• 한국해양공학회지
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• 제33권1호
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• pp.50-60
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• 2019

Recently, problems with excessive vibration of the radar masts of large bulk carriers and crude oil tankers have frequently been reported. This paper explores a design method to avoid the resonance of a radar mast installed on a large ship using various design of experiment (DOE) methods. A local vibration test was performed during an actual sea trial to determine the excitation sources of the vibration related to the resonant frequency of the radar mast. DOE methods such as the orthogonal array (OA) and Latin hypercube design (LHD) methods were used to analyze the Pareto effects on the radar mast vibration. In these DOE methods, the main vibration performances such as the natural frequency and weight of the radar mast were set as responses, while the shape and thickness of the main structural members of the radar mast were set as design factors. From the DOE-based Pareto effect results, we selected the significant structural members with the greatest influence on the vibration characteristics of the radar mast. Full factorial design (FFD) was applied to verify the Pareto effect results of the OA and LHD methods. The design of the main structural members of the radar mast to avoid resonance was reviewed, and a normal mode analysis was performed for each design using the finite element method. Based on the results of this normal mode analysis, we selected a design case that could avoid the resonance from the major excitation sources. In addition, a modal test was performed on the determined design to verify the normal mode analysis results.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권7호
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• pp.584-587
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• 2017

본 논문에서는 함정용 통합 마스트의 레이다 단면적을 분석한다. 레이다 단면적 분석을 위한 물리 광학법 및 물리 광학 회절이론 기반의 계산 프로그램을 개발하고, 상용 시뮬레이터와 비교를 통해 계산의 정확도를 확인한다. 함정용 마스트의 형상과 입사각, 편파에 따른 레이다 단면적 변화를 계산하고 분석한다. 마스트의 측면 기울기 변화 및 모따기가 있는 마스트 구조를 통해 레이다 단면적을 감소시킬 수 있고, 이것을 저 RCS 함정 마스트 개발에 활용할 수 있음을 확인한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권6호
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• pp.746-753
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• 2017

함정에 있어서 레이더반사면적은 함정의 생존성과 직결되는 요소로써, 이에 대한 감소설계가 필요하다. 함정의 RCS에 영향을 주는 요소로써, 상부구조물, 함포, 레이더 등이 있다. 레이더의 경우 그 형상이 복잡하여 RCS 감소설계가 어려운 실정이다. 본 논문에서는 레이더의 RCS를 줄이기 위한 최신 기법 중의 하나인 폐위형 마스트에 대해 살펴보고 폐위형 마스트에 적용되는 주파수 선택 표면(Frequency Selected Surface: FSS)의 특성을 파악하였다. FSS의 형상에 따른 가용 가능한 주파수에 대해 일반적인 레이더와 폐위형 마스트의 RCS 비교를 통해 폐위형 마스트의 RCS 감소 성능을 확인하였고, 해석 고각별, 구조물의 경사별 RCS 해석을 통해 특성을 파악하였다. 일반적인 레이더의 경우 복잡한 형상으로 인하여 높은 RCS 값을 갖는 반면 폐위형 마스트의 경우 단순한 형상으로 인해 낮은 RCS 값을 갖는 것을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.638-645
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• 2020

마스트는 해군 함정에서 가장 높은 구조물로, 장거리 통신 및 레이더 가시거리(LOS, Line Of Sight) 확보를 위해 각종 통신기와 레이더 안테나들이 설치된다. 통합마스트는 레이더 반사 면적(RCS, Radar Cross Section)을 줄일 수 있어 함 생존성 향상을 기대할 수 있기 때문에 최근 미국, 유럽 등 해외에서 건조되는 함정에 적용되고 있는 비율이 늘고 있다. 본 논문에서는 해외에서 통합마스트를 적용할 경우 통신 안테나의 통합 현황 및 안테나 개발 사례를 분석하였다. 그리고 한국 해군의 운용 통신망을 분석하여 통합마스트를 적용할 경우 통신기 안테나 형태에 따른 함정 RCS 영향, 다양한 대역의 통신기 안테나의 통합마스트 통합 가능성과 고려사항을 제시하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.117-122
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• 2020

본 논문에서는 두 대의 X-대역 안테나를 활용한 시험을 통해 복수의 레이다가 적용되는 함정 통합마스트용 다기능위상배열 레이다의 인접 안테나 개구면 간 전자파 간섭 영향성을 확인하였다. 두 안테나는 시험을 위해 설계 된 통합마스트를 모사한 치구에 배치하였으며, 본 형상을 모델링하여 안테나 빔 조향 시 전자파 영향성을 전자파 해석 도구를 활용하여 분석하였다. 또한, 시험적 분석을 위해 6 가지 시험 시나리오를 설정하였으며, 각 시험 시나리오는 무반향 챔버에서 진행하였다. 시험 시 안테나 #1은 펄스 파형 송신 하였으며, 안테나 #2 부터 수신된 신호는 수신장치를 통해 광 데이터로 저장하여 신호를 분석하였다. 분석 결과를 바탕으로 통합마스트에서 복수의 다기능 레이다를 인접하여 운용 시 전자파 간섭 영향성을 제시한다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제17권4호
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• pp.238-240
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• 2017

In this paper, we analyze the radar cross section (RCS) of a battleship equipped with an integrated mast module (IMM). The RCS of a battleship equipped with an IMM is calculated based on physical optics (PO) and the physical theory of diffraction (PTD), and is analyzed in terms of the mast shape, incident angles, and polarization.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제30권6호
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• pp.679-698
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• 2008

On marine vessels, delicate instruments such as navigation radars are normally mounted on ship masts. However the vibrations at the top of mast where the radar is mounted often cause serious deterioration in radar-tracking resolution. The most serious problem is caused by the rotational vibrations at the top of mast that may be due to wind loading, inertial loading from ship rolling and base excitations induced by the running propeller. This paper presents a method of semi-active vibration control using magneto-rheological (MR) dampers to reduce the rotational vibration of the mast. In the study, the classical optimal control algorithm, the independent modal space control algorithm and the double input - single output fuzzy control algorithm are employed for the vibration control. As the phenomenological model of an MR damper is highly nonlinear, which is difficult to analyse, a back- propagation neural network is trained to emulate the inverse dynamic characteristics of the MR damper in the analysis. The trained neural network gives the required voltage for each MR damper based on the displacement, velocity and control force of the MR damper quickly. Numerical simulations show that the proposed control methods can effectively suppress the rotational vibrations at the top of mast.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.625-630
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• 2009

본 논문에서는 함정에 탑재된 탐색 레이다의 선호 왜곡 현상에 대한 분석 및 대책에 대해 소개한다. ShipEDF 프로그램을 이용하여 탐색 레이다의 주 안테나와 함정 구조물을 전자기학적으로 모델링하고, 광선 추적 기법을 이용하여 탐색 레이다의 자유공간 및 함정 탑재 상태에서의 복사 패턴을 분석한다. 분석된 복사 패턴을 통해 탐색 레이다의 선호 왜곡 현상이 마스트의 전자파 반사로 인한 복사 패턴 왜곡에 의한 것임을 알 수 있었고, 이에 대한 대책 수립을 위해 탐색 레이다에 의한 마스트 표면 전류 분포를 분석한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.238-242
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• 2020

본 논문에서는 구축함에 탑재되는 통합 마스트의 RCS(Radar Cross Section) 값을 저감시키기 위해 다층 구조로 되어있는 유전체 코팅을 이용한 기법을 제시한다. 제시된 다층 구조는 특별히 고유전율을 요구하거나 전자기파 흡수 차단에 많이 사용되는 자성체성분을 포함하지 않은 일반적인 유전체를 사용할 수 있도록 유전율의 범위를 정했기 때문에 제작에 용이하다는 장점이 있다. 제시된 다층 유전체 구조를 통합 바스트 형상에 적용시킨 후 시뮬레이션을 진행한 결과 다층 구조가 없는 구조물과 비교하여 6GHz에서 10.9dB, 12GHz에서 11.95dB, 18GHz에서 11.63dB의 RCS 저감 성능이 있는 것을 확인하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제12권4호
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• pp.508-515
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• 2009

In the naval environment, a naval radar has many obstructions of velocity, such as rotation and velocity of ship. In the common situation, the rotations such as roll, pitch and yaw don't influence the velocity of the target. But because the naval radar is located on the top of the mast, there is some influence to the target velocity. When we trace the target, radar controller doesn't use hits whose doppler banks are zero. So, we must compensate the target velocity for the velocity error. This paper suggests a method of velocity compensation of target by the velocity vector and how to apply to the stack beam radar if we don't know the height of the target.