복사구조(안테나 구조)에서 물리적 구조의 크기가 작아질수록 안테나 구조로부터 실제 복사전력은 점차 줄어들고 리액티브 축적(reactive stored) 에너지가 증가하게 되면서 안테나 구조로서의 복사효율이 매우 열화된다는 것은 널리 알려진 사실이다. 하지만 양자역학 분야에서의 quantum radiation의 예로서 라이만, 발머, 파셴 계열의 복사를 생각해 보면, 이러한 quantum radiation의 경우, 복사체인 원자구조의 크기는 빛 파장의 수백분의 일에 지나지 않으면서도 복사가 잘 일어난다. 이러한 사실로부터 우리는 보다 작은 소형 안테나 구조를 기대할 수 있지 않을까$\ulcorner$ 본 글에서는 이러한 문제에 대하여 최근에 제기된 질문들과 이와 관련된 문제들에 대하여 간략히 살펴보고자 한다.
열처리로에 적용되는 소형 축열식 복사관 버너시스템에 사용될 축열기를 설계, 제작하고 그 성능을 실제 축열식 복사관 버너시스템에서 평가하였다. 좁은 튜브간 간격을 갖는 U형 복사관에 축열기를 적용하기 위하여 상하단 단면적이 다른 축열기를 설계, 적용하였다. 구형축열체를 사용하는 2만 ㎉/hr급 축열기를 기존에 개발된 축열기 해석코드를 이용하여 설계, 제작하였으며, 축열기 전후단의 온도 및 압력을 실시간으로 측정하였다. 실험결과를 축열기 해석코드로부터 얻은 배가스의 배출온도와 공기의 예열온도를 비교하여 해석코드의 정확도를 검증하였다. 이론적으로 예상된 성능은 80%의 온도효율과 70%의 배열회수율이 얻어졌으나, 실험적 결과로부터는 온도효율이 80%, 배열회수율이 69%가 얻어졌다. 가장 큰 성능차이는 배가스의 배출온도였는데, 이는 실제 시스템에서 열손실에 의한 축열기로의 배가스 유입온도 하락과 실제 운전에서의 공기/배가스 유량의 증가에 의해 기인된다고 판단된다.
본 논문에서는 기존의 멀티캐스트 패킷 교환기의 문제점에 대한 개선 방안을 제안한다. 오버플로우에 의해 야기 되는 입력포트의 공평성 문제는 임의의 입력 포트로부터 복사 수를 가산 할 수 있는 동적 시작점 결정기에 의해 해결된다. 시작점은 매 타임 슬롯 마다 입력 버퍼의 점유도와 이전 타임 슬롯의 오버플로우를 기반으로 가변 된다. 입력 버퍼의 점유도를 이용함으로서 제안된 복사망은 기존의 방식에 비해 입력 트래픽의 변동에 대하여 우수한 적응성을 제공한다. 동적 시작점 결정기는 입력 트래픽의 양에 따라 복사 요청의 수를 제어하며 이것은 복사망의 전체 스루풋을 제고하는 필수적인 기능 이다. 오버플로우 발생시에 멀티캐스트 스위치의 스루풋을 향상시키는 호-분할(call-splitting) 방식도 동적 시작점 결정기에 의해 제공된다. 동적 시작점 결정기의 하드웨어는 고속 동작에 적합한 단순한 구조로 도출된다. 제안된 방식의 성능 평가를 위해 다양한 트래픽에 대한 모의 실험 결과가 제공된다.
복사 형상계수를 계산하는 새롭고도 간단한 수치적 방법이 개발되었다. 유한선분 적분법은 윤 곽적분을 이용하며, 윤곽은 유한한 수의 선분으로 구성된 것으로 가정한다. 미소면적으로부터 유한면적까지의 복사 형상계수는 적분로 상의 절점의 좌표값에만 관계되며, 전자 계산기에 쉽게 프로그램 될 수 있다. 가우스의 적분을 이용하여 두 유한 면적사이의 복사 형상계수를 구한다. 미소 면적에서 원판까지, 두 개의 평행원판 사이, 및 두 개의 직사각형 사이의 복사 형상계수를 구하여 엄밀해와 비교하여 유한선분 적분법의 정확성이 우수함을 보였다. 단위구와 단위 정사 각형에서 타원체까지의 보가 형상계수의 값도 구하였다.
(사)비즈니스기계·정보시스템 산업협회(JBMIA)에 따르면, 일본 및 세계 경제환경이 실질 GDP 플러스성장이 이어지면서 사무기기의 일본내 출하 금액은 컬러복사기·복합기가 순조롭게 나아가 2006년에 6410억 엔(전년비101.6%), 2007년에 6571억 엔(동 102.5%)의 견조한 신장을 나타낼 것으로 예측된다. 사무기기의 해외 출하금액은 일본과 마찬가지로 컬러복사기·복합기의 호조에 힘입어 2006년에 1조2486억 엔(전년비 103.1%), 2007년에 1조2911억 엔(동 103.4%)으로 예측했다. 이 결과 향후 2년간의 사무기계 총 출하금액은 2006년이 1조8895억엔(전년비 102.6%), 2007년이 1조9482억 엔(동 103.1%)으로 예측되며, 2조엔 규모를 목전에 두고 있다.
정지궤도에서는 세계 최초의 해양관측위성으로 개발된 정지궤도 해양위성(GOCI, Geostationary Ocean Color Imager)은 통신해양기상위성(COMS, Communication, Ocean and Meterological Satellite)의 탑재체로서 2009년말 발사 예정이다. 정지궤도 해양위성의 복사보정은 센서의 전기적 특성에 의한 잡음을 제거하기 위한 암흑전류 교정(Dark Current Correction)을 먼저 수행한 다음, 주운영지상국인 해양위성센터(KOSC, Korea Ocean Satellite Center)에서 수신된 위성의 원시자료의 Digital Number(DN)를 실제 해양원격탐사에서 이용하는 물리량인 복사휘도(Radiance, $W/m^2/{\mu}m/sr$)로 변환하는 복사보정을 수행한다. 정확도 높은 복사보정을 수행하기 위해서는 기준광원의 복사휘도와 센서의 물리적 특성을 정확하게 알아야 한다. 정지궤도 해양위성 궤도상 복사보정(on-orbit radiometric calibration)에서는 태양이 기준광원이기 때문에, 기준 태양복사모델(Thuillier 2004 Solar Irradiance Model)에서 지구-태양간 거리 변화(1년 주기)를 보정한 태양의 방사도 (Irradiance)를 이용하고, 태양입사각에 대한 태양광 확산기의 감쇄 특성 변화를 고려하여 센서에 입력되는 복사휘도를 계산한다. 센서의 물리적 특성으로 인한 복사보정의 오차를 줄이기 위해 우주방사선 및 우주먼지(space debris)로 인해 위성 운용기간 중 그 특성이 저하되는 태양광 확산기(solar Diffuser)의 특성변화를 모니터링하기 위한 DAMD(Diffuser Aging Monitoring Device)를 이용한다. 정지궤도 해양위성 주관운영기관인 한국해양연구원의 해양위성센터에서는 정지궤도 해양위성 복사보정을 수행하기 위한 S/W를 통신해양기상위성 자료처리시스템 개발사업의 일환으로 개발하였으며, 관련 성능 시험을 수행하고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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