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수상함 MIL-SATCOM과 ES간의 전자기 간섭 개선을 위한 EMI 차폐판 최적설계 연구
A Study on EMI Shield Optimization for Improvement of EMI between MIL-SATCOM and ES on a Surface Ship 원문보기

韓國軍事科學技術學會誌 = Journal of the KIMST, v.20 no.1, 2017년, pp.63 - 71  

장호성 (국방기술품질원 부산센터) ,  함영훈 (국방기술품질원 부산센터) ,  조관준 (국방기술품질원 국방신뢰성팀)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

During the sea trial test, we discovered EMI(Electromagnetic Interference) between MIL-SATCOM parabolic antenna and ES(Electronic Warfare Support) omni antenna. Emitted side lobe of CW(Continuous Wave) from MIL-SATCOM raises the threshold level of ES omni antenna. Therefore detection rate of ES is d...

주제어

#전자기 간섭   #EMI 차폐판   #군위성통신체계   #전자전 장비   #지속파   #부엽  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 전자기 간섭 원인을 분석하여 개선을 위한 대책으로 EMI 차폐판을 제시하였다. 함정 운용 중 EMI 차폐판에서 발생하는 응력과 불요파 반사를 위한 기하학적 조건, 차폐율, 중량 및 인장 강도를 고려하여 EMI 차폐판 재질, 두께, 최적 크기를 도출하였으며 이에 대한 실선 시험을 수행하여 차폐판의 전자기 간섭 개선효과를 알아보고자 하였다.
  • 본 연구는 수상함의 MIL-SATCOM과 ES omni 안테나 사이에서 발생하는 전자기 간섭 발생 원인을 분석 하고, 이에 대한 대책으로 EMI 차폐판을 제시하였다.
  • 본 장에서는 EMI 차폐효율 극대화와 운용성을 고려한 중량 최소화를 위해 EMI 차폐판 최적 x, y를 도출 하였다. 여기서 x, y는 각각 EMI 차폐판의 세로길이, 가로길이다.
  • 따라서 본 연구에서는 전자기 간섭 원인을 분석하여 개선을 위한 대책으로 EMI 차폐판을 제시하였다. 함정 운용 중 EMI 차폐판에서 발생하는 응력과 불요파 반사를 위한 기하학적 조건, 차폐율, 중량 및 인장 강도를 고려하여 EMI 차폐판 재질, 두께, 최적 크기를 도출하였으며 이에 대한 실선 시험을 수행하여 차폐판의 전자기 간섭 개선효과를 알아보고자 하였다.

가설 설정

  • 여기서 P는 동압, λ는 공기밀도, v는 풍속이며 약 28 m/s로 가정하였다.
  • 따라서 탐지되는 표적개수의 절대량이 전자기 간섭 판단의 기준이 될 수 없으므로 탐지율을 고려하였다. 이때, 선회가 완료되는 시간동안 해상상태 및 주변상태의 조건이 동일한 것으로 가정하였다.
  • 이때, 한국해역에서 무궁화 위성을 지향하는 고각은 45°로 가정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
함정의 MIL-SATCOM란 무엇인가? 함정의 MIL-SATCOM은 해상에서 무궁화 위성과 전파 신호를 송수신하여 군 작전 수행을 위한 음성 및데이터를 교환하는 통신체계이다. 36,000 km 상공에 위치한 무궁화 위성과 송수신하기 위해 고출력, 고주파수(GHz 대역)를 사용하며, 지향성이 좋은 파라볼릭 안테나를 통해 위성을 추적한다 [2,3] .
EMI 차폐판 설치가 MILSATCOM과 ES omni 안테나 간의 전자기 간섭 개선에 효과적이라는 객관적인 근거는 무엇인가? 재질, 두께, 크기 및 무게, 설치각도 등을 고려하여 제안된 EMI 차폐판을 설치하여 시험한 결과, 1차 시험의 경우 EMI 차폐판 설치 전 우선회시 High Level 전자기 간섭이 방위각 360° 영역 중 약 90°(25.0 %) 영역에서 발생되었으나, EMI 차폐판 설치 후 간섭 영역이 방위각 360° 영역 중 약 15°(4.2 %) 영역으로 크게 감소되는 것을 확인하였다. 아울러 좌선회 시 High Level 전자기 간섭이 방위각 360° 영역 중 약 90°(25.0 %) 영역에서 발생되었으나, EMI 차폐판 설치 후 간섭 영역이 방위각 360° 영역 중 약 30°(8.3 %) 영역으로 크게 감소되는 것을 확인하였다. 2차 시험의 경우 EMI 차폐판 설치 전 우선회시 High Level 전자기 간섭이 방위각 360° 영역 중 약 205° (56.9 %) 영역에서 발생되었으나, EMI 차폐판 설치 후간섭 영역이 방위각 360° 영역 중 약 45°(12.5 %) 영역 으로 크게 감소되는 것을 확인하였다. 아울러 좌선회시 High Level 전자기 간섭이 방위각 360° 영역 중 약 200°(55.6 %) 영역에서 발생되었으나, EMI 차폐판 설치 후 간섭 영역이 방위각 360° 영역 중 약 25°(6.9 %) 영역으로 크게 감소되는 것을 확인하였다.
ES는 어떤 임무를 수행하는가? ES는 함정의 전술적인 임무 지원을 위한 체계로 함정을 공격하는 대함 미사일, 대함 레이더의 펄스폭, 펄스간격, 주파수, 스캔 특성 등을 신속하게 탐지, 분석 및 식별하여 운용자에게 경보하는 전자전 지원 임무를 수행한다. 수신단은 전방향 수신 안테나(ES omni), 방향 탐지 안테나(ES Direction Finding)로 구성되며 음영구역 최소화를 위해 마스트 상부에 설치된다 [4] .
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참고문헌 (12)

  1. The Society of Naval Architects of Korea, "Naval Ship," Text Books, Korea, pp. 438-440, 2015. 

  2. Kwang-sik Eom, Myung-kwan Park, "A Satellite Tracking Method Using Rotation of Sub-Reflector for Naval Vessels Satellite Antenna System," Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea, Vol. 44, No. 3, p. 199, 2007. 

  3. Kyu-hong Jo, "Operation of Control Center for Military Satellite Communication System," University of Seoul, Vol. 55, pp. 15-17, 2005. 

  4. Joong-su, Im, "The Proceedings of the Korean Electromagnetic Engineering and Science," Journal of Korea Institute of Electromagnetic Engineering and Science, Vol. 11, No. 4, pp. 53-63, 2000. 

  5. Choon-won Kim, Ji-hoon Kim, Kyoun-il Kwon and Deok-cho Chung, "An efficient Method of Antenna Placement considering EMI between Equipments on UAV," Journal of Korea Society for Aeronautical & Space Sciences, Vol. 39, No. 10, pp. 991-992, 2011. 

  6. Hyun-gyu Park, "A study on the Comparison between EMI/EMC Analysis Methods of Vessels in the UHF Region," Division of Electronic and Computer Engineering, Postech, Korea, p. 28, 2008. 

  7. S. A. Schelkunoff, "Electromagnetic Wave," Van Nostrand, New York, pp. 303-315, 1943. 

  8. Byung-kwon Park, Seong-uk Park, Kook-seon Shin, Sang-min Lee and Sang-ho Joo, "Electromagnetic Shielding Effectiveness, Planar Material," National Radio Research Agency, Korea, pp. 4-16, 2010. 

  9. Cindy S. Cheung, "Shielding Effectiveness of Superalloy, Aluminum, and Mumetal Shielding Tapes," The Faculty of California Polytechnic State University, San Luis Obispo, pp. 3-10, 2009. 

  10. A. Das, V. K. Kothari, A. Kothari & A. Kumar and S. Tuli, "Effect of Various Parameters on Electromagnetic Shielding Effectiveness of Textile Fabrics," Indian Journal of Fiber & Textile Research, Vol. 34, pp. 144-145, 2009. 

  11. David K. Cheng, "Fundamentals of Engineering Electromagnetics," Pearson, pp. 277-279, 2006. 

  12. Hayt Buck, "Engineering Electromagnetics, Seven Edition," McGrawHill, Singapore, pp. 416-418, 2010. 

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