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규칙적 또는 불규칙적 구조를 가지는 빌딩벽면에서의 전자파 산란 특성
Scattering Characteristic from Building Walls with Periodic and Random Surface

윤광렬   (계명대학교 전자공학과UU0000145  );
  • 초록

    최근 이동단말기의 급속한 보급과 발전에 의하여, 통상의 시가지에서의 전자파전파의 특성을 해명해야할 뿐만 아니라, 시가지, 산림, 계곡 등의 외부 공간과 실내 공간 등의 종래에는 전파불감지대로 불려오던 공간에 있어서도 안정적으로 통신을 이용할 수 있는 무선통신환경 개선의 중요성이 높게 요구되고 있다. 더욱이, 이동통신의 디지털화와 더불어 건물 등에 의한 반사에 의해서 생기는 멀티패스에 기인하는 수신펄스의 시간지연이 고속디지털통신의 장해가 되고 있다. 이러한 도심 시가지에 대한 전자파전파의 특성을 보다 정도 높게 추정하기 위해서는 건물 벽면의 구조 및 간판 등의 영향도 고려 대상으로 포함시킬 필요성이 있다. 본 연구에서는, 먼저 무선통신환경에서의 시가지, 산림, 해면, 빌딩 벽면 등의 문제를 규칙적 및 불규칙조면(random rough surface)에 의한 산란문제로 취급하여 그 특성을 상세히 파악하고자 한다. 실제 문제에 있어서도 간판과 같은 빌딩의 부착물, 창, 테라스 등과 같은 규칙적 벽면 구조 또는 불규칙적 벽면 구조를 가지고 있는 경우가 일반화되어 있는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 FVTD(finite volume time domain)법을 적용하여 기초적인 자료 보완을 위하여 3분류에 의한, 즉 주기적 구조에 의한 산란 특성, 불규칙적 구조에 의한 산란 특성, 주기적 및 불규칙의 복합형구조에 의한 2차원 전파환경 모델들에 대한 산란 특성을 조사하였다. 특히 주기적 벽면구조에 대한 Bragg reflection의 영향을 조사하였다.


    With the rapid and wide-spread use of cellular telephones much attention has been focussed on propagation in the urban area crowed with buildings and houses. It is often surrounded by hills, forests, and mountains. The importance of surface scattering intereference between transmitters and receivers on the rough surfaces has been interested and investigated. Therefore, a prediction method is necessary to estimate the influence of rough surfaces on microwave radio propagation. Moreover, most of the mobile communications are performed based on the digital communication system rather than the analog one. In this case, we must pay more careful attention to the signal delay caused by the phase delay due to the multi-path propagation. In this paper we have analyzed numerically scattering of electromagnetic waves from building walls by using FVTD(Finite Volume Time Domain) method. We consider three different types of rough surfaces such as periodic, random, and composite structures. We calculate the bistatic normalized radar cross section (NRCS) for horizontal and vertical polarization, and we take account of the conventional optical reflection which corresponds to the n-th Bragg reflection for periodic structures. In addition, we investigated what conditions are needed in order to be able to ignore the higher order Bragg reflection for the periodic structures.


  • 주제어

    Electromagnetic Wave Scattering .   Periodic and Random Surface .   Bragg Reflection .   m Method .   NRCS.  

  • 참고문헌 (10)

    1. Reflection of electromagnetic wave from slightly rough surfaces , S.O.Rice , Commun. Pure Appl. Math. / v.4,pp.351-378,
    2. A numerical study of low-grazing-angle scattering from random rough surface with Gaussian roughness spectrum , K,Y.Yoon;M.Tateiba;K.Uchida , Proceedings of 3rd Asia-Pacific Engineering Research Forum on Microwaves and Electromagnetic Theory / v.,pp.138-147,
    3. On the discretization of integral equation describing scattering by rough conducting surface , J.V.Toporkov;R.T.Marchand;G.S.Brown , IEEE Trans. Antennas Propagat / v.46,pp.150-161,
    4. Alexander G. Voronovich , Wave Scattering from Rough Surfaces (Springer series on Wave Phenomena) (2nd ed.) / v.,pp.,
    5. A perfectly matched layer for the absorption of electromagnetic waves , J.P.Berenger , J. Comp. Phys. / v.114,pp.185-200,
    6. Monte Carlo simulations of large-scale one-dimensional random-rough surface scattering at near-grazing incidence:penetrable case , C.H.Chan;L.Tsang;Q.Li , IEEE Trans. Anternnas Propagat / v.46,pp.142-149,
    7. FVTD algorithm and its application procedure , K.Uchida;T.Matunaga;T.Noda;K.K.Han , Res. Bull. Fukuoka Inst. Tech. / v.29,pp.121-130,
    8. A.Ishimaru , Electromagnetic Wave Propagation, Radiation, and Scatterimg / v.,pp.,
    9. The validity of the Kirchhoff approximation for rough surfce scattering using a Gaussian roughness spectrum , E.I.Thoros , J. Acoust. Soc. Am. / v.83,pp.78-92,
    10. Comments ofn The relationship between the Kirchoff approach and small perturbation analysis in rough surface scattering theory , G.R.Valenzulea;J.W.Wright;J.C.Leader , IEEE Trans. Antennas Propagat. / v.AP-20,pp.536-539,
  • 이 논문을 인용한 문헌 (3)

    1. Yoon Kwang-Yeol ; Chai Yong-Yoong 2006. "Electromagnetic Wave Propagation Characteristics from Large Scale Random Rough Surfaces" 韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, 17(4): 393~399     
    2. Yoon, Kwang-Yeol 2010. "Analysis of Electromagnetic Wave Propagation from 2 Dimensional Random Rough Surfaces" 전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, 59(6): 1114~1119     
    3. 2010. "" Journal of the Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, 10(2): 61~66     

 저자의 다른 논문

  • 윤광렬 (6)

    1. 2006 "큰 규모의 불규칙 조면에 의한 전자파 전파 특성" 韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science 17 (4): 393~399    
    2. 2010 "2차원 불규칙 조면에서의 전자파 전파 해석" 전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers 59 (6): 1114~1119    
    3. 2010 "Numerical Analysis of Back Scattering from a Target over a Random Rough Surface Using DRTM" Journal of the Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science 10 (2): 61~66    
    4. 2011 "복합형 구조에서의 전자파전파 특성" 한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences 6 (3): 343~348    
    5. 2011 "유한 접지판 위의 정규화 시험장 감쇠량 비교" 한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences 6 (4): 473~478    
    6. 2012 "부정기적 발생 신체이상 모니터링 블랙박스 프로그램 구현" 한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences 7 (3): 671~677    

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