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해상통신을 위한 포물형 방정식 기반의 전자파 전파 해석

Electromagnetic Wave Propagation Analysis Based on Parabolic Equation for Maritime Communication

초록/요약

본 논문에서는 해상환경을 고려한 전자파 전파 해석 방법을 제안하였다. 해상환경을 대기 굴절률과 파도 모델을 전자파 수치해석기법에 적용하였다. 실제 기상환경을 고려하기 위해 라디오존데로 측정한 고층 기상데이터를 통해 대기 굴절률을 계산하여 전자파 수치해석 기법에 적용하였다. 본 논문에서는 전자파 수치해석 기법 중 하나인 DMFT(Discrete mixed Fourier transform) PE(parabolic equation)를 사용하여 대기 굴절률과 해수면의 유전율을 고려하였다. 포물형 방정식 기법을 통해 대기 덕트와 파도가 미치는 영향을 정량적으로 분석하였고 수신 전력 측정값과 시뮬레이션으로 예측한 수신 전력을 비교, 분석함으로써 분석 방법의 정확성과 타당성을 입증하였다. 또한 대기 덕트 발생 시 형성되는 다중경로의 영향을 분석하기 위해 포물형 방정식 기법을 활용하여 지연 확산(delay spread)을 예측할 수 있는 방법을 제안하였다. 제안하는 방법은 광선추적법을 활용하여 계산한 지연 확산 결과와 비교를 통해 검증하였다. 포물형 방정식 기법을 활용하여 수직방향과 수평방향으로의 대기 굴절률 변화를 동시에 고려하는 2차원 대기 굴절률을 반영한 지연 확산 결과를 제시하였다.

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목차

제 1 장 서론 1
제 2 장 1 차원 굴절률을 고려한 경로 손실 예측 3
제 1 절 대기 굴절률의 종류 3
제 2 절 파도모델의 종류 및 파도모델 구현 방법 4
제 3 절 DMFT PE 알고리즘 6
제 4 절 분석 결과 8
제 3 장 2 차원 굴절률을 고려한 수신 전력 예측 14
제 1 절 대기 굴절률 예측 필요성 14
제 2 절 대기 굴절률 예측 방법 14
제 3 절 수신 전력 측정 환경 및 측정 방법 18
제 4 절 수신 전력 결과 분석 22
제 4 장 포물형 방정식 기법을 활용한 delay spread 예측 방법 29
제 1 절 연구 필요성 29
제 2 절 증발 덕트 모델 및 예측방법 30
제 3 절 TDE MUSIC 을 활용한 시간지연 예측방법 35
제 4 절 Delay spread 예측결과 38
제 5 장 결론 42
참고 문헌 43
Abstract 48

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