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3 요약문 1. 과제명 : 2. 연구기간 : 계약일 ~ 연구책임자 : 임영석 4. 계획대진도 2

4 3

5 시설 장비명 규격수량 용도 보유현황확보방안비고 Digital Oscilloscope 1 전력전송시스템효율측정 보유 전기장및 자기장측정 1 전기장및자기장측정미보유전파연구원시스템 WorkStation 1 무선전력전송시스템시뮬레이션 보유 가속세트 2 무선전력전송인체영향에 대한시뮬레이션 보유 4

6 5

7 SUMMARY 6

8 목 차 표목차 8 그림목차 9 제 1 장무선전력전송과전자파의인체영향 12 제 1 절 전자파노출기준 12 제 2 절 코일전류에의한근역장영역의전자장분포 15 제 3 절 무선전력전송시스템에의한인체영향평가연구현황 16 제 2 장공진형무선전력전송이론 17 제 1 절코일의회로모델링 17 제 2 절무선전력전송의회로해석 19 제 3 장공진형무선전력전송시스템시제품 26 제 1 절 송 / 수신부 (TX/RX) 시스템 26 제 2 절 무선전력전송시스템구현 32 제 3 절 무선전력전송시스템에따른근역장분포 35 제 4 장무선전력전송시스템전자파노출량시뮬레이션 50 제 1 절 송 / 수신부 (TX/RX) 시스템구현 50 제 2 절 무선전력전송시스템구현및인체모델 (Duke Model) 52 제 3 절 근역장영역전자기장분포 53 7

9 표목차 표 1-1. 국제적인 SAR 기준 ( 괄호안은일반인기준임 ) 표 1-2. 일반인에대한전자파강도기준표 3-1. 유도코일 (Induction Coil) Parameter 표 3-2. 공진코일 (Resonance Coil) Parameter 표 3-3. Type 1. 공진코일에연결한커패시턴스 (Capacitance) 와그에따른공진주파수 ( ) 표 3-4. Type 2 공진코일에연결한커패시턴스 (Capacitance) 와그에따른공진주파수 ( ) 표 4-1. 공진코일규격표 4-2. 공진코일의등가회로정수표 4-3. 인체모델 (Duke Model) 규격 8

10 그림목차 그림 1-1. 소형루프안테나그림 2-1. 공진형무선전력전송시스템의 Prototype 그림 2-2. (a) 원형코일과, (b) (a) 의등가회로그림 2-3. (a) 코일임피던스의실수부, (b) 코일임피던스의허수부그림 2-4. 무선전력전송 (Wireless Power Transfer) 시스템의등가회로모델그림 2-5. (a), (b) 에따른, (c) 입력임피던스그림 송신부 (TX) - 2 수신부 (RX) 시스템그림 2-7. (a), (b) 에따른, (c) 입력임피던스그림 2-8. 의영향그림 2-9. 에따른전송특성의변화그림 3-1. 유도코일 (Induction Coil) 의특성측정 (a) 측정모습 (b) 스미스차트 (SmithChart) S(1,1) 그림 3-2. 공진주파수설정을위한측정 (a) 외부캐패시터 (Capacitor) 를연결한유도코일 (Induction Coil) (b) db(s(1,1)) (C) 스미스차트 (SmithChart) S(1,1) 그림 3-3. (a) 공진코일 (Resonance coil) 특성측정, (b) 공진코일 (Resonance coil) 등가회로그림 3-4. ADS Modeling 및 Network Analyzer 측정값의비교 (1) 그림 3-5. ADS Modeling 및 Network Analyzer 측정값의비교 (2) 그림 3-6. ADS Modeling 및 Network Analyzer 측정값의비교 (3) 그림 3-7. ADS Modeling 및 Network Analyzer 측정값의비교 (4) 그림 3-8. Type 1. 송신부 (TX) 시스템의특성측정 (a) 측정값에의한 ADS 회로, (b) 스미스차트 (SmithChart) S(1,1), (c) db(s(1,1)) 그림 3-9. Type1. 거리에따른 (a) db(s(1,1)), (b) db(s(2,1)) 결과 9

11 그림 Type 2. 송신부 (TX) 시스템의특성측정 (a) 측정값에의한 ADS 회로, (b) 스미스차트 (SmithChart) S(1,1), (c) db(s(1,1)) 그림 Type2. (a) 거리에따른전송특성 (b) 거리에따른반사특성그림 (a) 자기장 (H-Field) 중심부측정, (b) 자기장 (H-Field) 외곽측정, (c) 전기장 (E-Field) 중심부측정그림 근역장영역전자기장표현을위한좌표계그림 송신부 (TX) 시스템의등가회로그림 z=constant인평면상의자기장 (H-Field) 분포 ( 단위 : A/m) 그림 y=constant인평면상의자기장 (H-Field) 분포 ( 단위 : A/m) 그림 z=constant인평면상의전기장 (E-Field) 분포 ( 단위 : V/m) 그림 y=constant인평면상의전기장 (E-Field) 분포 ( 단위 : A/m) 그림 z=constant인평면상의자기장 (H-Field) 분포 ( 단위 : A/m) 그림 y=constant인평면상의자기장 (H-field) 분포 ( 단위 : A/m) 그림 z=constant인평면상의전기장 (E-Field) 분포 ( 단위 : V/m) 그림 y=constant인평면상의전기장 (E-Field) 분포 ( 단위 : V/m) 그림 송수신부 (TX-RX) 시스템의등가회로그림 z=constant인평면상의자기장 (H-Field) 분포 ( 단위 : A/m) 그림 y=constant인평면상의자기장 (H-Field) 분포 ( 단위 : A/m) 그림 z=constant인평면상의전기장 (E-Field) 분포 ( 단위 : V/m) 그림 y=constant인평면상의전기장 (E-Field) 분포 ( 단위 : V/m) 그림 4-1. 유도코일 (Induction Coil) 그림 4-2. 공진코일 (Resonance Coil) 그림 4-3. [ 그림 4-2] 의등가회로그림 4-4 송수신부 (TX-RX) 시스템모델링그림 4-5. 인체모델 (Duke Model) (a) 전면, (b) 측면그림 4-6. Type 1-송신부 (TX) 의자기장 (H-Field) 분포 ( 단위 : A/m) 그림 4-7. Type 1-TX의전기장분포 ( 단위 : V/m) 10

12 그림 4-8. Type 2-TX의자기장분포 ( 단위 : A/m) 그림 4-9. Type 2-TX의전기장 (E-Field) 분포 ( 단위 : V/m) 그림 송신부 (TX) 와인체모델그림 Type 1의 1g-SAR 분포 ( 단위 : W/kg) 그림 Type 2의 1g-SAR 분포 ( 단위 : W/kg) 그림 송수신 (TX-RX) 시스템의자기장 (H-Field) 분포 (Type 2) 그림 송수신 (TX-RX) 시스템의전기장 (E-Field) 분포 (Type 2) 그림 Type 2의전력전송이이루어지는경우의 1g-SAR 분포 ( 단위 : W/kg) 11

13 12

14 ~ ~ ~ ~ 표 1-1. 국제적인 SAR 기준 ( 괄호안은일반인기준임 ) 13

15 μ 14

16 cos sin sin 15

17 16

18 17

19 18

20 그리고 19

21 20

22 21

23 22

24 23

25 그리고 24

26 25

27 26

28 27

29 28

30 29

31 30

32 31

33 32

34 (a) 거리에따른전송특성 (b) 거리에따른반사특성 33

35 (a) 거리에따른전송효율 (b) 거리에따른반사특성 34

36 35

37 36

38 37

39 38

40 39

41 40

42 41

43 42

44 43

45 44

46 45

47 46

48 47

49 48

50 49

51 50

52 Parameter Type 1 Type 2 Inner Radius 65mm 65mm N(Turns) Wire Diameter 1mm 1mm Spacing 3mm 3mm 51

53 Parameter Type 1 Type 2 (Ohm) (μh) (pf)

54 53

55 54

56 55

57 56

58 57

59 58

60 59

61 60

62 그림

63 62

64 63

65 64

66 65

67 66

68 67

69 연구과제명무선전력전송기기의전자파인체노출량분석연구 연구분야 연구구분 연구책임자 1 소속전남대학교 직위 직급교수성명임영석 연구책임자 2 소속직위 직급성명 연구기간계약일 주요활용 분 야 향후무선전력전송기기의전자파인체보호기준적용제도 도입시정책에참고한다. 국내외공업소유권학술지발표현황 구분명칭출원일등록일기타 구분학술지명신청일게재일기타 타연구로 활용계획기타활용 계 획 68

70 무선전력전송기기의전자파 인체노출량분석연구 전남나주시빛가람로 767 발행일 : 발행인 : 유대선발행처 : 미래창조과학부국립전파연구원전화 :061) 인쇄 : 홍길동인쇄소 Tel. 02) ISBN : 주 의 1. 이연구보고서는국립전파연구원에서수행한연구결과입니다. 2. 이보고서의내용을인용하거나발표할때에는반드시 국립전파연구원연구결과임을밝혀야합니다.

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