서포트 벡터 머신과 공정능력분석을 이용한 군 통신 쉘터의 EMI 차폐효과 안정 포인트 탐색 연구

A Study on Searching Stabled EMI Shielding Effectiveness Measurement Point for Military Communication Shelter Using Support Vector Machine and Process Capability Analysis

Abstract

군 통신 쉘터는 내부에 통신 및 환경장비를 탑재하여, 네트워크 중심전에서 다양한 무기체계들의 통합적인 전투력 발휘를 위해 요구되는 정보의 송/수신 기능을 실시간 보장하고 전술환경의 생존성을 극대화시키는 장비이다. 쉘터 내부에 다양한 통신용 장비가 탑재되기 때문에 외부로부터의 전자기 공격에 대한 차페 성능을 반드시 보장해야한다. 본 연구에서는 데이터 마이닝 기법(서포트 벡터 머신)과 통계적 품질관리 기법(공정능력분석)을 이용하여 군 통신용 쉘터에서 차폐성능이 안정된 지점을 탐색하는 연구를 진행하였다. 안정된 지점의 탐색을 위하여 45대 쉘터의 EMI 차폐효과 측정데이터를 활용하였다. 먼저, 차폐효과가 안정되었다고 판단할 수 있는 기준을 세우고 서포트 벡터 머신으로 해당 기준에 부합하는 측정 포인트 집단과 그 외의 집단을 분리, 이 두 집단을 분류할 수 있는 분류 하이퍼플레인을 작성하였다. 그리고 공정능력분석을 이용하여 차폐효과 측정 데이터를 분석, 공정능력지수가 높은 측정 포인트와 서포트 벡터 머신의 하이퍼플레인으로 분류한 측정 포인트를 상호 비교함으로써 분류된 측정 포인트의 타당성과 차폐효과가 안정된 정도를 분석하였다. 분석 결과, 24개의 측정포인트에서 안정된 차폐 성능을 보유하고 있음을 확인하였다.

A military shelter for communication and information is necessary to optimize the integrated combat ability of weapon systems in the network centric warfare. Therefore, the military shelter is required for EMI shielding performance. This study examines the stable measurement points for EMI shielding effectiveness of a military shelter for communication and information. The measurement points were found by analyzing the EMI shielding effectiveness measurement data with data mining technique and process capability analysis. First, a support vector machine was used to separate the measurement point that has stable EMI shielding effectiveness according to set condition. Second, this process was conducted with process capability analysis. Finally, the results of data mining technique were compared with those of process capability analysis. As a result, 24 measurement points with stable EMI shielding effectiveness were found.

Fig. 1. Separating hyperplane

Fig. 2. Hyperplane in case of two separable categories

Fig. 3. Separating hyperplane(150kHz)

Fig. 4. Separating hyperplane(1GHz, horizontal)

Fig. 5. Separating hyperplane(1GHz, vertical)

Fig. 6. Separating hyperplane(10GHz, horizontal)

Fig. 7. Separating hyperplane(10GHz, vertical)

Fig. 8. Process capability index(rear)

Fig. 9. Process capability index(left side)

Fig. 10. Process capability index(front)

Fig. 11. Process capability index(right side)

Table 3. Part of EMI shielding effectiveness data(1GHz(V))

Table 2. Classified point by separating hyperplane

Table 3. Points with stabled EMI shielding effectiveness as a result of process capability analysis

Table 4. Points with stabled EMI shielding effectiveness