고속철도 건설시, 선로중심 간격 및 시공기면폭의 감소는 건설비용의 절감을 가져온다. 그러나, 선로중심 간격의 축소는 열차 주행 풍압의 증가로 여러 가지 안전성 문제를 야기 할 수 있으므로 기술적 검토와 공기역학적 연구가 수행되어야 한다. 본 연구에서는 호남고속철도에 적합한 선로 중심간격을 검토하는데 필요한 차량 주행 안전성을 해석하기 위하여 선로중심 간격 변화로 인한 교행 열차 풍압을 예측하였으며, 이를 선로변 현장 실험 결과를 토대로 공력 영향을 평가하였다.
고속철도 건설시, 선로 중심 간격 및 시공기면폭의 감소는 건설비용의 절감을 가져온다. 그러나, 선로 중심 간격의 축소는 열차 주행 풍압의 증가의 여러가지 안전성 문제를 야기할 수 있으므로 기술적 검토와 공기역학적 연구가 수행되어야 한다. 본 연구에서는 호남 고속철도에 적합한 선로 중심간격을 검토하는데 필요한 차량 주행 안정성을 해석하기 위하여 선로 중심간격 변화로 인한 교행 열차 풍압을 예측하였으며, 이를 실차 실험 결과를 토대로 공력영향을 평가하였다.
고속 철도 건설시, 선로중심 간격 및 시공기면폭의 감소는 건설 비용의 절감을 가져온다. 그러나, 선로중심간격의 축소는 열차 주행 풍압의 증가로 여러 가지 안전성 문제를 야기 할 수 있으므로 기술적 검토와 공기 역학적 연구가 수행되어야 한다. 본 연구에서는 호남고속철도에 적합한 선로 중심 간격을 검토하는데 필요한 차량 주행 안전성을 해석하기 위하여 선로중심 간격 변화로 인한 교행 열차 풍압을 예측하였으며, 차량 전복 안전성에 끼치는 열차 풍압의 영향에 대한 파라메타 연구를 하였다.
본 논문은 연결된 결합 선로를 이용하여 브랜치 선로 결합기를 소형화하는 방법을 제시하였다. 이 방법은 기존 마이크로스트립 브랜치 선로 결합기에 사용되는 ${\lambda}/4$ 선로를 같은 특성을 갖는 연결된 결합 선로로 대신한 방법이다. 연결된 결합 선로는 우-기 모드 해석 방법을 기반으로 Z 파라미터와 T 등가 회로로 분석하였다. 이 결과를 이용하여 연결된 결합 선로를 갖는 브랜치 선로 결합기를 중심 주파수 2.4 GHz에서 FR4 기판으로 설계하고 제작하였다. 실험 결과는 이론값과 잘 일치했다. 그리고 실험 결과, 기존 단일 마이크로스트립 선로로 구현된 결합기보다 37 % 크기가 줄어들었음을 확인할 수 있었다. 이 방법은 앞으로 이동 통신 빔 형성 안테나의 급전선인 Butler Matrix의 크기를 줄이는 방법으로 사용 가능하리라 사료된다.
초고속인터넷서비스란 이름으로 국내에 인터넷의 붐을 촉진시킨 ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line) 서비스가 가입자망의 한 형태인 FTTC(Fiber To The Curb)를 이용하여 밀집 주거지역(주로 아파트)을 중심으로 급격히 확산하면서 일부에서는 ADSL의 특성상 건물의 구내통신선로설비 부분이 서비스의 품질을 저하시킬 수 있다는 우려가 대두되었다. 본 논문에서는 아파트의 구내통신선로설비가 어떤 상황인지를 점검해보고 서비스 품질에 영향을 미칠 수 있는 요소가 무엇인지, 영향을 미친다면 어느 정도인지, 그리고 양질의 서비스를 제공하기 위해서 구내통신선로설비 차원에서 사전에 해소되어야 할 요소가 무엇인지를 살펴본다.
열차의 안전 운행을 위한 철도신호시스템은 궤도회로, 연동장치 등의 지상 설비를 이용하여 열차의 안전거리를 확보하기 위해 열차의 속도와 거리를 제어한다. 또한 이러한 철도신호시스템은 열차의 진로에 따라 선로전환기 등의 선로변 설비들을 제어한다. 이러한 지상 중심의 열차제어시스템은 높은 유지보수 비용이 요구된다. 이에 대한 해결책으로, 최근 차상중심 열차제어시스템이 제안되었고, 관련 기술들의 개발이 활발히 이루어지고 있다. 이러한 차상중심 열차제어시스템은 차상에서 직접 열차 진로상의 선로변 설비들을 제어하는 기술이며, 이러한 시스템의 도입으로 선로변 시설물들이 간소화되어 효율적이고 경제적인 열차제어시스템의 구현이 가능하다. 이에 따라 차상제어장치와 선로전환기, 건널목차단기 등의 선로변 제어장치의 시제품을 개발하였고, 테스트 베드를 구축하여 열차운영 시나리오에 따른 통합 운영 시뮬레이션을 수행하였다. 본 논문에서는 차상중심 열차제어시스템의 현장 적합성 시험에 앞서 설치시험, 무선망 통신시험, 차상제어장치의 인터페이스 시험 및 정상 기능 시험을 포함한 예비현장시험 결과를 기술한다. 시험 결과는 시험 시나리오의 모든 항목을 만족하였으며, 이를 통해 개발한 차상중심 열차제어시스템의 유효성을 확인하였다.
본 논문에서는 CPW 선로를 기반으로 한 수직 결합 구조를 이용한 반전력의 방향성 결합기가 설계 및 제작되었다. CPW 수직 결합 구조의 우수 모드는 유전체 기판 두께의 반을 갖는 일반적인 CPW 선로로 해석될 수 있으며, 기수 모드는 CBCPW 선로로 해석될 수 있다. 반전력 방향성 결합기는 유전율 2.55, 기판 두께 0.76mm의 테프론 기판 상에 중심주파수 2.45 GHz, 대역폭 61.6%로 설계되었으며, 제작된 반전력 방향성 결합기는 중심주파수 2.45 GHz, 대역폭 66.1%를 가졌고, 중심주파수에서 반사손실과 격리도는 각각 19.52 dB와 19.47 dB를 가졌다.
이 논문에서는 부하가 걸려 있는 전송 선로의 길이가 변화할 경우 입력반사 계수가 스미스차트 상에서 그리는 쾌적의 방정식을 유도한다. 결과에 따르면, 전송 선로의 특성 임피던스가 정규화 임피던스와 다를 경우 쾌적은 원을 그리게 되며, 그 원의 중심과 반지름은 부하의 임피던스와 전송 선로의 특성 임피던스에 의해 결정된다. 이 결과는 마이크로스트립 선로를 사용하여 정합 회롤를 설계할 때 선로의 길이와 너비를 조정할 필요가 있을 경우 유용하게 사용될 수 있다.
본 논문은 브랜치 선로 결합기를 소형화하는 방법에 대해 기술하였다. 이 방법은 덮개층이 있는 선로를 이용한 방법이다. 덮개층이 있는 선로의 주파수 변화에 따른 특성(분산 및 특성임피던스)을 해석하기 위해 스펙트럴 영역에서의 Immittance 방법과 선분할법(Method of Line)을 이용하였다. 덮개층이 있는 선로에 관한 스펙트럴 영역에서의 Green 함수를 구하고 이를 이용하여 수치적인 결과를 얻었다. 이 결과를 이용하여 덮개층을 갖는 브랜치 선로 하이브리드를 중심주파수 2 GHz에서 설계하고 제작하였다. 실험 결과 유전율 10.2dls 덮개층을 갖는 경우 기존 단일 마이크로스트립 선로로 구현된 결합기보다 31.4% 크기가 줄어들었음을 확인할 수 있었다. 이 방법은 앞으로 이동통신 빔형성 안테나의 급전선인 Butler Matrix의 크기를 줄이는 방법으로 사용 가능하리라 사료된다.
본 논문에서는 다중 선로를 로딩시킨 새로운 구조의 글래스 안테나를 설계하였다. 제안된 안테나는 광대역 주파수 특성을 얻기 위하여 중심 선로에 다중 선로를 로딩하였으며, 수직 편파 복사 이득을 개선하기 위하여 이중 중심 선로 구조를 채택하였다. 세부적인 설계 변수는 Pareto 유전자 알고리즘을 이용하여 최적화하였으며, 이러한 설계 변수를 바탕으로 글래스 안테나를 실제 차량 유리에 인쇄한 후 측정하였다. 측정 결과, T-DMB 중심 주파수를 기준으로 49 %의 반전력 대역폭과 -3 dBi 이상의 전면 방향(bore- sight direction) 수직 편파 복사 이득, azimuth 방향에서 평균 -10 dBi 이상의 수직 편파 복사 이득을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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