본 논문에서는 입사 신호의 근사 공분산 행렬을 이용하여 신호의 입사각을 빠르게 추정하는 입사각 추정 알고리듬을 제안한다. MUSIC(MUltiple Signal Classification) 알고리듬과 같은 기존의 부분공간 입사각 추정 알고리듬은 입력 공분산 행렬을 구하기 위해서 다수의 표본 신호를 필요로 하며, 입력 공분산 행렬을 획득하기 위한 표본 신호의 수신시간 동안 입사각 추정이 수행될 수 없으므로 빠른 신호처리가 불가능하다. 또한 코히어런트 신호가 입사하는 경우에 코히어런트 신호간의 간섭으로 신호의 입사각을 정확하게 추정할 수 없다. 제안한 입사각 추정 알고리듬은 빔 형성기를 이용하여 매 표본 신호의 공간적인 빔 형성을 먼저 수행하여 신호간의 간섭을 제거한 후에 센서의 출력 값을 이용하여 방위각 응답(bearing response)과 방향 스펙트럼(directional spectrum)을 구한다. 방위각 응답으로 대략적인 신호의 입사각을 추정한 후에 방향 스펙트럼을 이용하여 정착하게 신호의 입사각을 추정한다. 제안 입사각 추정 알고리듬은 공분산 행렬을 구하기 위하여 그 순간의 각 어레이 소자에 입사되는 표본 신호만을 사용하고 방위각 응답을 구하기 위해서 몇 순간 동안의 표본 신호만 필요로 하므로 기존 입사각 추정 알고리듬에 비하여 크게 향상된 입사각 추정 속도를 갖는다.
흡음률을 평가하기 위한 연구로서 임피던스 튜브를 통한 수직입사 흡음률과 잔향실을 이용한 랜덤입사 흡음률에 대한 실험연구를 수행하였다. 한편 수직입사와 랜덤입사와의 상관관계를 실험 연구를 통하여 조사하였다. 이 상관관계는 주파수에 따라서 다르게 나타나고 있다. 저주파수 대역에서는 랜덤 입사가 수직입사 보다 크게 나타나고 있지만 고주파수에서는 수평입사 성분의 영향으로 랜덤입사에서는 감소하는 경향을 보이고 있다.
본 논문에서는 EGS(Electromagnetic Gradient Surface) 구조의 반사 특성과 함께 RCS 특성을 입사파의 다양한 입사각과 편파에 따라 분석하였다. EGS에 입사되는 입사파의 입사각 ${\theta}_i$를 $0^{\circ}$에서 $50^{\circ}$까지 $10^{\circ}$ 간격으로 변화시켜가면서 수직 및 수평 편파를 고려하여 반사 특성 및 RCS 감소율을 비교 분석하였다. EGS의 입사각 ${\theta}_i$가 $0^{\circ}$로 입사하는 입사파의 경우엔 편파에 따른 반사 특성 및 RCS 감소율이 크게 차이가 나지 않았음을 확인하였으며, 입사파의 입사각의 크기가 커지게 될수록 편파에 따른 반사 특성의 차이가 더 크게 나타남을 보였다. RCS 특성의 경우, 입사파의 입사각의 크기가 커지게 되어도 EGS의 수직 방향에서의 RCS 감소율은 약 2 dB 차이를 보이며, 입사각과 편파에 따른 RCS 특성은 유지됨을 확인하였다.
산란체가 있을 때에 음장은 입사파와 산란파로 구분될 수 있다. 입사파는 산란체에 영향을 받지 않는다. 바꿔 말하면 음원으로부터 나온 소리는 청취자와 주위 환경에 무관하다. 이 논문에 제시된 입사음장 재생시스템은 주어진 공간내에서 입사음장을 재생하여 청취자에 독립적인 가상음장을 만드는 시스템이다. 입사음장 재생은 경계표면제어원칙에 기반하였다.
흡음률을 예측 및 평가하기 위한 연구로서 우선 수직입사 흡음률을 예측하는 경험식 모델에 대한 비교 연구를 수행하였다. 비교결과는 Voronina 가 제안한 경험식이 상대적으로 실험치와 잘 일치하고 있다. 한편 수직입사와 랜덤입사와의 상관관계를 실험 연구를 통하여 조사하였다. 이 상관관계는 주파수에 따라서 다르게 나타나고 있다. 저주파수 대역에서는 랜덤 입사가 수직입사 보다 크게 나타나고 있지만 고주파수에서는 수평입사 성분의 영향으로 랜덤입사에서는 감소하는 경향을 보이고 있다.
본 연구에서는 회전하는 터빈에서 입사각을 변경하면서 성능을 측정하여, 최적의 입사각을 찾기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 입사각은 터빈 익형의 설계에 중요한 설계변수이기 때문에 최적의 입사각을 찾기 위한 실험적 연구가 많이 수행되었었다. 하지만 대부분의 연구가 직선형이나 환형의 케스케이드에서 수행되었기에 이러한 실험장치에서 얻어진 최적의 입사각을 회전하는 터빈에 적용하는 것은 문제가 없다. 따라서 본 연구에서는 회전하는 터빈에서 입사각의 변경에 다른 성능을 측정하여 최적의 입사각을 얻고자 하였다. 실험결과는 터빈의 성능이 입사각의 변경에 따라 상당한 영향을 받고 있음을 보여주고 있으며 적용 가능한 입사각의 범위는 터빈에 가하여지는 입력공기력의 증가에 따라서 좁아지는 경향을 보여주고 있다. 본 실험에 적용된 익형에서의 최적입사각은 $-12^{\circ}$를 나타내었다.
본 논문에서는 전리층에서의 직입사 측정 및 사입사 측정 간 등가 이론을 정리하여, 이를 바탕으로 실제 운용중인 전리층 관측기를 이용한 사입사 Ionogram을 중간 지점의 등가 직입사 Ionogram으로 변환할 수 있는 변환 알고리즘을 제시하였다. 또한 관측 중간 지점에 전리층 직입사 관측기가 없는 상황에서 변환 알고리즘 결과를 검증하기 위해, 관측 송수신 지점에서 시차를 두고 측정하는 직입사 Ionogram 데이터를 이용하여 변환 데이터와 비교하였다. 비교 결과 대체적으로 변환된 등가 직입사 Ionogram이 두 지역의 Ionogram의 형태를 잘 따라가고 있음을 볼 수 있다. 이에 따라 본 변환 알고리즘은 단거리 사입사 측정 Ionogram을 등가 직입사 Ionogram으로 변환하여 중간 지점 전리층 전자밀도 프로파일을 얻는 데 충분히 활용가능하다고 판단된다.
레이더에서 목표물을 예측하기위해서 입사 방향 추정 방법을 사용한다. 본 논문에서는 적응 배열 입사 방향 방법과 단일 지향 오차 입사 방향 추정방법을 사용하여 목표물에 대한 입사방향을 추정하였다. 적응 배열 입사 방향 방법으로 주엽 재밍과 부엽 재밍을 제거하여 목표물에 대한 신호 입사 방향을 추정하였다. 단일 지향 방법은 신호 입사 방향의 지향오차가 크기 때문에 목표물의 정확한 추정은 어렵다. 원하는 목표 신호를 수신하기 위해서는신호의 입사 방향과 지향방향사이에 지향오차가 거의 없어야 한다. 입사 방향 추정시 공분산을 구하기 위해서 생기는 지연 시간문제와 단일 지향조건을 이용하여 발생하는 지향오차 문제를 감소시켰다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통하여 제안된 입사 방향 추정방법이 기존의 방법에 비해 목표물 추정면에서 우수함을 보인다.
공예품의 표면에 홈을 파고 금속 재료를 감입하는 시문 기법인 입사(入絲)는 조선시대 왕실의 일상 생활용품, 의례품, 관청의 공적 기물에 두루 사용되었다. 조선시대 관영수공업은 중앙관청에 소속된 경공장(京工匠), 지방의 외공장(外工匠)으로 구성된 관장(官匠)을 중심으로 운영되었다. 입사장은 경공장에 편입되어 왕실과 중앙관청의 공예품 입사시문을 담당했다. 현재 전해지는 조선시대 입사장에 대한 기록은 관영수공업에 집중되어 있다. 관영수공업에서의 입사장의 배속 관청은 공조와 상의원, 군영으로 나눌 수 있으며, 여기에 앞의 두 소속 장인의 도감 차출이 있다. 입사공예품을 사용하는 관청과 군영에 입사장을 배치하고, 제작 마감 기한이 촉박해 평소보다 세밀한 분업과 협업이 전개되었던 도감에서는 입사장을 입사장, 은입사장으로 나누어 공역에 투입했다. 이를 통해 제작 상황과 보유 기술을 고려해 유동적으로 장인을 배치해 공예품 제작이 이루어졌음을 알 수 있었다. 이러한 제작 체제의 운영은 장인의 손기술로 모든 공예품을 제작해야 했던 근대 이전 조선 사회에서는 필수적인 것이었다. 본 논문은 입사장을 중심으로 조선시대 관영수공업에서 장인의 역할과 직무 형태를 유형을 나누어 살펴보았다. 직능의 특성과 재료, 인력 수급 등 세부적으로 적용되는 내용은 다르지만, 조선이 추구했던 기본적인 관영수공업 정책의 틀 안에서 장인의 기술을 통한 다양한 목적의 공예품 구현을 위한 여러 제도적 장치는 거의 공통적이었다. 앞으로 의궤에 기록된 재료와 도구, 소수이지만 문헌에 기록된 관장과 사장의 기록을 더해 기술 문화를 분석한다면 조선시대 공예를 보다 입체적으로 접근하는 데 도움이 될 것이라 생각한다.
바이오 센서 응용 연구에 많이 사용되는 금(Au) 나노 입자를 이용한 국소 표면 플라즈몬 공명(Localized Surface Plasmon Resonance, LSPR)에 의한 산란광을 검출하는데 주로 이용되는 암시야(dark field) 현미경 검출 방식에 관한 전산모사를 통하여 입사광의 입사 방식에 따른 산란광 세기를 정량적으로 분석하였다. 전산모사 기법으로는 국소 표면 플라즈몬 공명의 동역학적인 현상을 모사할 수 있는 유한차분시간영역(Finite Difference Time Domain, FDTD) 기법을 이용하였는데, 이러한 기법이 암시야 현미경 전산 모사에 유효함을 우선적으로 검증하였다. 암시야 현미경 검출 방식의 모사에서 입사 광원의 반사 입사 방식과 투과 입사 방식을 비교하였고, 각각의 방식에 서 입사광의 입사각에 따른 산랑광 세기를 계산하였다. 이러한 전산모사를 통하여 프리즘을 통한 내부 전반사(Total Internal Reflection, TIR) 방식에서 입사 광원의 임계각 근처에서 많이 발생하는 에바네슨트 장(evanescent field)을 결합하는 경우 산란광 세기가 증가함을 관찰하였고, 이러한 세기의 변화를 프레넬(Fresnel) 방정식에 의해 계산된 에바네슨트 장의 세기 분포와 비교 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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