하는 경향을 보였다. 이 연구는 원격탐사 연구에서 수많은 잎이 분포되어 있을 때에 그 잎들의 산란 특성을 산란모델을 이용하여 계산하는 데에 유용하게 사용될 것이다.
군 전술이 운영되는 산악 지형에 WiBro 시스템을 도입하기 위해서는 산악 지형에 대한 전파 예측 모델이 필요하다. 기존의 전파 모델은 도심 지역에 대한 모델이 대부분이며, 도심 지역과는 전파 환경이 다른 산악 지형에 대한 전파 모델은 부족하다. 본 논문에서는 군 전술 환경의 주를 이루는 산악 지형을 전파의 기본 메커니즘을 바탕으로 개활지, 수풀 지역, 산마루 회절 지역으로 분류하였으며, 분류된 환경에 대하여 측정을 수행하였다. 측정 결과를 바탕으로 모델링을 수행하였으며, 모델링 결과로부터 산악 지형에 적합한 전파 모델을 제시하였다.
본 논문에서는 두 단락 스터브를 갖는 이중 모드 링 공진기를 이용하여 높은 신호 선택도를 가지는 이중대역 대역통과 필터를 제안하였다. 링 공진기의 이중 모드 공진을 위하여 두 피드 라인을 커플링 커패시터를 통해 비직교 급전 각도를 가지도록 연결하였다. 서로 다른 두 길이를 가지는 두 단락 스터브를 링 공진기의 두 대칭면에 위치시킴으로써 이중 대역을 지원하는 여파기를 설계할 수 있었다. 급전 각도 섭동을 준 링 공진기와 제안한 이중대역 대역통과 필터는 대칭 구조이므로 Even/Odd 모드 해석을 통하여 산란계수와 전송 영점 주파수들을 도출할 수 있다. 제안한 이중대역 대역통과 필터는 IEEE 802.11n 기준의 WLAN 어플리케이션에 적용 가능하도록 설계 및 제작되었다. 측정 결과와 시뮬레이션 결과가 잘 부합하였고, WLAN 응용뿐만 아니라, 향후 다른 통신시스템에도 적용이 가능하리라 판단된다.
마이크로웨이브 대역은 무선 서비스의 수요가 많은 대역이지만 주로 장거리 고정 통신용으로 이용되어 전파 모델에 대한 연구가 VHF/UHF 대역보다 적게 이루어졌으나, 최근 마이크로웨이브 대역을 이용한 이동 통신 서비스가 증가됨에 따라 보다 정확성 있는 전파 예측 모델의 개발이 요구되어 왔다. 이동 전파 환경에서 신뢰성있는 전파 예측 모델을 개발하기 위해서는 다양한 전파 환경에서 신호의 반사, 회절 및 산란에 따른 전파 특성에 대한 측정 및 분석이 필요하다. 제시된 8 GHz 대역용 전파 예측 모델은 가시거리 영역과 비가시거리 영역에 맞는 모델을 구분하여 개발된다. 가시거리 영역용 예측 모델은 직접파, 지면 반사파 및 도로 양쪽 건물 반사파에 의한 해석적 결과에 측정된 경로 손실 지수를 적용하여 신호 세기를 예측하고, 비가시거리 영역용 예측 모델은 회절 후 신호 변화 현상에 대한 분석 결과를 이용하여 수신 전력을 예측한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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