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전자파학 공학 전문서. 이 책은 전자파합성에 대한 개요와 전자기장, 전기회로 소자와 전기 신호 및 회로, 전자파적 합성과 기법, 전자파 장해 기법, 규격 시험 등의 내용을 담아 정리했다.

우리나라에서 전자파적합성 문제가 이슈화되기 시작한 지 벌써 20여년이 지난 것 같다. 과거에는 전자파적합성 문제가 주로 미국의 FCC 규제에 대응하기 위한 품질인증 차원에서 중요하게 다루어왔지만 이제는 새로운 전자기술을 구현하는데 있어서 반드시 고려해야 하는 핵심기술로서 자리매김하고 있다.
전자파적합성 문제를 잘 해결하기 위해서는 전자공학의 다양한 영역뿐만 아니라 재료, 기구, 공정 등과 같은 접경 분야의 많은 지식을 필요로 한다. 그러나 이러한 많은 지식을 포괄적으로 깊이 있게 이해하기도 어렵다. 따라서 EMC 전문가는 전자파장해 문제를 시스템 레벨로 이해하고, 각 요소기술의 인터페이스를 조화롭게 가이드 하는 것이 매우 중요하다. 즉, 전자파장해 문제를 정확히 이해하고, 직관적으로 또는 하나하나 체계적으로 그 문제를 해결하는 구체적인 절차와 방법을 제시하여 전체적인 비용을 절감할 수 있어야 한다.
그 동안 우리나라 중소산업체의 EMC 문제 해결 방안에 대해 많은 고민을 해 왔던 몇몇 사람들이 산업체의 설계인력이 EMC 개념을 갖고 자신이 개발하는 제품을 설계할 수 있도록 돕는 것이 문제 해결의 지름길이라 믿고 EMC기술지원센터의 설립과 운영에 관여해 왔다.
그 운영의 하나로 현재 다양한 EMC 전문교육을 실시하고 있으며, 이 책은 “EMC 개론” 강좌 교재로 사용할 목적으로 발간하게 되었다. 이 책은 영국 노팅엄대학의 Christopoulos 교수가 저술한 “Principles and Techniques of Electro- magnetic Compatibility”라는 제목의 책자를 번역한 것이다. 현재 시중에 몇 가지의 EMC개론 책자가 나와 있으나 그 중에서 이틀 정도의 교육으로 EMC 개념을 개괄할 수 있고, 문제 해결의 접근방법을 체계적으로 안내하는데 가장 적합한 교재로 판단하여 출판을 결정하게 되었다.

◈ 목 차 ◈
제 I 부 기본 개념 및 기법 19

제 1 장 전자파적합성에 대한 개요 21

제 2 장 전자기장 25
2.1 정적 전자기장 26
2.1.1 전기장 26
2.1.2 자기장 39
2.2 준 정적 전자기장 48
2.2.1 회로와 전자기장 사이의 관계 51
2.2.2 전자기 포텐셜 56
2.3 고주파 전자기장 59
2.3.1 전자파 59
2.3.2 복사 시스템 66
참고 문헌 78

제 3 장 전기회로 소자 81
3.1 집중형 회로소자 82
3.1.1 이상적인 집중형 소자 82
3.1.2 실제적인 집중형 소자 84
3.2 분포형 회로소자 92
3.2.1 전송선로의 시간 영역 분석 95
3.2.2 전송선로의 주파수 영역 해석 100
참고 문헌 107

제 4 장 전기 신호 및 회로 109
4.1 단순화한 표현을 이용한 신호의 표현 111
4.2 신호의 상관성 124
4.2.1 일반적인 상관성 124
4.2.2 불규칙 신호 126
4.3 결정적 신호 및 불규칙 신호에 대한 선형 회로의 응답 128
4.3.1 임펄스 응답 128
4.3.2 주파수 응답 129
4.3.3 잡음에서의 신호 검출 133
4.4 비선형 회로의 응답 136
4.5 잡음의 특성 139
참고 문헌 146

제 II 부 일반적인 전자파적합성 개념 및 기법 149

제 5 장 전자파장해 원 151
5.1 전자파장해 원의 분류 151
5.2 자연적인 전자파장해 원 152
5.2.1 저주파 전기장 및 자기장 153
5.2.2 낙뢰 154
5.2.3 고주파 전자기장 157
5.3 인공적인 전자파장해 원 158
5.3.1 무선 송신기 158
5.3.2 전열 응용장치 160
5.3.3 디지털 신호 처리 및 전송 160
5.3.4 전력 조정 및 전송 161
5.3.5 스위칭 과도현상 166
5.3.6 정전기 방전 179
5.3.7 핵 전자기 펄스 182
5.4 전자파 환경에 대한 조사 183
참고 문헌 184

제 6 장 차폐물과 개구를 통한 침투 191
6.1 서론 191
6.2 차폐 이론 194
6.2.1 차폐효과 194
6.2.2 근사 방법―회로 접근법 195
6.2.3 근사 방법―파동 접근법 208
6.2.4 차폐 문제에 관한 해석적인 해 214
6.2.5 상이한 주파수에서의 차폐효과에 관한 일반 주의사항 215
6.2.6 표면 전달 임피던스와 케이블 차폐 217
6.3 개구 이론 222
6.4 차폐물과 개구를 통한 침투에 대한 모의 수치해석 방법 231
6.4.1 수치해석 방법의 분류 232
6.4.2 주파수 영역법의 적용 234
6.4.3 시간 영역법의 적용 238
6.5 차폐 관련 향후 연구 244
참고 문헌 244

제 7 장 전파와 누화 251
7.1 서론 251
7.2 기본 원리 255
7.3 선로 파라미터의 계산 263
7.3.1 해석적 방법 263
7.3.2 수치해석적 방법 269
7.4 외부 전자기장으로부터의 전자기장 결합의 표현 270
7.5 전송선로에 의해 생성되는 전자기장의 결정 283
7.6 전파 연구를 위한 모의 수치해석 방법 285
참고 문헌 287

제 8 장 시스템간 전자기 결합의 모의 실험 293
8.1 서론 293
8.2 소스/외부 환경 294
8.3 침투 및 결합 296
8.4 전파와 누화 302
8.5 기기 감응성 및 방출 302
8.6 수치 모의 실험법 303
8.6.1 시간 영역 유한 차분법(FD-TD) 305
8.6.2 전송선로 모델링(TLM) 법 306
8.6.3 모멘트 법(MM) 306
8.6.4 유한 요소법(FEM) 307
참고 문헌 309

제 9 장 장치와 시스템에 미치는 전자파장해의 영향 315
참고 문헌 318

제 III 부 전자파장해 제어 기법 319

제 10 장 차폐와 접지 321
10.1 장비 차폐 321
10.1.1 실제적인 감쇠 레벨 322
10.1.2 차폐 재료 322
10.1.3 도전성 인입 324
10.1.4 틈, 접합부 및 가스켓 325
10.1.5 공진의 감쇠 327




10.1.6 차폐효과의 측정 327
10.2 케이블 차폐 328
10.2.1 케이블 전달 임피던스 329
10.2.2 케이블 차폐물의 접지 330
10.2.3 케이블 커넥터 332
10.3 접지 333
10.3.1 대규모 시스템에서의 접지 334
10.3.2 자기 내장형 장비에서의 접지 338
10.3.3 몇 가지 상호 접속된 장비 환경에서의
접지 339
참고 문헌 341

제 11 장 필터링과 비선형 보호 장치 343
11.1 전력선 필터 343
11.2 아이솔레이트 348
11.3 평형 349
11.4 신호선 필터 351
11.5 비선형 보호 장치 352
참고 문헌 359

제 12 장 일반 전자파적합성 설계 원칙 361
12.1 소스에서의 방출 억제 362
12.2 결합 경로의 감소 363
12.2.1 동작 주파수와 상승 시간 363
12.2.2 반사와 정합 366
12.2.3 접지 경로와 접지면 367
12.2.4 회로 분리 및 배치 369
12.2.5 케이블 라우팅 371
12.3 내성의 개선 371
12.3.1 소프트웨어 설계에 의한 내성 373
12.3.2 확산 스펙트럼 기법 374
12.4 전자파적합성의 관리 378
참고 문헌 379




제 IV 부 전자파적합성 규격 및 시험 381

제 13 장 전자파적합성 규격 383
13.1 규격의 필요성 383
13.2 국제적 프레임워크 384
13.3 민간 전자파적합성 규격 386
13.3.1 FCC 규격 386
13.3.2 유럽 규격 389
13.3.3 기타 전자파적합성 규격 391
13.4 군용 규격 391
13.4.1 미국의 군사규격 MIL-STD-461D 392
13.4.2 영국의 군사 방위규격 DEF-STAN 59-41 394
13.5 사내 규격 396
13.6 전자기장에 대한 인체 노출 한계치 396
참고 문헌 398

제 14 장 전자파적합성 측정 및 시험 401
14.1 전자파적합성 측정기법 401
14.2 측정 도구 403
14.2.1 신호발생기 403
14.2.2 수신기 404
14.2.3 전자기장 센서 406
14.2.4 안테나 408
14.2.5 기타 측정기기 414
14.3 시험 환경 414
14.3.1 야외시험장 415
14.3.2 전자파차폐실 419
14.3.3 전자파적합성 시험 셀 424
참고 문헌 425

부록 429
부록 A 벡터 공식 431
부록 B 몇 가지 전송선로의 회로 파라미터 433
부록 C 함수 sinx/x 438
부록 D 사다리꼴 파형의 스펙트럼 441
부록 E 미소 전기 다이폴에 의해 수신되는 전기장 444
Index 446