• 제목/요약/키워드: Electromagnetic theory

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85~115GHz 전파망원경용 컬러게이트 급전 혼 제작 (Fabrication of the Corrugated Feed Horn for 85~115GHz Radio Telescope System)

  • 손태호;한석태
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권6호
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    • pp.640-646
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    • 2008
  • 밀리미터파 대역에서 동작하는 컬러게이트 혼 안테나의 설계법을 나타낸다. 컬러게이트 혼 설계에 있어서 가장 중요한 하이브리드 조건을 계산한다. 본 논문에서는 파장이 짧은 밀리미터파에서 평형 하이브리드 모드의 변환과 제작이 가능한 크기의 컬러게이트 프로파일을 구한다. 모드 이론을 적용하여 혼 내부 및 컬러게이트 내 전자계를 유도한다. 혼의 전파 특성은 모드 임피던스 정합과 경계 조건으로부터 계산하고, 혼 개구면 전자계로부터 Kirchhoff-Hyugen 원리를 적용하여 방사 전자계를 구한다. $85{\sim}115GHz$ 대역에서 동작하는 밀리미터파 컬러게이트 혼 안테나를 설계하고, 전기 포밍 방식으로 제작한다. 측정 결과, 동작 주파수 대역에서 1.3:1 이하의 VSWR과 주파수 85, 100 및 110 GHz에서 각각 9.2, 9.16 및 9.02도의 반치각이 측정됨으로써 이론적 결과와 잘 부합되고 있음을 보인다.

Ku-대역 협대역 직교모드 변환기 설계 (Design of A Narrow-Band Orthomode Transducer Operating at Ku-Band)

  • 리준문;김진영;고한웅;박동희;안병철
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제15권12호
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    • pp.1123-1130
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    • 2004
  • 본 논문에서는 12/14 GHz대역에서 동작하는 단순한 구조의 협대역 직교모드 변환기의 설계기법을 제시하였다. 본 논문에서 제안된 직교모드 변환기는 공용포트인 원형 도파관에 입사된 수평편파 신호는 직선포트 사각형 도파관으로 전달되게 하고 수직편파는 원형 도파관 벽상의 결합슬롯을 통하여 측면포트 사각형 도파관으로 전달되게 하는 구조를 가진다. 우선 도파관 이론과 임피던스 변환이론에 기초하여 직교모드 변환기 각 부분의 설계기법을 도출하였다 다음에 이를 토대로 상용 전자장 해석 소프트웨어를 이용하여 전체 직교모드 변환기 구조를 설계하였다. 설계된 직교모드 변환기를 제작 측정하여 설계기법의 타당성을 확인하였다.

슬러그 2상유동에서 전류형식 전자기유량계 수치적 신호예측 및 보정 (Numerical Signal Prediction and Calibration Using the Theory of a Current-Type Electromagnetic Flowmeter for Two-Phase Slug Flow)

  • 안예찬;오병도;김종록;김무환;강덕홍
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제29권6호
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    • pp.671-686
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    • 2005
  • The transient nature and complex geometries of two-phase gas-liquid flows cause fundamental difficulties when measuring flow velocity using an electromagnetic flowmeter. Recently, a current-sensing flowmeter was introduced to obtain measurements with high temporal resolution (Ahn et al.). In this study, current-sensing flowmeter theory was applied to measure the fast velocity transients in slug flows. The velocity fields of axisymmetric gas-liquid slug flow in a vertical pipe were obtained using Volume-of-Fluid (VOF) method, and the virtual potential distributions for the electrodes of finite size were also computed using the finite volume method for simulating slug flow. The output signal prediction for slug flow was carried out from the velocity and virtual potential (or weight function) fields. The flowmeter was numerically calibrated to obtain the cross-sectional liquid mean velocity at an electrode plane from the predicted output signal. Two calibration parameters are proposed for this procedure: a flow pattern coefficient and a localization parameter. The flow pattern coefficient was defined by the ratio of the liquid resistance between the electrodes for two-phase flow with respect to that for single-phase flow, and the localization parameter was introduced to avoid errors in the flowmeter readings caused by liquid acceleration or deceleration around the electrodes. These parameters were also calculated from the computed velocity and virtual potential fields. The results can be used to obtain the liquid mean velocity from the slug flow signal measured by a current-sensing flowmeter.

2상류용 전류형식 전자기유량계 이론 및 환상류에서의 3차원 가상포텐셜 분포의 수치적 계산 (Theory of a Current-Type Electromagnetic Flowmeter for Two-Phase Flow and Numerical Computation of the 3D Virtual Potential Distributions for Annular Flow)

  • 오병도;김무환;안예찬
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제27권6호
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    • pp.714-725
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    • 2003
  • The theory of the current-type electromagnetic flowmeter for a high temporal resolution was developed for two-phase flow measurements. To predict the output of the current-type flowmeter, the three-dimensional virtual potential distribution C and the newly introduced flow pattern coefficient f were derived and computed. The output of flowmeter depends on the liquid conductivity (sensitive to temperature) and flow configurations of the two-phase flow with the sinusoidal excitation over 100 Hz. The flow pattern coefficient was specially devised to separate the dependency on the flow configuration of the two-phase flow from that on the liquid conductivity which can be expressed with the calibration of single-phase flow. Using the finite difference method, the three-dimensional virtual potential distributions were computed for the electrode of finite size. By taking derivative of the virtual potential, the weight functions were evaluated and compared with existing analytic series solution for the point-electrode. There was a reasonable correspondence between the present and existing results. In addition, the flow pattern coefficients were evaluated for annular flows with various film thicknesses, and compared with the experimental results by the impedance spectroscopy. The numerical results agreed well with the experimental data.

고 투과 효율과 소형 빔 스팟 면적을 갖는 근접장 마이크로웨이브 도파관 탐침의 설계 (Design of the Near Field Microwave Guide Type of Probe Having Enhanced High Transmission Efficiency and Smaller Beam Spot Area)

  • 고지환;조영기
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제26권12호
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    • pp.1058-1063
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    • 2015
  • 본 연구에서는 높은 투과 효율은 유지하면서 스팟 면적을 보다 획기적으로 줄일 수 있도록 가느다란 두 개의 짧은 도체 봉이 리지(H-형태) 개구의 중심에 부착된 근접장 마이크로웨이브 주사 탐침 구조를 제안하였다. 여기서 두 개의 짧은 도체 봉은 H-형태 개구를 통과하는 투과 전자파 에너지를 집속하게 하여, 고 해상도를 위해 스팟 면적을 극히 작게 줄어들게 하는데 중요한 역할을 한다. 제안된 이론의 타당성을 확인하기 위해 모의실험 결과에 따라 근접장 도파관 탐침을 제작하고, 반사손실을 측정하여 계산결과와 비교적 일치된 결과를 얻었다.

투과성 구형 산란체에 대한 전자기파 공진산란이론의 배경성분 (Background Coefficients in Resonance Scattering Theory for Spherical Dielectric Objects)

  • 정용화;전상봉;안창회
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제54권8호
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    • pp.384-389
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    • 2005
  • The Resonance Scattering Theory(RST) provides the physical explanation of the scattered field that appears in the vicinity of the resonance frequency. The theory suggests that the amplitude of each Partial-wave mode can be divided into two components : resonance and non-resonant background. The long-standing difficulty in the application of RST is that it always requires background components. We have applied the RST to the electromagnetic scattering problems by a penetrable spherical scatterer and a cavity. In this paper, we show some numerical results, and validate background coefficients.

확률론과 위상학적 모델링을 이용한 이중 공진구조 내의 PCB 주파수 응답해석 (Frequency Response Analysis on PCB in Dual Resonant Cavity by Using Stochastical and Topological Modeling)

  • 정인환;이재욱;이영승;권종화;조춘식
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권9호
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    • pp.919-929
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    • 2014
  • 최근 전자기기의 활용도가 높아짐에 따라 전자기파에 대한 안정성이 요구되었다. 소형화 전자기기 및 다양한 전자부품들은 맥스웰 방정식 (Maxwell Equation)으로 해석되었으나, 복잡도가 높은 대형 구조물에 대한 전자기파 안정성이 요구되는 현시점에 맥스웰 방정식은 여러 한계점을 가지고 있다. 본 논문에서는 복잡한 대형 구조물을 확률론과 위상학적 모델링을 연동하여 해석하고자 한다. 특히, 확률론을 바탕으로 한 해석 방법인 PWB(Power Balance) Method와 BLT(Baum-Liu-Tesch) 방정식을 연동하여 대형 구조물의 주파수 응답을 풀이할 경우, 해석시간이 상당히 줄어드는 장점이 있다. 본 논문에서는 복잡한 대형구조물의 예로 이중 공진구조 내부에 PCB가 존재하는 경우를 고려해 보았다.

광대역 페라이트 전파흡수체의 제작과 평가에 관한 연구 (Fabrication and Evaluation of Broad-Band Ferrite EM-wave Absorber)

  • 손준영;배재영;원영수;송재만;김동일
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2001년도 춘계종합학술대회
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    • pp.244-248
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    • 2001
  • 전자산업과 전파통신기술이 발달함에 따라 인류는 풍요로운 생활을 영위하고 있지만, 전파의 사용증대로 인해 EMI와 같은 많은 사회적 문제와 불요 전자파가 발생하고 있다. 따라서, CISPR, FCC, ANSI 등의 기구는 EMC 대책을 위해 전파환경의 규정을 제안하고 있다 EMI/EMC 측정을 위한 전파무향실(anechoic chamber)에 대한 국제 규정을 만족하기 위해서는, 30 MHz ∼ 1,000 MHz까지의 범위에서 20 dB이상의 전파흡수능을 가져야 한다. 하지만, 1998년 11월, CISPR11은 EMI 측정의 주파수 범위를 1 GHz ∼ 18 GHz로 확장하였다[1]. 본 논문에서는 상기의 요구를 만족하는 새로운 형태의 전파흡수체(Electromagnetic Wave Absorber)를 제안하고 등가재료 정수법(Equivalent Material Constants Methods)을 사용하여 광대역 설계를 수행하였다. 그 외에 실험은 30 MHz ∼ 2 GHz까지의 주파수 범위에서 행해졌으며, 제안한 설계 이론의 타당성을 확인하였다.

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전자환경 측정에 의한 방전전류 파형추정과 절연진단의 기초 연구 (A Basic Study on the Estimation of Discharge Current Waveform and the Insulation Diagnosis by the Measurement of Electromagnetic Environment)

  • 박광서;김기채;김이국;박원주;이광식
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제51권10호
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    • pp.492-499
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    • 2002
  • This paper presents the method for an estimation of discharge current waveform in short gap discharge by radiated electromagnetic fields. The method of current waveform estimation is to use the one antenna method (single field method) with a measured electric or magnetic field at given field point by a time domain antenna. In order to verify the availability of the estimation theory, the discharge current waveform estimation was performed by one antenna methods using the measured electric fields of Wilson & Ma and compared with experiments. In addition diagnosis technique for power equipments is able to prevent from large accidents by finding signs of tile accidents before they happen. From the results of the estimation of discharge current, we have a possibility for the application of insulation diagnosis technique for power equipments using S$F_6$ gas. From this point of view, this paper simulated discharge progress and partial discharge by using needle-plan electrodes system in S$F_6$, studied the distribution of frequency spectrum of the radiated electromagnetic waves using a biconical antenna and a spectrum analyzer. From the experimental results of this study, according to the consideration of the mutual relation between frequency spectrum of the radiated electromagnetic waves and discharge progress, it was confirmed that detecting Partial discharge and estimating discharge progress in S$F_6$ could be Possible.

자기장 및 열하중을 받는 복합재료 원통셸의 진동 및 안정성해석 (Vibration and Stability of Composite Cylindrical Shells Subjected to Electromagnetic and Thermal Fields)

  • 박상윤;강성환;서정석;송오섭
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제23권9호
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    • pp.797-805
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    • 2013
  • In this paper vibration and stability analysis of laminated composite shells based on the first order shear deformation theory(FSDT) for two different boundary conditions(clamped-clamped, simply supported) are performed. Structural model of cross-ply symmetric laminated composite cylindrical shells subjected to a combination of magnetic and thermal fields is developed via Hamilton's variational principle. These coupled equations of motion are based on the electromagnetic equations(Faraday, Ampere, Ohm, and Lorenz equations)and thermal equations which are involved in constitutive equations. Extended Galerkin method is adopted to obtain the discretized equations of motion. Variations of dynamic characteristics of composite shells with applied magnetic field, temperature gradient, laminate thickness-ratio and radius ratio for two boundary conditions are investigated and pertinent conclusions are derived.