• 제목/요약/키워드: 공진 주파수 분석

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가스 센서 응용을 위한 압전 마이크로 칸티레버의 제작 및 특성 (Fabrication and Properties of Piezoelectric Microcantilever for Gas Sensor Application)

  • 신상훈;송상근;백준규;박효덕;이재찬
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.75-75
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    • 2003
  • 본 연구에서는 대기 중 극 미량으로 존재하는 환경 유해 가스 성분을 검출할 수 있는 미세 소자로의 응용을 위해 마이크로 칸티레버를 제작하고 가스 센서로의 활용 가능성을 검토하였다. 마이크로 칸티레버는 크게 구동층 캐패시터로서 대표적인 압전 재료인 Pb(Zr,Ti)O$_3$ (PZT)를 사용하고 SiNx 박막을 지지층으로 하는 형태로 제작되었다. 제작된 마이크로 칸티레버는 치수 및 형상에 따라 17~29 KHz 의 기본 공진 주파수 값을 나타내었다. Electron beam evaporator를 이용한 copper (Cu) 박막의 단계적인 증착을 통해 칸티 레버 표면에 질량을 증가시키고 그에 따른 마이크로 칸티레버의 공진주파수 변화를 관찰한 결과 질량 증가에 대해 34 Hz/ng의 선형적인 주파수 감소를 나타내었으며, 이로부터 694.4 $\textrm{cm}^2$/g 의 gravimetric sensitivity factor를 얼을 수 있었다. 마이크로칸티레버의 가스 감지능력 시험을 위해 가스 흡착층으로 일차 알콜류의 vapor를 흡착 하는 것으로 보고된 poly methyl metacrytate (PMMA)를 마이크로 칸티레버 표면에 코팅하였다. 마이크로칸티 레버의 기본 공진 주파수 및 PMMA 흡착층 형성과 가스의 흡착에 따른 주파수 변화는 마이크로 칸티 레버로부터 의 전기적 신호를 이용하는 복소 임피던스 분석에 의해 측정되었다. PMMA가 코팅된 마이크로 칸티레버는 ethanol 및 methanol vapor 의 농도가 증가함에 따라 선형적인 공진주파수 감소를 나타내었으며, methanol vapor 의 경우 0.06 Hz/ppm 의 가스 검출 감도를 얻을 수 있었다.

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비자성체 유도가열을 위한 HB 공진형 인버터의 고조파 운전방법 분석 (Analysis of Half-Bridge SRC Inverters with Harmonic Operation for Non-Ferromagnetic Induction Heating)

  • 안정훈;유승희;김옥진;이병국
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2013년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.333-334
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    • 2013
  • 본 논문은 비자성체 유도가열을 위한 Half-Bridge 공진형 컨버터의 고조파 운전방법을 분석한다. 비자성체 용기를 유도가열하기 위해서는 자성체 용기보다 높은 주파수의 공진전류를 필요로 하며, 반도체 소자의 선정 및 손실에 어려움을 야기한다. 이 문제를 극복하기 위하여 스위칭 주파수보다 높은 공진 전류를 운용하는 고조파 운전방법을 적용하고, 분석한다.

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가변 주파수 특성을 갖는 평면형 모노폴 안테나 설계 (Planar Frequency-Reconfigurable Monopole Antenna Design)

  • 김영규;임종식;한상민
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권11호
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    • pp.1121-1127
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    • 2014
  • 본 논문에서는 가변 커패시터를 이용한 주파수 재구성형 평면 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 미앤더 타입의 평면 모노폴로 설계되었으며, 버랙터 다이오드를 사용하여 가변 커패시티브 로딩(capacitive loading)에 의해 공진 주파수를 변화하였다. 등가회로 분석과 EM 시뮬레이션 분석에 의해 안테나의 가변 특성 변화를 설계하였으며, 동일한 방사 패턴의 특성도 확인하였다. 제작된 주파수 가변 모노폴 안테나는 설계시 사용된 캐패시터를 실장한 안테나와 버랙터 다이오드의 인가 전압에 따른 공진 주파수 변화를 비교함으로써 설계 결과를 검증하였다. 제안된 안테나는 인가 전압에 따라 2.25 GHz에서 2.42 GHz까지 공진 주파수 가변 성능을 나타내었다.

유전체 도파관 모델을 이용한 육면체 공진기 안테나 분석 (Analysis of Rectangular DRA(Dielectric Resonator Antenna) using Dielectric Waveguide Model))

  • 최원규;이범선
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제11권5호
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    • pp.755-762
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    • 2000
  • 본 논문에는 유전체 도파관 모델을 이용하여 육면체 유전체 공진기 안테나의 공진주파수, Qrad 및 임파던스 대역폭에 대한 근사 결과를 넓은 종횡비에 대하여 3D 그래프로 제시하고 시뮬레이션 및 측정 결과와 비교 분석하였다. 이러한 비교를 위해 상대 유전율이 37.84와 90인 유전체를 개구 결합 및 동축선로 급선하였는데 공진주파수는 약 8% 정도의 예측오차를 갖는 것이 확인되었고 임피던스 대역폭도 급전방식에 따라 차이가 날수 있음을 확인하였다. 본 논문에서 제시된 데이터들은 유전체 공지기 안테나 설계시 주어진 공진주파수와 대역폭에 대한 종횡비 선정시 유용하게 사용될 수 있다.

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유통중 청과물의 진동 특성 연구 (I) - 실험적 해석에 의한 배의 진동특성 - (Vibration Characteristics of the Fruit and Vegetables during Transportation (I) - Vibration Charateristics of the Pear by Experimental Analysis -)

  • 김만수;정현모;김기석;박정길
    • 농업과학연구
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    • 제30권2호
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    • pp.175-183
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    • 2003
  • 본 연구에서는 청과물 포장설계시 중요한 자료가 되는 청과물의 공진 주파수 및 정점가속도 등의 진동특성을 분석하기 위하여 실험적 방법을 적용하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 청과물의 진동특성을 분석할 수 있는 실험장치를 구성하였으며, 장치의 제어와 계측을 위한 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 2. 공시된 배의 공진 주파수는 약 64.5~72.2Hz 범위이었으며, 정점가속도는 약 1.78~2.21G-rms 범위이었다. 3. 공시된 배의 공진 주파수 및 정점 가속도는 배의 질량과 체적이 증가함에 따라 감소하는 것으로 판단되었다. 4. 배의 공진 주파수 및 정점 가속도와 기계적 특성들간에는 생물체항복변형량(BD) 및 극한변형량(RD)을 제외하고는 상관관계가 매우 낮은 것으로 분석되었다. 5. 본 실험의 목적은 과실의 공진 주파수를 구명하는 것으로 이 결과는 배의 운송 시 차량의 입력주파수와 배의 공진 주파수가 일치되어 공진으로 급격하게 가속도가 증가되는 것을 방지함으로써 충격에 의한 손상을 줄이는데 활용될 수 있을 것이다.

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이중공진을 위한 슬롯이 부착된 직사각형 슬롯 안테나 연구 (A Study on Rectangular Slot Antenna with Slots for Dual Band Operation)

  • 김온;이승엽;조기량;이정남;신현식
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제10권2호
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    • pp.368-373
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    • 2006
  • 본 논문에서는 CPW 급전된 두 개의 슬롯이 부착된 이중공진 직사각형 슬롯안테나를 제시하였다. 이 안테나는 약 2.1GHz 및 3.3GHz에서 공진되는 이중 안테나로 각 공진 주파수에서 넓은 대역폭을 갖는다. 이들 각 공진 주파수에서 정합하기 위해 CPW inset 구조를 갖도록 하였다. 직사각형 슬롯안테나의 각 파라미터의 변화를 알아보기 위해 여러 안테나를 제작하고, 각 안테나의 특성을 직접 측정하였다. 그리고 이를 분석하여 안테나 설계방법에 대해 고찰하였다.

모바일 기기에서 자기공진방식 무선충전의 보안 위협 및 보안요구사항 (Security Requirements and Security Threats of Wireless Charging Using Magnetic Resonance in Mobile Devices)

  • 정현주;이근호
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2014년도 춘계학술발표대회
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    • pp.495-498
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    • 2014
  • 현재 무선충전은 자기유도와 자기공진 두 가지 방식이 주류를 이루고 있다. 자기유도 방식은 전력 송신부 코일에서 자기장을 발생시키면 그 자기장의 영향으로 수신부 코일에서 전기가 유도되는 전자기유도 원리를 이용한다. 자기공진 방식은 송신부 코일에서 공진 주파수로 진동하는 자기장을 생성, 동일한 공진 주파수로 설계된 수신부 코일에만 에너지가 집중적으로 전달되도록 한 기술이다. 최근에 스마트폰의 무선충전에 대해 관심이 높아지고 있으며, 많은 기업들이 무선충전을 개발하고 있다. 사용자에게 있어 편리함을 주는 무선충전이지만 보안위협이 존재하고, 이것에 대한 표준화와 보안대책요구사항은 체계적이지 않다. 이에 본 논문은 모바일기기에서 자기공진방식의 무선충전의 보안 위협과 보안요구사항을 정의해 분석하고 보안요구사항을 제안한다.

우주환경하에서의 진동자의 주파수 변화 측정에 의한 질량 측정 시스템 및 방법

  • 김연규;김종우;김광식;최기혁
    • 항공우주기술
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    • 제4권2호
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    • pp.216-219
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    • 2005
  • 이 논문은 무중력환경에서 작은 질량을 측정하기 위한 시스템의 설계와 테스트 결과 분석을 보여준다. 무중력환경에서는 지상에서와 같이 중력에 이용하여 무게를 측정하는 것은 어렵다. 그래서 여기서 제안된 방법은 측정하고자 하는 샘플의 무게에 대한 함수인 공진주파수를 측정하는 것이다. 우리가 무게에 대한 공진주파수를 안다면 샘플의 공진주파수를 측정하여 그 질량을 알 수 있다. 그래서 피에조 세라믹이라는 물질을 이용하여 시스템을 만든 후 실제로 측정하였다. 이 시스템은 여러 문제가 있었지만, 우리는 미지의 물체의 질량을 측정할 수 있었다.

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수치적 계산을 이용한 Bragg Reflector형 탄성파 공진기의 특성 분석 (Numerical Analysis of Bragg Reflector Type Film Bulk Acoustic Wave Resonator)

  • 김주형;이시형;안진호;주병권;이전국
    • 한국세라믹학회지
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    • 제38권11호
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    • pp.980-986
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    • 2001
  • 5.2GHz 중심 주파수를 갖는 Bragg reflector형 FBAR를 제작하여 주파수 응답 특성을 측정하고, 공진기 구조에서 각 층의 탄성 손실(acoustic loss)을 고려한 주파수 응답의 수치적 계산을 통해서 그 특성을 분석하였다. W과 $SiO_2$쌍을 선택하여 RF sputtering법으로 총 9층의 Bragg reflector를 제작하였고, 공진기의 압전층으로 pulsed dc 전원에 의한 sputtering법으로 AlN과 Al 전극을 증착하여 제작하였다. 제작된 공진기의 반사손실( $S_{11}$)은 중심주파수 5.38GHz에서 12dB이었고 직렬 공진 주파수( $f_{s}$)는 5.376GHz, 병렬 공진 주파수 ( $f_{p}$)는 5.3865GHz로 관찰되었다. 공진기의 성능지수인 유효 전기기계결합계수( $K_{ef{f^2}}$)값이 약 0.48%, 품질계수 ( $Q_{s}$) 값이 411이었다. 수치적으로 계산된 주파수 응답 특성으로부터 AlN 박막의 acoustic 상수들과 Bragg reflector의 반사계수를 도출한 결과 AlN 박막의 material acoustic impedance와 wave velocity는 AlN 고유의 값보다 감소되었으며, AlN 박막의 전기기계 결합계수( $K^2$)값은 c축 배향성 저하에 의해 매우 작은 값(0.49%)을 가졌다. 주파수 대역에서 Bragg reflector의 반사계수는 약 0.99966으로 계산되었으며 약 2.5 GHz에서 9.5 GHz까지의 넓은 반사대역을 나타내었다.다.었다.

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무선전력전송 시스템의 공진주파수 변동을 보상하기 위한 Bridgeless 정류기 동작 분석 (Performance Analysis of Bridgeless Rectifier for Inductive Power Transfer System to Compensate Resonance Frequency Variation)

  • 손원진;이재광;안상준;변종은;이병국
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2017년도 추계학술대회
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    • pp.129-130
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    • 2017
  • 본 논문에서는 자기유도방식 무선충전 시스템의 송 수신 패드 위치 변화에 따른 공진주파수 변동을 보상하기 위한 bridgeless 정류기 동작에 대해 분석한다. Bridgeless 정류기의 스위칭 시점 및 duty 변화에 따른 공진네트워크 입력임피던스의 위상 변화를 수식적으로 분석하고, 시뮬레이션을 통하여 분석 결과를 검증한다.

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