글래스(glass), 폴리머 또는 쿼츠와 같은 투명기판은 렌즈, 디스플레이, 광검출기, 광센서, 발광다이오드 및 태양전지와 같은 광 및 광전소자 분야에서 널리 사용되고 있다. 이러한 소자들의 경우, 광추출 또는 광흡수 효율을 향상시키는 것이 매우 중요하다. 그러나 투명기판의 경우, 약 1.5의 굴절율로 인해 표면에서 4% 반사가 발생되는데, 이러한 광학적 손실은 소자의 성능을 저하시키는 원인이 된다. 따라서, 글래스와 공기 경계면에서 발생되는 광손실을 줄이기 위한 효율적인 무반사 코팅이 필요하다. 최근, 우수한 내구성 뿐만 아니라, 광대역 파장 및 다방향성에서 무반사 특성을 보이는 서브파장 주기를 갖는 나노구조(subwavelength structures)의 형성 및 제작 공정에 관한 연구가 보고되고 있다. 이러한 나노구조는 경사 굴절율 분포를 가지는 유효 매질을 형성하기 때문에 투명기판 표면에서의 Fresnel 반사로 인한 광손실을 줄일 수 있다. 또한, 무반사 서브파장구조를 형성하기 위한 패터닝 방법으로, 간단/저렴하고 대면적 제작이 용이한 열적 응집 공정을 이용한 자가정렬된 금속 나노입자 형성 기술이 널리 사용되고 있다. 따라서 본 실험에서는 열적 응집현상에 의해 형성된 비주기적 금 나노입자 식각 마스크 패턴 및 유도결합 플라즈마 장비를 이용하여 글래스 기판 위에 무반사 서브파장 나노구조를 제작하였다. 금 나노패턴 및 제작된 글래스 서브파장 나노구조의 식각 프로파일은 주사전자현미경을 사용하여 관찰하였으며, UV-Vis-NIR 스펙트로미터를 사용하여 빛의 투과율을 측정하였다. 또한, 제작된 샘플들에 대해서, 표면 접촉각 측정 장비를 이용하여 표면 wettability를 조사하였다.
한국천문연구원은 미국 텍사스대학교와 공동으로 근적외선 광대역 고분산 분광기 IGRINS (Immersion Grating Infrared Spectrograph)를 개발하고 있다. IGRINS는 R=40,000의 높은 분광분해능으로 H-밴드 ($1.49\sim1.80{\mu}m$)와 K-밴드 ($1.96\sim2.46{\mu}m$) 전체 분광스펙트럼을 한 번에 관측할 수 있다. IGRINS를 구성하는 핵심 부품은 실리콘 담금격자 (Silicon Immersion Grating)와 VPH (Volume Phased Holographic) 격자, 그리고 HAWAII2RG 적외선 센서이다. 실리콘 담금격자를 사용함으로써 적외선 분광기의 크기를 일반적인 격자를 사용한 것보다 2-3배정도 줄일 수 있게 되었다. IGRINS는 개발 후 미국 맥도날드 천문대에 3년간 장착하여 관측연구에 활용될 예정이다. 이후 IGRINS는 4미터급 이상의 망원경에 장착될 예정이다. 한국천문연구원은 IGRINS 국제공동 개발을 위하여 2009년 8월 텍사스 대학과 양해각서(MOU)를 교환하였으며 현재 개념 설계를 끝내고 기본 설계를 진행하고 있다. 기본설계검토 회의 (Preliminary Design Review)은 12월에 실시할 예정이다. 또한 과학연구 활용 극대화를 위하여 사용자 그룹을 조직하였으며, 여름학교를 열어 적외선 분광 연구에 대한 교육을 실시하였다. 이 발표에서는 IGRINS의 개발 현황을 보고하고, IGRINS의 설계와 활용 분야에 대하여 소개한다.
본 논문은 광대역 고주파신호의 주파수를 정확하게 측정하기 위해서 아나로그 디지털변환기(ADC), EP2AGX FPGA와 STM32 프로세서를 이용한 주파수 측정 장치 설계에 대해서 기술하였다. 본 논문에서 사용한 ADC 소자는 샘플링 주파수가 250 MSPS이고 처리주파수 대역폭은 100 MHz 수준으로서 샘플링 주파수가 높아서 일반 컴퓨터나 프로세서에서 직접처리가 힘들어 Altra EP2AGX65 FPGA를 사용하여 주파수 측정 알고리즘을 구현하였다. 측정된 주파수는 실시간으로 방향 탐지 제어기로 보내지며 위상신호와 융합하여 고주파 신호의 입사방위각을 계산한다. 설계한 주파수 측정 장치는 주파수 측정 오차가 0.2 Mhz 수준으로 Anaren DFD-x 보다 오차가 30% 이상 감소하여 전파감시 및 방향 탐지 장치 설계에 크게 기여하리라 판단된다.
Recently, many researches in relation to data transmission with faster speed and greater volume, many researches have been carried out on sonar systems for underwater communication. According to these researches, an acoustic transducer for underwater communication requires wide bandwidth properties. In domestic researches for underwater communication sonar, an operating frequency in the range of $20{\sim}40\;kHz$ is used. In this paper, we propose anon-resonance type acoustic transducer for underwater communication. The TVR (transmitting voltage response) characteristics increased linearly as the frequency increased, and the RVS (receiving voltage sensitivity) characteristics were constant as the frequency increased. Traditional techniques for wide bandwidth transducershave a limit and a transmission loss difference at lower and higher frequency operating ranges. In this paper, the new transducer proposed decreased the transmission loss under some conditions. It was optimized with the FE analysis tool (ATILA) and evaluated using the TVR and the RVS characteristics in the range of $10{\sim}90\;kHz$. The value of TVR was 138 dB at 20 kHz and 148 dB at 40 kHz, and the differences was 12 dB. The value of RVS was $195{\pm}2\;dB$ and nearly constant. From theseresults, it is certain that the developed transducers can be used for an underwater communication network in the 1.3 km range with both a 20 kHz bandwidth and 30 kHz center frequency.
A reliable voltage measurement system is necessary to monitor status of power facilities in substations, which is easy to set up and is not influenced by electromagnetic interference in and around substation. In this paper, we described a voltage measurement system (VMS) which is composed of a capacitive voltage probe, an impedance converter, and an optical linker. To get a wide-band characteristic of the VMS, a high speed impedance converter was used, and the output impedance of the VMS was set at $50{\Omega}$ to match any types of observing instruments. The frequency bandwidth of the VMS. which was estimated by a step pulse, was ranges from 11.42 Hz to 13.65 MHz, and the VMS showed a good response characteristic in a high frequency domain such as impulse voltages as well as a commercial frequency voltage.
인구의 증가로 인한 전력수요의 증가는 가공 및 지중 송진설비의 대용량화로 이어져왔다. 그러나 최근 도시 경관과 전자파로 인한 건강 등에 대한 관심이 급증하면서 주거지 주변 송전선로 실리에 대한 민원이 증가하고 있다 을에 대한 대안으로 대용량 전력송전이 가능하고 가공 및 지중송전의 단점을 보완한 가스결연 송전선로(Gas Insulated Transmission Line, GIL)가 개발되었다. 선진국에서는 가스 절연으로 우수한 절연성능과 안정성을 가지며, 기존 교통용 터널 또는 지하 전력구에 설치함으로써 주변 경관을 해치지 않고 낮은 전계 형성 등의 장점을 가진 가스절연송전선로의 연구와 개발에 많은 노력 기울이고 있다[$1{\sim}5$]. 본 논문에서는 전력기기들의 결함진단에 많이 사용되는 부분방전 측정을 가스절연 송전선로에 적용할 수 있는 최적의 측정용 센서를 개발하여 유사한 구조를 가지는 75kV GIS Mock-up과 Free moving particle 모의 방전 셀을 이용하여 발생시킨 부분방전 신호를 측정하여, 광대역 특성을 보이는 대수주기 패치 안테나와의 성능을 비교하였다.
본 논문은 초고주파 영역에서 개방 단말 동축선을 대신해서 복소 유전율을 측정할 수 있는 MEMS 프로브와 그 응용예로 MEMS 프로브 어레이를 제안한다. MEMS 프로브는 기존의 동축선 프로브와 달리 커넥터와의 연결이 간단하여 일회용으로 프로브를 사용할 수 있다는 점에서 의료용으로 사용할 수 있는 가능성이 있다. 샘플의 유전율 분포를 구하기 위해서 기존의 센서는 반복 접촉을 요구하고 이로 인한 번거로움과 측정 오차를 줄일 목적으로 MEMS 프로브 어레이를 개발 하였다. MEMS 프로브 어레이는 RF 스위치를 사용하여 다수의 측정 포인트를 한번의 센서 접촉으로 측정할 수 있는 새로운 개념의 프로브이다. 1GHz부터 40GHz까지의 광대역에서 0.9% 식염수의 유전율을 측정하여 MEMS 프로브의 성능을 검증하였다.
최근 RFID 기술은 유비쿼터스 센서 네트워크 구현을 위한 중요기술로 급부상하고 있다. 본고에서는 RFID 기술, 표준화 동향 및 다양한 응용영역을 분석함으로써 해상분야의 전망있는 응용분야를 발굴하기 위한 조사목적에서 이루어 졌다. RFID 기술개요 및 요소기술, 국내외 표준화 동향 및 응용분야를 소개한 후 해상분야에서 RFID 활용방안을 소개하였다. 해상분야에서 주요 응용영역으로는 선용품 재고관리의 자동화, 컨테이너의 관리, 화물창 상태관리, 이동통신망을 이용한 연안선박의 관리방안'등을 들 수 있다. 결과적으로 기존의 이용가능한 유무선 통신망에 RFID시스템을 효과적으로 적용한다면 선박운항의 효율화, 해양안전 확보 및 해양환경 보호에도 많은 기여를 할 것이다.
OFDM은 높은 데이터 전송율을 지원할 수 있는 기술로 미래의 광대역 통신에 촉망받는 통신 방식이다. 이 논문은 주파수 선택적 페이팅 채널 환경에서 파워 예산을 각 부채널 상태에 적합하게 할당하는 알고리즘을 제안한다. 하지만 센서 네트워크의 하드웨어 제약상 기존의 파워할당 알고리즘을 적용하면 높은 계산 복잡도 때문에 실제 적용하는데 문제가 있다. 제안된 방식은 실제 환경과 비슷하게 구현되었으며 계산 복잡도를 현저히 줄여 최적의 방식에 비교할 수 있는 동시에 정해진 파워 예산을 만족 시킬 수 있다. 또한, 제안한 방식의 throughput은 최적의 throughput을 보여주는 알고리즘과 비교될 수 있을 정도의 성능을 낸다. 시뮬레이션 결과를 통해 기존 제안된 방식보다 throughput, 계산 복잡도가 뛰어남을 보여준다.
최근 RFID 기술은 유비쿼터스 센서 네트워크 구현을 위한 중요기술로 급부상하고 있다. 본고에서는 RFID 기술, 표준화 동향 및 다양한 응용영역을 분석함으로써 해상분야의 전망있는 응용분야를 발굴하기 위한 조사목적에서 이루어 졌다. RFID 기술개요 및 요소기술, 국내외 표준화 동향 및 응용분야를 소개한 후 해상분야에서 RFID 활용방안을 소개하였다. 해상분야에서 주요 응용영역으로는 선용품 재고관리의 자동화, 컨테이너의 관리, 화물창 상태관리, 이동통신망을 이용한 연안선박의 관리방안 등을 들 수 있다. 결과적으로 기존의 이용가능한 유무선 통신망에 RFID시스템을 효과적으로 적용한다면 선박운항의 효율화, 해양안전 확보 및 해양환경 보호에도 많은 기여를 할 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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