본 연구에서는 Ku-대역 위성통신 중계기에 사용되는 전압제어형 PIN 다이오드 감쇄기를 설계, 제작, 측정하고 이 감쇄기의 온도 특성 변화를 보상하기 위한 온도보상회로를 제안하였다. PIN 다이오드 감쇄기는 박막 하이브리드 기술을 이용하여 설계되었으며 PIN 다이오드 감쇄기를 전압제어형으로 사용할 경우 최대 선형 특성을 얻을 수 있는 부하 저항(R$_{L}$)의 값을 Simulation 및 실험에 의해 결정되었다. 최적의 부하 저항값은 사용한 PIN 다이오드의 특성에 의해 달라지며, 본 논문에서 사용한 APD-0805의 경우 150$\Omega$의 부하저항으로 PIN 다이오드 한 개에 10 dB 까지 선형 감쇄범위를 얻을 수 있었다. 또한 부하 저항을 포함한 PM 다이오드 감쇄기의 온도 특성을 측정하였고, 측정결과 관찰된 PIN 다이오드 감쇄기가 전압제어형으로 사용되어질 경우의 가장 큰 단점인 온도 특성의 심각한 변화를 보상할 수 있는 온도보상회로를 제안하였다. 제안된 온도보상회로를 갖는 PIN 다이오드 감쇄기는 동작온도에 대해 선형적인 특성을 보이며 동작온도 범위에 걸쳐 0.6 dB 이하의 오차만을 가짐을 확인하였다.
$0^{\circ}C$에서 5$0^{\circ}C$까지 온도를 변화시켜 가며 100 GHz의 채널 간격으로 L-band 40채널을 운용했을 때, 온도에 따른 L-band EDFA의 출력 스펙트럼 변화와 이득 변동폭을 측정하였다. 이득 포화 영역에서의 이득의 변화로 인한 출력 스펙트럼의 변화는 온도에 따른 출력 스펙트럼의 변화와 상반되는 점을 이용하여 1단과 2단 사이에 삽입한 가변 감쇄기를 조절하여 온도에 따른 이득 변동을 보상하였다. 그 결과, $0^{\circ}C$에서 최대 3 dB까지 차이를 보이던 이득 변동 폭은 가변 감쇄기를 이용한 온도 보상으로 1 dB 이내로 줄어듦을 볼 수 있었다.
Laser-induced incandescence (LII) 측정법은 조사된 레이저에 의하여 입자가 가열됨에 따라서, 그 온도에 상응하는 흑체복사의 시간적 감소추이가 입자의 크기에 따라서 달리 나타나는 것을 이용하여 입자의 크기를 측정하는 방법이다. LII 감쇄법은 레이저에 의하여 가열된 입자의 에너지 균형 상관식에서 입자의 크기가 클수록 신호의 감쇄속도가 느리고, LII 신호의 감쇄비가 실험적으로 입자의 크기에 비례한다는 사실을 이용하여 연소진단에 응용되어 왔다. (중략)
여러 온도에서 급냉 및 템퍼링시킨 SCM440강을 이용하여 결정입도와 조직의 변화가 초음파감쇄에 미치는 영향에 관하여 연구하였다. 초음파감쇄는 주로 결정립에 의한 산란에 기인하였으며 감쇄계수는 결정립의 크기가 클수록 증가하였으나 템퍼링 시킨 조직의 경우 템퍼링온도가 높아질수록 감쇄계수는 감소하는 것을 알 수 있었다. 주파수의 의존성은 직선적인 log-log 관계를 가지며 Roney의 식과 비례하는 것으로 조사되었다.
흙으로 침투하는 전파의 투과도와 흙에 의한 신호감쇄량을 계산하였다 대상 복합매질을 이층구조로 모델링한 후, 적분형태로 주어진 전계 표현식을 보였다. 불균일 복합매질에서는 체적산란이 일어나며, 이의 영향이 감안된 전파특성을 분석하기 위하여 반복법인 본(Born) 근사법을 사용하였다. 또한 불균일 복합매질이 가진 랜덤성의 정도는 분산과 상관길이에 의해 정해지도록 하였다. 흙에 함유된 수분량, 흙 입자의 반경, 온도 및 주파수를 변수로 하는 투과도 및 신호감쇄량 식을 제안하였다. 제안된 식으로부터 이들 변수에 따른 투과도 및 신호감쇄량의 변화를 보였다. 분석 결과, 수분이 함유된 경우에는 신호감쇄량의 변동폭이 온도에 따라서 크게 달라짐을 보게 되었고, 그 변동치는 일반적인 예상치를 훨씬 초과하였으며 그 물리적 이유를 설명하였다.
대기 중에 분포되어 있는 다양한 크기와 종류의 에어로졸은 산업의 발전과 급속한 인구의 증가로 인해 가중되고 있으며, 특히 이로 인해 도심지역의 시정감쇄에 큰 영향을 미치고 있다. 특히 도시지역의 대기 중 미세 입자(PM2.5)의 시정감쇄에 대한 영향은 거대입자에 비하여 지배적인 것으로 나타난다. 그 과정에서 대기중 입자의 광학적인 성질 뿐 만 아니라 기상적인 변동 특히 온도와 습도에 의한 시정의 변화는 큰 영향을 받고 있다. (중략)
지금까지 알려진 내부마찰측정방법으로는 자유감쇄법(free decay method), 강제진동법(forced vibration method), 비공진강제진동법(non-resonance forced vibration method) 및 초음파법(ultrasoni method) 등이 있다. 이상의 모든 내부마찰실험방법에 관한 실험장치는 그 기계의 동작특성에 따라 실험주파수가 극히 한정되어 있어 연속적인 변화를 시킬 수 없으므로 완화효과를 연속적으로 추적하기 위하여 온도를 변화시키는 방법이 널리 사용되고 있다. 이상에서 소개한 방법들중 본인들이 국산제작실험에 성공한 바 있는 장치는 자유감쇄법에 속하는 염회진자장치(torsion pendulum device) 이므로 이 장치를 중심으로 내부마찰측정원리와 그의 장치에 관하여 소개하고저 한다.
공기베어링은 기체으 압축성에 의한 평균화 효과로 운전정밀도가 우수하고 기체의 낮은 점도에 의한 효과로 마찰력과 열발생량이 매우 적으며, 사용가능 온도구간이 저온에서 고온까지 넓고 프로세스 계통내의 기체를 윤활제로 사용할 수 있기 때문에 그 경우 불순물에 의한 오염이 문제되지 않는 장점등이 있다. 이와 같은 특성과 더불어 공기베어링은 지지 물체를 완전히 부상시켜 운전하므로써 마찰$\cdot$마모와 온도변화에 다른 열변형이 문제되지 않는다. 이러한 장점으로 인해서 공기베어링은 현재 정밀기기의 미끄럼면, 각종 측정장치의 테이블지지 기구로 많이 사용되고 있다. 반면 공기베어링의 단점으로는 기체의 낮은 점성계수로 인해서 부하능력이 적고 강성, 감쇄계수 또한 적다. 그리고 기체의 압축성으로 인해 뉴메틱 헤머라는 불안정 현상이 생기기도 한다. 본 연구에서는 스퀴즈 효과를 이용한 능동 공기베어링을 설계, 제작하여 실험하였다. 본 연구의 목적은 강성과 감쇄 계수가 작은 공기 베어링의 단점을 보완하기 위해 드러스트베어링을 대상으로 능동베어링을 설계, 제작하여 그 특성을 연구하고 기초 설계자료를 축적하는데 있다.
센서 노드는 사막, 도시, 데이터 센터등과 같이 온도의 변화가 심한 환경에 설치될 수 있다. 특히 온도가 증가하게 되면 설정한 파워에 비해 출력되는 파워가 감쇄되기 때문에 RSSI와 같은 링크 품질의 저하를 초래하며, 패킷 손실이 발생될 수 있다. 무선 환경에서 온도의 변화를 보상하기 위한 노드간에 링크 품질의 변화를 파악하고 일련의 피드백 과정을 통하여 전송파워 제어하는 기존의 방법이 있으나, 추가적인 제어 패킷들이 많이 발생하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 이러한 온도 변화에 따른 링크품질의 유지를 위하여 T2PC(Temperature-aware Transmission Power Control)를 제안하였다. T2PC는 각 노드에서 자체적으로 얻을 수 있는 온도정보를 이용하여 전송파워를 제어함으로서 감쇄된 랭크 품질을 보상하도록 하였다. 또한 기존의 피드백을 이용한 전송파워 제어 기법보다 적은 컨트롤 패킷으로 패킷 수신율을 향상시켰다.
비 직선적 정(+) 저항온도계수 특성을 갖은 PTC thermistor눈 전이온도(큐리점) 부근에서 온도변화에 대하여 극히 큰 저항 값의 변화를 나타내는 산화물계반도체 저항기(또는 발열체)로써, 일반적으로 반도체의 온도-저항 특성과 같이 상온영역에서 온도의 상승과 함께 부성저항 특성을 나타내어 감소하다가, 온도가 점점 증가하여 큐리점 부근에 도달하면 저항이 급격히 증가하는 독특한 특성을 갖는다. Perovskite 구조의 BaTiO$_3$를 주성분으로 미량의 Dopant를 첨가하여 도전성을 갖게 한 N형 반도체의 일종으로, 저항-온도 특성, 전류-전압 특성, 전류감쇄 특성 등을 이용하여 과전류 보호회로, 히터, TV 소자회로(degausser) 모터기동회로, 온도센서, 정온발열기기 등으로 널리 사용된다. 본 연구는 큐리점 부근의 급격한 저항변화 현상과 결정입계의 전위장벽 형성 및 그에 따른 정온발열 기능의 상관성으로부터 정온발열 탐사기능 온열부츠 제작 용 PTC 부픔소재의 응용성을 조사하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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