• 한국음향학회지
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• 제34권2호
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• pp.117-129
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• 2015

파라메트릭 어레이(parametric array)는 매질의 비선형성을 이용하여 고지향성 저주파를 발생시키는 현상이다. 발생된 저주파는 직접 발생된 1차 음파에 비해 음압이 상대적으로 매우 작다. 따라서 강력한 1차 음파를 지향성 있게 발생시킬 수 있는 트랜스듀서가 필수적으로 요구된다. 본 논문에서는 파라메트릭 어레이를 위한 음원으로써 다공진 트랜스듀서의 설계, 제작, 시험평가에 대해 연구하였다. 유닛 트랜스듀서 및 배열 트랜스듀서의 설계를 해석 모델에 근거하여 수행하였으며, 이 과정을 반복하여 최적의 트랜스듀서를 제작하였다. 제작된 배열 트랜스듀서는 6.3 m 거리에서 각각 189 dB, 190 dB의 1차 음파를 확인하였으며, 파라메트릭 어레이 현상을 이용하여 136 dB의 차주파수음 발생을 확인하였다. 차주파수음은 $12{\times}18{\times}10m$크기의 수조에서 15 kHz, $8^{\circ}$ half power beamwidth의 고지향성 저주파 특성을 가지고 있음을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제39권2호
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• pp.87-97
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• 2020

본 논문에서는 공기 중 광대역 초음파 방사용 압전 박막 기반 초소형 초음파 트랜스듀서(piezoelectric Micro-machined Ultrasonic Transducer, pMUT)의 설계 연구가 진행되었다. 하나의 트랜스듀서로 광대역을 달성하는 방법 중 하나는 다공진 시스템으로 설계하는 것이다. 새로운 pMUT은 박막 구조의 앞면과 뒷면에 적절한 음향 구조를 추가하여 다공진 시스템을 구현하도록 설계되었다. 박막 앞쪽은 도파관 구조로 모델링된 방사 파트로, 박막 뒷쪽은 음향 공동으로 모델링된 패키징 파트로 이루어져있다. 박막 파트, 방사 파트, 패키징 파트로 구성된 새로운 pMUT은 집중 변수 모델로 설계되었으며, 최종적으로 유한요소해석으로 검증되었다. 최종 설계된 pMUT은 102 kHz ~ 132 kHz (-3 dB)의 주파수 대역을 달성하였다.

• 한국음향학회지
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• 제32권4호
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• pp.287-293
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• 2013

본 논문에서는 20 kHz와 32.5 kHz에 공진 주파수를 갖는 다공진 트랜스듀서를 $3{\times}16$ 배열로 구성하여 파라메트릭 배열 신호를 생성하는 시스템을 제안한다. 배열 트랜스듀서를 구동하기 위해 LM1875증폭기 소자를 이용하여 16채널 다중 증폭기를 제작하였고, 임의의 파형 생성 및 분석을 하기 위해 PXI 시스템과 LabView 8.6을 이용한 시스템이 구축되었다. 구축된 시스템을 이용하여 거리에 따른 음압레벨 변화와 빔 패턴을 측정하여 파라메트릭 현상을 확인하였다. 이론적으로 계산된 차 주파수의 감쇠거리와 회절거리는 각각 15.51 m와 1.9332 m이며, 음압레벨 실험결과 회절거리 이전 근거리 음장에서 차 주파수의 음압이 누적되어 증가되는 현상을 확인 하였다. 실험을 통해 측정된 차 주파수의 빔 패턴은 2개의 1차 주파수가 중첩된 빔 패턴과 유사함을 확인하여 고지향 파라메트릭 신호가 생성됨을 확인하였다.