ISO/IEC14443-1(1), ISO/IEC10536-1(2), 그리고 ISO/IEC15693-1(3)에서 정의하고 있는 비접촉식 카드의 교류전기장 및 교류자기장에 대한 내성력 시험에 대해 살펴보고자 한다. 상기 규격은 ISO/IEC JTC1 기술위원회의 SC17에서 다루고 있으며, 아직 상기 표준 규격은 초안 상태에 있어 상세한 시험 방법에 대한 규격이 마련되어 있지 않은 실정이다. 그럼에도 불구하고 칩 카드 수입국은 수출업자에게 교류전기장 및 교류자기장 내성시험을 요구하고 있다. 따라서 업계에서는 시험 시설, 시험 방법, 시험 절차, 시험 평가 부분에서 많은 혼란이 발생되고 있다. 이러한 시험에 대한 대응책이 국가적 차원에서 시급히 마련되어야 할 것이다. 본 고에서는 이를 위한 일련의 과정으로서, 칩 카드 관련 국제 규격(1)-(5) 동향을 살펴보고, 교류전기장 및 교류자기장 내성력 시험 절차를 마련하기 위한 관점에서 IEC61000 시리즈 중에서 RF 복사 내성시험인 IEC61000-4-3(6), IEC61000-4-8, IEC61000-4-9, IEC61000-4-10, IEC61000-4-23(7)에 대한 분석을 동시에 실시하였다.
본 논문은 최근에 CISPR(국제전자파장해특별위원회) 에서 논의되고 있는 전자파 장해 측정용 야외시험장과 전자파내성 시험장과의 상관관계에 대한 것이다. 먼저 OATS와 FAR에 대한 상관계수 이론치를 도출하였으며, 각 시험장에서 3 m 거리에 대한 비교 측정을 하였다. 상관관계에 대한 이론치를 프로그램화 하였고 시험장에서 측정한 값과 비교를 하였다. 30 - l,000 MHz 에서는 6 dB 이내의 이론값과 실험값의 차이값이 나타나고 있어 FAR시험장이 OATS시험장의 EMI(전자파방사) 대체 시험장으로 활용될 수 있음을 확인하였다.
신뢰성 보증을 위한 인증시험(reliability qualification test)이나 수락시험(reliability acceptance test)에 있어서 가장 널리 사용되는 시험방식 중의 하나가 무고장 시험방식(zero-failure test)이다. 무고장 시험방식이 선호되는 이유는 요구수명을 주어진 신뢰수준으로 보장하는 시험방식들 중에서 적용이 비교적 수월하며 상대적으로 시험기간이나 시료수를 줄일 수 있다는 점 때문이다. 그러나 무고장 시험의 경우, 시험을 의뢰하는 입장에서는 고장이 하나라도 발생하면 불합격 된다는 부담감을 가질 수 있으며 생산자 위험이 커진다는 단점도 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 보완한 2단계 시험방식을 설계, 제안하고 시험시간, OC곡선 등 시험방식의 특성을 무고장 시험방식과 비교, 분석하였다.
가상시험장은 양질의 시험 서비스를 보다 적은 비용으로 신속하게 제공하면서 실제 시험시에 발생할 수 있는 새로운 시험공간의 확보, 안전문제, 오염방지, 민원등에 효과적으로 대처할 수 있는 기술로 판단된다. 가상시험장의 효용가치는 가상시험 결과와 실제시험 결과의 근접성에 의해 결정되므로 모델링과 시뮬레이션 기술 개발과 더불어 Ground Truth Data의 축적이 선행되어야 성공적인 가상시험장 구축을 기대할 수 있다.
위성 및 발사체 등 지상 및 우주에서 운용되는 시스템은 발사 및 궤도 내 운용환경에서의 다양한 전자파환경에 노출되며 이를 모사하는 전자파환경시험을 전자파챔버에서 수행하게 된다. 전자파챔버에서의 전자파환경시험은 크게 방출시험과 내성시험으로 구분된다. 그 중 복사성 내성시험은 안테나를 통해 방출되는 전기장 에너지를 시험 대상 유니트 또는 시스템에 복사함으로서 발생되는 시험품의 정상동작 여부를 판단하는 시험이다. 이 때, 안테나로부터 복사되는 전기장의 세기는 주파수 및 안테나 타입에 따라 상이한 형상을 가지므로 시험품에 복사되는 전기장 에너지 또한 그에 따른 형상을 가지게 된다. 이에 따라 전자파챔버에서 복사성 내성 시험을 수행할 때 주파수 및 안테나 타입에 따른 필드 균일성 패턴을 측정하고 안테나 빔 중심과 그 주변에서 발생되는 전기장 세기를 정량적으로 평가함으로써 시험품에 대한 복사성 내성시험을 수행함에 있어 시험품 영역에 따른 내성특성을 확인할 수 있을 것이다. 본 논문에서는 한국항공우주연구원 전자파챔버에서 사용하는 복사성 내성 시험용 안테나에 대해 시스템 및 유니트 시험영역에서 필드 균일성 시험을 수행함으로서 위성 또는 발사체 시스템 및 유닛에 복사되는 전기장의 분포 특성을 분석하였다.
본 연구에서는 송배전선로의 기하학적 구조인 철탑형상 및 선로배치에 따른 자기장 특성을 규명할 수 있는 가변구조 형태의 전자계 실증시험장을 설계하였다. 이를 위해서는 수동/능동 시험장과 이외 여러 가지 자기장 저감 효과를 분석할 수 있는 복합시험장으로 구분될 필요가 있다. 이에 따라 본 설계에서는 2개의 시험장을 구성하는 것을 기본 방향으로 설정하여 구체적 설계방안을 검토하였다. 또한, 전자계 실종시험장에 사용될 전류원 설비를 설계 제작하여 안정적인 대전류원을 공급함으로써 신뢰성있는 실증시험 시스템이 되도록 설계하였다.
미국, 일본 등에서는 ITS 장비 성능시험장을 구축하여 정보의 신뢰성 강화, 표준화 및 호환성 확보 등에 활용하고 있다. 본 연구에서는 이러한 외국사례를 검토하여 시험장 선정기준을 제시하고 그에 부합하는 성능시험장을 구축하였으며 ITS 장비 성능시험장의 시범운영을 실시하고 그 시험결과를 분석함으로써 ITS 장비 성능시험장 구축의 중요성을 확인하였다.
일반적으로 전자파 환경시험은 외부 전자기 환경의 영향을 배제하기 위하여 전자파 차폐룸에서 시험을 수행하지만, 시험체의 크기가 너무 크거나, 배기가스를 방출하는 등의 제약이 있을 경우 전자파 차폐룸에서 시험이 어려울 수 있으며, 야외 시험장을 이용할 수 밖에 없다. 야외 시험장은 측정 결과에 영향을 미칠 수 있는 전파 반사체, 전파 잡음 등이 시험장 내에 존재하지 않는 것이 이상적이지만 IT, 무선 통신 산업이 발달됨에 따라 기존의 야외 시험장은 수많은 생활전자파노이즈에 오염되어 있는 실정이다. 고흥 항공센터의 경우 도심과 떨어져 있고, 주변이 농경지로 둘러싸여 있어 전자파환경이 청정할 것으로 예상되며, 따라서 대형시험체의 전계강도를 측정할 수 있는 야외 시험장으로 활용이 가능할 수 있다. 이를 확인하기 위해 고흥 항공센터의 전자파환경을 측정하였으며, 30 MHz 이상의 주파수대역에서는 라디오, TV, 핸드폰 등 소스가 분명한 주파수를 제외하고는 대체적으로 깨끗한 결과를 보였으며 야외 시험장으로 좋은 역할을 할 수 있음을 확인하였다.
본 연구에서는 옥외에서 사용하는 소재의 신뢰성 평가(내후성)에 관한 연구를 수행하였는데 국내와 일본의 옥외환경시험장에 시험편을 동시에 폭로하여 기상인자 및 주변환경에 따른 시험편의 특성 변화를 상호 비교ㆍ평가하였고 인공 촉진내후성 시험을 실시하여 옥외내후성과의 상관관계를 관찰하였으며 그 결과는 다음과 같다. 국내 지역의 옥외환경시험장 중에서는 인천 옥외환경시험장에 폭로한 시험편에서 가장 많은 변화를 나타내고 있으며, 일본 지역은 가혹한 기상환경을 나타내는 미야고지마 옥외환경시험장에 폭로한 시험편에서 많은 변화가 나타남을 관찰할 수 있었는데 국내 지역보다는 온도와 습도 등 기상제조건이 더 가혹한 일본 지역의 옥외환경시험장에 폭로한 시험편의 노화가 더 빠르게 진행됨을 관찰하였다.
경기도 안산시 시화습지내에 위치한 하안 유도 시험장에 직선수로와 곡선수로를 시공하였다. 각각의 수로에 유도틀을 설치한 후 수리학적 특성을 분석하기 위해서 2차원 모형인 SMS를 이용하여 유량조건에 따른 유속 및 침식, 퇴적에 미치는 영향을 분석하고 예측하였다. SMS 모형 중 2차원 수리분석을 위한 RMA2 모형과 유사이송현황을 모의할 수 있는 SED2D 모형을 이용하여 하안유도 시험장에 적용하였으며 하안 유도 시험장은 크게 직선수로와 곡선수로로 구분하였다. 각각의 수로에 설치되는 유도틀은 ㄷ자형, ㄷㅂ자형, 직사각형, 마름모형이 있고, 총 10가지 경우로 하여 시험장 유도틀 형태별 2차원 수치모의를 분석하였다. 유속을 모의하기 위해 RMA2모형을 사용하였으며, 침식 및 퇴적을 모의하기 위해 SED2D모형을 사용하였다. 이러한 모의결과를 통해 실제 하천에서 유도틀 시공시 유량에 대한 하류 구간 대책을 수립하는 기초자료 활용하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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