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중간주파수 대역에서 준정적(Quasi-Static) FDTD 기법을 이용한 인체 유도전류 분석
변진규(Jin-Kyu Byun) 한국조명·전기설비학회 2009 조명·전기설비학회논문지 Vol.23 No.1
본 논문에서는 준정적 FDTD 기법을 FORTRAN 프로그래밍을 통해 직접 구현하고 이를 이용해 중간주파수 대역의 인체유도전류 분포를 해석하였다. 제작된 프로그램의 타당성을 검증하기 위하여 기존 FDTD 기법을 적용하기 어려운 테스트 모델에 대한 계산결과를 이론적 해와 비교하고, 타임스텝이 크게(5.68×10?배) 단축되는 것을 확인하였다. 검증된 수치해석 기법을 이용하여 20[㎑] 자기장과 1[㎒] 전기장에 노출된 3차원 고해상도 인체모델에 유기되는 유도전류의 분포를 계산하고 양 발의 접지조건이 유도전류의 분포와 크기에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구는 인체유도전류의 안전성 평가 생체전기 응용 진단장치 개발 등을 포함한 다양한 분야에서 활용될 것으로 기대된다. In this paper, quasi-static FDTD method is implemented by FORTRAN programming, and it is used for analysis of body induced current in middle frequencies. The quasi-static FDTD program is validated by comparing the calculation result with analytic solution of the test model, to which it is difficult to apply conventional FDTD. It is confirmed that the time-step is reduced by 5.68×10? times. Using validated numerical technique, body induced current distribution in high resolution 3-D human model is calculated for 20[㎑] magnetic field exposure and 1[㎒] electric field exposure, Also, the effect of grounding condition of both feet on the distribution and amplitude of the induced current is analyzed. It is expected that this research can be applied to various fields including safety assessment of body induced current and development of diagnosis devices using bio-electricity.
UHF 대역 RFID 시스템에서 전자기장의 인체노출량 측정 및 분석
변진규(Jin-Kyu Byun),윤재훈(Jae-hun Yun) 한국조명·전기설비학회 2009 조명·전기설비학회논문지 Vol.23 No.1
UHF 대역 RFID 시스템의 전자기장 인체노출량 평가를 위하여 900[㎒] 대역 상용 RFID 시스템에 대하여 전기장 분포를 실측하고 분석했다. 또한 RFID 리더 안테나의 전자파흡수율(SAR)을 시뮬레이션을 이용하여 계산하고 인체보호기준에 명시된 기본한계와 비교하여 안전성을 확인했다. EN 및 IEC 국제표준에 따라 RFID 시스템 주위의 인체노출량을 평가하기 위하여 리더기 동작을 테스트하고, 안테나로부터의 땅위각과 거리에 따른 전기장 강도를 측정 후 그 결과를 분석하였다. 계측기로는 협대역 등방성 전기장 프로브를 사용하였으며, 리더기 주변 360[˚] 범위에서 15[˚] 간격으로 각각 0.3, 0.5, 1.0, 1.5[m]의 거리에서 측정을 수행했다. 또한 측정 결과로부터 EN 및 IEC 표준에서 정의된 측정거리의 타당성에 대해 분석했다. For human exposure assessment of UHF RFID system, electric field distribution of commercial 900[㎒] RFID antenna was measured and analyzed. Also, SAR(Specific Absorption Rate) of RFID antenna was calculated by simulation, and compared with basic restrictions in EMF guidelines. For EMF exposure assessment according to EN and IEC standards, the reader was tested for the normal operation, and electric field from RFID antenna was measured at various distances and angles. For electric field measurement, narrow band isotropic electric field probe was used, and the measurements were made at 0.3, 0.5, 1.0 and 1.5[m] for every 15[˚] angle from the antenna. Also, the rationale for measurement distance in EN and IEC standards is analyzed from the measurement results.
김민호(Min-Ho Kim),변진규(Jin-Kyu Byun) 대한전기학회 2009 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2009 No.7
본 논문에서는 유한 요소법에 기반을 둔 최적설계 이론과 상용 시뮬레이션 프로그램인 COMSOL의 인터페이스를 활용하여 전기기기의 최적설계를 수행하였다. 전기기기의 최적설계를 위한 형상 정보는 통상적으로 해석용으로만 사용되는 COMSOL 프로그램의 CAD 기능을 통해 추출하였다. 초기형상에 대해 민감도해석을 적용해 계산된 민감도를 바탕으로 설계변수를 변화시키며 반복적인 계산을 수행하고 최적 형상을 도출하였다. 논문에서 정한 설계목표에 맞추어 모델의 목적함수를 정의하고, 최종 결과를 초기형상과 비교했을 때 설계 목표치에 대한 오차가 감소하고 목적함수가 수렴하는 것을 확인하였다.
RFID 장비에 의한 인체 유도 전류의 등가 안테나 모형 연구
이종건(Jong-Gun Lee),변진규(Jin-Kyu Byun),최형도(Hyung-Do Choi),천창율(Chang-Yul Cheon),이병제(Byungje Lee),정용식(Young-Seek Chung) 한국전자파학회 2008 한국전자파학회논문지 Vol.19 No.7
최근 몇 년간 전자파 관련 장비 사용이 증가함에 따라 전자파의 인체 영향 또한 관심이 증가하고 있으며, 또한 이러한 영향을 구체적으로 파악하기 위한 연구가 진행 중이다[1]. 이에 대한 일환으로 이동 통신 단말기에 의한 전자파 인체 흡수율(SAR)에 의한 국내외 표준 제정에 관한 연구가 활발히 진행되었다. 그러나 인체에 대한 침투력이 상대적으로 큰 단파 대역(HF: High Frequency)에 의한 인체 유도 전류에 대한 표준은 연구가 미흡한 편이다. 특히 교통 카드와 도서관 등에서 사용되는 RFID 장비의 활발한 도입으로 RFID 장비의 방출 전자파에 의한 인체 영향 연구가 절실하다. 본 논문은 단파 대역인 13.56 MHz에서 동작하는 RFID 장비에 의하여 인체에 유도되는 전류와 유사한 유도 전류값을 갖는 실린더형 인체 등가 안테나 모형을 설계 및 제작함으로써 RFID 장비의 방출 전자파에 의한 인체의 영향을 양적으로 파악하고, 인체와 인체 등가 모형에 유기되는 유도 전류의 유사성을 확인하였다. Recently, according to the increase of using the microwave equipments, the interests in effects on human body have been also increased. For example, there have been many researches on making the standard the specific absorbing ratio (SAR) caused by mobile phones. However, it is needed to study on the induced current on human body caused by HF(Hight Frequency) band which can deeply penetrate the human body. Especially, since the RFID systems are applied to the transportation card and the library, it is needed to research on the effect on human body exposed to the radiated power from the RFID system. In this paper, we designed a cylindrical monopole antenna model of human body exposed to 13.56 MHz RFID system, which can model the induced current on human body. To verify the proposed equivalent antenna model, we compared the induced currents between human body and the equivalent antenna model.