• Journal of Navigation and Port Research
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• v.46 no.3
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• pp.179-190
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• 2022

In this study, we investigated the characteristic impedance and bandwidth of CPW3DCS (coplanar waveguide employing periodic 3D coupling structures), and examined its potential for the development of a marine radio communication FISoC (fully-integrated system on chip) semiconductor device. To extract bandwidth and characteristic impedance of the CPW3DC, we induced a measurement-based equation reflecting measured insertion loss, and compared the measured results of the propagation constant β and characteristic impedance with the measured ones. According to the results of the comparison, the calculated results show a good agreement with the measured ones. Concretely, the propagation constant β and characteristic impedance exhibited an maximum error of 3.9% and 6.4%, respectively. According to the results of this study, in a range of LT = 30 ~ 150 ㎛ for the length of periodic structures, the CPW3DC exhibited a passband characteristic of 121 GHz, and a very small dependency of characteristic impedance on frequency. We could realize a low impedance transmission line with a characteristic impedance lower than 20 Ω by using CPW3DCS with a line width of 20 ㎛, which was highly reduced, compared with a 3mm line width of conventional transmission line with the same impedance. The characteristic impedance was easily adjusted by changing LT. The above results indicate that the CPW3DC can be usefully used for the development of a wireless communication FISoC (fully-integrated system on chip) semiconductor device. This is the first report of a study on the bandwidth of the CPW3DC.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.23 no.12
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• pp.146-153
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• 2009

Recently, the common grounding systems are adapted in most large structures. Since the ground resistance is insufficient to evaluate the performance of grounding systems, it is needed to measure grounding impedance. Even though the methods of measuring grounding impedance of large grounding systems are presented in IEEE standard 81.2, but they have not been described in detail. In this paper, we present the accurate method of measuring grounding impedance based on the revised fall-of-potential method and measurement errors due to earth mutual resistance and ac mutual coupling depending on locating test electrodes at remote earth were examined for the 15[m]$\times$15[m] grounding grid. As a result, the measurement error due to earth mutual resistance is decreased when the distance to auxiliary electrodes increased. To get rid of measurement errors due to mutual coupling, the potential lead should be installed at a right angle to the current lead. When the angle between the potential and the current leads is an acute angle or an obtuse angle, the mutual couple voltage is positive or negative, respectively. Generally, the measurement errors due to mutual coupling with an obtuse angle route are lower than those with an acute angle route.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.34 no.2
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• pp.33-42
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• 2018

In this study, the EMI (electro-mechanical impedance) of a small piezoelectric sensor was applied for measuring a unit weight and cementation (strength) of sand. Three different sizes of uncemented Nakdong River sand were filled loosely or densely into a compaction mold. A piezoelectric sensor with 20 mm in diameter was installed within sand for impedance measurement. A small Nakdong River sand was mixed with cement ratios of 4, 8 12, 16% and then compacted into a specimen with 50 mm in diameter and 100 mm in height. The specimen consisted of 6 layers with a sensor at the third layer. The impedance signals for 3 days and unconfined compressive strength at the 3rd day were measured. As the unit weight of uncemented sand increased, the resonant frequency increased slightly from 102 to 105 kHz but a conductance at resonant frequency decreased. For cemented sands, as the curing time and cement ratio increased, the resonant frequency increased significantly from 129 to 266 kHz but the conductance at resonant frequency decreased. The unconfined compressive strength (UCS) of cemented sands was between 289 and 1,390 kPa for different cement ratios. The relationship of UCS and resonant frequency linearly increased but one with a conductance at resonant frequency was in inverse proportion.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.29 no.11
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• pp.828-833
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• 2018

It is well known that reflected waves and resonance affect phase distortion. In addition, phase delay can be distorted by antenna impedance. In this study, we analyze the phase delay variation caused by the antenna impedance, considering mutual coupling effects. In addition, we confirm the beam steering characteristics. When was -10 dB and -7 dB, the maximum phase delay error was $18.5^{\circ}$ and $26.5^{\circ}$, respectively. The Monte Carlo simulation with an eight-element linear array antenna demonstrated that the RMS error of the beam steering angle ranged from $0.19^{\circ}$ to $0.4^{\circ}$, and the standard deviation ranged from $0.14^{\circ}$ to $0.33^{\circ}$ when the beam steering angle was in the range of $0^{\circ}$ to $30^{\circ}$, with the uniformly distributed phase error of $18.5^{\circ}$ and $26.5^{\circ}$. The side lobe level increased from 0.74 dB to 1.21 dB by the phase error from the theoretical value of -12.8 dB, with a standard deviation of 0.31 dB to 0.51 dB. This is verified by designing an eight-element spiral array antenna.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.26 no.6
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• pp.230-237
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• 2022

It is essential that service life of reinforced concrete structures in economic and safety aspects should be secured. It is well-known that chloride attack is a typical deterioration mechanism in field concrete structures. To prevent serious accidents like collapse, many studies have been conducted to increase resistance of chloride ingress using concrete mixed with GGBS. The usage of GGBS concrete is nowadays mandatory. Since most concretes in the field are unsaturated, study regarding chloride absorption is necessary, but many studies have focused on the chloride diffusion phenomenon. Methods for evaluating chloride absorption are cost and improper in the field. It is necessary to develop a simple method for evaluating chloride absorption in practice. This study evaluated resistance of chloride ingress in GGBS concretes with impedance measurement and absorption test. From the results, it was confirmed that the contents of absorbed chloride were linearly correlated with the measured electrical resistivities (or conductivities) in the concrete. At the end of the test, the electrical conductivities were 250.8 S/m (w/b=0.4) and 303.1 S/m (w/b=0.6) for PC concretes, and 2.6 S/m (w/b=0.4) and 64.4 S/m (w/b=0.6) for GGBS concretes, respectively. Considering influencing factors for chloride absorption and impedance measurement, chloride ingress into concrete is mainly affected by pore structures due to replacement of GGBS. Especially, formations of pore structure are different with binder, thereby binders should be considered in building reinforced concrete structures exposed to chloride environments.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.95-95
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• 2018

강재의 방식법 중 도장은 부식을 억제하는데 효과적이고 편리한 방법으로 선박 및 해양 강 구조물의 방식법으로 사용되고 있다. 한편, 강 구조물의 효율적인 유지관리를 위해서는 방식 도장의 도막 열화도를 평가하고 잔존 수명을 예측하여 최적 시기에 보수도장 혹은 재도장하는 것이 필요하다. 일반적으로 선박 및 해양구조물에 적용되는 도막의 방식 성능 평가 방법으로 해수 침지 시험, 염수 분무 시험, 옥외 폭로 시험 등이 있다. 그러나 이러한 시험들은 그 시험 방법에 따라서 정량적인 평가에 한계가 있음은 물론 장기간 소요되는 등 곤란한 문제점이 있다. 그러므로 선박 및 해양구조물을 비롯하여 교량, 각종 강 구조물의 도장 방식에 사용되는 방식용 도료의 성능을 단기간에 적절하게 평가할 수 있는 가속시험법이 제시되며 연구-사용되고 있다. 그 중 도막 방식 성능을 보다 효율적, 비파괴적, 정량적으로 평가할 수 있는 임피던스 분광법(EIS)과 같은 전기화학적 방법은 상대적으로 시험 기간을 크게 단축시킬 수 있고, 대상 방식 도장의 미세한 성능 차이도 분별 가능하다는 장점이 있다[1]. 따라서 본 연구에서는 선박 및 해양구조물 등 가혹한 부식환경에서 강력한 내구성을 가질 수 있도록 다양한 종류의 표면처리 도장 시편을 제작하여 자외선 조사-염수분무-침지환경 등의 열악한 환경조건 하에서 부식-열화 촉진 시험을 실시하였다. 그리고 그 촉진 열화 과정에서 도막의 외관 상태를 관찰 분석함은 물론 전기화학적 임피던스 분광법을 병행 측정하며 그 표면막의 부식 및 도막 열화도를 비교-종합 평가하였다.본 연구에 사용된 시편은 Al 및 Zn 도금 강판에 에폭시, 에폭시-실리콘 우레탄, 에폭시-우레탄 도장 시편으로 Scribe, No Scribe 및 비교재 Al 및 Zn 도금 시편으로 분류하여 각각 실험을 진행하였다. 즉, 도막 열화 시험은 복합 노화 시험법으로 UV 조사 36 시간(ASTM G53), 염수분무 32 시간(ISO 7253), 수분 응축 10 시간을 1 Cycle로 100 Cycle(7800 시간) 동안 실험을 진행하였다. 이때 도막 열화도 평가는 전기화학적 임피던스 분광법을 이용하여 각 실험 조건별로 주파수에 따른 임피던스(Z) 값을 평가하였다. 즉, 상온 $25^{\circ}C$의 3.5% NaCl 100 ml 수용액에 작동 전극(Working Electrode)과 구리 도선을 통해 연결하였고, 노출 면적은 $1cm^2$로 일정하게 유지 하였으며, 상대 전극(Counter Electrode)은 탄소봉, 기준 전극(Reference Electrode)으로 포화카로멜전극(Saturated Calomel Electrode)을 사용하여 측정하였다. No Scribe 시편의 경우에는 Al 기판 에폭시-실리콘 우레탄 도장 시편이 우수한 도막 저항성을 나타내었으며, 에폭시-우레탄 도장시편은 23사이클 이후의 저항값이 가장 낮게 나타났다. Zn 기판의 경우는 에폭시, 에폭시-실리콘 우레탄, 에폭시-우레탄 도장 시편 모두 저항 값이 유사하였으며, Al 및 Zn 도금 시편은 도장 처리된 시편에 비해 훨씬 낮은 저항 값을 보였다. 또한 Scribe 시편의 경우에는 Al 기판 에폭시-실리콘 우레탄 도장 시편에서 높은 초기 저항 값을 보였으며, 23 사이클 후의 저항 값은 세 종류의 도막에서 약 1~0.1 Gohm 으로 나타났다. 그리고 Zn 기판 에폭시-실리콘 우레탄 도장 시편에서 가장 낮은 도막 저항 값이 나타났다. 이상의 실험을 통해서 본 연구 내용은 실내촉진시험으로 선박 및 해양 강 구조물에 사용되는 다양한 종류의 도막의 열화도를 평가하는 기초 설계 지침으로 응용될 수 있을 것으로 사료된다. 한편, 도막은 노출 환경에 따라 방식 성능이 다르므로 실제 도막의 사용환경을 고려하여 도장 사양별 적용 부위에 따른 적정 가속 실험 방법을 선정할 필요가 있다고 사료된다.

• The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers C
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• v.48 no.7
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• pp.503-507
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• 1999

Quartz crystal in contact with viscoelastic medium was described directly in terms of the electrical equivalent circuit of the system. Stearic acid was used as viscoelastic medium and deposited on the surface of quartz crystal using the Langmuir-Blodgett(LB) method. Impedance properties of quartz crystal coated with LB films which were investigated by using admittance diagram and $Ζ-\theta$ plot a method of impedance analysis. When stearic acid LB film was deposited on the surface of quartz crystal, resonant frequency of quartz crystal was changed about 100 Hz/layer. This result illustrates the ability of the sensor system to detect small amounts of special gas in air.

• The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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• v.56 no.6
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• pp.1087-1091
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• 2007

Exact impedance modeling of the electrode/electrolyte interface is important in bio-signal sensing electrode development. Therefore, the investigation of the equivalent circuit models for the interface has been pursued for a long time by several researchers. Previous circuit models fit the experimental results in limited conditions such as frequency range, type of electrode, or electrolyte. This paper describes a new electrical circuit model and its capability of fitting the experimental results. The proposed model consists of three resistors and two constant phase elements. Electrochemical impedance spectroscopy was used to characterize the interface for Au, Pt, and stainless steel electrode in 0.9% NaCl solution. Both the proposed model and the previous model were applied to fit the measured impedance results for comparison. The proposed model fits the experimental data more accurately than other models especially at the low frequency range, and it enables us to predict the impedance at very low frequency range, including DC, using the proposed model.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• 1998.06c
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• pp.455-458
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• 1998

초음파 산업분야에 널리 사용되고 있는 PZT 압전 세라믹 진동자의 경우 높은 품질계수로 인하여 대역폭이 좁고, 진동 시 두께방향 진동뿐만 아니라 횡방향 진동으로 인하여 초음파 신호를 분석하는데 여러 가지 어려움이 항상 존재하였다. 따라서 본 연구에서는 PZT 세라믹스와 고분자 재료인 Epoxy를 사용하여 1-3 접속도를 갖는 압전 복합재료를 제조하였다. 이를 이용하여 초음파 트랜스듀서를 제작하였고, 이에 대한 전기음향변환능률을 어드미턴스 loop를 측정하여 구하였다. 유전율, 공진 주파수 등을 포함한 기본적인 트랜스듀서의 파라메터들은 공진 부근에서 전기적인 임피던스로부터 측정하였다. 이러한 파라메터들을 적용하여 주파수에 대한 트랜스듀서의 성능을 평가하였다. Pulse-echo법을 이용하여 삽입손실율을 구하고 임펄스 반응을 통하여 주파수 대역폭에 대해서 측정하였다. 그 결과 어드미턴스 loop로부터 두께방향모드를 제외한 횡방향 모드는 거의 나타나지 않았다. 유전율은 5.25㎊m이었고, 공진주파수 1.65MHz에서 -8dB의 최소 손실이 발생하였다. 주파수대역폭은 -6dB에서 64%(Q ; 1.56)의 대역폭이 측정되었고 전기기계 결합계수는 0.54이고 전기기계변환능률은 52%, 기계음향변환능률은 31%로 측정되었다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.07a
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• pp.344-345
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• 2011

스마트 그리드 산업으로 인하여 신재생에너지의 활용이 중시되고 있는 시점에서 신재생에너지원을 더욱 효율적이고 안정적으로 사용하기 위해서는 에너지 저장장치의 필요성이 부각되고 있다. 신재생 에너지원을 사용하기 위한 부스트 컨버터와 충방전기를 설계시 일반적으로 시뮬레이션을 통해 설계를 하게 된다. 이때, 인덕터와 커패시터를 이상적인 소자라고 생각하고 시뮬레이션 하거나, 실제 하드웨어와 같이 인덕터와 커패시터에 기생하는 저항을 포함시켜 시뮬레이션을 하게 된다. 본 논문에서는 신재생 에너지원을 계통에 사용할 수 있도록 저전압 상태에서의 신재생 에너지원 출력전압을 승압시켜 인버터를 사용할 수 있도록 만들어 주는 부스트 컨버터의 인덕터를 이상적인 경우와 기생저항이 포함된 경우 각각의 조건하에서 충방전기와 연결하였을 경우 충방전기의 설계에 어떠한 영향을 주는지를 알기 위해 부스트 컨버터의 출력 임피던스 수식을 통해 분석한 MATLAB과 PSIM을 통해 시뮬레이션을 하여 증명하였다.