개인방호용 복합재료의 기술동향

육종일 ( Jong Il Yook ),윤병일 ( Byung Il Yoon ),백종규 ( Jong Gyu Paik ),송홍섭 ( Heung Sub Song ) 한국복합재료학회 2009 Composites research Vol.22 No.6

코쉬섬 프랙탈 형태를 이용한 마이크로스트립 패치 안테나

김일권(Il-Kwon Kim),유태훈(Tae-Hoon Yoo),육종관(Jong-Kwan Yook),박한규(Han-Kyu Park) 한국통신학회 2000 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2000 No.7

손실 매질에 대한 2차원 등방 시간 영역 유한 차분법

고일석,김현,육종관,Koh, Il-Suek,Kim, Hyun,Yook, Jong-Gwan 한국전자파학회 2007 한국전자파학회논문지 Vol.18 No.6

본 논문에서는 참고문헌 [1], [2]에서 무손실 매질을 가정하고 보고하였던 ID-FDTD 기법을, 손실 매질로 확장시켜 정리하였다. 확장된 내용으로는 기법의 안정도 분석(stability analysis), 손실 매질에 대한 ID-FDTD 기법의 분산 관계(dispersion relation), 무손실 손실 매질 모두에 적용할 수 있는 보정치를 수식 등 크게 세 가지이다. 이러한 분석 결과 ID-FDTD 기법은 참고문헌 [3]의 standard 기법보다 큰 시간 증분에서도 안정성을 유지하면서도 적은 분산 오차(dispersion error)를 가지는 것을 확인할 수 있었다. 이는 두 가지 경우의 전자기파 산란 문제를 계산함으로써 검증하였다. In this paper, the ID-FDTD scheme, proposed in Reference [1] and [2], is modified and completely analyzed. The modifications are composed of three parts: rigorous stability analysis, dispersion relation for linear lossy media, and new scaling factors for permittivity, permeability, and conductivity. As a result, it is shown that the proposed scheme has lower dispersion error in spite of larger time step than the conventional standard scheme of Reference [3]. To validate the scheme, there are presented two scattering examples, which show excellent results.

Novel 2-D FDTD Scheme with Isotropic Dispersion and Enhanced Stability

고일석,김현,육종관,Koh Il-Suek,Kim Hyun,Yook Jong-Gwan The Korean Institute of Electromagnetic Engineerin 2006 한국전자파학회논문지 Vol.17 No.2

A two dimensional(2-D) finite-difference time-domain(FDTD) method based on a novel finite difference scheme is developed to eliminate the numerical dispersion errors. In this paper, numerical dispersion and stability analysis of the new scheme are given, which show that the proposed method is nearly dispersionless, and stable for a larger time step than the standard FDTD method. 본 논문에서는 시간 영역 유한 차분법에 있어 비등방성 분산 특성을 보이는, 기존의 Yee 기법을 개선하기 위해 2차원의 새로운 유한 차분식을 제안하였다. 이 기법은 6개 지점의 샘플링을 통해 공간에 대한 편미분식을 근사화하게 된다. 제안하는 기법의 분산 특성을 보기 위해 분산 관계식을 구하였고 그 관계식에서 수치적 전파 상수를 계산하여 제안하는 기법의 분산 특성이 등방성임을 확인하였다. 또한 기존 기법들에 비해 보다 큰 시간 증분의 모의 실험환경에서 안정함을 수학적으로 확인할 수 있었다.

유체 모델을 이용한 유전체 장벽 방전 플라즈마와 전자기파 간의 시간 의존적 상호 작용 분석

김유나(Yuna Kim),오일영(Il-Young Oh),정인균(Inkyun Jung),홍용준(Yongjun Hong),육종관(Jong-Gwan Yook) 한국전자파학회 2014 한국전자파학회논문지 Vol.25 No.8

전자기파와 플라즈마의 상호 작용을 결정하는 주요 변수는 플라즈마 주파수와 충돌 주파수이며, 이 둘은 각각 전자 밀도와 전자 온도로부터 계산할 수 있다. 이 두 값은 플라즈마 발생기 종류에 따라 결정되는 시간 의존적인 변수이다. 기존의 전파 흡수 특성 연구에서는 수치 해석적 모형의 부재로 인하여 플라즈마의 시간적/ 공간적 변화를 간략화하거나, 상수로 가정하여 수행하였다. 본 연구에서는 플라즈마 유체 모델을 도입하여 얻어진 시간 의존적 변수 값을 전자기파 감쇠량 계산에 이용함으로써 해석의 정확도를 높이는 방식을 제안하였다. 해석 대상인 유전체 장벽 방전 플라즈마는 구조적인 단순함으로 인하여 1차원 분석만으로 플라즈마 분포의 시간적 변화를 반영할 수 있다. 본 논문은 한 주기 내에서 전자 밀도와 전자 온도를 추출하여 마이크로파 입사 시 시간적 흡수 특성 변화를 분석하였다. 또한, 전자 밀도와 전자 온도의 변화에 따라 감쇠량을 계산하여 감쇠 경향성을 분석하였다. In determining interaction between plasma and electromagnetic wave, plasma frequency and collision frequency are two key parameters. They are derived from electron density and temperature, which vary in an extremely wide range, depending on a plasma generator. Because the parameters are usually unknown, traditional researches have utilized simplified electron density model and constant electron temperature approximation. Introduction of plasma fluid model to electromagnetics is suggested to utilize relatively precise time dependent variables for given generator. Dielectric barrier discharge(DBD) generator is selected due to its simple geometry which allows us to use one dimensional analysis. Time dependent property is analyzed when microwave is launched toward parallel plate DBD plasma. Afterwards, attenuation tendency with the change of electron density and temperature is demonstrated.

손실 매질에 대한 Isotropic-Dispersion 유한 차분식의 2D Crank-Nicolson FDTD 기법

김현(Hyun Kim),고일석(Il-Suek Koh),육종관(Jong-Gwan Yook) 한국전자파학회 2010 한국전자파학회논문지 Vol.21 No.7

기존 Crank-Nicolson FDTD 기법(CN FDTD 기법)의 비등방성 분산 특성을 개선하기 위한 CN ID-FDTD 기법을 제안하였다. 제안한 CN ID-FDTD 기법은 공간 미분 연산을 위해 기존 CN FDTD 기법의 centered 유한 차분식(Finite Difference equation: FD 연산식)이 아닌 isotropic-dispersion 유한 차분식(ID-FD 연산식)[1],[2]을 이용한다. 본 논문에서는 손실 매질에 대한 CN ID-FDTD 기법의 분산 관계식을 유도하였고, 이 분산 관계식을 이용해 ID-FD 연산식에서 분산 오차(dispersion error)를 줄이는 가중치(weighting factor)와 보정값(scaling factor)을 제시하였다. 그리고 해석 결과의 정확성 비교를 통해 CN ID-FDTD 기법에서는 기존 CN FDTD 기법의 단점이었던 비등방성분산 오차가 확연하게 감소하는 것을 확인하였다. The Crank-Nicolson isotropic-dispersion finite difference time domain(CN ID-FDTD) scheme is proposed based on isotropic-dispersion finite difference(ID-FD) equation[1],[2]. The dispersion relation of CN ID-FDTD is derived for lossy media by solving the eigenvalue problem of iteration matrix in spatial spectral domain, in addition, the weighting factors and scaling factors of the CN ID-FDTD scheme are presented for low dispersion error. The CN ID-FDTD scheme makes the dispersion error drastically reduced and shows accurate numerical results compared to the conventional Crank-Nicolson FDTD method.

케블라 다축경편성물 보강 복합재료의 물성에 관한 연구

김철,강태진,이승구,육종일 ( Cheol Kim,Tae Jin Kang,Sung Ku Lee,Jong Il Yook ) 한국복합재료학회 1996 Composites research Vol.9 No.4

수분 함유량 및 지하 구조물 깊이에 따른 고고도 전자기파(HEMP) 투과 현상 분석

강희도(Hee-Do Kang),오일영(Il-Young Oh),육종관(Jong-Gwan Yook) 한국전자파학회 2013 한국전자파학회논문지 Vol.24 No.6

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 ㎸/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. In this paper, a formulation for obliquely incident electromagnetic wave has been presented for an analysis of highpower electromagnetic pulse penetration into multilayered dispersive media. Based on generalized models of measured dielectric constants and propagation channels reflecting the Earth"s general features, the propagation phenomenon of the obliquely incident early-time(E1) high altitude electromagnetic pulse(HEMP) is analyzed. In addition, the polarization and critical angle are also considered. It is found that the total reflection occurs at an incident angle of about 38 degrees at the soil-rock interface, and that the parallel-polarized E1 HEMP penetrates better than the perpendicular-polarized one. The peak level of the penetrating electric field is found to be 5.6 ㎸/m at normal incidence, regardless of the type of polarization, and E1 HEMP is greatly reduced near the critical angle. Moreover, the penetrating E1 HEMP is analyzed as a variation of moisture content and depth of materials, resulting E1 HEMP could be useful in determining the levels of shielding required for buried facilities.

Software Defined Radio (SDR) 무전기용 접힌 평면 구조의 초광대역 안테나

오준화(Jun-Hwa Oh),오일영(Il-Young Oh),육종관(Jong-Gwan Yook) 大韓電子工學會 2009 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.46 No.12

We propose a folded monopole antenna with loads, and analyze the roles of design parameters which affect the return loss of the proposed antenna. VSWR < 3 bandwidth of the antenna is 30 ~ 2000 ㎒, ranging from the HF/VHF/UHF bands. For operating travelling antenna, we connect six loads at the end of the antenna. The reflected wave is drastically reduced due to the six loads. For improved return loss properties, we use Klopfenstein tape that determine positions and values of six loads. The propose antenna has omni-directional radiational patterns like that of conventional monopole antennas. For wideband impedance transformation, we use the balun which operating frequency region is 10 ~ 1900 ㎒. We expect the proposed antenna has important role for the wideband and multi-rold multi-functional communication systems. 본 논문에서는 부하 저항을 갖는 접힌 구조의 모노폴 안테나를 제안 하였고, 설계 변수들이 안테나의 반사손실 특성에 미치는 영향에 대해 분석 했다. 제안한 안테나의 임피던스 대역폭(VSWR < 3)은 30 ~ 2000 ㎒이고, 이는 HF/VHF/UHF 대역을 모두 포함한다. 진행파 안테나로 동작하게 하기 위해 안테나에 여섯 개의 부하 저항을 이용하여 안테나의 끝에서 발생하는 반사파를 많이 줄일 수 있었다. 부하 저항에 의해서 감소되는 방사 효율 감소를 줄이기 위해 안테나의 끝부분에 부하 저항을 달았고, 부하 저항들의 저항 값은 반사 손실 특성이 좋은 Klopfenstein taper를 이용하였다. 제안한 안테나는 모노폴 안테나와 같이 전방향성 방사패턴을 갖는다. 급전부분과 제안한 안테나의 입력단 부분에서의 광대역 임피던스 변환을 위해 급전 부분과 안테나의 입력단 사이에 10 ~ 1900 ㎒에서 동작하는 발룬(Balun)을 이용하였다. 제안한 안테나의 광대역 특성과 방사패턴은 다대역 다기능 통신기에 이용될 수 있을 것으로 예상한다.

3차원 ID-FDTD 알고리즘의 Stability Condition과 광대역 특성 분석

김우태(Woo-Tae Kim),고일석(Il-Suek Koh),육종관(Jong-Gwan Yook) 한국전자파학회 2011 한국전자파학회논문지 Vol.22 No.4

본 논문에서는 등방성(isotropic) 특성과 작은 분산 오차(low dispersion error)를 갖는 3차원 등방성 시간 영역유한 차분법(ID-FDTD: Isotropic Dispersion Finite Difference Time Domain) 방법의 stability condition과 광대역 해석 특성에 대해 논의하였다. 3차원 ID-FDTD 방법은 기존의 Yee FDTD 방법의 비등방성 특성과 큰 분산 오차를 개선하기 위해 제안되었다. 기존 연구에서는 3차원 ID-FDTD 방법의 stability condition을 수치적으로 계산하였지만, 이에 대한 검증이 충분히 이뤄지지 않은 상태이다. 이에 본 논문에서는 단일 주파수와 광대역 주파수 신호를 입력원으로 한 모의 실험 환경에서 3차원 ID-FDTD 방법의 stability condition 검증을 수행하였다. 또한 광대역 특성에 대해 3차원 ID-FDTD 방법과 유사한 알고리즘들을 비교 분석해 해보았고, 마지막으로 3D ID-FDTD을 적용하여 대형 크기 구 모델에 대해 radar cross section(RCS) 해석을 수행함으로써, 실질적 해석을 통한 알고리즘 검증 및 분석을 마무리 하였다. The stability condition and wideband characteristics of 3D ID-FDTD algorithm which has low dispersion error with isotropic dispersion are presented in this paper. 3D ID-FDTD method was proposed to improve the defect of the Yee FDTD such as the anisotropy and large dispersion error. The published paper calculated the stability condition of 3D ID-FDTD algorithm by using numerical method, however, it is thought that the examples were not sufficient to verify the stability condition. Thus, in this paper, various simulations are included in order to hold reliability under the conditions that the plane wave propagation is assumed with a single frequency and a wideband frequency. Also, the 3D ID-FDTD algorithm is compared to those that have the similar FDTD algorithm with ID-FDTD such as Forgy's method and non-standard FDTD method in a wideband. Finally, the radar cross section(RCS) for the large sphere with high dielectric constant is calculated.