[eBook] 전자기의 기초(1판)

1장 통신과 정보와 전자파

1.1 통신과 정보

1.2 정보통신 시스템의 구성 - 유선통신

1.3 전기통신 이전의 역사

1.4 전기 통신의 발달

1.5 정보통신의 발달

1.6 전기의 기초

2장 정전계

2.1 물질의 종류 및 특성

2.2 전자기의 특성

2.3 쿨롱의 법칙

2.4 쿨롱의 법칙의 벡터 형식화

2.5 전계(전장 : Electric Fields)

2.6 전속 및 전속밀도

2.7 전계에 대한 가우스 법칙

2.8 전위 및 전위차

2.9 전기쌍극자의 전계

2.10 물질의 전기적 특성

2.11 분극도와 전계

2.12 전계의 경계조건

2.13 정전용량

2.14 정전계 에너지

2.15 전기영상법

2.16 전류

3장 정자계

3.1 자기현상

3.2 정자계에 대한 쿨롱의 법칙

3.3 자계와 자기력선

3.4 자위와 자위차

3.5 자기 쌍극자

3.6 자속 및 자속밀도

3.7 자계에 대한 가우스 법칙

3.8 물질의 자기적 성질

3.9 자계의 경계조건

3.10 강자성체의 자화와 자기이력곡선

3.11 전류의 자기작용

3.12 암페어의 법칙

3.13 자계 중 전류가 흐르는 도체에 작용하는 힘

4장 시변 전자계

4.1 시변계

4.2 전자유도법칙

4.3 인덕턴스

4.4 변위전류

4.5 시변 전자계

4.6 평면파

4.7 전자계의 전력밀도

4.8 전자파의 반사와 굴절

5장 무선통신 시스템

5.1 무선통신 시스템

5.2 위성통신 시스템

5.3 위성통신의 기본원리

5.4 위성의 궤도와 용도

5.5 위성의 업무

5.6 위성통신의 특징

5.7 위성통신 시스템의 구성

5.8 위성통신 안테나

5.9 위성통신 전파의 전파

5.10 이동통신 시스템

5.11 디지털 셀룰러 시스템

5.12 주파수 공용통신

5.13 개인통신

5.14 마이크로스트립 패치 안테나

부록 

부록 1 단위의 승수, 그리스 문자

부록 2 상용물질의 물질상수

부록 3 벡터(Vector)

오늘날 고도 정보사회에서 통신, 정보, 전자기술의 발전은 매우 빠른 속도로 진행되고 있다. 반도체 소자의 고집적화에 의해 컴퓨터가 더욱 고속화되고, 교환기를 비롯한 제반 정보통신기기들이 고용량, 자동화됨으로써 정보사회를 절정으로 이끌어 가고 있다. 또한 21세기는 무선통신(wireless telecommunication) 즉, 이동통신(mobile telecommunication)시대이다. 최근 스마트폰이라 명명된 휴대폰을 비롯한 네비게이션 시스템, 휴대 TV인 DMB 시스템 RFID 등 그 활용도는 매우 광범위하며 급속도로 발전되고 있다. 이러한 무선통신 시스템을 구현하려면 반드시 전자파 기술을 이용해야 한다. 그러나 이러한 첨단 정보통신기술을 습득하여 개인의 입지를 성취함과 동시에 국가 발전에 이바지하는 것이 그렇게 쉬운 일은 아니다. 왜냐하면 통신과 정보 관련 기술은 매우 어려운 분야일 뿐 아니라 기초 기술을 명확하게 습득하기 위해서도 많은 노력과 시간을 필요로 하기 때문이다. 이렇게 복잡한 시스템을 이해하려면 가장 기초적인 전기와 자기의 개념을 습득해야 한다. 이에 즈음하여 정보통신분야에 처음으로 입문하는 사람들을 위하여 가장 기본적인 전기와 자기의 개념을 위주로 하여 간결한 설명을 통하여 복잡한 정보통신분야에 가장 기초적으로 접근할 수 있도록 집필하였다.

이 책의 특징은 정보통신 관련 입문자의 이해를 돕기 위하여 깊은 해석보다는 용어 해석 수준에서 가능한 간결한 표현 수단으로써 정보와 통신에 접근하도록 한 점이다. 이 책은 총 5개의 장으로 구성하여 한 학기용 교재로써 학습이 가능하도록 하였다. 제 1장은 정보와 통신의 개념 및 발전사를 취급하였다. 제 2장은 전기의 기본인 정전계의 해석을 쿨롱의 법칙과 가우스 법칙을 기본으로 표현하였으며, 도체계에 전하를 축적할 수 있는 능력인 정전용량에 대하여 기술하였다. 제 3장은 쿨롱법칙을 이용하여 정자계에 대하여 해석하였으며, 직선전류가 흐를 때 공간상에 분포하는 정자계에 대하여 기술하였다. 제 4장은 시변전류에 의한 전자유도법칙, 자계분포가 공간상에 저장되는 인덕턴스 및 무선통신과 안테나 해석에 기본이 되는 Maxwell 방정식, 전자기파와 전송선로에 대하여 기술하였다. 제 5장은 최근 급속히 발전되고 있는 위성통신과 이동통신 시스템의 기본 기술 및 마이크로스트립 안테나에 대하여 기술하였다.

이 책은 대학에서 정보통신 관련 분야에 전공하려는 학생의 초기 입문서로서, 이 책을 통하여 정보통신에 쉽게 접근할 수 있을 것으로 믿으며, 용어의 선택은 한국통신학회, 정보과학회 및 대한전자공학회 등에서 제정된 용어를 사용하였으나 제정되지 않은 용어는 외래어를 그대로 사용하였고 괄호로 원어를 첨부하였다. 보다 깊고 높은 영역에 관심이 풍부한 독자들은 다른 수준 높은 내용의 책들을 참고하면 매우 효과적일 것이다.

끝으로 이 책의 구성에 조언을 아끼지 않으신 여러 대학의 교수님들에게 깊은 사의를 표하며, 이 책의 출판에 다각적인 도움을 주신 복두출판사의 송광헌 사장님을 비롯한 임직원 여러분들께 감사드리는 바이다.

2012년 12월

저자 씀