이동 통신용 기지국 환경에서 전자파 강도 노출량 측정 결과 분석

송해주(Hae-Zu Song),김순영(Soon-Young Kim),이문호(Moon-Ho Lee) 한국전자파학회 2010 한국전자파학회논문지 Vol.21 No.6

본 논문은 전북 지역에 설치되어 있는 이동 통신 기지국 중 “전자파 강도 의무 측정 무선국” 77국과 “전자파강도 비의무 측정 무선국” 41국을 선정하여 전자파 강도를 측정하였다. 측정 결과, 전자파 강도는 전반적으로 전자파 인체 보호 기준에 비하여 매우 낮은 수준으로 나타났으며, 국민들이 이동 통신 기지국 주변에서 전자파에 대한 불안감을 가질 정도의 수준은 아니라고 생각된다. 본 논문에서는 의무 측정 무선국과 비의무 측정 무선국을 서로 분류하여 측정하고, 그 측정 결과를 비교ㆍ분석하였다. 그 결과, 비의무 측정 무선국의 평균값과 최대 값이 의무 측정 무선국의 측정값보다 모두 높게 나타났다. 일상 생활 주변에서 국민들이 전자파에 노출되는 강도는 무선국의 공중선 출력보다는 무선국 안테나의 접근성에 있다고 생각한다. 따라서 이동 통신용 기지국의 전자파 강도 의무 측정에 대한 법적 근거인 “전파법 시행령”에 명시되어 있는 공중선 전력(30 W 초과) 및 공중 선주의 높이(10 m 초과) 기준을 변경할 필요가 있음을 제안한다. This paper measured EMF strength of the duty measurement radio station(77 station) and the non-duty measurement radio station(41 station) of mobile communication base station in Jeonbuk region. As the result of measurement, it generally reveals that EMF is highly low level compare to the human protection guideline. And It is regarded as level that the national people who live close to the mobile communication base station don't have to worry about electromagnetic wave. This paper provides comparative analyses categorized by the duty measurement station and the nonduty measurement station. The results reveals that the average value and the maximum value of the non-duty measurement station preferably was higher than all the duty measurement station. It is thought that the EMF exposure strength of the national people is caused by approach of station antenna rather than antenna power. Consequently this paper suggests that standard of the antenna power(exceed 30 W), standard of antenna height(exceed 10 m) specified by Radio Regulation Act enforcement ordinance, legal basis for mobile communication base station have to be changed.

한국전자파학회 논문지 투고 규정 외

편집부(편집자) 한국전자파학회 2008 한국전자파학회논문지 Vol.19 No.12

PCB 접지면 갭이 불요전자파 방사에 미치는 영향

하재경,김형훈,김형동 한국전자파학회 1998 한국전자파학회논문지 Vol.9 No.5

본 논문에서는 PCB (printed circuit board) 접지면에 셜치된 캡(gap)이 불요전자파 방사에 미치는 영향을 정 량적으로 해석하였다. 본 연구의 해석법으로 복잡한 구조체의 전자기적 특성을 해석하는데 주파수영역 전자파 수치해석 방법들과 비교하여 여러 가지 장점올 가지는 시간영역 해석법인 FDTD(finite difference time dom main) 방법올 사용하였다. 해석 구조체는 일반적으로 생산되는 PCB와 유사한 크기를 선정하였으며 소자충은 전압원과 마이크로스트립만이 폰재하는 단순화된 구조이다. PCB 접지변에 설치된 캡에 의해 생기는 인덕턴스 의 크기와 입출력 케이블올 통한 불요전자파 방사량을 FCC 및 CISPR 규정치와 함께 제시하였으며 갱의 크기 에 따라 방사되는 불요전자파의 세기가 크게 변화되는 것을 관찰할 수 있다. 본 논문의 해석결과는 실제 PCB 셜 계에 있어서 잘봇된 캡의 설치로 인한 불요전자파 방사를 막는데 유용하게 사용될 수 있으리라 생각된다. In this paper, the effect of the gap in the ground plane on the electromagnetic interference (EMI) is analyzed quantitatively. Because of a lot of advantages compared to other numerical techniques, the FDTD (finite difference time domain) is applied to the EMI effect modeling. The analyzed model is the simplified PCB (printed circuit board) which has a microstrip and ground plane. The inductance induced by the gap is modeled and calculated by gridding the whole PCB based on the FDTD algorithm. When external cables are attached to the PCB, the common-mode current is induced along the attached cable and the resulting electric field strength is calculated and presented along with the FCC and CISPR EMI limits. The results show that the radiated field strength highly depends on the size of the ground plane gap. The numerical simulation results can be used as a reference in the practical PCB design with the ground plane gap.

휴대전화의 시험위치에 따른 SAR 분석

최형도,이애경,조광윤,오학태 한국전자파학회 2001 한국전자파학회논문지 Vol.12 No.7

최근, 휴대전화로부터 복사되는 전자파 노출에 대한 건강 위험성에 관한 국민적 관심이 높아지고 있고, 그에 따라 휴대전화가 전자파 인체보호기준의 적합성 여부를 평가하기 위한 전자파흡수율 측정 방법이 제안되어 왔다. 피시험기기인 휴대전화에 대한 국부 전자파흡수율은 전기장 프로브를 사용하여 모의조직으로 채워진 모의 인체 두부에서 전기장 분포를 측정함으로써 얻어진다. 전자파흡수율 측정에 요소가 되는 전기장 프로브, 모의인체의 형상과 크기, 모의조직의 전기정수 그리고 시험위치 등에 따라 측정값이 달라지므로 전자파흡수율 측정 기준을 설정하기 위해서는 이들 요소에 대한 연구가 요구된다. 본 논문에서는 휴대전화의 시험위치에 따른 전자 파흡수율 변화를 수치해석과 측정을 통해 분석하였으며, 통상 사용위치에서 최악의 조건을 조사하였다. 본 결과를 바탕으로 국내 전자파흡수율 측정 기준의 시험위치로서 접촉위치와 경사위치를 채택하였다. There has been an increase in the public concern about possible health risks by electromagnetic exposure from mobile phones. Recently, several SAR measurement procedures have been proposed to demonstrate the compliance of mobile phone with safety limits. To determine the maximum localized SAR of a test mobile phone, the electric field distribution is measured in the head phantom with simulated tissue liquid using the probe The important parameters in SAR measurement are the E-field probe, the shape and size of phantom, the electrical parameters of simulated tissue liquid, and test position, etc. Therefore, in order to setup the measurement standard, the studies on these factors are required. In this paper, the effects of the maximum localized SAR on the test positions of mobile phones were analyzed by the numerical computation and the SAR measurement. From the results, the worst condition of commonly used positions was determined and the touch and tilted positions were adopted as test positions of the domestic SAR measurement standard.

위상 잡음 이론을 적용한 전압 제어 발진기의 전자파 내성 분석

황지수(Jisoo Hwang),김소영(SoYoung Kim) 한국전자파학회 2015 한국전자파학회논문지 Vol.26 No.5

회로 구성 요소의 집적도가 꾸준히 증가하는 경박단소화 추세에 따라, 회로와 각종 전자 시스템들의 전자파 내성(EMS: Electromagnetic Susceptibility) 문제가 대두되고 있다. 그 중에서도 VCO(Voltage Controlled Oscillator)는 RF 시스템에서 중요한 역할을 하는 만큼, 해당 회로의 전자파 내성에 대한 연구를 필요로 하는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 전기적 발진기에서 발생하는 위상 잡음을 선형시불변(LTV: Linear Time Variant) 시스템으로 해석하는 위상 잡음 이론을 적용하여, 1.2 GHz 의 기준 발진 주파수를 갖는 링 VCO와 LC VCO에 대해 전원 전압에 가해진 잡음에 따른 전자파 내성을 분석하였다. 시간 영역 시뮬레이션 결과로, 위상잡음 특성을 나타내는 지표가 되는 임펄스 강도를 추출하는 알고리즘을 구현하였다. 전원 잡음이 존재하지 않는 경우에는 두 VCO에서 발생하는 지터의 크기가 2.1 ps로써 비슷하였으나, 다양한 전원 잡음이 인가됨에 큰 차이를 보이며, LC VCO의 EMS 특성이 링 VCO에 비해 우수한 것을 임펄스 감도 함수와 eye-diagram을 통해 확인하였다. As the integration of circuit components increases steadily, various EMS(Electromagnetic Susceptibility) problems have emerged from integrated circuits and electrical systems. The electromagnetic susceptibility of VCOs(Voltage Controlled Oscillator) is especially critical in RF systems. Therefore, in this paper, through the phase noise theory that models electrical oscillators as linear time variant systems, the EMS characteristics of representative VCO -ring VCO and LC VCO- with 1.2 GHz of reference oscillating frequency are analyzed under the existence of the electromagnetic noise coupled in power supply. An simulation algorithm is developed to extract impulse response function based on the phase noise theory. When there is no supply noise, the magnitude of the jitter of two oscillators were similar to around 2.1 ps, but in presence of supply noise, the jitter was significantly lower in LC VCOs than ring VCOs.

835 ㎒ 및 1,800 ㎒ 대역에서 인체의 전기적 특성을 가지는 한국인 손 모양의 팬텀 제작

최동근(Donggeun Choi),김윤명(Yoonmyoung Gimm),최재훈(Jaehoon Choi) 한국전자파학회 2013 한국전자파학회논문지 Vol.24 No.5

휴대전화의 이용이 증가하면서, 손에 미치는 전자파의 영향에 대한 관심이 증가하고 있다. IEC TC106에서도 휴대전화의 전자파 인체 노출량 평가 방법 표준에 손 영향을 반영하기 위하여 국제적인 교류 연구가 활발하게 진행되고 있다. 현재 상용화된 손 팬텀은 평균 서양인 손을 이용하고 있을 뿐만 아니라, 한 가지 형태의 파지(把持)만 가능하기 때문에, SAR 측정 결과에 대한 분석에 제한이 많은 실정이다. 손의 영향을 제대로 분석하기 위해서는 다양한 형태의 파지가 가능한 손 팬텀이 필요하다. 또한, 국내 환경에 맞는 손 팬텀의 개발이 필수적이다. 본 논문에서는 다양한 형태의 파지가 가능한 835 ㎒ 대역과 1,800 ㎒ 대역의 한국인의 젤리형 손 팬텀을 제작하였다. 제작된 손 팬텀의 전기적 특성은 비유전율과 도전율이 CTIA(미국이동통신산업협회) 권고 기준 값의 ±10 %이내로서, CTIA에서 제시하는 오차 기준(±20 %)보다 더 우수한 특성을 나타냈다. 또한, 손 팬텀의 3D CAD(3차원 컴퓨터 이용 설계) 파일을 개발하여 손에 의한 SAR 영향 분석을 위한 시뮬레이션에서 활용할 수 있도록 하였다. 본 연구를 통해 제작된 젤리형 손 팬텀과 3D 파일은 휴대 전화의 손 영향에 대한 연구에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 본다. Interest of the hand effect on the electromagnetic wave are internationally increasing with the increase of the use of the mobile phone. IEC TC106(International Electrotechnical Commission, Technical Committee 106) promotes international research exchange program in order to reflect the effect of human hands in the standard assessment method of human exposure dosimetry by the electromagnetic wave of mobile phones. Since current commercialized hand phantom is manufactured by taking into account the average size of westerners and provides only one grip posture, it imposes many restrictions on the accurate SAR measurement. Therefore, the development of proper hand phantom accounting for domestic situation and various grip posture capability is essential in order to analyze the accurate effect of human hand on the exposure estimation. In this paper, a jelly hand phantom suitable for Korean was manufactured with various grip posture capability at 835 ㎒ and 1,800 ㎒ bands. Although the tolerances of permittivity and conductivity of the manufactured hand phantom are with ±10 % each, it was much less than CTIA(Cellular Telecommunication IndustryAssociation) tolerance of ±20 % at both bands. Its 3D CAD(3 Dimensional Computer Aided Design) file which was developed can be utilized for the simulation of human hand effect on SAR measurement of mobile phones. The findings in this study can be utilized for the analysis of human hand effect on SAR measurement of a mobile phone.

비접촉 암호 분석용 루프 프로브 설계 및 전자파 신호 측정

최종균(Jong-Kyun Choi),김채영(Che-Young Kim),박제훈(Jea-Hoon Park),문상재(Sang-Jae Moon) 한국전자파학회 2007 한국전자파학회논문지 Vol.18 No.10

본 논문은 스마트카드에서 방사되는 전자파를 이용한 암호 분석용 소형 루프 프로브 설계와 프로브에 유기된 전자파 신호의 분석에 관한 연구이다. 암호 분석용 프로브는 일반적인 전자장 측정용 프로브와는 다르다. 그 이유는 제시된 프로브의 목적은 암호 장비의 비밀 키 해독에 필요한 정보를 얻기 위함이기 때문이다. 스마트카드에서 발생된 파형을 분석하여서 전자파 공격을 시도하기 때문에 프로브에 유기된 전압의 파형과 IC 칩에서 발생된 파형은 가능한 한 서로 동일해야 한다. 그 목적을 위해서 전자파를 이용한 암호 분석, 신호원의 근사모델링, 암호 분석용 프로브의 특징, 전자파 신호 측정 그리고 프로브의 교정에 대한 검토가 필요하다. 스마트카드 칩의 소비 전력 신호와 제안된 프로브를 이용한 전자파 신호를 측정하고 두 신호를 EMA의 관점에서 비교하였다. ARIA 알고리즘을 적용하여 제안된 비접촉 암호 분석용 프로브의 적합성 여부를 실험적으로 확인하였다. In this paper, a study has been performed on the design of small loop probe and analysis of induced electromagnetic wave signal from a smartcard for contactless cryptographic analysis. Probes for cryptographic analysis are different from conventional EM probes, because the purpose of proposed probe is to obtain the information for secret key analysis of cryptographic system. The waveform of induced voltage on probe must be very close to radiated waveform from IC chip on smartcard because electromagnetic attack makes an attempt to analyze the radiated waveform from smartcard. In order to obtain secret key information, we need to study about cryptographic analysis using electromagnetic waves, an approximate model of source, characteristic of probe for cryptographic analysis, measurement of electromagnetic waves and calibration of probes. We measured power consumption signal on a smartcard chip and electromagnetic wave signal using proposed probe and compared with two signals of EMA point of view. We verified experimently the suitability of the proposed small loop probe for contactless cryptographic analysis by applying ARIA algorithm.

848.5 MHz CDMA(Code Division Multiple Access) 전자파 노출이 흰쥐 해마 HSP70 발현에 미치는 영향 연구

김혜선,안영환 한국전자파학회 2020 한국전자파학회논문지 Vol.31 No.10

흰쥐에 전신 평균 2 W/kg SAR의 CDMA 신호 전자파(848.5 MHz, 77.5 V/m)를 하루 1시간 또는 8시간 동안, 1주일에5일, 2주간 노출 후 해마에서 HSP70 단백질 발현 변화를 평가하였다. 전자파 노출 실험 시 모든 시험군의 사료 공급및 급수는 차단되었다. 하루 1시간 전자파에 노출된 흰쥐 해마에서 HSP70 단백질의 발현이 sham 노출군과 비교하여증가됨이 관찰되었으나. 8시간 노출된 흰쥐의 해마에서는 유의미한 변화가 관찰되지 않았다. In this study, rats were exposed to code division multiple access(CDMA) signals at a whole-body average specific absorption rate of 2 W/kg for 1 or 8 h for five days for two weeks to evaluate the effect of exposure to 848.5 MHz CDMA signals(848.5 MHz, 77.5 V/m) on the protein expression of hippocampal HSP70. The rats in all experimental groups did not have access to food or water during exposure to radiofrequency radiation. It was found that the protein expression of hippocampal HSP70 significantly increased in the 1 h CDMA-exposed rats compared to those in the sham-exposed group. No significant change in 8 h CDMA-exposed rats was observed.

유사 공진형 물체에 대한 TM 전자파의 산란계산을 위한 MLFMA방법

안창회,W. C. Chew 한국전자파학회 1998 한국전자파학회논문지 Vol.9 No.6

The method of moments has been widely used in the analysis of TM scattering problems. Recently, significant advances in the development of fast and efficient techniques for solving large problems have been reported. In such methods, iterative matrix solvers are preferred by virtue of their speed and low memory requirements. But for near resonant and strong multiple scattering problems, e.g., involving an aircraft engine inlet, a large number of iterations is required for convergence. In this paper, an efficient approximate inverse based preconditioner is used to reduce this number of iterations. By using the matrix partitioning method, the computational is used to reduce this number of iterations. By using the matrix partitioning method, the computational cost for obtaining the approximate inverse is reduced to O(N). We apply this preconditioner to an O(NlogN) algorithm, the multilevel fast multipole algorithm, for the aircraft engine inlet problem. The numerical results show the efficiency of this preconditioner. 모멘트법은 전자파산란문제에 널리 사용되고 있는데, 최근에 대용량의 문제를 빠르고 효율적으로 풀 수 있는 기법들에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 대부분의 이런 기법에는 계산속도나 기억용량을 효율적으로 이용할 수 있는 반복법을 사용해서 행렬방정식을 풀게 되는데, 유사공진특성을 갖는 물체에 대한 산란은 물체 내부에서 전자파가 공진하는 특성을 가지므로 반복해법올 이용하여 적분방정식을 풀 경우 수렴이 잘 되지 않거나, 수렴되기까지 많은 반복회수를 필요로 한다. 본 논문에서 사용된 MLFMA(Muli-level Fast Multipole Algorithm)는 FMM(Fast Multipole Method)을 다층으로 확장한 알고리듬으로 반복회수당 계산시간을 O(NlogN)으로 줄일 수 있다. 이 MLFMA를 유사공진형구조에 적용하고, 또한 행렬식을 블록밴드행렬 전처리를 하여 반복회수를 감소시켰다. 여기서 사용된 전처리행렬은 행렬분할법을 이용하여 O(N)의 계산시간으로 구할 수 있으므로, 미지수가 많을 때는 전처리행렬을 구하는데 드는 추가계산시간을 무시할 수 있다. 여기서 제안된 방법을 비행기의 공기유입구에 대한 TM전자파산란 계산에 적용하여 효율성을 보였다

신경망을 이용한 휴대전화에 의한 RF 노출 평가 모델의 개발

김수찬,남기창,안선희,김덕원,Kim Soo-Chan,Nam Ki-Chang,Ahn Seon-Hui,Kim Deok-Won 한국전자파학회 2004 한국전자파학회논문지 Vol.15 No.10

이동통신 가입자가 증가함으로 인하여 휴대전화로부터 유발되는 전자파 노출 유해성 여부에 대한 논란이 끊임없이 제기되면서 이와 관련한 연구가 국제적으로 활발하게 이루어지고 있다. 휴대전화 사용에 관한 정보로 사용자 본인이 정량적인 전자파 노출량을 직접 알 수 있다면 매우 이상적일 것이다. 그러나 인체에 노출되는 전자파의 양을 직접적으로 측정하는 것은 매우 어렵기 때문에 정확한 노출량을 아는 것은 쉽지 않다. 따라서 본 연구에서는 국내외에서 선행된 연구 결과 및 쉽게 알 수 있는 휴대전화의 모델에 관한 간단한 정보, 사용경향을 이용하여 개인의 휴대전화 전자파의 노출 정도를 제시해 보고자 한다. 휴대전화 사용에 따른 노출 정도를 제시하기 위하여 1일 평균 통화시간, 총 사용기간에 관한 정보와 선행된 연구 결과들을 기반으로 휴대전화 사용시 이격거리와 기울기, 핸즈프리와 안테나의 사용 여부, 휴대전화의 SAR(Specific Absorption Rate), 플립 혹은 폴더형인지 등에 관한 인자들을 이용하였다. 이 인자들을 신경망 회로를 이용하여 노출 정도를 간접적으로 평가하여 사용자에게 제시해 보고자 하였다. The wide and growing use of cellular phones has raised the question about the possible health risks associated with radio-frequency electromagnetic fields. It would be helpful for phone users to blow the exposure levels during cellular phone use. But it is very difficult to recognize the amount of exposure, because measuring accurate level of RF is a difficult matter. In this study, we developed a model to estimate the exposure level and the individual risk of exposure by utilizing the available informations that we can get. We used such parameters as usage time a day, total using period, distance between cellular phone and head, slope of cellular phone, hands-free usage, antenna pulled out or not SAR(Specific Absorption Rate) of cellular phone, and flip or folder type. We proposed a model presenting individual risk of RF exposure from level 0 to 10 by using a neural network.