본 논문에서는 항공기 탑재용 경량화 지지 구조를 갖는 평면 LPDA(Log-Periodic Dipole Array) 안테나를 제안한다. 제안된 안테나는 항공기 탑재에 적합하도록 가볍고, 구조적 진동에 견딜 수 있는 평면형 골격 지지 구조를 적용하여 설계하였다. 평면형 골격 지지 구조의 재질은 강도와 온도 특성이 우수한 Peek(Polyether ether ketone)를 사용하였으며, 제안된 안테나는 지지 구조 양면에 LPDA 안테나 방사소자를 결합하여 제작되었다. 지지 구조 유전체로 인하여 변화된 입력 임피던스는 일부 방사소자 간격과 길이를 조절하여 매칭시켰다. 설계된 평면 LPDA 안테나의 10-dB 반사손실 대역폭은 시뮬레이션 및 측정 결과, 각각 0.4~3.1 GHz(7.3:1), 0.41~3.5 GHz(8.2:1)로 광대역이었다. 평균 이득은 0.5~3 GHz 대역내에서 시뮬레이션은 평균 6.77 dBi, 측정은 6.55 dBi이었다. 따라서 설계된 안테나는 가볍고 견고한 구조와 광대역 지향성 방사특성을 가져 항공기 탑재 용도로 적합함을 확인하였다.
This paper deals with a measurement system of a distance between lightning strokes and observatory station and spectrum analysis of electric fields radiated from lightning discharges. The distance measurement system, which consists of a loop type magnetic field sensor, a microphone and one chip microprocessor, is connected to a personal computer through RS232 port to acquire and process the data. This system is to use a difference of propagation velocity between an electromagnetic wave and a sonic wave produced by lightning discharge. Also, an electric field waveform and a frequency spectrum were investigated by an electric field measurement system with a hemisphere antenna and a spectrum analyzer with a biconical antenna and a log-periodic antenna, respectively. The results would be used as a basic reference to protect the power systems and electric circuits from lightning overvoltages.
본 논문에서는 항공기 탑재에 적합한 초광대역 회전 방향 탐지 안테나를 설계 및 제작하였다. 제안된 안테나는 초광대역 주파수 범위(UHF - Ka 대역)를 수용하기 위해 저대역(UHF - L 대역)과 고대역(S - Ka 대역) 안테나로 분리하여 설계하였다. 고대역 안테나는 LPDA(Log Periodic Dipole Array) 안테나 급전 옵셋 파라볼릭 안테나를 적용하였다. 저대역 안테나의 경우, 전체 안테나 크기 증가 없이 적용하기 위해, LPDA 안테나 2소자를 고대역 안테나의 반사판 앞에 배열하였다. 제작된 안테나의 저대역과 고대역 안테나 이득은 각각 평균 8.76 dBi, 24.55 dBi로 측정되었다. 안테나의 크기는 직경 437 mm, 높이 358 mm로 제작되었다. 따라서 설계된 안테나는 항공기 탑재에 적합한 크기와 고이득 및 좁은 빔폭 특성을 가져 회전 방향 탐지 안테나로 적합함을 확인하였다.
가스절연개폐장치(Gas-Insulated Switchgear, GIS) 내부에서 발생하는 부분방전(Partial Discharge, PD) 신호는 1ns이하의 상승시간(rising time)을 가지므로, 이 신호를 효과적으로 측정하기 위해서는 초광대역(Ultra Wide Band, UWB)특성을 갖는 커플러가 필요하다. 본 논문에서는 이러한 UWB 특성을 구현하기 위해, 대수주기 톱니형 평면 안테나(log-periodic toothed planar antenna)와 등각 스파이럴 패치안테나(equi-angular spiral patch antenna)형태의 두 가지 초광대역 UHF 커플러를 설계 제작하였다. 제작한 커플러들의 특성을 파악하기 위해 안테나의 급전부에, 자체 설계한 매칭 회로인 발룬(balun, balance to unbalance)을 장착하여, 반사계수, 모의펄스에 의한 검출신호, 스펙트럼 둥을 측정하였다.
As a study on electromagnetic radiation emission from the neon signs, this paper has investigated the characteristics of frequency bands and spectra intensities under the operations of the sign's OFF, ON/OFF and continuous ON states. Also we have studied the above characteristics when a distance between the sign and the antenna is varied. All data were obtained in the range of 0.1∼1,000[MHz] by using spectrum analyzer along with the loop, biconical and log periodic antenna. As the result, we found that the radiated electromagnetic waves of the sign at continuous ON states were measured only in the range of 30∼400[MHz] but those of the sign at ON/OFF states were appeared widely in the range of 2∼1,000[MHz].
본 논문에서는 스마트 스킨 시제품을 항공기에 장착하고 비행데모시험을 수행하는 절차와 시험결과를 제시하였다. 통신항법용 4개의 안테나를 한 개의 안테나 내장 스킨구조(CLAS)에 삽입하였다. 대수주기 패치형 안테나를 4개의 안테나 주파수 대역을 포함하도록 다중대역 안테나로 설계하였다. 항공기에 장착하기 전에 안테나 내장 스킨구조의 요구조건은 지상시험으로 입증하였다. CLAS 스피드브레이크를 KT-1 항공기에 장착하고 2개 이상의 안테나를 작동시키는 다중 안테나 시험을 지상에서 수행하였다. 항공기에 장착된 기존 장비들과 CLAS와의 호환성을 확인하기 위해 전자파 적합성시험을 수행하였다. 비행데모시험은 4개의 안테나에 대하여 각 1회의 비행을 수행하였다. 비행 중 안테나 통신항법 신호의 작동상태와 지속성, 항공기 원형 비행 시 사각지대 유무 확인을 하였다. 안테나 내장 스킨구조의 안테나는 4회 비행데모시험 동안 기대 이상의 성능을 보여주었다.
Park, Dae-Won;Kil, Gyung-Suk;Cheon, Sang-Gyu;Kim, Sun-Jae;Cha, Hyeon-Kyu
Journal of Electrical Engineering and Technology
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제7권3호
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pp.389-395
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2012
In this paper, we analyzed the frequency spectrum of the electromagnetic waves radiated by an electric discharge as a basic study to develop an on-line diagnostic technique for power equipment installed inside closed-switchboards. In order to simulate local and series arc discharges caused by an electric field concentration and poor connections, three types of electrode systems were fabricated, consisting of needle and plane electrodes and an arc generator meeting the specifications of UL 1699. The experiment was carried out in an electromagnetic anechoic chamber, and the measurement system consisted of a PD free transformer, a loop antenna with a frequency bandwidth of 150 kHz-30 MHz, an ultra log periodic antenna with a frequency bandwidth of 30 MHz-2 GHz, and an EMI test receiver with a frequency bandwidth of 3 Hz-3 GHz. According to the experimental results, the frequency spectra of the electrical discharges were widely distributed across a range of 150 kHz-400 MHz, depending on the defects, while commonly found between 150 kHz and 10 MHz. Therefore, considering the ambient noise and antenna characteristics, the best frequency bandwidth for a measurement system to monitor abnormal conditions by detecting electromagnetic waves in closedswitchboards is 150 kHz-10 MHz.
In this paper, the UHF PD(Partial Discharge) sensors for $SF_6$ insulated MV $SF_6$ switchgear have been proposed and related investigations have been performed in order to detect the PD which were produced inside the MV $SF_6$ switchgear. Firstly, the internal type UHF PD sensor based on spiral antenna theory has been developed. This type sensor is highly sensitive and has lowly effect on by on-site noise. Secondly, the external type UHF PD sensor was developed based on log periodic antenna concept. This type sensor is removable and detectable for operating switchgear. These sensors were designed and simulated using RF simulation tool. In order to verify the sensitivity of these sensors, we performed the on-site test using the mock-up switchgears including the artificial defects which were the protrusion on high voltage conductor, free moving metal particle and surface defect on insulator. These mock-up switchgear were installed on the test distribution line.
원판형 마이크로스트립 패치를 기본 소자로 하여 준 대수 주각형 광대역 마이크로스트립 안테나를 설계한다. 각 방사소자들은 종단이 개방된 주급전 마이크로스트립 선로상에서 정합선로를 통하여 직열 급전된다. 설계 제작된 안테나의 정재파비는 주파수 2.72∼3.43GHz 범위내에서 약 2.3이하로 됨이 실험적 결과로 나타났다.
Park, Jae-Gu;Yi, Sang-Hwa;Kim, Kwang-Hwa;Kim, Ik-Soo;Kim, Jae-Chul
KIEE International Transactions on Electrophysics and Applications
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제3C권6호
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pp.224-229
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2003
An ultra high frequency (UHF) coupler possessing ultra wide band (UWB) characteristics ranging from hundreds of MHz to several GHz is desirable for the detection of the partial discharge (PD) pulses because the pulses propagate with rise time shorter than one nanosecond in a gas-insulated substation (GIS). Thus, the authors have proposed a log-periodic antenna for GIS PD detection. Various parameters of the coupler such as frequency bandwidth, coupler gain, radiation pattern, and coupler geometry were considered throughout the simulations. The experiments for the detection characteristics of the coupler were carried out in the mock-up GIS chamber. The results indicated that the detection characteristics of the coupler are dependent on the installation angle of the coupler, the position of the coupler in the hand hole and the existence of the spacer.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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