Fe85-Si9.6-Al5.4 합금 분말을 이용한 940㎒ 단거리 전용 통신(DSRC) 주파수 대역 전자파 흡수체 A Study on the Development of 940㎒ Dedicated Short Range Communication (DSRC) Frequency Band Electromagnetic Absorber Using Fe85-Si9.6-Al5.4 Alloy Powder원문보기
현대 사회에서 교통수단은 인적인 이동과 물류의 이동에 필수적인 요소로 정착하였으며, 특히 자동차의 규모와 이동은 1990년대부터 해마다 큰 폭으로 증가하였다. 이렇듯 증가 추세의 자동차 수와 이동량은 교통혼잡이라는 비용을 초래하게 되었다. 실제로 전국의 교통혼잡비용은 2015년 33조 원으로 분석되었고, GDP의 2.2% 정도에 해당하는 비용이다. 교통혼잡비용을 줄이고 자동차의 원활한 통행을 위해서 고안된 시스템이 바로 지능형 교통 시스템(ITS: intelligent transport system)이다. 지능형 교통시스템 중의 하나인 자동요금 징수 시스템(ETC: Electronic Toll Collection)이 있으며, 바로 우리가 편리하게 사용하는 하이패스(Hi-Pass)이다. 하이패스(Hi-Pass)는 단거리 전용 통신(DSRC: ...
현대 사회에서 교통수단은 인적인 이동과 물류의 이동에 필수적인 요소로 정착하였으며, 특히 자동차의 규모와 이동은 1990년대부터 해마다 큰 폭으로 증가하였다. 이렇듯 증가 추세의 자동차 수와 이동량은 교통혼잡이라는 비용을 초래하게 되었다. 실제로 전국의 교통혼잡비용은 2015년 33조 원으로 분석되었고, GDP의 2.2% 정도에 해당하는 비용이다. 교통혼잡비용을 줄이고 자동차의 원활한 통행을 위해서 고안된 시스템이 바로 지능형 교통 시스템(ITS: intelligent transport system)이다. 지능형 교통시스템 중의 하나인 자동요금 징수 시스템(ETC: Electronic Toll Collection)이 있으며, 바로 우리가 편리하게 사용하는 하이패스(Hi-Pass)이다. 하이패스(Hi-Pass)는 단거리 전용 통신(DSRC: dedicated short range communication) 기술을 사용하여 통신 거리가 수 미터부터 수백 미터까지로 도로변에 설치된 기지국 장치와 차량에 탑재된 전자지갑 기능을 하는 스마트카드와 차량 탑재기(OBU: On Board unit)를 이용하여 940㎒ 주파수 대역의 통신영역을 자동차가 통과하는 사이에서 이루어지는 점 대 점(point-to-point) 방식과 점 대 다점(point-to-multi point) 방식의 양방향 고속 무선통신 기술이다. 우리나라의 하이패스(Hi-Pass) 보급 및 이용률은 2019년 10월 기준으로 전체 차량 등록 대비 81.9%로 매우 높은 수준이다. 하이패스(Hi-Pass)는 940㎒ 대역에서 무선통신을 하는 장치로서 불요 전자파에 의한 오작동의 소지가 매우 크며, 실제로 최근 4년간 총 3만 8,935건의 과오납이 있었다. 본 연구에서는 940㎒ 대역 단거리 전용 통신(DSRC: dedicated short range communication) 기술을 사용하는 하이패스(Hi-Pass)에 불요 전자파에 의한 오작동을 방지하기 위한 전자파 흡수체를 제안하고자 한다. 종래의 전자파 흡수체 재료로는 페라이트(Ferrite : Fe3O4) 계열이 주를 이루고 있으며, 특히 높이가 높은 피라미드 형태의 타일이나, 두께가 두꺼운 시트(sheet) 타입 등이었으나, 본 연구에서는 Fe85-Si9.6-Al5.4 합금 분말을 이용하여 두께가 1.0㎜ 이내의 전자파 흡수 특성이 우수한 얇은 박형의 전자파 흡수체를 설계 및 제작하였다. 전자파 흡수체의 설계를 위해서 Fe85-Si9.6-Al5.4 합금 분말과 고분자 지지재(matrix binder)의 융복합화에 따른 재료 정수를 회로망 분석기(Network analyzer)를 통해서 측정되었으며, 측정된 재료 정수를 이용하여 컴퓨터 시뮬레이션(Computer Simulation)에 의해 두께에 따른 전자파 흡수(감쇄) 성능(Reflection Loss)을 도출하였다. 도출된 시뮬레이션(Computer Simulation) 결과인 전자파 흡수(감쇄) 성능(Reflection Loss)은 목표 주파수 대역인 940㎒에서 시트(Sheet) 두께 1.0㎜로 –6.5dB(77.6%)의 성과를 얻을 수 있었다. 그리고, 전자파 흡수(감쇄) 성능(Reflection Loss)은 시뮬레이션(Computer Simulation) 결과와 실제 제작된 전자파 흡수체 실측값과 잘 일치하였다. 특히 본 연구에서는 기존의 연구와는 다르게 Fe85-Si9.6-Al5.4 합금 분말의 조성의 설계와 용해, 분무, 입도 제어 등 원료 소재부터 직접 제어하여, 불요 전자파가 발생하는 주파수 대역에서의 전자파 흡수체 설계가 가능할 수 있도록 차별화를 두고 연구하였다.
keyword : 흡수체, 전자파, Fe-Si-Al, 아토마이저, 반사손실, 단거리 전용 통신
현대 사회에서 교통수단은 인적인 이동과 물류의 이동에 필수적인 요소로 정착하였으며, 특히 자동차의 규모와 이동은 1990년대부터 해마다 큰 폭으로 증가하였다. 이렇듯 증가 추세의 자동차 수와 이동량은 교통혼잡이라는 비용을 초래하게 되었다. 실제로 전국의 교통혼잡비용은 2015년 33조 원으로 분석되었고, GDP의 2.2% 정도에 해당하는 비용이다. 교통혼잡비용을 줄이고 자동차의 원활한 통행을 위해서 고안된 시스템이 바로 지능형 교통 시스템(ITS: intelligent transport system)이다. 지능형 교통시스템 중의 하나인 자동요금 징수 시스템(ETC: Electronic Toll Collection)이 있으며, 바로 우리가 편리하게 사용하는 하이패스(Hi-Pass)이다. 하이패스(Hi-Pass)는 단거리 전용 통신(DSRC: dedicated short range communication) 기술을 사용하여 통신 거리가 수 미터부터 수백 미터까지로 도로변에 설치된 기지국 장치와 차량에 탑재된 전자지갑 기능을 하는 스마트카드와 차량 탑재기(OBU: On Board unit)를 이용하여 940㎒ 주파수 대역의 통신영역을 자동차가 통과하는 사이에서 이루어지는 점 대 점(point-to-point) 방식과 점 대 다점(point-to-multi point) 방식의 양방향 고속 무선통신 기술이다. 우리나라의 하이패스(Hi-Pass) 보급 및 이용률은 2019년 10월 기준으로 전체 차량 등록 대비 81.9%로 매우 높은 수준이다. 하이패스(Hi-Pass)는 940㎒ 대역에서 무선통신을 하는 장치로서 불요 전자파에 의한 오작동의 소지가 매우 크며, 실제로 최근 4년간 총 3만 8,935건의 과오납이 있었다. 본 연구에서는 940㎒ 대역 단거리 전용 통신(DSRC: dedicated short range communication) 기술을 사용하는 하이패스(Hi-Pass)에 불요 전자파에 의한 오작동을 방지하기 위한 전자파 흡수체를 제안하고자 한다. 종래의 전자파 흡수체 재료로는 페라이트(Ferrite : Fe3O4) 계열이 주를 이루고 있으며, 특히 높이가 높은 피라미드 형태의 타일이나, 두께가 두꺼운 시트(sheet) 타입 등이었으나, 본 연구에서는 Fe85-Si9.6-Al5.4 합금 분말을 이용하여 두께가 1.0㎜ 이내의 전자파 흡수 특성이 우수한 얇은 박형의 전자파 흡수체를 설계 및 제작하였다. 전자파 흡수체의 설계를 위해서 Fe85-Si9.6-Al5.4 합금 분말과 고분자 지지재(matrix binder)의 융복합화에 따른 재료 정수를 회로망 분석기(Network analyzer)를 통해서 측정되었으며, 측정된 재료 정수를 이용하여 컴퓨터 시뮬레이션(Computer Simulation)에 의해 두께에 따른 전자파 흡수(감쇄) 성능(Reflection Loss)을 도출하였다. 도출된 시뮬레이션(Computer Simulation) 결과인 전자파 흡수(감쇄) 성능(Reflection Loss)은 목표 주파수 대역인 940㎒에서 시트(Sheet) 두께 1.0㎜로 –6.5dB(77.6%)의 성과를 얻을 수 있었다. 그리고, 전자파 흡수(감쇄) 성능(Reflection Loss)은 시뮬레이션(Computer Simulation) 결과와 실제 제작된 전자파 흡수체 실측값과 잘 일치하였다. 특히 본 연구에서는 기존의 연구와는 다르게 Fe85-Si9.6-Al5.4 합금 분말의 조성의 설계와 용해, 분무, 입도 제어 등 원료 소재부터 직접 제어하여, 불요 전자파가 발생하는 주파수 대역에서의 전자파 흡수체 설계가 가능할 수 있도록 차별화를 두고 연구하였다.
keyword : 흡수체, 전자파, Fe-Si-Al, 아토마이저, 반사손실, 단거리 전용 통신
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