기존의 공진산란이론에서는 하나의 모드에 대한 부분파 산란장이 주파수에 대하여 급격히 변하는 공진성분과 서서히 변하는 배경성분의 합으로 이루어졌다고 가정하고 적당한 배경성분을 제거하여 공진성분을 추출했다. 최근에 음향학 분야에서 산란 5-함수의 곱셈전개에 근거를 둔 새로운 공진 산란이론이 개발되어 왔다. 산란장이 공진성분과 배경성분 이외에 이들의 상호간섭성분으로 구성되어 있다고 제안한 이 이론은 공진성분의 크기뿐만 아니라 위상스펙트럼을 정확하게 얻게 해 주었다. 전자기파 분야에서는 유전체로 코팅된 도체 구 혹은 원통의 산란문제에 이 이론이 성공적으로 적용되었다. 본 논문에서는 유전체 실린더의 전자기파의 산란문제로 이 이론을 확장하고 수치계산으로 그 유효성을 검증했다.
공진산란이론은 산란장의 공진현상을 물리적으로 해석해주는 이론으로, 산란장은 공진성분과 비공진성분 즉 배경성분으로 구성되어 있다고 가정한다. 따라서 공진 성분을 산란장으로부터 추출하기 위해서는 정확한 배경성분을 구하는 과정이 필요한데, 본 연구에서는 원통형 유전체와 공동에 의한 산란장으로부터 공진성분을 얻기 위한 배경성분을 제시하고, 수치 계산을 수행하여 타당성을 확인하였다.
Allium속 작물의 방향성 성분을 분석하고 방향성 성분이 고자리파리 산란에 미치는 정도를 조사하였다. Allium속 작물의 주요 방향성 성분은 sulfide계 화합물로 이들이 차지하는 비율은 마늘(66.1%), 대파(66.1%), 쪽파(62.3%), 양파(39.2%) 및 부추(4.2%)순으로 나타났다. 한편 지금까지 보고된 바 없는 cyclooctasulfur가 소량으로 대파, 쪽파, 풋마늘에 존재함이 확인되었다. 용매에 의한 조추출물이 고자리파리의 산란에 미치는 정도는 dichloromethane의 경우 마늘(32.1%)과 부추(7.2%)에서 최고와 최저를 나타내었으며, 증류수를 통한 조추출물은 쪽파(29.7%)와 부추(12.3%)에서 최고와 최저를 나타내었다. Allium속 방향성 성분을 회석하는데 선발할 유기용매에 대한 산란 반응은 ethyl alcohol(52.5%)과 ether(5.9%)에서 최고와 최저를 나타내었다. Diallyl disulfide(1%)를 이용하여 방향성물질의 양에 따른 산란정도는 20 ${\mu}(26.6%)$ 100 ${\mu}(14.0%)$에서 최고와 최저를 나타내었다. Sulfide계 화합물을 중심으로 한 산란선호성은 농도에 따라 다르게 나타나, allyl sulfide(17.2%)와 acethylthiophene(0.8%)에서 최고와 최저를 나타내었고, 100% 농도의 경우 ethyl alcohol이 43.3%로 많은 산란을 하였다. 방향성 성분의 농도별 산란은 sulfide 화합물의 경우 주로 I% 농도에서, ethyl alcohol은 고농도에서, 그리고 기타 성분은 각기 다른 농도에서 산란선호성을 보였다. 특히 100% 농도는 dimethyl disulfide와 ethyl alcohol를 제외하고는 수분만을 포함한 모래를 사용한 대조구보다 낮은 산란선호성을 보였다. 다양한 종류의 휘발성 물질에 대한 반응은 furfuryl mercaptan에 46.9%의 많은 산란 반응을 나타내었다.
본 논문에서는 인쇄회로기판에 있는 Au 패드의 표면 조도와 산란 현상의 상관 관계를 연구하였다. 여러 가지 Au 패드에 대해 입사각을 달리하여 산란 각도 별 산란 분포를 측정하였으며, 표면 조도와 정반사 성분의 관련성을 이용하여 정반사 성분과 난반사 성분을 분리하였다. 최종적으로 분리된 난반사 성분을 physics based model에 곡선 맞춤을 수행하여 주요 산란 인자들을 추출하였으며 측정된 산란 인자와 비교를 통해 모델의 정확성을 확인하였다.
목적: 삼중에너지창 산란보정 방법(triple energy window method, TEW)을 위해 사용하는 인접된 산란에너지창은 산란을 부적당하게 평가할 수 있다. 본 연구의 목적은 인접된 산란에너치창을 사용하지 않고, TEW의 단점을 보완하는 개선된 삼중에너지창 방법(extended triple energy window method, ETEW)으로 확장하는 것이다. 대상 및 방법: TEW에서 사용하는 인접된 산란에너지창은 주에너지창의 설정에 따라 산란성분을 과소평가하거나 과대평가할 수 있다. 이에 비해 ETEW는 주에너지창에 인접되지 않는 산란에너지창을 사용하여 TEW를 광범위하게 사용할 수 있도록 확장한 방법이다. 본 연구에서는 cold sphere들 또는 hot sphere들을 가진 원통형 물팬텀과 점선원들에 대한 몬테칼로 시뮬레이션을 실행하여 ETEW와 TEW를 비교 평가하였다. 또한 다양한 주에너지창 너비들(10%, 15%, 그리고 20%)을 이용하여 시뮬레이션을 실행하였다. 데이터 분석을 위해서 영상대조도, %회복계수, 정규화된 표준편차를 계산하였다. 결과: TEW와 ETEW 모두 산란보정전보다 영상대조도와 %회복계수를 개선시켰다. 그러나, TEW에 의해 추정된 산란성분들은 10%, 15%, 그리고 20%의 주에너지창 너비들에 대해 시뮬레이션이 된 산란성분들의 참값에 비례하지 않았으나, ETEW는 참값에 직접으로 비례하는 산란성분들을 추정하였다. 결론: 본 연구는 기존의 TEW 산란보정 방법이 가지고 있던 단점을 보완하여 ETEW 방법으로 확장하였다.
최근 산란함수의 곱셈전개에 근거를 둔 새로운 공명 산란이론이 개발되어 공명성분의 크기와 위상을 수치적으로 정확하게 얻게 해 주었다. 또한 음파분야에서는 공명스펙트럼을 얼기 위해 MIIR 라는 실험방법을 개발되어 사용하여 왔다. 본 논문에서는 원통형 유전체에 의한 산란장 문제에 공진 산란이론을 적용하여 공진 주파수를 얻고, MIIR 의 실험 모델에 수치 해석방법인 FDTD를 적용하여 이로부터 역으로 유전율 등에 관한 정보를 얻기 위한 산란장 스펙트럼을 예측하였다.
일반양식어(2배체)에 비해 사료효율이 높고, 성장율이 좋은 3배체잉어에 대한 식품학적 기초자료를 얻고자 비산란기 2배체잉어와 3배체잉어의 식품성분을 비교$\cdot$검토하였으며 아울러 산란기 2배체잉어와도 비교하였다. 일반성분은 비산란기 2배체잉어 및 3배체잉어가 산란기 2배체잉어에 비하여 수분함량은 낮았으며 조지방은 오히려 높았다. 배쪽육 및 등쪽육의 총유 리아미노산함량은 비산란기 2배체잉어가 각각 363.0mg/100g, 357.8mg/100g으로 가장 많았고, 다음으로 3배체잉어 (346.1mg/100g, 333.4mg/100g), 산란기 2배체잉어(329.5mg/100g, 326.0mg/100g)의 순이었다. 시료어 및 근육의 종류에 관계없이 함량이 많은 유리 아미노산으로는 histidine, taurine, Iysine 및 glycine 등이었고, 이들은 전체의 $77.5\~83.2\%$를 차지하였으며, 그 중에서도 특히 histidine 함량이 많았다. 핵산관련물질함량은 시료어 및 근육의 종류에 관계없이 IMP함량($179.4\~198.4mg/100g$)이 가장 많았고, 다음으로 ATP함량이 많았으며, ADP, AMP, inosine 등은 미량 검출되었다. 시료어 및 근육의 종류에 따른 핵산관련물질함량의 차이는 거의 없었다. 총creatinine함량은 근육종류에 관계없이 거의 유사하였으나, 시료어간에 있어 서는 비산란기 2배체잉어가 함량이 가장 많았고, 다음으로 3배체잉어, 산란기 2배체잉어의 순이었다. betaine함량은 $63.5\~66.1mg/100g$으로 시료간에 거의 차이가 없었으며 TMAO는 모든 시료구에서 미량 검출되었다. 함량으로 미루어 보아 3배체 잉어의 맛에는 유리아미노산, 핵산관련물질 및 총creatinine의 순으로 관여하리라 생각된다. 3배체잉어의 총구성아미노산함량은 근육의 종류에 관계없이 비산란기 및 산란기 2배체잉어에 비하여 약간 적었으나 큰 차이는 없었다. 무기질에 있어서는 3배체잉어가 비산란기 2배체잉어에 비하여 인 및 철의 함량은 약간 적었으나 칼슘의 함량은 오히려 많았다. 이상의 결과로부터 3배체잉어는 비산란기 2배체잉어와 비교하여 볼 때 맛성분 및 영양성분에 약간 적었지만 큰 차이는 없었고, 산란기 2배체잉어보다는 그 함량이 많아 성(性)적 성숙기 및 산란기가 없는 3배체잉어는 식품원료학적으로 가치 있다는 결론을 얻었다.
본 논문에서는 나노 래핑 표면의 형상과 레이저산란 패턴 사이의 실험적 모델링에 관한 연구를 하였다. 우선, 반사표면에서 나타나는 산란광 속성들을 고찰하여 암시야 기반의 레이저산란 검사 메커니즘을 구성하였다. 이 메커니즘을 이용한 레이저산란 패턴 분석의 경우, 나노 래핑 표면 형상으로부터 산란된 레이저산란 성분은 불규칙하게 사선형태로 교차됨을 알 수 있다. 또한, 실험 계획법을 기반으로 도출된 매개변수로 적용된 최적의 레이저산란 영상에서 나노 래핑 표면 거칠기와 레이저산란 성분 사이의 상관관계를 회귀분석법을 이용하여 수학적 모델링을 시도 하였다. 이 모델의 검증을 위해 나노 래핑 표면 3 종류의 거칠기에 대해 50 번의 반복실험을 수행한 결과, 제시된 수학적 모델은 실제 거칠기 값에 근접하게 추정할 수 있음을 보였다.
연안의 굴 양식장은 레이더 영상에서 강한 산란체로 나타나며, 긴밀도 높은 레이더 간섭쌍을 제공한다. 굴 양식장에서 일어나는 강한 신호의 간섭위상과 반사강도를 이용하여 조위를 관측하는 방법이 개발된 바 있다. 레이더를 이용한 조위 측정방법은 이중 반사가 일어나는 굴 양식장에서 적용되어야 한다. 이 논문에서는 굴 양식장 구조물에서 일어나는 산란의 특징을 분석한다. 실내실험은 다중편파 Ku-밴드를 이용하여 전파암실에서 축소된 산란체를 제작하여 수행하였다. 산란체의 수직막대로부터 돌아오는 신호는 수평 막대로부터 돌아오는 신호보다 10.5 dB정도 강하게 나타났다. 단일 반사 성분은 이중 반사 성분과 유사한 정도로 큰 값을 나타냈으나 안테나의 관측방향에 매우 민감하였다. 또한 수직막대의 높이가 증가함에 따라 이중 반사 성분이 비례하여 증가하였고, 이중 반사 성분이 조위관측에 더 유용하게 이용될 수 있음을 확인하였다. L-밴드 AIRSAR 영상을 단일 반사와 이중 반사, 체적산란으로 분류하였다. 그 결과 굴 양식장에서는 항상 이중 반사만이 일어나고 있는 것은 아닌 것으로 나타났다. 해수면 위로 노출된 굴 양식장에서는 이중 반사가 우세하게 일어나지만, 조위가 낮아 바닥의 조간대 면이 공기 중에 노출되면 단일 반사 성분이 주요 산란 특징으로 나타났다. 전자의 경우 단일 반사와 이중 반사의 비율은 0.46인 반면, 바닥면이 노출된 경우에는 이 비율이 5.62로 급격히 증가하는 것을 알 수 있다. DInSAR 기술을 이용한 조위 관측을 위해서는 이중 반사가 우세하게 일어나는 지역을 선정하여야한다.
본 논문에서는 다중 산란 현상을 해석할 수 있는 2차원 양방향 포물선 방정식 알고리즘을 제안했다. 본 논문에서 제안한 방법은 단일 산란 근사의 연속적인 적용에 바탕을 두고 있다. 각각의 거리 독립 구역의 수직 경계에 연속 조건을 적용하여 단일 산란 근사와 Split-Step Pade 법으로 거리 방향으로 전진해 가며 외향파를 계산하고 내향파 성분은 저장한다. 이어서 저장된 내향파 성분을 역 거리 방향으로 역 전파 시키고 경계에서 외향파 성분을 저장한다. 이러한 과정을 전진 방향을 바꾸어 가며 해가 수렴할 때까지 반복하여 완전 해를 계산한다. 본 논문에서 제안된 방법은 기존의 방법 [J. F. Lingevitch et al., 5. Accost. Soc. Am. 112(2), 476-480 (2002)] 에 비해 수치적으로 구현하기 간단하며 전산자원 소모가 적다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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