파형 역산 또는 역시간 구조 보정과 같은 3차원 탄성파 자료 처리를 위해서는 3차원 파동 전파 모델링과 그에 따른 대량의 수치 계산이 필요하다. 본 연구에서는 3차원 주파수 영역 파동 전파 모델링을 이용해 제온 파이 가속기와 서버용 고성능 CPU의 성능 및 정확성을 비교하였다. 시간 영역 유한 차분법 알고리즘에 제온 파이의 특징을 고려하여 OpenMP 병렬 프로그래밍을 적용하였다. 주파수 영역 파동장을 얻기 위해서는 시간 영역 모델링과 동시에 푸리에 변환을 수행하였다. 3차원 SEG/EAGE 암염돔 속도 모델을 사용하여 주파수 영역 파동장을 생성한 결과, 제온 파이를 이용해 정확한 주파수 영역 파동장을 CPU 대비 1.44배 빠르게 얻을 수 있었다.
두 개의 마이크로 스트립 선로를 이용하여 결합한 유전체 공진기를 유한 차분 시간 영역(FDTD)법을 적용하여 3차원 해석을 하였다. 유전체 공진기의 표면은 곡면으로서, Noriaki model을 이용하여 정확하게 모델링 하였다. 일반적인 FFT에 의해 106.46 MHz의 주파수 해상도를 얻었지만 공진 주파수를 결정할 수가 없다. 따라서 1.00 MHz의 높은 주파수 분해능을 갖기 위해서 Pad 근사법과 Stoer-Bulirsch법을 적용하고 측정치와 비교하였다. 그 결과 Pad 근사법을 통하여 매우 정확한 공진주파수를 얻었다. 그리고 정현파를 인가하여 전자계 분포를 도시하였으며, 공진 모드가 $TE_{01{\delta}}$ 모드임을 알 수 있었다.
Film Bulk Acoustic Wave Resonator(FBAR) used in microwave region was analyzed with Finite Difference Time-Domain Methods(FDTD) in this paper. FBAR have been analyzed with one dimensional Mason model analysis or Finite Element methods(FEM), but the first couldn't analyze effect of area variation and spurious characteristics, the second had difficulty in element separation because of thin electrode. So in this paper FBAR was analyzed by Finite Difference Time-Domain Methods and it's results were transformed to frequency domain using Discrete Fourier Transform.
본 논문에서는 마이크로스트립 원형 슬롯 안테나가 광대역 특성을 갖기에 적합한 급전 방식을 제안하였다. 제안된 안테나는 방사 소자로써 원형 슬롯을 가지며, 급전 구조는 일반적인 50 $\Omega$ 마이크로스트립 급전 선로 종단에 원형 패치가 있는 형태로 이루어져 있다. 제안된 안테나를 시간 영역 유한 차분법 (FDTD method)을 이용하여 최적화한 후, 제작.측정하였다. 논문에서 제안한 안테나는 VSWR < 2를 기준으로 최대 1.94 octave의 광대역 특성을 얻을 수 있었다. 이는 기존에 발표된 마이크로스트립 슬롯 안테나보다 더욱 넓은 대역폭을 갖는 것이다.
A model analysis method has been developed in the paper. The method estimates the modal parameters of multiple input-output systems, assesses their quality, and seperates structural modes form computation ones. The modal parameter extraction algorithm is the least squares method with a finite difference model relating input and output time data. The quality of the estimated system model can be assessed in narrow frequency bands by comparing the measured and model predicted responses in time domain with the aid of digital filters. Structural modes can be effectively separated from computational ones using the convergence factor which represents the pole convergence rate. The modal analysis method has been applied to simulated and experimental vibration data to evaluate its utility and limitations.
본 논문에서는 LMDS용 평변형 안테나로 28 GHz에서 동작하는 LTS 안테나와 Vivaldi 안테나를 시간영역 유한차분법(Finite Difference Time Domain Method)를 이용하여 최적화한 후 제작 및 측정하였다. 부엽의 크기 를 줄이기 위하여 corrugation 구조를 설계한 평변형 안테나에 적용하여 FDTD 방법으로 최적화 한 후, 제작 및 측정하였다. 측정결과, corrugation 구조를 갖는 LTS 안테나와 Vivaldi 안테나의 부엽의 크기가 약 4 dB 감소됨을 확인하였다.
본 논문에서는 시간영역 유한차분법(FDTD)을 이용하여 서로 다른 두 원형 도파관의 정합을 위한 원형도파관 정합기를 해석하였다. 축대칭 구조이므로 3차원 문제를 2차원 문제로 변환한 2차원 FDTD 알고리즘을 사용하였고, 상대적으로 반경의 차이가 큰 불연속 도파관에 적용되는 두종류의 정합기를 제안하였다. 하나는 유전체가 부분적으로 채워진 정합기이고, 다른 하나는 테이퍼된 유전체봉이 삽입된 정합기이다. 제안된 정합기에서 정합기의 길이와 직경 및 유전체의 직경 등의 파라미터 변화에 따른 특성을 수치해석하여 비교하였다.
본 논문에서는 기존의 원형 링 마이크로스트립 슬롯 안테나의 협대역 특징을 개선하기 위해서 변형된 원형링 마이크로스트립 슬롯 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 비대칭 슬롯을 가지며 일반적인 마이크로스트립 라인으로 급전하였다. 이 안테나를 시간 영역 유한 차분법(FDTD)을 이용하여 최적화 한 후, 제작.측정하였다. 논문에서 제안된 안테나는 VSWR<2를 기준으로 1 octave 이상의 광대역 특성을 얻을 수 있었으며, 이는 기존의 원형 링 마이크로스트립 슬롯 안테나의 단점인 협대역 특성을 같은 크기에서 획기적으로 개선한 것이다.
마이크로웨이브 연속 건조기는 전자파를 사용하여 피건조물의 내부로부터 건조시키는 가열장치로서 주로 ISM 주파수 대역(915MHz와 2450MHz을 사용한다 피건조물의 연속적인 가열을 위해서는 건조체가 통과하는 입ㆍ출구가 개방되어야한다. 이러한 마이크로웨이브 연속 건조기는 응용 분야가 무한함에도 불구하고 균일 가열, 개방 공간 작업과 같은 기술적 제약으로 인해 가정용 마이크로웨이브 오븐 정도의 수준에 머물고 있는 상태이다. 본 논문에서는 2450MHz의 마이크로웨이브 주파수에서 동작하는 연속 건조기에 적합한 구조 설계를 위해 유한 차분 시간 영역(FDTD : Finite-Difference Time-Domain)법을 이용하여 건조기 내부와 외부의 전자계 분포를 해석하였다.
도파관에서 개구를 통하여 공동으로 마이크로파 전력이 전송되는 구조를 시간영역 유한차분법을 이용하여 해석하였다. 공동 내부에는 손실 유전체가 있으며, 결합 개구면으로부터 전달된 전력을 흡수하는 구조이다. 전원인가 방법으로 미소간격 전원과 프릴 전원 기법을 적용하여 해의 타당성을 확인하였다. 도파관과 공동의 크기 및 개구의 형태에 따라서 전장 분포 산출을 시뮬레이션하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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