• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.174-176
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• 2019

최근 미세먼지(PM10 또는 PM2.5)로 인한 인체 유해성 및 실제 피해사례가 인터넷, TV 매체 등에 의해 화두가 됨에 따라 각종 제조, 사업장 및 발전소에서는 미세먼지 배출기준을 충족하기 위한 고효율 집진 기술이 필요로 되고 있는 상황이다. 고압 코로나 방전에 의해 미세먼지를 포집하는 고전압 하전방식 집진장치의 경우 전류를 광범위로 조절 가능하며 역전리 방지에 탁월하여 고효율의 집진이 가능하다. 본 논문에서는 기존의 다전원(펄스전원, 기본전원)을 이용한 마이크로 펄스 하전방식이 아닌 공진형 컨버터와 고압 트랜스포머, 배전압 회로를 적용한 고전압 단전원 제어 하전방식 및 이를 이용한 고전압 전압원의 저속 스위칭 제어기법을 제안하고, 실제 측정을 통해 제안 방식의 실효성을 검증하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권5호
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• pp.382-390
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• 2017

본 논문에서는 저주파 대역 자기유도방식 상용 무선충전기기에 대해 특정 노출 조건을 고려하여 인체영향을 평가하였다. 상용 무선충전기기는 WPC(Wireless Power Consortium)에서 제안하는 Qi 규격 중 A10 모델을 대상으로 했으며, 155 kHz의 공진 주파수에서 5 W의 출력으로 동작한다. 송 수신기가 완벽히 정렬된 상태에서, 기기로부터 방사되는 누설 자기장은 기기의 측면에서 최대 $257.58{\mu}T$로 ICNIRP 2010 기준인 $27{\mu}T$보다 7.4배 초과하는 세기를 보였다. SAR(Specific Absorption Rate)는 젖은 피부의 전기적 상수를 적용한 균질 인체팬텀을 이용해 평가하였으며, 마찬가지로 기기의 측면에서 대략 $134.47{\mu}W/kg$으로 최댓값을 보였지만, 10 g 평균 SAR 국제 기준인 4 W/kg에 상당히 못 미치는 수준이었다. 오정렬 상태를 고려한 노출 조건에서 SAR는 대략 $199.43{\mu}W/kg$으로 일반적 노출 조건보다 대략 48 % 이상 증가했고, 이를 통해 무선전력전송 시스템의 인체영향을 평가할 때 오정렬 상태 또한 중요하게 고려할 필요가 있음을 확인하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.155-161
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• 2017

When a military vehicle is driven on a cross-country road, the occupants are exposed to vibration at a body resonance. In case that the exposure continues for too long period, the attention ability of the occupant could be affected by the vibration exposure. In the study, it was experimentally tried to find if there is a correlation between degradation of attention and vibration exposure. Two kinds of test among various psychological attention tests were employed, which were selected with considering a situation of carrying out military mission on vehicle. At the result, the searching test for controlled attention showed significant degradation in the accuracy and performance time in case of exposure at the vibration. And the attention degradation appeared to be greater when the vibration exposure increases. The dual task test for divided attention showed the difference between vibration and non-vibration condition, but showed it is insignificant for the attention to degrade by increasing exposure time.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.110-119
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• 2013

As the technologies such as middle-range resonant WPT (wireless power transfer) advance that utilizes medium and low-frequency magnetic field, the importance of safety of such magnetic field is growing. The research on the effect of electromagnetic field on the human body has been mainly done on the GHz range of mobile phones, or 50~60Hz range of electric power systems. However, there has been relatively few works on the 100kHz~10MHz range used in the resonant wireless power transfer. Since there is a difference in the limiting value of magnetic field between widely used ICNIRP EMF guideline and IEEE C95.1 standard, there can be possible confusion when establishing EMF (Electromagnetic Field) standard on the wireless power transfer device in the future. In this paper, the induced current in the human body, which is the basic restriction of the EMF guideline, is calculated using Quasi-static FDTD method when 3D high-resolution human model is exposed to the 100kHz~10MHz magnetic field. Using this result, the feasibility of the magnetic field reference level in the ICNIRP guideline is analyzed.

• 한국전자파학회논문지
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• 제29권4호
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• pp.247-255
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• 2018

본 논문에서는 complementary split ring resonator(CSRR)을 이용하여 마이크로파 대역에서 비침습적으로 포도당 수용액과 염화나트륨 수용액을 구별하였다. 개방형 동축 프로브로 측정한 두 수용액의 전기적 특성을 기반으로 구별이 유리한 주파수에서 동작하는 CSRR을 설계, 제작하였다. 그리고 공진기의 전기장이 강하게 형성되는 부분에 수용액을 집중시키기 위해 PDMS mold를 제작하였고, 라미네이트 필름으로 수용액과 공진기의 접촉을 방지하였다. 두 수용액의 농도는 인체 혈당 농도 범위인 400 mg/dL까지 100 mg/dL 단위로 나누었고, $50{\mu}L$의 수용액으로 실험하였다. 공진 주파수에서 포도당 수용액과 염화나트륨 수용액의 투과계수($S_{21}$)를 측정한 결과, 100 mg/dL 농도 변화 대비 각각 -0.06 dB, 0.14 dB 변하는 것을 확인하였고, 상반된 경향을 통해 두 수용액의 농도에 따른 $S_{21}$의 변화를 선택적으로 구별하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.293-296
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• 2007

루프 공진기 구조를 가지는 비침습식 혈당 센서 구조를 제작하여 혈당 측정을 위한 민감도 측정을 하였다. 0%와 20%의 글루코스 용액의 전기적 특성을 확인하고, 25mm${\sim}$170mm의 지름을 가지는 링 구조를 이용하여 식염수 중 글루코스 농도에 따른 반사 손실의 차이를 측정하였다. 링 형태 프로브가 혈액과 같은 인체 내부의 물질을 측정하는데 종단 개방 프로브에 비해 유리한 특성을 가지며, 측정 주파수 중 가장 낮은 285MHz에서 S11이 0.94의 차이를 보여, 저주파일수록 민감도가 향상됨을 알 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.171-176
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• 2013

In this paper, we present a MEMS (micro-electro-mechanical system) implantable blood pressure sensor which has designed and fabricated with consideration of size, design flexibility, and wireless detection. Mechanical and electrical characterizations of the sensor were obtained by mathematical analysis and computer aided simulation. The sensor is composed of two coils and a air gap capacitor formed by separation of the coils. Therefore, the sensor produces its resonant frequency which is changed by external pressure variation. This frequency movement is detected by inductive coupling between the sensor and an external antenna coil. Theoretically analyzed resonant frequency of the sensor under 760 mmHg was calculated to 269.556 MHz. Fused silica was selected as sensor material with consideration of chemical and electrical reaction of human body to the material. $2mm{\times}5mm{\times}0.5mm$ pressure sensors fitted to radial artery were fabricated on the substrates by consecutive microfabrication processes: sputtering, etching, photolithography, direct bonding and laser welding. Resonant frequencies of the fabricated sensors were in the range of 269~284 MHz under 760 mmHg pressure.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 추계학술대회 논문집 Vol.19
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• pp.37-38
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• 2006

본 연구에서는 압전체의 횡 진동모드를 이용한 압전 초음파 진동자를 설계 분석하였다. 이전의 란쥬반 진동자는 진동을 얻기 위하여, 복수의 원판 또는 사각판 형태의 압전 세라믹을 서로 반대 방향으로 분극하여 마주 보도록 설치한 후 전기적으로 병렬로 연결하고 상단 및 하단에 금속부을 부착하여 전체를 볼트로 조인 복잡한 구조와 큰 출력 파워를 갚는 반면, 본 연구에서는 판상형의 압전소자와 일체형 금속진동체를 이용하여 기계적 출력 파워 조절이 용이한 구조의 압전 진동자를 고안하여, 압전진동자의 횡 진동 모드를 이용함으로써 신뢰성과 정확도가 높고 진동효율이 최대가 되도록 설계하였다. 설계 개발된 압전 진동자는 진동의 크기 조절이 용이하여 일반 진동자 뿐 만 아니라, 외과 및 안과 수술에 있어서 인체조직이나 각막상피의 활성화를 유지한 상태에서 안전하게 절개 및 분리 시술용 진동자로 사용 할 수 있는 이점이있다. 압전 진동자는 유한요소법 시뮬레이션 프로그램 (ATILA 5.2.4)을 이용하여 설계를 하였으며 압전소자의 두께는 각각 0.2 mm, 0.5 mm로 제작하여 시뮬레이션 결과와 제작된 샘플의 특성을 비교하였고, 변위측정은 칼날을 결합 한 상태에서 공진 주파수대역 부근 주파수별로 측정 비교하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.301-301
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• 2010

현재 전 세계는 앞으로 사용 될 대체 에너지에 많은 관심 가지고 있다. 지금 사용하고 있는 에너지 연료는 한정되어 있기 때문에 대체에너지에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있다. 그 중 압전체를 이용한 에너지 하베스팅은 많은 주목을 받고 있다. 주변 환경에서 필요한 에너지를 끌어 쓸 수 있는 대표적인 청정에너지 시스템 중 하나이기 때문이다. 최근 전원 공급원으로써 에너지 수확 시스템은 현 사회에 사용되고 있는 배터리로 전원을 사용하는 제품들을 소용량과 저전압 분야에서의 에너지 수확의 원리를 이용하여 전기전자제품의 사용시간 연장 및 응용분야 확대를 시도하는 연구가 활발히 수행되고 있다. 압전세라믹스를 이용한 에너지 하베스팅은 진동에너지를 전기에너지로 변환하는 것으로서 압전 특성이 높아야 한다. 일반적으로 압전 세라믹스는 PbO 성분이 들어가므로 환경적 오염 뿐만 아니라 인체에도 영향이 좋지 않으므로 많은 나라에서 이러한 성분을 제한하고 점차적으로 줄어들고 있는 시점에서 PbO를 사용하지 않고 Lead-Free 세라믹를 사용한 연구가 진행되고 있다. 이 논문에서는 일반적인 소결 방법을 이용하여 (Na,K)NbO3 세라믹에 CeO2를 첨가한 압전 세라믹을 제작하였다. 제작된 압전 세라믹스로 에너지 하베스팅 소자를 제작하고, 이 소자로 수확된 에너지로 DC-DC Converter 응용 특성에 대하서 연구하였다. 압전 세라믹스의 좋은 압전 특성을 출력하기 위하여 캔틸레버의 고유 진동수가 진동원의 주파수와 일치하는 공진을 일으켜야 한다. 따라서 구동회로는 주파수원을 찾아 설계하였고, 압전 세라믹스의 진동은 가진기를 이용하여 구동실험을 하였다. 지금까지 나와있던 에너지 하베스팅 회로와 비교하여 그 특성을 분석하고, 시뮬레이션 및 실험을 통하여 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.2770-2776
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• 2015

최근 인체 중심의 근거리, 저전력 무선통신을 이용한 다양한 사물인터넷 어플리케이션이 출현함에 따라 효율적으로 무선에너지를 방사시킬 수 있는 소형 웨어러블 안테나 개발의 필요성이 대두되고 있다. 본 논문에서는 전도성 실로 일상의류에 간편하게 구현할 수 있는 웨어러블 안테나의 특성을 시물레이션 및 측정 결과를 바탕으로 분석하였다. 제안한 안테나는 펠트 천 위에 전도성 실을 직교로 엮은 형태로 구현하였으며 full-wave 전파 시물레이션 툴을 이용한 parametric study를 바탕으로 구조 변화에 따른 안테나 임피던스, 공진 주파수 및 방사 효율 등의 변화를 관찰하였다. 그 결과, 안테나 방사효율이 전도성 실 사이 간격이 0.25mm에서 3mm로 증가함에 따라 67.5%에서 70.4%로 증가함을 확인하였다. 이를 통해 적은 양의 전도성 실 재질을 이용해도 좋은 방사효율의 안테나를 구현할 수 있다는 결론을 도출할 수 있다. 실제 제작된 안테나를 통해 구한 측정값도 유사한 경향을 보였다.