• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권4호
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• pp.269-275
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• 2004

인체내부의 각 조직은 서로 다른 저항률(resistivity)분포를 가지며, 조직의 생리학적, 기능적 변화에 따라 임피던스가 변화한다. 본 논문에서는 주로 기능적 영상을 위한 임피던스 단층촬영 (EIT, electrical impedance tomography) 시스템의 설계와 구현 결과를 기술한다. EIT 시스템은 인체의 표면에 부착한 전극을 통해 전류를 주입하고 이로 인해 유기되는 전압을 측정하여, 내부 임피던스의 단층영상을 복원하는 기술이다. EIT 시스템의 개발에 있어서는 영상복원의 난해함과 아울러 측정시스템의 낮은 정확도가 기술적인 문제가 되고 있다. 본 논문은 기존 EIT 시스템의 문제점을 파악하고 디지털 기술을 이용하여 보다 정확도가 높고 안정된 시스템을 설계 및 제작하였다. 크기와 주파수 및 파형의 변화 가능한 50KHz의 정현파 전류를 인체에 주입하기 위해 필요한 정밀 정전류원을 설계하여 제작한 결과, 출력 파형의 고조파 왜곡(THD, total harmonic distortion)이 0.0029%이고 진폭 안정도가 0.022%인 전류를 출력 할 수 있었다. 또한, 여러개의 정전류원을 사용함으로써 채 널간 오차를 유발하던 기존의 시스템을 변경하여, 하나의 전류원에서 만들어진 전류를 각 채널로 스위칭하여 공급함으로써 이로 인한 오차를 줄였다. 주입전류에 의해 유기된 전압의 정밀한 측정을 위해 높은 정밀도를 갖는 전압측정기가 필요하므로 차동증폭기, 고속 ADC및 FPGA(field programmable gate array)를 사용한 디지털 위상감응복조기 (phase-sensitive demodulator )를 제작하였다. 이때 병렬 처리를 가능하게 하여 모든 전극 채널에서 동시에 측정을 수행 할 수 있도록 하였으며, 제작된 전압측정기의 SNR(signal-to-noise ratio)은 90dB 이다. 이러한 EIT 시스템을 사용하여 배경의 전해질 용액에 비해 두 배의 저항률을 가지는 물체(바나나)에 대한 기초적인 영상복원 실험을 수행하였다. 본 시스템은 16채널로 제작되었으나 전체를 모듈형으로 설계하여 쉽게 채널의 수를 늘릴 수 있는 장점을 가지고 있어서 향후 64채널 이상의 디지털 EIT시스템을 제작할 계획이며, 인체 내부의 임피던스 분포를 3차원적 으로 영상화하는 연구를 수행 할 예정이다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.1139-1146
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• 2001

일차원 매질에 대한 역산란법을 이용하여 테이퍼형 임피던스 정합선로를 설계한다. 역산란법으로 유전율 분포를 추정하는 과정에서 오타를 줄이기 위하여 위상 보정인자(PCF: Phase Compensation Factor)를 도입한다. 설계하고자 하는 정합선로와 동일한 반사특성을 갖는 가상(virtual) 일차원 유전체의 유전율 분포를 추정하여 정합선로를 합성한다. 이 설계법은 등가회로에 대한 회로망 이론을 적용하지 않고 임의의 대역 특성을 갖는 정합선로를 설계할 수 있다. 주파수 영역의 반사계수를 사용함으로써 시간 영역의 반사계수를 사용하는 설계법에서 필연적으로 나타나는 오차를 피할 수 있다.

• 전기전자학회논문지
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• 제2권1호
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• pp.15-23
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• 1998

본 논문에서는 DGFET를 이용한 초고주파용 분포형 믹서가 연구되었다. 분포형 믹서 회로는 게이트, 드레인 전송선로와 입, 출력단에서 정합회로 및 DGFET들로 구성된다. RF와 LO신호가 각 게이트 전송선로의 입력 단에 인가되면, DGFET의 전달 컨덕턴스를 통해 드레인 전송선로로 전달되며, 각 드레인단의 출력된 신호들은 설계에 따라 동위상으로 더해지게 되고, 이러한 형태의 믹서는 변환이득을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 각 소자의 임피던스가 전송선로에 흡수되므로 초광대역을 특성을 갖는다. 또한, 보다 높은 주파수까지 광대역 특성을 갖게 하기 위해서 각 전송선로의 입 출력 단에 m-유도 영상 임피던스 개념을 도입하여 입 출력 단을 정합 하였다, 이러한 분포형 믹서를 마이크로스트립 기판 위에 설계 및 제작하였고 광대역 특성 및 변환이득, RF/LO 분리도 등을 컴퓨터 시뮬레이션 및 실험을 통해 검증하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.713-721
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• 2001

본 논문에서는 이미 설계된 기생 패치 구조와 적층 구조 광대역 마이크로스트립 안테나에 평행 결합 선로 형태의 광대역 임피던스 정합 회로를 결합하여 쉽게 추가적인 대역폭 증가를 이룰 수 있음을 제안하였다. 평행결합 선로 형태의 광대역 임피던스 정합 회로 설계를 위하여 분포 회로 방식의 반복적인 방법을 제시하였고, 설계.제작한 안테나의 측정 결과 기생 패치 구조와 적층 구조에서 각각 약 1.6배 1.5배의 추가적인 임피던스 대역폭 증가를 이룰 수 있었다. 그리고 방사 패턴과 측정된 이득을 보면 평행 결합 선로의 결합으로 인한 방산 패턴에서의 큰 변화는 보이지 않았지만, 이득에서는 평행 결합 선로 부분의 커플링 손실로 인해 최대 이득이 약 1 dB와 0.5 dB 정도 감소하는 것을 확인할 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제3권1호
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• pp.7-12
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• 2000

본 논문은 3차원 탄성파자료로부터 저류층의 공극율 분포를 파악하기 위한 자료 전처리 및 역산법에 대한 연구이다. 전처리과정은 음파 및 밀도 검층기록에서 도출한 반사계수 시계열을 사용하여 탄성파기록의 진폭을 보정하는 공정이다. 연구지역에서 획득한 8개의 검층기록과 그 위치의 탄성파 기록으로부터 산출된 보정함수를 크리깅(kriging)하여 모든 탄성파기록의 보정함수를 산출하였다. 일정 대역폭을 보유한 탄성파기록으로부터 검층과 같은 광대역 임피던스 시계열을 도출하기 위해서는 한정된 대역폭의 탄성파 기록에서 손실된 저주파와 고주파 성분을 복구하여야 한다. 본 연구에서는 autoregressive(AR) 방법을 사용하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.60-67
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• 2004

본 논문에서는 디세그멘테이션 기법을 이용하여 사각 링 패치 안테나를 해석하였으며, 그린함수로부터의 직사각형 세그먼트의 임피던스 계산과 평면 전자기 구조체에 대한 디세그멘테이션 방법이 논의되고 있다. 사각 링 캐버티는 큰 사각형 캐버티에서 작은 사각형 캐버티를 빼낸 구조이므로, 사각형 캐버티에 대한 그린함수의 항으로 표현된 각각의 임피던스 행렬들에 다 단자 결합법을 적용하여 사각 링 캐버티의 전체 임피던스 매트릭스를 구한다. 전자계는 8개 경계조건을 만족하는 벡터 포텐셜로부터 구할 수 있다. 각 에지에서의 전자계 분포는 여기된 모드에 따라 막대 그래프로 표현하였다. 이 결과를 이용하여 사각 링 패치 안테나의 동작모드를 분석할 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권4호
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• pp.249-256
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• 2019

이 논문은 재료의 전기 전도도 분포를 재구성하는 전기임피던스 단층이미지 기법(electrical impedance tomography; EIT)을 제시한다. 이 문제는 구조물 표면의 전극에서 측정된 전위와 계산된 전위의 차를 최소화하여 전기 전도도의 공간적 분포를 재구성하는 최적화 문제로 정의된다. 전류 입력 시 전위를 구하는 정해석 문제의 수학적 모델로서 완전전극모델(complete electrode model; CEM)을 사용하였다. 완전전극모델은 전기 포텐셜에 대한 라플라스 방정식과 전류 입력에 따른 경계조건들로 구성되는 경계값 문제이다. 완전전극모델 해의 정확성을 검증하기 위하여 유한요소법을 이용해 구한 원형 구조물의 전위해와 Technology Computer Aided Design(TCAD) 소프트웨어를 사용해 얻은 결과를 비교하였다. 완전전극모델의 지배방정식과 경계조건을 구속조건으로 하는 최적화 문제를 라그랑주 승수법(lagrange multiplier method)을 이용해 비구속 최적화 문제로 전환하고 라그랑지안의 1차 최적화 조건으로부터 전극에서의 전위 차를 최소화하는 최적의 전기전도도 분포를 도출하였다. 원형 균일영역의 전기 전도도 분포를 재구성하는 역해석 예제를 통해 완전전극모델 기반 EIT 프레임워크의 적용성을 검토하였다.

• 한국음향학회지
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• 제18권4호
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• pp.65-70
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• 1999

고유모드분포가 다른 정형(직방체), 부정형 잔향실을 해석대상으로 선정, 각각의 모델에 대한 음압의 공간편차에 대하여 유한요소법을 이용한 수치계산으로 검토하였다. 그 결과, 잔향실 내표면의 임피던스가 무한대인 경우는 주파수대역에 따른 편차가 부정형 잔향실이 작게 나타났다. 반면, 임피던스가 유한한 경우는 직방체 잔향실도 2변 혹은 3변의 치수가 같거나 정수배인 것을 제외하면 편차가 부정형 잔향실과 같은 정도라는 것이 확인되었다.

• 한국음향학회지
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• 제17권2호
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• pp.25-31
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• 1998

본 연구에서는 자동차 유리판에 초음파 대역 진동을 효율적으로 발생시킬 수 있는 압전 액츄에이터를 개발하고자 하였다. 자동차 유리판을 단순지지 평판으로 가정하였으며, 액츄에이터로는 PZT 진동자를 사용하였다. 유한 요소법(Finite Element Method)을 통하여 유리판의 최적 공진 주파수와 유리판에 부착할 압전 진동자의 구조 조건인 최적 위치와 개 수를 결정하였다. 설계 결과에 따라 자동차 유리판에 압전 진동자를 부착하여 임펄스 응답 해석(impulse response analysis)과 임피던스 해석(impedance analysis)을 수행하여 구동 주 파수를 확인하였다. 그 결과, 이 주파수로 가진하여 유리판 전면에 걸쳐 고른 초음파 진동이 분포함을 확인하였으며, 나아가 전기적 임피던스 매칭(impedance matching)을 통해 더 큰 효율의 진동을 발생시킬 수 있었다.

• 설비공학논문집
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• 제6권4호
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• pp.344-353
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• 1994

This study numerically analyzed the dynamic characteristics of the frequency response on the pneumatic transmission line with load impedances. The pressure transfer function is represented by the distributed parameter line model. To validate the mathematical approximations of Bessel function ratios, the results of frequency response in a blocked line were compared with those obtained by the Infinite-product, Brown's and Square-root approximations. Special emphasis was given to the frequency response characteristics on the pneumatic transmission line with load impedances. Computations were carried out for the wide range of parameters in terms of load capacitance ratio and load resistance ratio. The present results indicated that the theoretical model is capable of accurately predicting the frequency response characteristics for any configuration of a fluid transmission line.