• 제목/요약/키워드: Time-frequency domain reflectometry

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시간-주파수 반사파 계측 방법을 이용한 전송선로의 결함 위치 추정 (Estimation of Fault Location on a Transmission Line via Time-Frequency Domain Reflectometry)

  • 최덕선;곽기석;윤태성;박진배
    • 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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    • 제54권9호
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    • pp.521-530
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    • 2005
  • In this paper, a new high resolution reflectometry scheme, time-frequency domain reflectometry(TFDR), isproposed to detect and estimate a fault in a transmission line. Traditional reflectometry methodologies have been achieved either in the time domain or in the frequency domain only. However, the TFDR can jump over the performance limits of the traditional reflectometry methodologies because the acquired signal is analyzed in time and frequency domain simultaneously. In the TFDR, the new reference signal and the novel TFDR algorithm are proposed for analyzing the acquired signal in the time-frequency domain. Because the reference signal of Gaussian envelop chirp signal is localized in the time and frequency domain simultaneously, it is suitable to the analysis in the time-frequency domain. In the proposed TFDR algorithm, the time-frequency distribution function and the normalized time-frequency cross correlation function are used to detect and estimate a fault in a transmission line. That algorithm is verified for real-world coaxial cables which are typical transmission line with different types of faults by the TFDR system composed of real instruments. The performance of the TFDR methodology is compared with that o( the commercial time domain reflectomeoy(TDR) experiments, so that concludes the TFDR methodology can detect and estimate the fault with smaller error than TDR methodology.

Time Frequency Domain Reflectometry 기법을 이용한 Coaxial Cable에서의 결함 감지 및 추정 (Detection and Estimation of a Faults on Coaxial Cable with TFDR Algorithm)

  • 송은석;신용준;최덕선;육종관;박진배
    • 한국항행학회논문지
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    • 제7권1호
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    • pp.38-50
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    • 2003
  • 본 논문에서는 도선상에서 발생하는 결함 위치와 이상 유무를 감지하는 새로운 고분해능 반사측정법인 시간-주파수 영역반사측정법 (TFDR, Time-Frequency Domain Reflectometry)을 제안하였다. 고전적인 반사측정법들은 단지 시간 또는 주파수의 한 영역에서 분석되어져 왔으나, 본 논문에서 제시한 TFDR은 도선의 결함 위치와 이상 유무를 발견하기 위해 과도신호의 시간과 주파수 영역의 정보를 동시에 이용할 수 있는 시간-주파수 분석기법으로 특성화하였다. TFDR의 기준신호 설계는 측정 케이블의 물리적 성질들을 고려하여 주파수 밴드를 결정하며, 도선의 결함감지와 추정은 시간-주파수 상호상관관계 함수에 의해 이루어진다. TFDR 시스템을 이용하여 여러 결함 상태를 가진 실제 coaxial cable (RG-142, RG-400)에 대해 실험하였고 정확성을 입증하기 위해 TDR (Time Domain Reflectometry) 장비와 성능을 비교하였다. 본 논문에서는 TFDR이 TDR보다 작은 오차로 결함을 찾아냄을 나타내고 있으며, 측정된 정확도는 TFDR의 오차율이 0.5% 이하로 TDR (54750A/54754A) 장비보다 성능이 월등히 우수하다는 것을 알 수 있다.

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시간-주파수 영역 반사파 계측 시스템에서 다양한 시간-주파수 분포 함수의 영향 연구 (The Comparative Effect of Time-Frequency Distribution Function in a Time-Frequency Domain Reflectometry System)

  • 곽기석;최덕선;윤태성;박진배;고재원
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2149-2151
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    • 2004
  • The time-frequency domain reflectometry(TFDR) is well known to detect and locate a fault in a coaxial cable[3]. Traditional reflectometry methods have been achieved in either the time domain or frequency domain only. However, the time-frequency domain reflectometry utilizes time and frequency information of a reflected signal passed through a cable to detect and locate the fault. The purpose of this paper is to find appropriate time-frequency distribution function suitable for a TFDR system. Choosing the appropriate time-frequency distribution function implies one can detect the fault and estimate the location accurately. We consider and compare adequate time-frequency distribution function on the basis of experimental results.

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TFDR 기법을 이용한 Coaxial Cable상에 존재하는 다양한 결함 감지 및 추정 (Detection and Estimation of Multiple Faults on a Coaxial Cable Based on TFDR Algorithm)

  • 송은석;신용준;육종관;박진배
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제14권10호
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    • pp.1079-1088
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    • 2003
  • 본 논문에서는 도선상의 결함 감지 및 추정 방법인 고분해능 시간-주파수 반사측정기법(time-frequency domain reflectometry)을 제안한다. 이 방법은 관측된 신호를 시간과 주파수 영역에서 동시에 분석 가능한 시간-주파수 상호 상관 관계(time-frequency cross correlation) 특성을 채택하였다. 제안된 방법인 TFDR의 정확도는 고주파용 coaxial cable을 가지고 실험을 통하여 기존의 방식들과 비교 검증하였다. 제안된 알고리즘의 다양한 결함들에 대한 감지 및 추정 결과, 기존의 방법에 비해 월등하다는 것을 명백히 나타내었다.

동축 케이블의 결함 측정에 있어서 PXI 타입의 계측기를 이용한 개선된 TFDR 시스템의 구현 (Implementation of TFDR system with PXI type instruments for detection and estimation of the fault on the coaxial cable)

  • 최덕선;박진배;윤태성
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 A
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    • pp.91-94
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    • 2003
  • In this paper, we achieve implementation of a Time-Frequency Domain Reflectometry(TFDR) system through comparatively low performance(100MS/s) PCI extensions for Instrumentation(PXI). The TFDR is the general methodology of Time Domain Reflectometry(TDR) and Frequency Domain Reflectometry(FDR). This methodology is robust in Gaussian noises, because the fixed frequency bandwidth is used. Moreover, the methodology can get more information of the fault by using the normalized time-frequency cross correlation function. The Arbitrary Waveform Generator(AWG) module generates the input signal, and the digital oscilloscope module acquires the input and reflected signals, while PXI controller module performs the control of the total PXI modules and execution of the main algorithm. The maximum range of measurement and the blind spot are calculated according ta variations of time duration and frequency bandwidth. On the basis of above calculations, the algorithm and the design of input signals used in the TFDR system are verified by real experiments. The correlation function is added to the TDR methodology for reduction of the blind spot in the TFDR system.

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절연전선 결함 위치 추정에 대한 시간-주파수 영역 반사파 계측법의 적용 (Estimation of Fault Location on a Power Line using the Time-Frequency Domain Reflectometry)

  • 두승호;곽기석;박진배
    • 전기학회논문지
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    • 제57권2호
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    • pp.268-275
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    • 2008
  • In this paper, we introduce a new method for detecting and estimating faults on a power line using the time-frequency domain reflectometry system. The system rests upon time-frequency signal analysis and uses a chirp signal which is multiplied by Gaussian envelope. The chirp signal is used as a reference signal, and we can get the reflected signal from a fault on a wire. To detect and estimate faults, we analyze the reflected signal by Wigner time-frequency distribution function and normalized time-frequency cross correlation function. In this paper we design an optimal reference signal for power line and implement a system for estimating fault distance on a power line with the TFDR implemented by PXI equipments. This approach is verified by some experiments with HIV 2.25mm power lines.

시간-주파수 영역 반사파 시스템에서 가중강인최소자승 필터를 이용한 주파수 추정 (Frequency Estimation for Time-Frequency Domain Reflectometry using Weighted Robust Least Squares Filter)

  • 곽기석;나원상;두승호;최가형;윤태성;박진배;고재원
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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    • pp.1640-1641
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    • 2007
  • In this paper, an experiment of weighted robust least squares frequency estimation for the Gaussian envelope chirp signal which is used in the time-frequency domain reflectometry system was carried out. By incorporating the forgetting factor to the frequency estimator, the weighted robust least squares filter achieved good enough frequency estimation performance for the chirp signal and it can be adopted to implement not only low cost time-frequency domain reflectometry but also real-time time-frequency domain reflectometry implementation.

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A critical comparison of reflectometry methods for location of wiring faults

  • Furse, Cynthia;Chung, You Chung;Lo, Chet;Pendayala, Praveen
    • Smart Structures and Systems
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    • 제2권1호
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    • pp.25-46
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    • 2006
  • Aging wiring in buildings, aircraft and transportation systems, consumer products, industrial machinery, etc. is among the most significant potential causes of catastrophic failure and maintenance cost in these structures. Smart wire health monitoring can therefore have a substantial impact on the overall health monitoring of the system. Reflectometry is commonly used for locating faults on wire and cables. This paper compares Time domain reflectometry (TDR), frequency domain reflectometry (FDR), mixed signal reflectometry (MSR), sequence time domain reflectometry (STDR), spread spectrum time domain reflectometry (SSTDR) and capacitance sensors in terms of their accuracy, convenience, cost, size, and ease of use. Advantages and limitations of each method are outlined and evaluated for several types of aircraft cables. The results in this paper can be extrapolated to other types of wire and cable systems.

M시퀀스 신호를 이용한 로켓 추진기관 케이블 결함 위치 추정 기법 (Estimation Method of Cable Fault Location in Rocket Motors Using M-sequence Signals)

  • 손지홍
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권5호
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    • pp.84-92
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    • 2020
  • 본 논문은 M시퀀스 신호를 이용하여 로켓 추진기관의 케이블 결함 위치 추정 기법에 관한 논문이다. 케이블 내부 결함 위치를 추정하기 위해서 다양한 방법이 연구되어왔는데, 이 중에서 TDR(Time Domain Reflectometry), FDR(Frequency Domain Reflectometry), TFDR(Time-Frequency Domain Reflectometry) 등이 가장 널리 사용되어 왔다. 이 방법들은 케이블 결함 상태를 진단하기 위해 주로 사용되지만 사용자가 시험환경에 접근하여 수행해야하기 때문에 리스크가 매우 크다. 따라서 시험안전을 확보하고 기존의 방법 대비 동등 이상의 성능을 지니는 M시퀀스 신호를 이용한 케이블 결함 위치 추정 방법을 제안한다. 제안된 방법은 로켓 추진기관 시험에 사용되고 있는 DAS(Data Acquisition System)를 활용하도록 하고, 주로 물리량 계측에 이용되는 RG-58 케이블을 적용하여 기존의 방법인 TDR, TFDR과 비교하여 성능을 검증하였다. 시험 결과 40 m 이내 근거리 케이블 결함 추정에서는 기존의 방법보다 낮은 오차율을 나타났고, 50 m에서는 기존의 방법과 비슷한 오차율을 확인하였다. 따라서 무기체계에 사용되는 DAS를 활용하고 일반적으로 사용되는 M시퀀스 신호를 응용하여 작업자가 시험환경에 접근하지 않고 안전하게 케이블 결함을 추정할 수 있음을 확인하였다.

PXI모듈을 이용한 랩뷰 기반 시간-주파수 영역 반사파 실시간 계측 시스템 구현 (Implementation of a Labview Based Time-Frequency Domain Reflectometry Real Time System using the PXI Modules)

  • 박태근;곽기석;박진배;윤태성
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.336-338
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    • 2006
  • One of the important topics concerning the safety of electrical and electronic system is the reliability of the wiring system. The Time-Frequency Domain Reflectometry(TFDR) is a state-of-the-art system for detection and estimation of the fault on a wiring/cable. The purpose of this paper is to implement a Labview based TFDR Real Time system though the instruments of PCI extensions for Instrumentation(PXI). The TFDR Real Time system consists of the five parts: Reference signal design, signal generation, signal acquisition, algorithm execution, results diplay part. In the signal generation and acquisition parts we adopt the Arbitrary Waveform Generator(AWG) and Digital Storage Oscilloscope(DSO) PXI modules which offer commonality, compatibility and easy integration at low cost. And execution of the PXI modules not only is controlled by the Labview programing but also the total system process is executed by the Labview application software.

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