농연에 의한 드론 수신 전파 감쇠에 관한 연구

Attenuation of Microwaves Received From a Drone Owing to Smoke Obscuration

본 논문은 농연에 의한 드론 수신 전파 감쇠의 상관성을 분석하였다. 수신되는 신호 감도를 분석하기 위해 스펙트럼 분석기와 지향성 안테나를 적용하였고, 실 화재 감식 훈련장에서 연기 층 진입 전후 각 1 min간 상대적인 평균수신 강도를 측정하였다. 사용된 드론은 2.4 GHz~2.48 GHz에서 동작하며 연기층 집입 전 수신되는 전파강도는 -39.3dBm으로 조정 신호 및 영상데이터 수신이 가능함을 확인하였다. 그러나 연기층에 진입했을 때 전파강도는 -47 dBm으로 낮아져 신호의 차단 현상이 발생하였고, 농연에 의해 약 7.7 dBm (5.9 mW)의 감쇠를 보여 주었으며 전파감쇠에 의해 통신장애가 나타나고 있음을 알 수 있었다. 이를 통해 화재 시 발생하는 농연에 의해 수신되는 전파가 감쇠되며 결과적으로 통신 성능을 열화시켜 드론 운영에 영향을 주고 있음을 확인하였다.

The objective of this study is to analyze the effect of smoke obscuration on the signal sensitivity of microwaves receivedfrom a drone. A spectrum analyzer and a directional antenna were employed for analyzing the received signal sensitivityand measuring the mean received power, both before and after the drone entered the smoke layer for one min in the firetraining area. The drone operated in the range of 2.4 GHz to 2.48 GHz. It is found that the received power before enteringthe smoke layer is -39.3 dBm, at which signals and image data can be received. However, upon entering the smoke layer,the received power is reduced to -47 dBm, at which signals and image data cannot be received. Hence, the received powerundergoes an attenuation of approximately 7.7 dBm (5.9 mW) owing to smoke obscuration, which causes communicationoutage. Based on this study, it can be concluded that the received power undergoes attenuation owing to smoke obscurationduring fires. Furthermore, if a communication problem occurs due to microwave attenuation, it affects the drone’s operation.