본 연구의 1차 연도의 연구 내용은 단층, 다층, 금속 패턴 및 양/음각 구조 등으로 이루어진 mmWave 대역 기지국 및 차량용 레이돔의 기본 설계이다. 각각의 레이돔의 두께, 간격, 배열 등의 변화에 따른 반사 및 투과 특성을 분석하여 입사각에 독립적인 기지국 및 차량용 레이돔에 적합한 구조를 설계하는 것이다. 본 연구의 2차 연도의 연구 내용은 기지국 및 차량용 레이돔의 실제 운용 환경 및 형상에 적합한 입사각에 독립적인 기지국 및 차량용 레이돔 상세 설계이다. 1차 연도의 기본 설계 레이돔을 바탕으로 실제 운용 환경에 적합하도록 구성 요소 고려, 금속 패턴 삽입 및 형상을 변경하여 상세 설계하고, 2020년 2월 말에 수행 완료 예정인 중견연구자지원연구에서 개발한 광선 추적법 및 호이겐스의 원리 기반의 유전체 도체 복합구조 해석 프로그램 및 상용 EM 시뮬레이터를 이용하여 내부 안테나의 특성 변화를 분석한다. 본 연구의 3차 연도 연구 내용은 자유 공간 측정 시스템을 이용하여, 2차 연도에서 설계한 금속 패턴 등이 내장된 mmWave 대역 기지국 및 차량용 레이돔을 제작, 측정 및 보완하여 레이돔 설계 기술을 검증한다. 3차 연도 연구 내용은 mmWave 대역에서의 측정을 위해 본 연구실에 수직 및 경사 입사 측정이 가능한 자유 공간 측정 시스템을 구축하고, 레이돔 시편을 제작 및 측정하여 설계에 사용한 물성 정보 및 레이돔 성능을 검증하고 보완한다. 1, 2차 연도의 연구에서는 문헌에서 제공하는 물성 정보를 이용했기 때문에 실제의 물성 정보와 차이가 있을 수 있으므로, 측정을 통해 정확한 물성 정보를 추출하고 이를 설계에 다시 반영하여 레이돔을 보완 설계한다. 최종 설계된 레이돔의 측정 결과는 2020년 2월 말에 수행완료 예정인 중견연구자지원연구에서 개발한 광선 추적법 및 호이겐스의 원리 기반의 유전체 도체 복합구조 해석 프로그램 및 상용 EM 시뮬레이터를 이용한 시뮬레이션 결과와 비교 검증한다.

본 연구의 1차 연도의 연구 내용은 단층, 다층, 금속 패턴 및 양/음각 구조 등으로 이루어진 mmWave 대역 기지국 및 차량용 레이돔의 기본 설계이다. 각각의 레이돔의 두께, 간격, 배열 등의 변화에 따른 반사 및 투과 특성을 분석하여 입사각에 독립적인 기지국 및 차량용 레이돔에 적합한 구조를 설계하는 것이다. 본 연구의 2차 연도의 연구 내용은 기지국 및 차량용 레이돔의 실제 운용 환경 및 형상에 적합한 입사각에 독립적인 기지국 및 차량용 레이돔 상세 설계이다. 1차 연도의 기본 설계 레이돔을 바탕으로 실제 운용 환경에 적합하도록 구성 요소 고려, 금속 패턴 삽입 및 형상을 변경하여 상세 설계하고, 2020년 2월 말에 수행 완료 예정인 중견연구자지원연구에서 개발한 광선 추적법 및 호이겐스의 원리 기반의 유전체 도체 복합구조 해석 프로그램 및 상용 EM 시뮬레이터를 이용하여 내부 안테나의 특성 변화를 분석한다. 본 연구의 3차 연도 연구 내용은 자유 공간 측정 시스템을 이용하여, 2차 연도에서 설계한 금속 패턴 등이 내장된 mmWave 대역 기지국 및 차량용 레이돔을 제작, 측정 및 보완하여 레이돔 설계 기술을 검증한다. 3차 연도 연구 내용은 mmWave 대역에서의 측정을 위해 본 연구실에 수직 및 경사 입사 측정이 가능한 자유 공간 측정 시스템을 구축하고, 레이돔 시편을 제작 및 측정하여 설계에 사용한 물성 정보 및 레이돔 성능을 검증하고 보완한다. 1, 2차 연도의 연구에서는 문헌에서 제공하는 물성 정보를 이용했기 때문에 실제의 물성 정보와 차이가 있을 수 있으므로, 측정을 통해 정확한 물성 정보를 추출하고 이를 설계에 다시 반영하여 레이돔을 보완 설계한다. 최종 설계된 레이돔의 측정 결과는 2020년 2월 말에 수행완료 예정인 중견연구자지원연구에서 개발한 광선 추적법 및 호이겐스의 원리 기반의 유전체 도체 복합구조 해석 프로그램 및 상용 EM 시뮬레이터를 이용한 시뮬레이션 결과와 비교 검증한다.

본 과제는 IoT(사물인터넷) 및 클라우드 기반 웨어러블 솔루션을 개발하여 건설 현장 작업자 안전을 강화하는 연구임. 작업자의 추락 사고 예방 및 위험 상황 발생 시 신속 대응 가능한 통합 안전 관리 시스템 구축을 목표로 함. 연구 목표는 웨어러블 추락방지 디바이스, 관리자 디바이스, 비콘 스캐너 게이트웨이, 10-Socket 배터리 충전기 등 핵심 하드웨어 모듈 개발과 클라우드 서버 구축에 있음. 또한 각 디바이스의 3D 기구설계 및 안테나 시제품 제작을 포함함. 핵심 연구 내용은 웨어러블과 연동하여 안전고리 체결 및 추락 감지, 위치 확인, 비상벨 연동 기술을 갖춘 추락방지 디바이스 개발임. 관리자 디바이스는 작업자 안전 확인 및 클라우드 데이터 전송을, 비콘 스캐너 게이트웨이는 BLE 신호 수신을 통한 근로자 위치 추적 및 위험 알람 기능을 수행함. IoT 보안 프로토콜 및 OID 적용, 관련 안테나 설계 및 제작도 포함됨. 기대 효과는 건설 현장 근로자의 추락 사고 예방 및 신속 대응을 위한 통합 안전 관리 시스템 구축에 기여하는 것임. 이를 통해 산업 안전 사고 예방과 현장 근로자 안전 확보, 기술 사업화를 통한 시장 확대 및 국내 산업 안전 경쟁력 강화에 이바지할 것으로 전망됨.

- 주관기관(서울대학교) : ∘ 해석기법간 입출력 프로토콜 개발 및 파라미터 입력 기반 레이다 프로그램 개발 ∘ Shooting and Bouncing Ray Method 및 Uniform theory of diffraction을 이용한 Ray tracing 알고리듬 개발 - 참여기관 1(인하대학교) : Multi-layer 구조에 대한 산란특성 계산 - 참여기관 2(한양대학교) : 분산 특성과 인체팬텀을 적용한 FDTD 기본 코드 개발 - 참여기관 3(아주대학교) : 유전체의 등가 전류, 산란 전자기장, RCS 계산 - 참여기관 4(인천대학교) : 주파수/시간영역 해석, RLC 추출 용 FEM 코드 개발