본 논문에서는 과학위성 1호의 전력계 설계에 대해서 서술한다 과학위성 1호의 전력계는 크게 Power stage와 Control stage로 나누어지는데 Power stage 는 200[Watt] Buck으로 구성되어 있으며 Control stage는 Hardware 제어기인 최대전력 추적기와 배터리 전압제어기 Software control을 위한 베터리 전류제어기와 직접 듀티제어기로 이루어져 각 동작모드에 따라서 적절한 제어기를 선택할 수 있게 되어있다. 따라서 신뢰성 있는 제어와 정밀제어를 선택적으로 정할 수 있기 때문에 위성의 운용면에서 용이성을 제공해 준다.
본 논문에서는 CMOS 로직과 pass-transistor logic(PTL)의 장점만을 가진 새로운 복합모드로직(Compound Mode Logic)을 제안하였다. 제안된 로직은 VLSI설계에서 중요하게 부각되고 있는 저전력, 고속 동작이 가능하며 실제로 전가산기를 설계하여 측정 한 결과 복합모드 로직의 power-delay 곱은 일반적인 CMOS로직에 비해 약 22% 개선되었다 제안한 복합모드 로직을 이용하여 고성능 32×32-bit 곱셈기를 설계 제작하였다. 본 논문의 곱셈기는 개선된 사인선택(Sign Select) Booth 인코더, 4-2 및 9-2 압축기로 구성된 데이터 압축 블록, 그리고 carry 생성 블록을 분리한 64-bit 조건 합 가산기로 구성되어 있다. 0.6um 1-poly 3-metal CMOS 공정을 이용하여 제작된 32×32-bit 곱셈기는 28,732개의 트랜지스터와 1.59×l.68 ㎜2의 면적을 가졌다. 측정 결과 32×32-bit 곱셈기의 곱셈시간은 9.8㎱ 이었으며, 3.3V 전원 전압에서 186㎽의 전력 소모를 하였다.
본 논문에서는 광도파로와 광섬유사이에서 광손실을 줄이기 위한 모드 크기 변환기를 설계하였다. 설계된 모드 크기 변환기는 주기적으로 분리된 테이퍼 광도파로로 구성된 모드 크기 변환기이며, 공정상의 적용이 용이한 수평 테이퍼 구조를 선택하였다. 높이와 폭이 3$\mu\textrm{m}$${\times}$3$\mu\textrm{m}$이며 1.5%실리카 광도파로의 경우 파장이 1550nm 파장에서 최적의 모드 크기 변환기 설계 파라미터는 테이퍼 영역의 길이가 500$\mu\textrm{m}$이고, 분리된 광도파로의 길이는 5$\mu\textrm{m}$이며, 주기의 Duty-Cycle은 0.95, 광도파로와 광섬유의 접속면에서의 폭은 1.3$\mu\textrm{m}$이였다. 이 때 결합손실은 0.33㏈/point로 광섬유와 광도파로를 직접 연결할 때 보다 1.27 ㏈/point가 감소하였다.
본 논문에서는 테이퍼된 전송선을 해석하여 이를 도파관 테이퍼에 적용함으로써 기존의 모드변환법인 tele egraphist 방정식에서 발생되는 문제점을 해결하였다. 그리고 다양한 특성을 갖는 테이터 함수를 비교.분석한 후 설계가 가장 용이하고 모드변환특성이 좋은 함수를 선택하여 테이퍼 설계에 적용하는 방볍을 제시하였고, 구조가 서로 다른 구형 도파관과 원형 도파관간의 모드변환기를 설계하였다. 설계된 데이타를 이용하여 제작된 모드변환기를 측정한 결과, 산란계수의 측정값은 이론값파 잘 일치되어 설계방법과 해석방법의 타당성을 입증할 수 있었다.
모형 연소기에서 동축형 분사기에 의한 연소불안정성을 운동량비 변화에 따라 수치적으로 분석하였다. 실제 로켓 엔진의 경계조건을 기반으로 총 5개의 운동량비를 선택하였다. 운동량비가 증가할수록 분사기 출구에서의 확산각도는 감소하는 경향을 보였으며, 축방향 운동량이 증가할수록 연소기 내부의 압력진폭이 크게 감소함을 확인하였다. 동적 모드 분해 기법(dynamic mode decomposition)을 통해 연소기내의 음향 모드를 파악하였고 관심 섭동 주파수를 갖는 2L 모드(mode)의 감쇠계수를 구하고 이를 통해 운동량비가 증가할수록 연소기의 안정성이 증가함을 보였다.
본 연구에서는 기존의 모드적합법의 단점을 개선하여 각 관에 임의의 모드갯수를 선택할 수 있고, 동심관형 단순확장관의 음향특성뿐만 아니라 입$\cdot$출구가 임의의 위치에 있는 경우에도 모드적합법을 적용할 수 있는 방안을 제시한다. 그리고 제시한 방안으로 프로그램을 작성하여, 각각 임의의 모드와 임의의 입$\cdot$출구의 위치를 가지는 원형 소음기의 4단자 정수를 구하고, 이로부터 임의의 입$\cdot$출구 위치에 따른 소음기의 음향특성을 구하여 유한요소법과 비교하여 제안하는 방법의 유용성을 검증하고 고차모드의 영향을 조사하였다.
H.264/AVC 부호화 표준은 부호화 효율을 높이기 위해 1/4 화소 단위의 움직임 추정, 다중 참조 프레임, 인트라 예측, 루프 필터, 다양한 블록 크기의 지원 등과 같은 새로운 부호화 도구들을 사용한다. 이를 통해 이전의 비디오 부호화 표준들에 비해 율-왜곡(率-歪曲) 관점에서 높은 성능을 보이지만 그로 인해 부호기의 복잡도는 크게 증가하였다. 본 논문은 부호기 복잡도의 증가를 초래하는 주요 부호화 도구들 중 인트라 매크로블록 모드 선택의 복잡도 감소에 주안(主眼)점을 두며, 이에 대한 복잡도 감소 알고리즘을 제시한다. 고속 인트라 모드 선택을 위한 제안하는 방법은 변환 영역에서 에지 활동도를 산출효과 이를 이용하여 intra4x4 및 색차블록에 대한 예측모드를 고속으로 선택함으로써 H.264/AVC 인트라프레임에 대한 고속 부호화를 수행한다. 실험 결과 제안하는 알고리즘은 참조소프트웨어와 비교하여 QCIF 및 CIF 영상에 대해서 각각 59.76% 및 65.03%의 속도향상을 가져오는 반면 비트율 증가 및 PSNR 감소는 매우 미미한 것으로 나타났다.
원전에서는 방사성핵종의 체내 섭취에 따른 작업종사자의 내부 방사능을 측정하기 위하여 전신계측기(WBC)를 이용하고 있다. 이 계측기는 인체 내 방사성핵종의 침적위치를 고려하여 다양한 측정 모드를 선택하여 측정할 수 있으나, 대부분 전신 모드를 적용하고 있다. 그런데 전신 모드를 적용한 내부방사능 측정값은 WBC 측정 모드 중에서 가장 보수적인 값을 나타내는 특성이 있고, 따라서 내부피폭 방사선량이 과대평가되는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 WBC, 팬텀, 표준 방사선원을 이용하여 WBC의 측정 모드별 방사능측정 실험을 수행하였다. 이 결과에 대해 통계적 분석방법을 적용하여 WBC의 상부 및 하부 검출기 계측비율에 따라 WBC의 측정 모드를 선정할 수 있는 정량적인 기준을 제시하였다.
종방향 모드 전송선로 이론을 이용하여 이중 샌드위치 Rib-형 도파로에 기초한 초소형 편광 무의존성 방향성 결합기 (PIDC)의 편광특성을 자세하게 탐구하였다. 제안한 초소형 방향성 결합기의 편광 무의존성 조건을 얻기 위하여 샌드위치 rib형 도파로의 굴절률과 두께에 때라 변하는 quasi-TE 모드와 quasi-TM 모드의 결합길이와 결합효율을 분석하였다. 수치해석 결과, 수백 마이크로미터 크기의 초소형 편광 무의존성 방향성 결합기는 이중 샌드위치 층의 구조적, 물질적 변수들을 잘 선택함으로써 구현할 수 있음을 보였다. 또한, 이중 샌드위치 rib형 도파로에 분포하는 기본 모드의 프로필이 방향성 결합기의 성능에 어떤 영향을 미치는지에 대하여 조사하였다.
금속박막이 포함된 측면 연마 광섬유 결합기의 편광 선택적 결합 특성에 관한 이론적 연구 결과를 보고한다. 직교 모드이론을 이용하여 다양한 구조 조건에서 소자의 결합 특성을 분석하였다. 금속 박막의 두께가 증가함에 따라 TE 모드사이의 결합의 세기는 급격히 약해지는 반면에 TM 모드의 결합의 세기는 커짐을 보였다. 높은 편광 소멸비와 낮은 삽입 손실을 가지는 편광 분리기의 설계 조건을 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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