초록 ▼

본 연구에서는 동축선 끝단을 이용한 새로운 유전율 측정기술을 개발하고 현장으로 쉽게 들고 다니며 정확히 유전율을 측정할 수 있는 측정기를 제작하기 위해서 수치해석적 연구와 실험적 연구를 병행하였다.
(1) FDTD를 이용한 수치해석적 연구:
동축선의 경우에 2차원 원통좌표계의 FDTD방법을 이용하여 전파 반사 특성을 정확하게 효율적으로 계산할 수 있었다. 이론식으로 계산한 반사계수와 실제 측정한 반사계수를 이용하여 FDTD 방법의 정확성을 입증하였다. 이 연구를 통하여 임피던스가 같은 동축선이라도 동축선의 크기에 따라 반

본 연구에서는 동축선 끝단을 이용한 새로운 유전율 측정기술을 개발하고 현장으로 쉽게 들고 다니며 정확히 유전율을 측정할 수 있는 측정기를 제작하기 위해서 수치해석적 연구와 실험적 연구를 병행하였다.
(1) FDTD를 이용한 수치해석적 연구:
동축선의 경우에 2차원 원통좌표계의 FDTD방법을 이용하여 전파 반사 특성을 정확하게 효율적으로 계산할 수 있었다. 이론식으로 계산한 반사계수와 실제 측정한 반사계수를 이용하여 FDTD 방법의 정확성을 입증하였다. 이 연구를 통하여 임피던스가 같은 동축선이라도 동축선의 크기에 따라 반사계수가 변함을 알수있었다. 또한, 같은 크기의 동축선 끝단을 이용해도 주파수가 증가함에 따라 반사계수의 크기가 감소한다는 것도 알 수 있었다. 해석매질이 2-layer일 때 각 유전체의 두께를 변화시킴으로써 유효유전율이 변화하여 반사계수가 변함을 알 수 있었다.

Abstract ▼

In this project a dielectric constant measurement technique using an open-ended coaxial cable was developed, and a portable dielectric probe was fabricated with the following numerical and experimental studies.
(1) Numerical study using the FDTI) method
The 2-dimensional cylindrical coordinate

In this project a dielectric constant measurement technique using an open-ended coaxial cable was developed, and a portable dielectric probe was fabricated with the following numerical and experimental studies.
(1) Numerical study using the FDTI) method
The 2-dimensional cylindrical coordinate for the FDTD method was used to compute efficiently the wave reflection from an open-ended coaxial cable. The computation results was verified by the theoretical and experimental results. It was found that the coaxial cables with the same characteristic impedance show different reflection coefficients when hose cables have different diameters. It was also found that the reflection coefficient was decreased as the frequency increases andor the dielectric constant of a contacted material inuwses. The wave reflection characteristics from everal multi-layer media are also analyzed in this study.
(2) Experimental study for the dielectric probes using a network analyzer
An algorithm was introduced to &eve soil moisture by measuring microwave reflection from an open-ended coaxial cable. At first, a relation between the soil moisture and the dielectric constant was obtained. The complex reflection coefficients of many soil samples were measured at 4.65 GHz using a network analyzer and a relation between the reflection coefficient and the complex dielectric constant. Then, the validity of the relation was proved by applying that to other soils.
An L-band(1.25 GHd dielectric probe was also fabricated, and calibrated in a similar method.
The dielectric prove was calibrated for higher dielectric constant measurement using saline water, and this method was proved by oven-dry measurement of three water samples obtained from the West Sea.
(3) Fabrication of L-band portable dielectric probe
A portable dielectric,probe operating at 1 GHz was fabricated. This system consists of a RF circuit, IF circuit and PC interface circuit. The RF circuit includes two oscillators, two mixers and a circulator, and IF circuit includes two filters and I&Q detector, and PC interface card includes Afl) converter and multiplexor, and a Notebook PC.
The dielecbic measurement technique obtained in this pmject can be utilized in ground-truth data retrieval in the microwave m o t e sensing, in the measurement of dielectric constant in the wave propagation estimation, and in the moisture measurement for crop discrimination work. The fabricated portable dielectric probe can be also utilized for those fields after the capability improvement of the probe.

목차 Contents

• 3. 연구내용...5
• 가. 연구결과 요약문(국.영문)...5
• 나. 서론...7
• A) 연구의 배경...7
• B) 연구의 목적 및 범위...7
• 다. 연구방법 및 이론...8
• A) FDTD방법을 이용한 동축선 끝단의 전파반사 해석...8
• B) Network Analyzer를 이용한 C-밴드 유전율 측정기 실험적 연구...16
• C) L-밴드 유전율 측정기 실험적 연구...24
• D) 염수를 이용한 유전율 측정기 보정...27
• E) 휴대용 유전율 측정시스템 제작 연구...31
• 라. 결과 및 고찰...38
• 마. 결론...39
• 바. 인용문헌...40
• 4. 논문발표목록서 및 자체평가서...42