• 조명전기설비학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.141-149
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• 2009

본 논문에서는 준정적 FDTD 기법을 FORTRAN 프로그래밍을 통해 직접 구현하고 이를 이용해 중간주파수 대역의 인체유도전류 분포를 해석하였다. 제작된 프로그램의 타당성을 검증하기 위하여 기존 FDTD 기법을 적용하기 어려운 테스트 모델에 대한 계산결과를 이론적 해와 비교하고, 타임스텝이 크게($5.68{\times}10^6$배) 단축되는 것을 확인하였다. 검증된 수치해석 기법을 이용하여 20[kHz] 자기장과 1[MHz] 전기장에 노출된 3차원 고해상도 인체모델에 유기되는 유도전류의 분포를 계산하고, 양 발의 접지조건이 유도전류의 분포와 크기에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구는 인체유도전류의 안전성 평가, 생체전기 응용 진단장치 개발 등을 포함한 다양한 분야에서 활용될 것으로 기대된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.114-122
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• 2014

RF 및 마이크로파 대역에서 동축 프로브 급전구조에 대한 효율적인 유한 차분 시간 영역(FDTD: Finite-Difference Time-Domain) 해석을 위한 등가 전원 모델링 기법들의 상호 관계를 연구하였다. 기존에는 델타 갭(delta-gap) 또는 자기 프릴(magnetic-frill) 개념을 FDTD에 도입한 등가 전원 모델들이 여러 연구진에 의해서 개발되었다. 이러한 등가 전원 모델들의 FDTD 구현 방법과 모의 계산의 정확성은 서로 조금 다르다는 정도로만 잘 알려져 있었다. 본 논문에서는 준정적 근사(quasi-static approximation)하에서 동축-프로브 급전 구조에 대한 FDTD 등가 전원 모델들의 상호 관계를 제시하였다. FDTD 등가 전원 모델들의 적용방법에 따라 동축 급전된 원추형 모노폴 안테나의 시간영역과 주파수영역 응답을 수치계산하였다. 또한, FDTD 모의계산의 정확성과 효율성에 대한 비교 결과를 제시하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.1211-1217
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• 2000

The three-dimensional finite-difference time-domain (FDTD) method and the two-dimensional quasi-static formulation have been used to calculate the characteristic impedance and the microwave effective index of coplanar waveguide structures on Lithium Niobate ($LiNBO_3$) single crystal substrates with a yttria-stabilized zirconia (YSZ) or $SiO_2$ buffer layer. The results shown can be a good source to predict the modulator characteristics. The effects of the thin buffer layer and anisotropy of the $LiNBO_3$ crystal (x-cut and z-cut) are discussed. The comparison between the FDTD and quasi-static results shows good agreement. In this paper, the efficient modeling technique of the FDTD method for the coplanar waveguide (CPW) structures based on an anisotropic substrate with a thin buffer layer is developed.

• 한국전자파학회논문지
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• 제8권5호
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• pp.486-487
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• 1997

본 논문은 CPW 불연속 중 개방단, 연결된 접지면을 갖는 개방단, 캡, 개방단 CPW 스터브에 대한 순수 용량 성 집중소자 등가회로를 제시하였으며, 불연속의 불리적 차원과 주파수 함수로써 등가회로의 커패시턴스값을 나 타내었다. 커패시턴스값은 3차원 유한차분 시간영역볍(3D-FDTD)을 적용하여 계산한 주파수 영역 산란 파라미 터로부터 이끌어냈다. 개방단, 연결된 접지변을 갖는 개방단 및 캡 불연속에 대해 FDTD으로 계산한 커패시턴스 값을 3차원 유한 차분볍(3D- FDM)으로 계산한 준정적 결과와 비교하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.110-119
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• 2013

As the technologies such as middle-range resonant WPT (wireless power transfer) advance that utilizes medium and low-frequency magnetic field, the importance of safety of such magnetic field is growing. The research on the effect of electromagnetic field on the human body has been mainly done on the GHz range of mobile phones, or 50~60Hz range of electric power systems. However, there has been relatively few works on the 100kHz~10MHz range used in the resonant wireless power transfer. Since there is a difference in the limiting value of magnetic field between widely used ICNIRP EMF guideline and IEEE C95.1 standard, there can be possible confusion when establishing EMF (Electromagnetic Field) standard on the wireless power transfer device in the future. In this paper, the induced current in the human body, which is the basic restriction of the EMF guideline, is calculated using Quasi-static FDTD method when 3D high-resolution human model is exposed to the 100kHz~10MHz magnetic field. Using this result, the feasibility of the magnetic field reference level in the ICNIRP guideline is analyzed.

• Journal of Magnetics
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• 제21권3호
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• pp.442-449
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• 2016

In this paper, an effective numerical analysis method is proposed for calculating dosimetry of the wireless power transfer system operating low-frequency ranges. The finite-difference time-domain (FDTD) method is widely used to analyze bio-electromagnetic field problems, which require high resolution, such as a heterogeneous whole-body voxel human model. However, applying the standard method in the low-frequency band incurs an inordinate number of time steps. We overcome this problem by proposing a modified finite-difference time-domain method which utilizes a quasi-static approximation with the surface equivalence theorem. The analysis results of the simple model by using proposed method are in good agreement with those from a commercial electromagnetic simulator. A simulation of the induced electric fields in a human head voxel model exposed to a wireless power transmission system provides a realistic example of an application of the proposed method. The simulation results of the realistic human model with the proposed method are verified by comparing it with the conventional FDTD method.

• Journal of Magnetics
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• 제19권2호
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• pp.174-180
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• 2014

In this paper, a new and simple method is proposed to quickly estimate the induced electric field in the human child exposed to a 100 kHz-10 MHz magnetic field, for the sake of electromagnetic field (EMF) safety assessment. The quasi-static finite-difference time-domain (FDTD) method is used to calculate the induced electric fields in high resolution 3D human child models with various body size parameters, in order to derive the correction factor for the estimation equation. The calculations are repeated for various frequencies and incident angles of the magnetic field. Based on these calculation results, a new and simple estimation equation for the 99th percentile value of the body electric field is derived that depends on the body size parameters, and the incident magnetic field. The estimation errors were equal to or less than 5.1%, for all cases considered.