• 한국음향학회지
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• 제9권4호
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• pp.18-32
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• 1990

최근 신호 처리 기기와 센서로서 각광을 받고 있는 SAW Device 는 때론 목적에 따라 수중에서 사용해야 할 때가 있다. 그러나 유체내의 고체 표면을 전파하는 표면파의 경우, 유체내로의 에너지 손실로 인해 설계상에 많은 어려움을 주고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 어려움을 극복할 수 있는 최적 설계법으로서, 컴퓨터 모형해석을 통해 수중에서 압전물질에 의한 표면파의 최대 발진 효율, 최소 전파 감쇄율, 그리고 pure mode 전파를 이룰 수 있는 SAW Device 의 최적 geometry, 즉 초적 압전 결정 평면, 표면과 전파 방향, 그리고 무차원 전파 계수 들을 구하였다. 본 논문에서는 표면파가 전파하는 고체 재료로서 PZT와 PVDF 적층, 그리고 쇠 하부층을 사용하였으나, 이 설계법은 임의의 유체층과 고체층의 조합에도 적용할 수 있다. 동일한 기술은 수중음향 계측기, antifouling, 그리고 산업 및 의료 분야 등에 쓰이는 센서와 발진기의 설계에도 바로 응용할 수 있다.

• 한국해양공학회지
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• 제22권2호
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• pp.65-71
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• 2008

Recently, many researches in relation to data transmission with faster speed and greater volume, many researches have been carried out on sonar systems for underwater communication. According to these researches, an acoustic transducer for underwater communication requires wide bandwidth properties. In domestic researches for underwater communication sonar, an operating frequency in the range of $20{\sim}40\;kHz$ is used. In this paper, we propose anon-resonance type acoustic transducer for underwater communication. The TVR (transmitting voltage response) characteristics increased linearly as the frequency increased, and the RVS (receiving voltage sensitivity) characteristics were constant as the frequency increased. Traditional techniques for wide bandwidth transducershave a limit and a transmission loss difference at lower and higher frequency operating ranges. In this paper, the new transducer proposed decreased the transmission loss under some conditions. It was optimized with the FE analysis tool (ATILA) and evaluated using the TVR and the RVS characteristics in the range of $10{\sim}90\;kHz$. The value of TVR was 138 dB at 20 kHz and 148 dB at 40 kHz, and the differences was 12 dB. The value of RVS was $195{\pm}2\;dB$ and nearly constant. From theseresults, it is certain that the developed transducers can be used for an underwater communication network in the 1.3 km range with both a 20 kHz bandwidth and 30 kHz center frequency.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권11호
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• pp.981-988
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• 2016

브레이크 동력계는 브레이크의 성능을 시험하는 장치로 시험구역, 기계적 관성구역, 전기모터 및 제어구역으로 구성된다. 혼성동력계는 기계적 관성 구역의 크기를 줄이고 전기모터를 이용하여 브레이크 작동에 따른 기계적 관성의 손실을 보상하는 방식으로 상대적으로 작은 기계적 관성 크기와 적은 비용으로 시험이 가능한 장점이 있다. 본 논문에서는 공간적 제약이 있는 실험실에 적절한 혼성동력계를 설계하였고, 설계된 혼성동력계에서 마찰계수 변화 등 주요 설계변수가 혼성동력계 제동성능에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구를 통해 축소된 기계적 관성에 의한 에너지 손실을 보상하기 위한 전기 모터의 토크를 측정하면 마찰재의 불량여부를 판단 할 수 있는 결과를 얻었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제40권3호
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• pp.1-9
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• 2003

본 연구에서는 1-단자 표면탄성파 공진기를 적용한 사다리형 구조 필터에 대한 전극 두께, 공진기의 반사기 하중 및 정적 정전용량비에 따른 주파수 응답특성의 고찰이 이루어졌으며, 최적화된 매개변수를 이용하여 송신 및 수신단용 RF 필터를 제작하였다. 제작된 필터는 800㎒ 대역 이동통신 시스템에 적용 가능하며, 외부회로에 의한 임피던스 정합이 필요하지 않다. 36°LiTaO₃ 압전기판 위에 Al-Cu(W 3%) 전극을 형성하여 제작하였으며, 3.8㎜×3.8㎜×1.5㎜세라믹 패키지에 실장되었다. 통과대역(25 ㎒)에서의 최소 삽입손실은 2.3 dB, 3-dB 대역폭은 약 33 ㎒, 통과대역 리플은 0.5 dB 미만이며, 약 30 dB 이상의 저지대역 감쇄를 확보할 수 있었다. 또한, 제작된 RF 필터의 내전력성 및 온도 변화에 따른 주파수 응답특성 실험을 통해 약 3.5 W의 내전력성과 -20℃∼80℃에서 최대 0.09 dB/℃의 3-dB 삽입손실 변화를 측정할 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제37권1호
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• pp.37-43
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• 2017

초음파탐상법을 이용하여 마이크로미터의 크기 작은 결함을 검출하기 위해서는 높은 공진주파수와 큰 분해능의 초음파 변환기가 필요하다. 초음파 변환기의 공진주파수와 분해능은 변환기에 사용된 압전소자의 두께, 후면재 및 탐상 시스템 간의 전기 임피던스 정합과 밀접한 관련이 있으며, 이 중 전기 임피던스 매칭은 초음파 변환기와 초음파탐상 시스템 사이의 서로 다른 입 출력단을 연결하는 과정에서, 두 연결단의 전기적 임피던스 차이에 의한 에너지 반사와 손실을 줄이는 중요한 역할을 한다. 임피던스 정합에서 흔히 많이 사용하는 방법은 LC-정합회로이다. 이러한 LC-정합을 통해 탐상 시스템과 초음파 변환기의 전기 임피던스를 $50{\Omega}$으로 맞추어 두 연결단 사이의 임피던스 차이를 보정해 줌으로서 초음파 변환기에서 발생되는 전기신호의 손실을 줄 수 있다. 본 연구에서는 15 MHz의 공진주파수를 가지는 광대역 수침형 초음파 탐촉자를 제작하고 광대역 특성을 갖는 초음파 변환기를 위한 LC 임피던스 정합법을 적용하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.766-770
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• 2007

In this study, in order to develop low temperature sintering ceramics for multilayer piezoelectric actuator, $0.07Pb(Mn_{1/3}Nb_{2/3})O_3-xPb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3-(0.93-x)Pb(Zr,Ti)O_3$ ceramics system were fabricated using $Li_2CO_3-Bi_2O_3-CuO$ sintering aids and the specimens were sintered at $930^{\circ}C$. Thereafter, their piezoelectric and dielectric characteristics were investigated according to the amount of PNN substitution. At 9 mol% PNN substitution, density, electromechanical coupling factor ($k_p$), dielectric constant, mechanical quality factor ($Q_m$) and piezoelectric constant ($d_{33}$) showed the optimum value of $7.86g/cm^3$, 0.60, 1640, 1323 and 387 pC/N, respectively. It is considered that these values are suitable for piezoelectric divece application such ad multilayer piezoelectric actuator and ultrasonic vibrator with pure Ag internal electrode.

• 센서학회지
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• 제8권2호
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• pp.108-114
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• 1999

표면 탄성파 가스센서는 소자의 크기가 작고, 값이 싸며, 가스에 대한 감도가 매우 높고 소자의 신뢰도가 높은 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는, $LiTaO_3$ 단결정 압전기판 위에 이중지연선을 갖는 표면 탄성파 $NO_2$ 가스센서를 설계 및 제작하였다. 제조된 IDT의 커패시턴스는 79.3MHz의 주파수에서 326.34pF였다. 임피던스 매칭이 된 IDT의 반사손실은 79.3MHz의 주파수에서 최대인 -16.74dB로 나타났다. SAW 발진기를 성하여 고주파증폭기의 이득을 적절히 조정함으로써 안정된 발진이 이루어짐을 확인하였다. SAW 발진기의 $NO_2$ 가스에 대한 발진주파수의 변이는 28Hz/ppm으로 나타났다.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권9호
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• pp.709-714
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• 2004

우수한 압전 특성을 나타내는 것으로 알려진 Mn 첨가 PMN-PZT의 저온소결 첨가제가 실험되었다. 저온소결 첨가제로는 B$_2$O$_3$가 사용되었고 소결온도와 B$_2$O$_3$ 첨가량의 변화가 소결성과 유전 및 압전특성의 변화에 미치는 영향을 조사하였다. B$_2$O$_3$ 첨가량과 소결온도를 변화시킨 결과 B$_2$O$_3$ 첨가량 2wt% 이하 100$0^{\circ}C$이하 조건에서 소결밀도가 증가하여 B$_2$O$_3$가 저온소결재로 작용하였다. 그러나 10$50^{\circ}C$ 이상에서는 주조성인 PMN-PZT보다 낮은 소결밀도를 나타내었다. B$_2$O$_3$ 첨가에 따른 유전상수($\varepsilon$$_{33}$ $^{T}$ )의 변화를 확인할 결과 B$_2$O$_3$ 2wt% 100$0^{\circ}C$ 조건에서 1000의 유전율을 나타내었다. B$_2$O$_3$ 첨가량이 전기-기계 결합계수(k$_{p}$ )와 압전상수(d$_{33}$ )에 큰 저하를 가져오지 않는 B$_2$O$_3$ 첨가 한계는 2wt% 이하로 나타났다. 이때, k$_{p}$ 는 약 50%, d$_{33}$ 는 약 300(${\times}$$10^{-12}$ C/N) 정도의 값을 얻을 수 있었다. B$_2$O$_3$ 첨가는 기계적 품질계수(Q$_{m}$ )의 증가를 가져왔으며 0.5wt% B$_2$O$_3$ 첨가 110$0^{\circ}C$ 소결 조건에서 1700의 품질계수를 나타내었다. 유전손실은 B$_2$O$_3$ 첨가에 따라 큰 변화 없이 0.5% 이하의 값으로 나타났다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제39권4호
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• pp.41-54
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• 2002

본 논문에서는 등가회로를 이용하여 브래그 반사층형 FBAR (Film Bulk Acoustic Wave Resonator) 와 membrane 형 FBAR 그리고 상 하부 전극이 공기와 접하는 이상적인 FBAR 의 특성을 서로 비교함으로서 브래그 반사층과 membrane 이 공진 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 압전층으로는 ZnO, membrane 층과 낮은 음향적인 임피던스 반사층은 SiO₂, 높은 음향적인 임피던스 반사층으로는 W, 전극층으로는 Al를 가정하였고 각 층은 탄성파 전달 손실을 가정하였다. 1-port 의 등가회로를 ABCD 파라미터를 추출할 수 있는 단순화된 등가회로로 변환하여 ABCD 파라미터를 추출하여 입력임피던스를 계산하였다. 필터 설계에서는 구하여진 파라미터를 산란행렬로 변환하여 필터의 대역폭 및 삽입손실을 구하였다. 전극층, 반사층, membrane 층의 두께 변화에 의한 공진주파수의 변화는 membrane 층과 전극 바로 아래의 반사층의 두께 변화가 가장 큰 영향을 미친다는 결과를 확인하였다. 반사층 구조에서 반사층수에 따른 공진특성과 K/sub eff/와 electrical Q 의 변화에서는 반사층수가 K/sub eff/ 에는 거의 영향을 미치지 않지만 electrical Q 는 층수가 증가할수록 증가하다가 7층 이상에서 포화되었다. 또한 FBAR의 electrical Q 는 membrane 층과 반사층의 mechanical Q 에 의존함을 알 수 있었다. Ladder 필터와 SCF(Stacked Crystal Filters) 모두 공진기의 수가 증가할수록 삽입손실과 out-of-band rejection 이 증가하였고 층수가 증가할수록 삽입손실은 감소하지만 대역폭에는 거의 변화가 없었다. membrane형의 ladder 필터와 SCF 는 불효 공진 특성으로 인한 불효응답특성이 나타났다. 또한 ladder 필터는 보다 우수한 대역폭의 skirt-selectivity 특성을 나타내었으며 SCF 는 대역폭의 삽입손실 측면에서 더 우수하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제27권2호
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• pp.183-189
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• 2007

광산업 발전과 더불어 초정밀 가공부품이 요구되고 있다. 광산업 분야의 중요부품인 광커넥터의 페롤(ferrule) 및 광학기기용 렌즈이다. 특히, 이 렌즈는 높은 형상정밀도와 결함이 포함되지 않는 등 높은 신뢰성이 요구되는 실정이다. 이들 광소자들은 광원의 손실을 줄이기 위해서는 이들 부품의 초정밀 가공이 필수적이며 양품과 불량품을 판별하기 위해 완성단계에서 다양한 비파괴 검사가 이루어지고 있다. 공명 초음파 분광법은 물체의 형상, 탄성, 결정의 방향, 밀도 등에 의해 결정되는 공진주파수 응답 특성을 비교 분석하여 재료의 형상변화, 탄성정수 및 결함의 유 무를 검출해내는 방법이다. 따라서 현재 레이저용 프린터에 사용되는 비구면 렌즈의 질량 변화에 따라 공진크기 및 공진주파수 응답 특성을 통하여 분석하였다.