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요약문 1. 과제명 : 2. 연구기간 : 계약일 ~ 2016.11.25 3. 연구책임자 : 임영석 4. 계획대진도 2

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

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SUMMARY 6

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

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

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 2-6. 1 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

그림 3-10. Type 2. 송신부 (TX) 시스템의특성측정 (a) 측정값에의한 ADS 회로, (b) 스미스차트 (SmithChart) S(1,1), (c) db(s(1,1)) 그림 3-11. Type2. (a) 거리에따른전송특성 (b) 거리에따른반사특성그림 3-12. (a) 자기장 (H-Field) 중심부측정, (b) 자기장 (H-Field) 외곽측정, (c) 전기장 (E-Field) 중심부측정그림 3-13. 근역장영역전자기장표현을위한좌표계그림 3-14. 송신부 (TX) 시스템의등가회로그림 3-15. z=constant인평면상의자기장 (H-Field) 분포 ( 단위 : A/m) 그림 3-16. y=constant인평면상의자기장 (H-Field) 분포 ( 단위 : A/m) 그림 3-17. z=constant인평면상의전기장 (E-Field) 분포 ( 단위 : V/m) 그림 3-18. y=constant인평면상의전기장 (E-Field) 분포 ( 단위 : A/m) 그림 3-19. z=constant인평면상의자기장 (H-Field) 분포 ( 단위 : A/m) 그림 3-20. y=constant인평면상의자기장 (H-field) 분포 ( 단위 : A/m) 그림 3-21. z=constant인평면상의전기장 (E-Field) 분포 ( 단위 : V/m) 그림 3-22. y=constant인평면상의전기장 (E-Field) 분포 ( 단위 : V/m) 그림 3-23. 송수신부 (TX-RX) 시스템의등가회로그림 3-24. z=constant인평면상의자기장 (H-Field) 분포 ( 단위 : A/m) 그림 3-25. y=constant인평면상의자기장 (H-Field) 분포 ( 단위 : A/m) 그림 3-26. z=constant인평면상의전기장 (E-Field) 분포 ( 단위 : V/m) 그림 3-27. 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

그림 4-8. Type 2-TX의자기장분포 ( 단위 : A/m) 그림 4-9. Type 2-TX의전기장 (E-Field) 분포 ( 단위 : V/m) 그림 4-10. 송신부 (TX) 와인체모델그림 4-11. Type 1의 1g-SAR 분포 ( 단위 : W/kg) 그림 4-12. Type 2의 1g-SAR 분포 ( 단위 : W/kg) 그림 4-13. 송수신 (TX-RX) 시스템의자기장 (H-Field) 분포 (Type 2) 그림 4-14. 송수신 (TX-RX) 시스템의전기장 (E-Field) 분포 (Type 2) 그림 4-15. Type 2의전력전송이이루어지는경우의 1g-SAR 분포 ( 단위 : W/kg) 11

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

μ 14

cos sin sin 15

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18

그리고 19

20

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22

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그리고 24

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(a) 거리에따른전송특성 (b) 거리에따른반사특성 33

(a) 거리에따른전송효율 (b) 거리에따른반사특성 34

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Parameter Type 1 Type 2 Inner Radius 65mm 65mm N(Turns) 10 12 Wire Diameter 1mm 1mm Spacing 3mm 3mm 51

Parameter Type 1 Type 2 (Ohm) 4.3775 10.7133 (μh) 17.648 36.214 (pf) 5.8 4.4 6.77 6.72 52

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그림 4-11 61

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연구과제명무선전력전송기기의전자파인체노출량분석연구 연구분야 연구구분 연구책임자 1 소속전남대학교 직위 직급교수성명임영석 연구책임자 2 소속직위 직급성명 연구기간계약일 2016.11.25 주요활용 분 야 향후무선전력전송기기의전자파인체보호기준적용제도 도입시정책에참고한다. 국내외공업소유권학술지발표현황 구분명칭출원일등록일기타 구분학술지명신청일게재일기타 타연구로 활용계획기타활용 계 획 68

무선전력전송기기의전자파 인체노출량분석연구 520-350 전남나주시빛가람로 767 발행일 :2016. 11 발행인 : 유대선발행처 : 미래창조과학부국립전파연구원전화 :061) 338-4416 인쇄 : 홍길동인쇄소 Tel. 02) 123-1234 ISBN : 979-11-5820-054-1 주 의 1. 이연구보고서는국립전파연구원에서수행한연구결과입니다. 2. 이보고서의내용을인용하거나발표할때에는반드시 국립전파연구원연구결과임을밝혀야합니다.