지능형 빌딩 내에서 전자파 간섭 및 적합성 해결을 위한 연구

Abstract

본 논문은 건물 외부로부터의 전자파 영향을 건물 안에서 경감시키기위한 연구과정으로서 용도에 따른 다양한 지능형 빌딩 안에서 발생할 수있는 전자파 장해를 사전에 예방하고 또한 건물 내부의 통신환경을 개선시키기 위해 음영지역의 발생을 최소화 시킬 수 있는 최적의 AccessPoint 위치선정 등 건물에서 전자파를 제어할 수 있는 기술을 연구하였다. 기존의 건축시공에서 쓰이고 있는 건축 자재들의 전자기적 특성을이용해서 전자파의 반사량과 투과량을 분석하여 각 재질별 차폐효과를비교 평가하였다. 그리고 분석된 데이터를 가지고 실질적으로 건물 내부및 외부에서 전자파가 어떻게 영향을 미치는지 알아보기 위해 Terrain,Indoor, Exterior-Building 환경의 전자파 시뮬레이션이 가능한Wireless InsiteTM 프로그램을 이용하여 전자파의 수신세기와 수신 경로를 분석하였다. 또한 외부 EMI 소스로부터 건물 내부를 차폐시키기 위해임의로 건물 재질의 도전성을 매우 높였을 경우 건물 내부의 통신 환경에서 전자파 반사량의 증가로 발생할 수 있는 다중경로 감쇠 문제로 인한 신호의 지연 확산 문제도 분석해 보았다. 이러한 지연 확산에 제한을받는 전송률은 ISI(Inter-Symbol Interference)의 특별한 경우로서BER(Bit-Error Rate)에 영향을 미치기 때문이다. 따라서 지연 확산이작을수록 BER도 낮아진다. 그러므로 주어진 전자파 환경에서 지능형 빌딩에 요구되는 차폐 효과와 최적의 통신환경을 얻기 위해 건물 재질의전자기적 특성을 연구하고 분석하였다.; A mitigation process of EMI problems has been studied in this thesis so that we are able to control the electromagnetic wave. I investigated how to find the optimized AP position having minimum shadow zone to improve the communication environment inside building and to prevent electromagnetic wave interference that is occurring in the intelligent building. Using the electromagnetic properties of building material which has been employed for the existing construction, I analyzed both reflection and transmission of the electromagnetic wave. The shielding effectiveness of building material such as brick, concrete, reinforced concrete, gypsum board and wood is shown from the analysis. To see how the electromagnetic wave that is inside or outside of building has an effect on electric devices or medical equipments substantially, I used the Wireless Insite programme, which can perform the electromagnetic wave simulation including terrain, indoor, and exterior-building conditions and analyzed its output like received power, propagation paths. Also, I analyzed the transmission rate of operating signal for the communication that uses IEEE 802.11b when conductivity of building material was increased highly in order to shield the inside of the building from the EMI sources. In a time-dispersive medium, the transmission rate is limited by the delay spread phenomenon resulted from multipath fading problem. As it is a special case of ISI, the transmission rate would be determined from bit-error rate. Comprehensively the smaller delay spread is, the lower bit-error rate is. Therefore I studied the electromagnetic properties of building material to get the optimized communication environment and the required shielding effectiveness of the intelligent building in given electromagnetic wave environment.