• 한국군사과학기술학회지
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• 제18권6호
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• pp.822-828
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• 2015

This paper describes computer simulation program of high-altitude electromagnetic pulse (HEMP). The HEMP is produced by the gamma rays form high-altitude nuclear explosion. The gamma rays generate a current of compton electron that leads to the production of electromagnetic fields. In case of high altitude nuclear burst, the electrical fields at the earth's surface are strong enough to be damaged for electrical and electronic device over a very much larger area. Therefore, national infrastructure will be serious damage such as power grid and communication network. In this paper introduce simulation program for calculation of HEMP and present to simulation study results of high altitude nuclear explosion experiment from U.S. and U.S.S.R.

• 한국전자파학회논문지
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• 제29권6호
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• pp.415-423
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• 2018

본 논문에서는 HEMP(High-altitude Electromagnetic Pulse)와 같은 외부전자파 환경에 노출된 EMP 방호시설에 연결된 전송선로에 유기된 HEMP 위협에 대한 전도성 방호 성능 평가를 위한 E1 펄스에 대해 연구한다. 기존 E1 펄스 발생장치는 Marx Generator 고전압 승압 방식을 사용하지만, 본 연구에서는 광대역 출력전압(30~350 kV) 가변이 용이한 Tesla Transformer 방식을 사용한다. E1 펄스 발생장치의 구성 요소인 제어기, 전원장치, 고전압 승압장치, 펄스성형장치도 각각 분석한다. Tesla Transformer를 이용한 E1 펄스는 시뮬레이션을 통해 성능을 예측하고, 실제 개발된 장비를 이용하여 결과를 검증한다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제22권2호
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• pp.151-161
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• 2019

In this study, to evaluate the High Altitude Electromagnetic Pulse(HEMP) protection performance of UHPC/CNT composites by the content of Carbon nanotubes(CNTs), Electromagnetic Shielding Effectiveness(SE) test was performed based on MIL-STD-188-125-1. And the results were verified by applying the Antenna theory. In the case of UHPC with a thickness of 200 mm mixed with 1 % CNT of cement weight, the SE was 28.98 dB at 10 kHz and 45.94 dB at 1 GHz. Then the Scabbing limit thickness for bullet proof was computed based on the result of compressive strength test which was 170 MPa, and it was examined whether it satisfied the HEMP protection criteria. As a result, the required HEMP shielding criteria were satisfied in all frequency ranges as well as the scabbing limit thickness was reduced by up to 43 % compared with that of ordinary concrete.

• 한국항행학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.244-249
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• 2015

본 연구는 지구의 높은 고도에서 핵폭발로 발생된 HEMP (high-altitude electromagnetic pulse)가 발생 즉시 지면에 도달하면서 OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) 시스템에 미치는 영향을 분석한다. HEMP가 미치는 영향은 BER (bit error rate) 특성으로 확인한다. 시스템의 Q-factor로 인해 간섭 영향의 지속시간이 변화가 발생한다. Q값이 작으면, 간섭으로부터의 회복이 빠르고, Q값이 크면 영향을 받는 지속시간이 길어져 회복이 300~600%까지 늦어짐을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.392-401
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• 2012

본 논문에서는 다층 지하 구조물로의 고고도 전자기파(high altitude electromagnetic pulse: HEMP)의 커플링 현상을 분석하였다. 이를 위하여, 고고도 전자기파에 대한 모델링을 통하여, 고고도 전자기파의 스펙트럼이 100 MHz 이상의 대역에서 -30 dB 이하로 급격히 감소함을 확인하였다. 또한, 고고도 전자기파의 커플링 영역인 다층 지하 구조물은 지구의 표면과 내부를 구성하는 5층 구조물로 가정하여, 본 구조물을 구성하는 물질의 전파 상수(propagation constant)를 바탕으로 투과 현상을 분석하였다. 그 결과, 50 kV/m의 평면파를 입사시켰을 때, 지상에서 100 m 깊이에 위치한 지하 터널에서 0.1 MHz와 1 MHz의 평면파에 대하여 각각 약 10 kV/m와 5 kV/m의 투과 현상이 발생함을 확인하였다. 투과된 전기장의 효과적인 차폐 효과 확보를 위하여 토양층의 감쇠 상수(attenuation constant)를 이용한 자연 차폐 방법과 금속 격자 구조물의 필터링(filtering) 현상을 이용한 차폐 방법을 통하여 각각 최대 20 dB와 90 dB의 차폐 효과를 얻을 수 있음을 분석하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.199-207
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• 2014

고 고도 전자기 펄스(HEMP: High-altitude Electromagnetic Pulse)용 필터는 펄스 전류 주입(PCI: Pulsed Current Injection) 인수시험을 통해 인수기준을 충족하더라도, 실제 부하 장비를 연결하여 장비 운용 상태에서 실시하는 PCI 검증 시험수행 시에는 부하 장비의 전자기 전도 내성 수준에 따라서 장비가 손상될 수도 있다. 본 논문에서는 HEMP 방호시설에서 PCI 검증 시험 수행이 어려운 경우, 이에 대한 방안으로서 HEMP 필터의 PCI 인수시험 잔류 전류 측정값과 부하 장비의 과도 전자기 전도 내성 기준 값에 대한 특성인자(norm) 비교를 통해 필터 잔류 전류가 부하 장비에 미치는 영향분석 방법을 제안하였다. C4I(Command, Control, Communications, Computer, and Intelligence) 쉘터용으로 제작된 HEMP 필터와 쉘터 탑재장비를 활용하여 HEMP 필터 PCI 인수시험, 과도 전자기 전도 내성 시험 및 PCI 검증 시험을 수행하였고, 결과를 분석하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제9권6호
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• pp.2049-2057
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• 2014

In this paper, a numerical method for analyzing coupling between high-altitude electromagnetic pulse (HEMP) as external field and a shielded twisted pair (STP) cable is proposed, which is based on an expanded chain matrix. Load responses of electromagnetic (EM) field excitation in uniform transmission line (TL) are solved by Baum-Liu-Tesche (BLT) equations in frequency domain, however, it is difficult to apply BLT equations to solve load responses of STP cable because the iteratively changing configuration of each twisted pairs are involved in cable. To avoid this problem and decrease memory and CPU time, we proposed the expanded chain matrix modeling method that is calculated using ABCD parameters, and applied multi-conductor transmission line (MTL) theory to consider the EMP coupling effectiveness of each twisted pairs. The results implemented by the proposed method are presented and compared with those obtained by the finite-difference time domain (FDTD) method as a kind of 3D full wave analysis.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.426-433
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• 2014

고고도 핵폭발로 인해 고고도 전자기 펄스(HEMP)가 발생한다. 본 논문에서는 Bell 연구소와 IEC 61000-2-9 기준에 제시된 HEMP 파형이 해군 함정의 복사성 결합 통로와 전도성 결합 통로를 통해 입사할 때 침투하는 침투 전계 특성을 비교 검토하였다. 또한, 두 가지 종류의 결합에 대한 효과를 분석하고, 방호 대책을 제시하였다. 시뮬레이션 결과, IEC 61000-2-9 기준이 Bell 연구소의 기준보다 저주파수 대역을 제외하고 침투전계가 크므로 좀 더 엄격한 기준으로 볼 수 있고, 따라서 IEC 61000-2-9의 기준을 해군내 HEMP 기준으로 제시하였다. 최종적으로 HEMP 방호 대책으로 차폐 코팅, 허니컴 통풍구, TVS 소자 등을 이용하여 미국방부 기준에 부합하는 것을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.644-653
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• 2013

본 논문에서는 지하 다층 구조물로 경사 입사하는 고고도 전자기파의 투과 현상을 위한 전자기적 모델링 기법과 편파 및 임계각을 고려한 모델링 기법을 제안하였다. 고고도 전자기파의 전송 채널인 지하 다층 구조물은 측정된 복소 유전율을 바탕으로 지하 터널층으로 투과된 고고도 전자기파를 정량적으로 계산하였으며, 입사파의 편파와 임계각을 고려하여 투과 현상을 분석하여, 평행 편파를 갖는 고고도 전자기파가 수직 편파를 갖는 경우보다 더욱 큰 투과 현상이 발생함을 확인하였다. 또한, 수직 입사의 경우, 편파에 상관없이 약 5.6 kV/m의 전기장이 투과함을 확인하였으며, 지하 다층 구조물에서의 임계각인 38도 근처에서 매우 급격한 전기장의 감쇠를 확인하였다. 이를 바탕으로, 지하 다층 구조물을 구성하는 토양층의 수분 함유량 변화 및 각 층의 깊이에 따른 고고도 전자기파의 투과 현상을 정량적으로 분석하여, 지하 터널층의 방호 설계 시 물리적인 깊이에 대한 고려뿐만이 아닌 추가적인 방호 설계에 대한 고려가 불가피함을 소개하였다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2016년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.20-21
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• 2016

In this study, the shielding properties of concrete with conductive materials as shielding material for electromagne- tic pulse(EMP) within 10kHz~18GHz were investigated. The shielding effectiveness of specimens were compared with different entrained materials. The shielding effectiveness were determined according to MIL-STD-188-125-1, IEEE-STD-299 at 28 days of concrete curing. The results of shielding effectiveness did not meet the criteria(80dB) severely.