KR101720796B1 - 구조물의 전자파펄스 방호 판단방법 - Google Patents

구조물의 전자파펄스 방호 판단방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 구조물의 전자파펄스 방호 판단 시스템 및 이에 따른 판단방법에 관한 것으로, 전자파펄스의 침투성이 높다고 예상되는 위크포인트(WP: Weak Point)에 인접하여 송신안테나가 설치되어 신호를 외부로 송신하는 송신부; 상기 전자파펄스에 대한 차폐효과(Shielding Effect)정도를 측정하고자 하는 구조물 내 신호수신율이 높다고 예상되는 신호수신위크포인트(WPRA: Weak Point Receiving Area)에 수신안테나가 설치되어 신호를 수신하고, 수신한 신호로부터 수신전력정보를 측정하여 상기 수신전력정보 중 최대수신전력정보를 판단하는 수신부; 상기 최대수신전력정보를 차폐효과값을 측정하기 위한 프리스(Friis)공식에 적용하여 상기 구조물 내 차폐효과값을 연산하는 차폐효과연산부; 상기 차폐효과연산부를 통해 연산된 차폐효과값과 기저장된 기준차폐효과값을 비교하여, 상기 연산된 차폐효과값이 상기 기준차폐효과값을 초과한 경우, 상기 구조물에 대한 전자파펄스의 방호가 양호하다고 판단하는 방호판단부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 의해, 본 발명은 외부로부터 침투되는 전자파펄스에 대한 건축물, 구조물, 방호물의 방호상태를 용이하게 판단할 수 있다.

Description

구조물의 전자파펄스 방호 판단방법{Electromagnetic pulse protection measuring method for structure}
본 발명은 구조물의 전자파펄스 방호 판단방법에 관한 것으로, 건축물, 구조물, 방호물 등의 건물이 외부로부터 침투되는 전자파펄스에 대한 방호상태를 판단하는 구조물의 전자파펄스 방호 판단방법에 관한 것이다.
현재, 지구촌 곳곳에서 종교, 민족 간 갈등으로 인한 전쟁 또는 자국의 국력을 과시하기 위한 핵실험 등이 끊이지 않고 발생하고 있다. 특히, 최근 들어 발생되는 전쟁 및 핵실험 등은 과거에 비하여 보다 고도의 전략 및 최첨단의 전자장치를 주로 이용하는 것을 알 수 있다.
따라서, 전자파펄스를 이용해 적군의 통신시설을 파괴하는 전략이 현대의 전쟁에서 주로 사용되고 있다. 이처럼 고도전자파펄스를 이용하여 적군의 통신시설을 파괴하는 공략에 대비하기 위해, 통신시설에 구축되어 있는 건축물, 구조물, 방호물 등을 외부로부터 침투되는 고도전자파펄스로부터 방호하는 기술이 필요로 하게 되었다.
이러한 방호기술은 비단 군사적 목적뿐만 아니라, 실생활에서도 다양한 무선 전자제품의 사용으로 인해 정밀한 기계의 오작동 등이 발생으로 비용, 시간 상에 피해가 발생되는 문제점이 야기됨에 따라, 매우 필요로 하는 기술이다.
하지만, 이러한 필요에도 불구하고, 상기 건축물, 구조물, 방호물을 외부의 전자파펄스로부터 차단하고, 상기 건축물, 구조물, 방호물 내부 고유의 전자파펄스를 유지하는 차폐효과(shielding Effect)를 측정하는 기술만이 연구되고 있을 뿐, 상기 건축물, 구조물, 방호물 등과 같은 건물이 외부로부터 침투되는 전자파펄스를 효과적으로 방호하고 있는지 건물의 방호상태를 판단하는 방호판단분야에 대한 연구가 활발히 이루어지지 않고 있다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 건축물, 구조물, 방호물 등이 외부로부터 침투되는 전자파펄스에 대한 방호상태를 판단하는 구조물의 전자파펄스 방호 판단방법을 제공하고자 한다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 특징에 따른 구조물 내 전자파펄스(EMP: Electromagnetic Pulse)의 침투에 대한 방호상태를 측정하는 구조물의 전자파펄스 방호 판단 시스템은 전자파펄스의 침투성이 높다고 예상되는 위크포인트(WP: Weak Point)에 인접하여 송신안테나가 설치되어 신호를 외부로 송신하는 송신부; 상기 전자파펄스에 대한 차폐효과(Shielding Effect)정도를 측정하고자 하는 구조물 내 신호수신율이 높다고 예상되는 신호수신위크포인트(WPRA: Weak Point Receiving Area)에 수신안테나가 설치되어 신호를 수신하고, 수신한 신호로부터 수신전력정보를 측정하여 상기 수신전력정보 중 최대수신전력정보를 판단하는 수신부; 상기 최대수신전력정보를 차폐효과값을 측정하기 위한 프리스(Friis)공식에 적용하여 상기 구조물 내 차폐효과값을 연산하는 차폐효과연산부; 상기 차폐효과연산부를 통해 연산된 차폐효과값과 기저장된 기준차폐효과값을 비교하여, 상기 연산된 차폐효과값이 상기 기준차폐효과값을 초과한 경우, 상기 구조물에 대한 전자파펄스의 방호가 양호하다고 판단하는 방호판단부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
특히, 지하구조물 내 개구문과, 차폐효과값의 측정지점 중 지면으로부터 높이가 가장 짧은 지상점 및 지상구조물 내 차폐효과값의 측정지점에서 가장 가까운 개구부지점 중 적어도 어느 하나인 위크포인트를 포함할 수 있다.
특히, 차폐시설 내 환기구 인근 지점과 전력선 또는 신호선용 개구부 인근 지점 및 지상건물 내 개구부 인근 지점 중 적어도 어느 하나인 신호수신위크포인트를 포함할 수 있다.
보다 바람직하게는 외부로 전송하고자 하는 신호를 각 주파수대역별로 나누어 생성하는 신호발생기; 상기 신호발생기를 통해 생성된 신호를 증폭하는 전력증폭기; 상기 구조물 내 차폐효과값측정지점과 상기 위크포인트와 일직선 상에 위치하는 지상의 송신안테나 설치예정지점에 증폭된 신호를 외부로 송신하는 송신안테나; 를 포함하는 송신부를 포함할 수 있다.
특히, 루프안테나(Loop Antenna), 바이코니컬안테나(Biconical Antenna), 대수주기안테나(Log Periodic Antenna) 중 적어도 어느 하나인 송신안테나를 포함할 수 있다.
보다 바람직하게는 상기 신호수신위크포인트에 신호를 수신하기 위해 설치되는 수신안테나; 상기 수신안테나를 통해 수신한 신호를 증폭하는 전단증폭기; 증폭된 신호로부터 수신전력정보를 측정하고, 측정한 수신전력정보 중 최대수신전력정보를 판단하는 스펙트럼분석기;를 포함하는 수신부를 포함할 수 있다.
특히 혼 안테나(Horn Antenna)인 수신안테나를 포함할 수 있다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 특징에 따른 구조물 내 전자파펄스(EMP: Electromagnetic Pulse)의 침투에 대한 방호상태를 판단하는 구조물의 전자파펄스 방호 판단 방법은 전자파펄스로부터 방호상태를 판단하고자 하는 구조물 내 전자파펄스의 침투성이 높다고 예상되는 위크포인트를 선택한 후, 상기 위크포인트에 인접하여 송신안테나를 설치하는 송신안테나설치단계; 상기 구조물 내 신호수신율이 가장 높다고 예상되는 신호수신위크포인트에 수신안테나를 설치하는 수신안테나설치단계; 스펙트럼분석기가 수신안테나로 수신된 신호로부터 수신전력정보를 측정하고, 상기 수신전력정보 중 최대수신전력정보를 판단하는 수신전력측정단계; 차폐효과연산부가 상기 최대수신전력정보를 차폐효과값을 측정하기 위한 프리스(Friis)공식에 적용하여 차폐효과값을 연산하는 차폐효과값연산단계; 방호판단부가 연산된 상기 차폐효과값과 기저장된 기준차폐효과값을 상호 비교하여 상기 연산된 차폐효과값이 상기 기준차폐효과값을 초과한 경우, 구조물에 대한 전자파펄스의 방호가 양호하다고 판단하는 방호판단단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게는 차폐효과값을 측정하고자 하는 구조물 중 지하구조물의 개구문과 차폐효과값측정지점 중 지면으로부터 높이가 가장 짧은 지상점 및 지상구조물의 차폐효과값의 측정지점에서 가장 가까운 개구부지점 중 적어도 어느 한 점을 위크포인트로 선택하는 위크포인트선택과정; 상기 구조물 내 차폐효과값측정지점과 위크포인트와 일직선 상에 위치하는 지상의 송신안테나 설치예정지점을 선택하는 송신안테나 설치예정지점선택과정; 상기 송신안테나 설치예정지점과 차폐효과값측정지점간 거리정보 및 각도정보를 측정하는 거리및각도정보측정과정; 송신안테나의 설치 시 안테나의 상향각 또는 하향각을 연산하는 연산과정; 및 상기 거리정보가 가장 낮은 송신안테나 설치예정지점에 송신안테나를 설치하는 안테나설치과정;을 포함하는 송신안테나설치단계를 포함할 수 있다.
보다 바람직하게는 구조물 중 차폐시설 내 환기구 인근 지점과 전력선 또는 신호선용 개구부 인근 지점 및 지상건물 내 개구부 인근 지점 중 적어도 어느 한 점을 신호수신위크포인트로 선택하는 신호수신위크포인트선택과정; 상기 신호수신위크포인트에 수신안테나를 설치하는 수신안테나설치과정; 상기 수신안테나의 신호수신 시 방위각 및 고각을 변경하며 상기 수신안테나의 수신상태를 교정하는 교정과정;을 포함하는 수신안테나설치단계를 포함할 수 있다.
특히,
SE(dB)=Pt(dBm)-Prm(dBm)+Gta(dB)+Gt(dB)+Gr(dB)+Grr(dB)-20logf(MHz)-20logR(Km)-32.44
SE(dB): 차폐효과값, Pt(dBm): 신호발생기의 출력전력, Prm(dBm): 최대수신전력, Gta(dB): 송신부의 전력증폭기 이득, Gt(dB): 송신안테나의 이득, Gr(dB): 수신안테나의 이득, Grr(dB): 수신부 전단증폭기의 이득, f(MHz): 신호 측정 시 MHz단위로 환산된 주파수값, R(Km): 송수신안테나간 거리인 프리스공식을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 구조물의 전자파펄스 방호 판단방법은 구조물 내 위크포인트에 인접하여 설치되는 송신안테나 및 구조물 내 신호수신위크포인트에 설치되는 수신안테나 간 신호 송수신을 통해 획득한 차폐효과값에 의해 외부로부터 침투되는 전자파펄스에 대한 건축물, 구조물, 방호물 등과 같은 건물의 방호상태를 정밀하게 판단할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 구조물의 전자파펄스 방호 판단방법은 건축물, 구조물, 방호물 등과 같은 건물의 방호상태를 판단함에 따라, 상기 건물의 차폐효과를 보다 높이도록 하여, 상기 건물에서 발생될 수 있는 전자파펄스로 인한 피해를 미리 예방할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 본 발명에 따른 구조물의 전자파펄스 방호 판단 시스템의 블록도이다.
도 2는 도 1의 방호 판단 시스템이 형성된 구조물의 측면도이다.
도 3은 상기 구조물의 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 구조물의 전자파펄스 방호 판단 시스템에 따른 판단방법의 순서도이다.
이하, 본 발명을 바람직한 실시 예와 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 본 발명에 따른 구조물의 전자파펄스 방호 판단 시스템의 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 구조물의 전자파펄스 방호 판단 시스템은 송신부(110), 수신부(130), 차폐효과연산부(150), 방호판단부(170) 및 저장부(190)를 포함할 수 있다.
송신부(110)는 구조물 내 전자파펄스의 침투성이 높다고 예상되는 위크포인트(WP: Weak Point)에 인접하여 송신안테나를 설치함에 따라 전송하고자 하는 신호를 외부로 송신한다.
이 때, 상기 송신안테나가 인접하여 설치되는 위크포인트(WP: Weak Point)에 대하여 보다 자세히 살펴보도록 한다. 예를 들어, 상기 위크포인트는 전자파펄스에 대한 방호상태를 판단하고자 하는 대상건물이 지하에 형성된 지하구조물인 경우에 상기 지하구조물 내 외부와 연결되도록 형성된 개구문과, 상기 지하구조물 내 차폐효과값을 측정하고자 하는 차폐효과값측정지점 중 지면기준선으로부터 높이가 가장 짧은 지상점 또는 전자파펄스에 대한 방호상태를 판단하고자 하는 대상이 지상에 형성된 지상구조물인 경우 상기 지상구조물 내 차폐효과를 측정하고자 하는 차폐효과값측정지점으로부터 가장 가까운 곳에 위치한 개구부지점을 나타낸다.
이러한 송신부(110)는 신호발생기와 전력증폭기 및 송신안테나를 포함할 수 있다.
신호발생기는 외부로 전송하고자 하는 신호를 각각의 주파수 대역별로 나누어 생성한 후, 상기 전력증폭기로 전달한다. 예를 들면, 상기 신호발생기는 외부로 전송하고자 하는 신호의 주파수 대역이 10KHz 내지 20MHz와 20MHz 내지 100MHz 및 100MHz 내지 1GHz인 경우, 각각의 주파수 대역을 갖는 신호를 생성한다.
전력증폭기는 상기 신호발생기를 통해 생성된 신호를 수신하여 증폭한 후, 송신안테나로 전달한다.
송신안테나는 상기 전력증폭기를 통해 증폭된 신호를 수신하여, 외부로 전송한다. 이 때, 상기 송신안테나는 루프안테나(Loop Antenna), 바이코니컬안테나(Biconical Antenna), 대수주기안테나(Log Periodic Antenna) 중 적어도 어느 하나임이 바람직하다.
이하, 상기 송신안테나가 상기 위크포인트에 인접하여 설치되는 위치에 대하여 도 2 내지 도 3을 참조하여 보다 자세히 설명하도록 한다.
도 2는 구조물의 측면도이고, 도 3은 상기 구조물의 평면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 지면 상에 형성된 지상구조물(10)의 지면기준선 아래에 형성되어 외부로 연결되는 개구부(20) 상에서 차폐효과값을 측정하기 위한 차폐효과값측정지점(x1, x2)가 선택된다.
이러한 지상구조물의 평면상태를 살펴보면, 도 3에 도시된 바와 같이, 지면기준선 아래에 형성된 개구부(20) 상에 선택된 차폐효과값측정지점(x1)과 상기 위크포인트(wp2)와 일직선상에 위치하는 지점이 송신안테나설치예정지점(A1)으로 선택된 후, 상기 차폐효과값측정지점(x1)과 상기 송신안테나설치예정지점(A1) 간에 가장 가까운 거리(R1+R2)를 갖는 송신안테나 설치예정지점에 송신안테나가 설치된다.
이 때, 상기 송신안테나 설치예정지점(A1)에 설치되는 송신안테나의 종류는 앞서 신호발생기를 통해 생성된 서로 다른 주파수 대역을 갖는 신호에 따라 각각 달라지는 것이 바람직하다.
예를 들어, 상기 신호발생기를 통해 10KHz 내지 20MHz 대역의 주파수를 갖는 신호가 생성되는 경우의 송신안테나는 루프안테나(Loop Antenna)가 사용되는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 루프안테나는 정적 자기장(Static Magnetic Field)의 차폐효과를 측정하기 위하여, 루프의 크기를 공진길이(λ0/4 ~ λ0/10)보다 작은 것이 바람직하다.
또는 상기 신호발생기를 통해 20MHz 내지 100MHz 대역의 주파수를 갖는 신호가 생성되는 경우의 송신안테나는 바이코니컬안테나(Biconical Antenna)가 사용되는 것이 바람직하다.
이와 달리, 상기 신호발생기를 통해 100MHz 내지 1GHz 대역의 주파수를 갖는 신호가 생성되는 경우의 송신안테나는 대수주기안테나(Log Periodic Antenna)가 사용되는 것이 바람직하다. 이러한 대수주기안테나는 100MHz 내지 1GHz 대역에서 평면파(Plane Wave)의 복사가 용이하다.
다시 도 1로 돌아가서, 수신부(130)는 상기 전자파펄스에 대한 차폐효과(Shielding Effect)정도를 측정하고자 하는 구조물 내 신호수신율이 높다고 예상되는 신호수신위크포인트(WPRA: Weak Point Receiving Area)에 수신안테나가 설치되어 신호를 수신하고, 수신한 신호로부터 수신전력정보를 측정하여 상기 수신전력정보 중 최대수신전력을 갖는 최대수신전력정보를 판단한다.
이 때, 상기 신호수신위크포인트는 상기 구조물 중 차폐시설 내 환기구 인근 지점과 전력선 또는 신호선용 개구부 인근 지점 및 지상건물 내 개구부 인근 지점을 나타낸다. 이러한 수신부(130)는 수신안테나, 전단증폭기 및 스펙트럼분석기를 포함한다.
수신안테나는 전자파펄스로부터 방호상태를 판단하고자 하는 구조물 내 위치하는 신호수신위크포인트에 송신안테나로부터 송신된 신호를 수신하기 위해 설치된다. 특히, 이 때 수신안테나는 혼 안테나(Horn Antenna)를 사용하는 것이 바람직하다.
전단증폭기는 상기 수신안테나가 수신한 신호를 전달받아 증폭한 후 스펙트럼분석기로 전달한다.
스펙트럼분석기는 상기 전단증폭기를 통해 증폭된 신호를 분석하여 수신전력을 측정하고, 측정한 수신전력정보 중 가장 큰 수신전력을 갖는 최대수신전력정보 Prm(dBm)를 판단한다.
차폐효과연산부(150)는 상기 최대수신전력정보 Prm(dBm)를 차폐효과값을 측정하기 위한 프리스(Friis)공식에 적용하여 상기 구조물 내 차폐효과값을 연산한다. 이 때, 상기 프리스 공식은 [수학식 1]과 같다.
[수학식 1]
SE(dB) = Pt(dBm)-Prm(dBm)+Gta(dB)+Gt(dB)+Gr(dB)+Grr(dB)-20logf(MHz)-20logR(Km)-32.44
SE(dB): 차폐효과값, Pt(dBm): 신호발생기의 출력전력, Prm(dBm): 최대수신전력, Gta(dB): 송신부의 전력증폭기 이득, Gt(dB): 송신안테나의 이득, Gr(dB): 수신안테나의 이득, Grr(dB): 수신부 전단증폭기의 이득, f(MHz): 신호 측정 시 MHz단위로 환산된 주파수값, R(Km): 송수신안테나간 거리를 나타낸다.
방호판단부(170)는 상기 차폐효과연산부(150)를 통해 연산된 차폐효과값과 저장부(190)에 기저장된 기준차폐효과값을 비교하여 상기 연산된 차폐효과값이 상기 기준차폐효과값을 초과한 경우, 상기 구조물의 전자파펄스에 대한 방호상태가 양호하다고 판단한다. 이와 달리, 상기 연산된 차폐효과값이 상기 기준차폐효과값보다 같거나 미만인 경우, 상기 구조물의 전자파펄스에 대한 방호가 불량하다고 판단한다.
저장부(190)는 상기 방호판단부(170)에서 구조물의 방호상태를 판단하기 위해, 연산된 차폐효과값과 비교되는 기준차폐효과값을 저장한다.
이하, 도 4를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 구조물의 전자파펄스 방호측정 시스템에 따른 측정방법에 대하여 자세히 살펴보도록 한다.
도 4는 본 발명에 따른 구조물의 전자파펄스 방호측정 시스템에 따른 측정방법의 순서도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 구조물의 전자파펄스 방호측정 시스템에 따른 방호측정방법은 전자파펄스의 침투로부터 방호상태를 판단하고자 하는 구조물 내 전자파펄스의 침투성이 높다고 예상되는 위크포인트를 선택한 후, 상기 위크포인트에 인접하여 신호를 전송하기 위한 송신안테나를 설치한다(S210).
이를 위해, 먼저 상기 송신안테나가 인접하여 설치되는 위크포인트(WP: Weak Point)를 선택한다. 예를 들어, 전자파펄스에 대한 방호상태를 판단하고자 하는 대상이 지하에 형성된 지하구조물인 경우에 상기 지하구조물 내 외부와 연결되도록 형성된 개구문과, 상기 지하구조물 내 차폐효과값을 측정하고자 하는 차폐효과값측정지점 중 지면으로부터 높이가 가장 짧은 지상점 또는 전자파펄스에 대한 방호상태를 판단하고자 하는 대상이 지상에 형성된 지상구조물인 경우 상기 지상구조물 내 차폐효과를 측정하고자 하는 차폐효과값측정지점으로부터 가장 가까운 곳에 위치한 개구부지점을 위크포인트로 선택한다.
지면기준선 아래에 형성된 개구부 상에 선택된 차폐효과값측정지점과 앞서 선택된 위크포인트와 일직선상에 위치하는 지점을 송신안테나설치예정지점으로 선택하고, 상기 차폐효과값측정지점과 상기 송신안테나설치예정지점 간에 거리정보 및 각도정보를 측정한다.
또한, 상기 송신안테나의 설치 시 필요한 지면기준선과의 각도를 나타내는 상향각(θφ) 또는 하향각(θφ)을 하기의 수학식 2을 통해 연산한다.
[수학식 2]
θφ= tan-1(hr+ht)/(R1+R2)
이 때, 상기 hr은 지면기준선으로부터 차폐효과값측정지점의 깊이, ht 는 상기 송신안테나의 설치높이, R1은 차폐효과값측정지점(x1)과 위크포인트(wp2) 간 거리, R2는 차폐효과값측정지점(x2)와 위크포인트(wp1) 간 거리를 나타낸다.
이에 따라, 상기 위크포인트와 일직선 상에 위치하는 송신안테나 설치예정지점 중 상기 차폐효과값측정지점과 가장 가까운 거리에 위치하는 송신안테나 설치예정지점에 상기 송신안테나를 설치하되, 이 때, 앞서 수학식 2을 통해 연산한 상향각 또는 하향각을 상기 송신안테나에 반영하여 설치된다.
상기 구조물 내 신호수신율이 가장 높다고 예상되는 신호수신위크포인트를 선택하고, 선택한 신호수신위크포인트에 수신안테나를 설치한다(S220).
상기 수신안테나를 설치하기 위해 먼저, 상기 구조물 중 차폐시설 내 환기구 인근 지점과 전력선 또는 신호선용 개구부 인근 지점 및 지상건물 내 개구부 인근 지점을 신호수신위크포인트로 선택하고, 선택한 상기 신호수신위크포인트에 수신안테나를 설치한다.
이 후, 설치된 수신안테나의 방위각 및 고각을 변경하며, 신호의 수신상태를 교정한다. 이러한 교정과정을 통해, 상기 수신안테나의 수신상태를 최대화시킨다.
스펙트럼분석기가 상기 수신안테나를 통해 수신한 신호로부터 수신전력정보를 측정하고, 상기 수신전력정보 중 가장 큰 수신전력을 갖는 최대수신전력정보를 판단한다(S230).
차폐효과연산부가 앞서 상기 스펙트럼분석기가 판단한 최대수신전력정보를 수신하고, 수신한 상기 최대수신전력정보를 상기 [수학식 1]에 기재된 프리스공식에 적용하여 상기 구조물에 대한 차폐효과값을 연산한다(S240).
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이 후, 방호판단부가 상기 차폐효과연산부로부터 연산된 차폐효과값을 수신하여, 수신한 상기 차폐효과값이 저장부에 기저장된 기준차폐효과값을 상호 비교한다(S250).
만약, 상기 차폐효과값이 상기 기준차폐효과값을 초과하는 경우, 상기 방호판단부가 방호상태를 판단하고자 하는 구조물에 대하여 전자파펄스의 방호상태가 양호하다고 판단한다(S260).
이와 달리, 상기 차폐효과값이 상기 기준 차폐효과값을 초과하지 않는 경우, 상기 방호판단부가 상기 구조물에 대하여 전자파펄스의 방호상태가 불량하다고 판단한다(S270).
예를 들어, 평면파(Plane Wave)로 이루어진 100MHz 내지 1GHz 주파수 대역의 신호에 대한 차폐효과값이 기준차폐효과값인 80dB를 초과하는 경우, 방호판단부가 상기 구조물이 전자파펄스에 대한 방호상태가 양호하다고 판단한다.
이와 달리, 상기 차폐효과값이 상기 기준차폐효과값인 80dB 미만인 경우, 상기 구조물이 전자파펄스에 대한 방호상태가 불량하다고 판단한다.
본 발명에 따른 구조물의 전자파펄스 방호 판단방법은 구조물 내 위크포인트에 인접하여 설치되는 송신안테나 및 구조물 내 신호수신위크포인트에 설치되는 수신안테나 간 신호 송수신을 통해 획득한 차폐효과값에 의해 외부로부터 침투되는 전자파펄스에 대한 건축물, 구조물, 방호물 등과 같은 건물의 방호상태를 정밀하게 판단할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 구조물의 전자파펄스 방호 판단방법은 건축물, 구조물, 방호물 등과 같은 건물의 방호상태를 판단함에 따라, 상기 건물의 차폐효과를 보다 높이도록 하여, 상기 건물에서 발생될 수 있는 전자파펄스로 인한 피해를 미리 예방할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 첨부된 특허청구범위에 속하는 것은 당연하다.
110: 송신부 130: 수신부
150: 차폐효과연산부 170: 방호판단부
190: 저장부

Claims (11)

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  8. 구조물 내 전자파펄스(EMP: Electromagnetic Pulse)의 침투에 대한 방호상태를 판단하는 구조물의 전자파펄스 방호 판단 방법에 있어서,
    전자파펄스로부터 방호상태를 판단하고자 하는 구조물 내 전자파펄스의 침투성이 높다고 예상되는 위크포인트를 선택한 후, 상기 위크포인트에 인접하여 송신안테나를 설치하는 송신안테나설치단계;
    상기 구조물 내 신호수신율이 가장 높다고 예상되는 신호수신위크포인트에 수신안테나를 설치하는 수신안테나설치단계;
    스펙트럼분석기가 수신안테나로 수신된 신호로부터 수신전력정보를 측정하고, 상기 수신전력정보 중 최대수신전력정보를 판단하는 수신전력측정단계;
    차폐효과연산부가 상기 최대수신전력정보를 차폐효과값을 측정하기 위한 프리스(Friis)공식에 적용하여 차폐효과값을 연산하는 차폐효과값연산단계; 및
    방호판단부가 연산된 상기 차폐효과값과 기저장된 기준차폐효과값을 상호 비교하여 상기 연산된 차폐효과값이 상기 기준차폐효과값을 초과한 경우, 구조물에 대한 전자파펄스의 방호상태가 양호하다고 판단하는 방호판단단계;
    를 포함하되,
    상기 송신안테나설치단계는
    차폐효과값을 측정하고자 하는 구조물 중 지하구조물의 개구문과 차폐효과값측정지점 중 지면으로부터 높이가 가장 짧은 지상점 및 지상구조물의 차폐효과값의 측정지점에서 가장 가까운 개구부지점 중 적어도 어느 한 점을 위크포인트로 선택하는 위크포인트선택과정;
    상기 구조물 내 차폐효과값측정지점과 위크포인트와 일직선 상에 위치하는 지상의 송신안테나 설치예정지점을 선택하는 송신안테나 설치예정지점선택과정;
    상기 송신안테나 설치예정지점과 차폐효과값측정지점간 거리정보 및 각도정보를 측정하는 거리및각도정보측정과정;
    송신안테나의 설치 시 안테나의 상향각 또는 하향각을 연산하는 연산과정; 및
    상기 거리정보에 의해 상기 차폐효과값측정지점과 가장 가까운 송신안테나 설치예정지점에 송신안테나를 설치하는 안테나설치과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물의 전자파펄스 방호 판단 방법.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 수신안테나설치단계는
    구조물 중 차폐시설 내 환기구 인근 지점과 전력선 또는 신호선용 개구부 인근 지점 및 지상건물 내 개구부 인근 지점 중 적어도 어느 한 점을 신호수신위크포인트로 선택하는 신호수신위크포인트선택과정;
    상기 신호수신위크포인트에 수신안테나를 설치하는 수신안테나설치과정; 및
    상기 수신안테나의 신호수신 시 방위각 및 고각을 변경하며 상기 수신안테나의 수신상태를 교정하는 교정과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물의 전자파펄스 방호 판단 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 프리스공식은
    SE(dB) = Pt(dBm)-Prm(dBm)+Gta(dB)+Gt(dB)+Gr(dB)+Grr(dB)-20logf(MHz)-20logR(Km)-32.44
    SE(dB): 차폐효과값
    Pt(dBm): 신호발생기의 출력전력
    Prm(dBm): 최대수신전력
    Gta(dB): 송신부의 전력증폭기 이득
    Gt(dB): 송신안테나의 이득
    Gr(dB): 수신안테나의 이득
    Grr(dB): 수신부 전단증폭기의 이득
    f(MHz): 신호 측정 시 MHz단위로 환산된 주파수값
    R(Km): 송수신안테나간 거리
    인 것을 특징으로 하는 구조물의 전자파펄스 방호 판단 방법.
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