천공 요소는 자동차나 공조기 등의 유체기계의 흡/배기계에 널리 사용된다. 천공요소는 일반적으로 유동과 소음원이 동시에 존재하는 환경에서 사용되며, 유동 및 음압 레벨의 변화에 의해서 큰 영향을 받게 된다. 천공요소의 임피던스의 변화는 소음기의 음향학적 특성에 영향을 미치게 되므로, 유동이나 음압 조건이 임피던스에 미치는 영향에 대한 연구가 중요하다. 본 연구에서는 통과하는 유동이 존재하는 천공요소의 임피던스를 실험을 통하여 측정하고 경계요소법을 사용하여 예측하였다. 측정 및 예측된 임피던스를 무차원화 해석을 수행하여 영향을 미치는 인자들을 분석하였다.
본 논문에서는 급격한 감쇄율 특성을 갖는 독창적인 초광대역(UWB: Ultra Wideband) 스트립라인 대역 통과 여파기(BPF)를 소개한다. 초광대역의 특성은 기본적으로 "+"자 공진기와 주 전송 선로간의 용량성 결합으로부터 얻어진다. "+" 자 공진기는 ${\lambda}/2$의 전송 선로의 중심에 두 개의 스터브를 병렬 연결된 구조를 가진다. 하나는 ${\lambda}/8$ 단락 회로 스터브로 ${\lambda}/2$ 전송 선로의 상측에 연결되고, 다른 하나는 ${\lambda}/8$ 개방 회로 스터브로 ${\lambda}/2$ 전송 선로의 하측에 연결된다. 이 두 개의 스터브들은 통과 대역의 하단과 상단의 차단주파수에서 두 개의 감쇄극을 제공한다. "+" 자 공진기 상측에 위치하여 용량성 결합을 이루는 주 전송 선로는 입력과 출력 선로에 또 한 번의 ${\lambda}/4$ 길이의 용량성 결합을 하여 통과 대역 하부과 상부의 저지 대역에서 원하지 않는 신호를 억압하기 위해 구성하였다. 본 여파기는 미국에서 허가한 초광대역(3.1~10.6 GHz)의 대역에서 선택도가 우수한 대역 통과 특성을 얻기 위해 2.4 GHz와 11.1 GHz에서 81 dB/GHz와 86 dB/GHz의 기울기를 제공하는 두 개의 전송 영점(감쇄극)을 갖도록 설계되었다. 본 여파기는 유전상수 7.8을 갖는 저온 동시 소성 세라믹(LTCC) 그린테이프로 제작되었다. 측정 결과는 HFSS 해석 결과와 거의 일치하였다. 통과 대역에서 0.7 dB 이하의 삽입 손실과 14 dB 이상의 반사 손실이 측정되었다. 중심 주파수 군 위상 지연은 0.27 ns이고, 통과 대역에서 군 위상 지연의 변화량은 0.5 ns 이하이다. 본 여파기의 크기는 $6{\times}18{\times}0.6\;mm^3$이다.
본 논문에서는 최초로 저온동시소성세라믹(low temperature co-fired ceramic, LTCC) 기술을 이용하여, Ka-밴드 대역의 협대역 대역통과필터를 설계 및 제작하였다. 높은 집적도 및 수직적층능력과 같은 LTCC 기술의 장점을 활용하여, 3차원 구조를 가지는 종단 커플링 마이크로스트립 형태의 대역통과필터를 설계하였다. 종단 커플링 공진기를 평면상에서 구성할 경우, LTCC 공정의 설계규격 중 도선의 선폭 및 선간 간격의 공정 한계로 인해 인접한 두 공진기 사이의 간격이 제한되어지는데, 이러한 문제는 인접한 두 개의 공진기를 LTCC 기판의 서로 다른 층에 위치시킴으로서 극복할 수 있었다. 제작된 대역통과필터는 중심주파수가 28.7 ㎓ 이며, 이때 삽입손실은 3 dB 이다. 최소 삽입손실이 나타나는 주파수로부터 3 dB 의 손실을 가지는 통과대역은 27.9 ㎓ 에서 29.2 ㎓ 범위이며, 대역폭비율이 4.5 % 로서 고주파에서 높은 협대역 특성을 가진다. 그리고, 반사손실은 통과대역에서 10 dB이하를 나타내었다.
본 논문에서는 제 2차 고조파의 감쇠특성이 향상된 새로운 평행 결합선로 마이크로스트립 대역통과 여파기의 설계, 제작 및 특성에 관해서 소개한다. 결합선로에 연속적인 패턴을 사용함으로써 원하는 기본 통과대역의 특성을 향상시킴과 동시에 원하지 않는 고조파 통과대역은 제거한다. 또한 결합선로 사이의 간격, 마이크로스트립 선폭 및 길이와 같이 여파기 디자인을 위해 요구되는 매개변수의 복잡한 재계산이 필요하지 않다. 즉, 평행결합선로 마이크로스트립 여파기의 전통적인 디자인 방법으로 설계한 기본 구조에 규칙적인 변형을 주면서 손쉽게 구현할 수 있다. 이 새로운 여파기의 성능을 평가하기 위해 2.5 GHz에서 10 % 대역폭을 가지는 3차 Butterworth 대역통과 여파기와 10 GHz에서 15 % 대역폭을 가지는 5차 Chebyshev 대역통과 여파기가 사용됐다. 각각 5개와 3개의 정사각형 홈이 사용됐을 때 30 dB 이상의 고조파 감쇠가 발생하며 통과대역에서는 더 우수한 차단 특성이 있다.
최근 지구 온난화와 기후변화, 그에 따른 이상기후로 인하여 대규모 홍수피해가 발생함과 동시에 오랜 시간 동안 가뭄이 지속되어 재난관리가 더욱 중요하게 인식되고 있다. 영산강홍수통제소는 효율적인 재난관리를 위해 영산강권역의 5대강 및 해안지역의 수위·강수량·유량 등 수문조사시설을 설치·운영하여 홍수·갈수예보를 통해 재난관리를 수행하고 있다. 2020년 영산강홍수통제소 관할권역의 홍수기 강수량은 예년에 비해 약 150% 내외의 많은 강수가 내렸다. 영산강, 섬진강, 동진강 수계는 8월에 가장 많은 비가 내려 487.4 mm, 619.5 mm, 503.7 mm의 강수가 기록되었고, 8월의 예년 대비 강수량은 181%, 200%, 192% 수준이었다. 만경강과 탐진강은 7월 강수량이 535.1 mm, 365.5 mm로 가장 많았고, 7월 강수량의 예년비는 193%, 141%의 수준이었다. 특히 8.7~8.8일 섬진강 유역의 남원시(신덕리)와 영산강 유역 담양군(광주댐)에는 각각 542 mm, 654 mm의 기록적인 강수가 관측되었다. 이틀간의 집중호우로 영산강 및 섬진강 유역의 여러 지역에서 홍수피해가 발생했으며, 특히 남원시, 구례군, 하동군에서 홍수 피해 규모가 컸다. 영산강홍수통제소는 2020년 총 51회의 비상근무를 실시하여 홍수상황에 대응 하였으며, 15개 홍수특보지점 중 탐진강 유역 장흥군(예양교)를 제외한 14개 지점에 대해 홍수주의보 22회, 홍수경보 14회 등 36회의 홍수특보를 발령하였다. 홍수특보 지점의 대부분 지점에서 기왕 최고치에 근접하거나 이를 초과하였다. 홍수주의보 수위를 초과한 지점은 총 14개소이며, 이 중 계획홍수위 초과 6개소, 홍수경보 수위 초과 5개소, 홍수주의보 수위 초과 3개소이다. 또한 위기단계별 홍수정보 943건을 30개기관 595명에게 제공하여 관계기관의 방재활동을 지원하였으며, 관할수계 다목적댐 3개소, 발전댐 1개소, 용수댐 1개소, 농업용저수지 10개소, 다기능보 2개소, 홍수조절지 2개소에 181회의 방류승인을 통해 홍수조절을 실시하였다. 본 연구에서는 2020년 홍수기간 동안 영산강 및 섬진강의 홍수상황 및 홍수대응 현황을 분석하고, 향후 홍수상황에 대비코자 한다.
기존 논문들처럼 지체시간 감소만으로 PPLT 특성을 반영하여 PPLT의 적용 여부를 판단하는 것은 한계가 있다. 이에 본 논문에서는 지체시간 외에 통과 좌회전 교통량, 상충위험수를 사용하여 PPLT 적용방안을 제시하였다. 분석결과 좌회전 교통량이 용량 이상이면서 많을수록, 대향 직진 교통량은 용량 미만이면서 적을수록 PPLT 효과가 증가하였다. 그러나 좌회전 교통량이 용량 미만에서는 선행 신호대기 차량들이 비보호로 교차로를 통과하게 되어 지체시간은 일부 감소하지만 전체 통과 좌회전 교통량은 증가하지 않고 상충위험률은 증가하게 된다. 그리고 대향 직진 차로수가 1, 2차로에서는 상충위험수가 유사하지만 3차로 이상이 되면 크게 증가한다. 또한 PLT와 PPLT의 통과 좌회전 교통량 차이는 지체시간 차이와 유사한 패턴을 보이면서 지체시간보다 PPLT 적용 범위가 더 넓고 상충위험수와 연관성이 높게 분석되었다. 따라서 PPLT의 교통류 특성과 상충위험수 등을 고려하기 위해서는 통과 좌회전 교통량이 지체시간보다 유리하다. 즉, PLT와 PPLT의 통과 좌회전 교통량, 지체시간 차이와 대향직진 3차로 이상에서의 상충위험수를 동시에 고려하여 PPLT 적용 여부를 판단하면 지체시간만을 적용해온 기존 방안에 비해 합리적인 방안이 될 수 있을 것으로 판단된다.
본 논문에서는, 병렬 결합의 두 전송선으로 구성된 transversal 여파 특성 구조와 SIR 개념을 함께 이용하여, 급격한 차단 특성, 낮은 삽입 손실, 평탄한 군지연 특성을 가지는 새로운 소형 UWB 대역 통과 여파기가 개발된다. 요구되는 대역 특성을 얻기 위해, 매우 넓은 대역에서의 낮은 삽입 손실을 확보한 채, 다수의 차단용 극점들이 생성된다. 또한 상대적으로 작은 구조로써 높은 차수의 급격한 차단 특성을 구현하고, 동시에 UWB 응용에 적합하도록 완만한 군지연을 구현한 것이 장점이다. 제안한 기술의 타당성이 이론과 실험에 의해 증명된다.
본 연구는 신호교차로에서의 딜레마 죤 범위를 산정하고 신호위반 단속의 허용 범위를 분석하는데 있다. 각 교차로 접근로별 조사 자료를 토대로 딜레마 죤의 범위를 산정하였고, 이를 토대로 신호위반 단속에 있어 딜레마 죤의 영향을 최소화 할 수 있는 방안을 제시하고자 하였다. 기존의 딜레마 죤에 관한 연구에서는 인지-반응 시간과 황색신호시간을 초기값으로 적용하였으나 본 연구에서는 해당 교차로의 조사치를 적용하였다. 조사 방법으로 속도조사는 스피드 건을 이용하여 각각의 대상 교차로별 접근로에서 접근 속도 및 통과 속도를 조사하였으며, 운전자의 인지-반응 시간 및 황색신호시간에 교차로를 통과하는 차량조사는 비디오 촬영을 통하여 조사하였다. 이러한 조사된 자료를 토대로 신호위반 단속기준에 맞추어 딜레마 죤에 관하여 분석하였다. 본 연구에서 딜레마 죤은 최소정지거리($d_0$)가 최대통과거리($d_c$)보다 클 때 존재하는 것으로 보았으며, 그 차이만큼의 딜레마 죤이 발생하는 것으로 정의하였다. 이에 신호위반 단속을 함에 있어딜레마 죤의 영향을 최소화 할 수 있는 방안 등을 제시하였다. 그러나 각각의 방안을 개별적으로 적용시킬 경우 문제점이 발생하였다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 자기감응식 루프검지기의 위치를 재조정함에 있어 하나의 루프 검지기를 정지선 이후에 존재함과 동시에 황색신호시간을 재조정하거나, 자기감응식 루프검지기의 작동시간을 재조정하는 방안을 제시하고자 하였다. 본 연구에서는 3개의 교차로를 비교대상으로 선정하여 각각의 교통환경에 따른 접근로별 딜레마죤의 범위를 최소화하기 위한 대안을 제시하였다.
본 논문에서는 Adams에 의해 제안된 제한된 최소 자승 오차 기준에 의한 FIR 필터 설계 방법을 기초로 하여 저역 통과 필터 외의 다른 여러 가지 필터를 설계할 수 있는 방법론을 제시하였다. 이 방법에 의한 설계는 기존의 자승 오차 최소화 방법과 최대 오차 최소화 방법의 혼합된 형태로써 오차 기준으로 자승 오차와 최대 오차 두 가지를 동시에 고려하게 되며, 최고 이득, 전이 대역폭, 자승 오차 세가지가 모두 만족될 때만 그 해 즉, 임펄스 응답을 찾을 수 있게 된다. 이때 최적화 과정에서는 다중 교환 알고리즘을 이용하였다. 본 논문은 위의 두 중요 오차 기준의 상호 보완을 통하여 다중 대역 통과 필터, 미분기 및 Hilbert 변환기등의 최적 설계에 적용할 수 있는 방법에 대해 고찰하였으며, 그 결과 제한된 최소 자승 오차 기준에 의한 설계 방법이 단순한 저역 통과 필터 뿐만이 아니라 여러 가지 다양한 FIR 필터 설계에 있어서도 그 우수함을 증명할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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