• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2000년도 학술발표대회 논문집 제19권 2호
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• pp.325-328
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• 2000

초음파 변환기의 정합을 위해서는 초음파 변환기의 등가회로 구성이 중요하다. 전통적인 등가회로의 경우 비교적 안정적인 등가회로를 예측하게 해 주지만 초음파변환기 구성에서 일어나는 초음파 변환기 외의 구성품 즉 Backing Material, Acoustic Window Material, Radiation Impedance 등에 의한 부가적인 효과를 모델링하는 데는 한계가 있다. 따라서 좀 더 일반적인 방법으로 초음파 변환기를 모델링하는 방법이 필요하다. 그런 방법의 하나로 주파수 영역 측정에 의한 초음파변환기 등가회로 추정법을 제안한다. 이 방법은 초음파 변환기 제작 시 많이 쓰는 임피던스 분석의 결과를 그대로 사용할 수 있고 또 그것이 없어도 일반 함수발생기와 오실로스코프만으로 측정할 수 있어서 랜덤함수를 발생시키고 이에 대한 출력을 저장해야 데이터를 얻을 수 있는 시간영역 추정법에 대해서 장점을 갖는다.

• 한국음향학회지
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• 제42권5호
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• pp.441-451
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• 2023

초음파 변환기는 광음향 및 초음파 영상 조합과 영상 평가에 있어 필수 구성 요소이다. 그러나 기존의 초음파 변환기는 불투명하여 광음향 영상을 획득하기 위해서는 광이 초음파 변환기를 우회 해야한다. 동축 정렬이 없다면 광 도달 영역이 제한되고 이를 해결하기 위해 복잡한 구성으로 시스템의 부피가 커지는 문제가 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 광학적으로 투명한 초음파 변환기를 개발하기 위해 다양한 접근 방법이 연구되었다. 기존의 불투명한 초음파 변환기와 다르게 광학적으로 투명한 초음파 변환기는 특정 압전소자와 용도에 맞는 다양한 제작 방법이 존재한다. 본 연구에서 압전소자 기반의 투명 초음파 변환기에 사용되는 재료로 Lithium Niobate(LNO), Lead Magnesium Niobate-Lead Titanate(PMN-PT), Polyvinylidene Difluoride(PVDF)를 사용한 결과를 비교하였다. LNO는 투명 초음파 변환기에서 많이 사용되는 압전소자이고, PMN-PT는 LNO보다 높은 송수신율로 최근 활발히 연구되고 있다. 기존 투명 변환기는 광음향 해상도보다 초음파 해상도가 낮지만, 최근 PVDF를 사용하여 높은 초음파 해상도의 투명 집속초음파 변환기를 제작하고 있다. 이러한 투명 초음파 변환기 제작 결과에 대한 비교 분석을 수행하였다.

• 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.

• 한국음향학회지
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• 제21권1호
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• pp.56-61
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• 2002

초음파 진단용으로 널리 사용되는 1차원 배열 압전형 초음파 변환기는 변환기내의 인접한 소자들간의 간섭에 의해 그 특성에 많은 영향을 받는다. 따라서 본 연구에서는 유한 요소 해석법을 이용하여 압전형 1차원 배열 의료용 초음파 변환기에서 커프의 충진재와 형상의 변화에 의한 음향간섭 레벨의 경향을 분석하였다. 분석결과는 향후 진단용 초음파 변환기의 최적 설계를 위해 중요한 자료가 될 것이며, 더 나아가 치료용, 비파괴 검사용, 그리고 수중 초음파 변환기에도 적용이 가능할 것이다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2002년도 하계학술발표대회 논문집 제21권 1호
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• pp.349-352
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• 2002

초음파 진단용으로 널리 사용되는 1차원 배열 압전형 초음파 변환기는 변환기내의 인접한 소자들간의 간섭에 의해 그 특성에 많은 영향을 받는다. 특히 각 소자 사이에 위치한 커프 및 음향 벽의 형상은 변환기 내 음향 간섭에 매우 큰 영향을 미친다. 그러므로 본 연구에서는 일반적으로 복부진단용으로 사용되는 압전형 1차원 배열 의료용 초음파 변환기에서 커프 및 음향 벽의 형상에 따른 음향간섭 레벨의 변화 경향을 유한 요소 해석법을 이용하여 분석하였다. 해석 결과를 바탕으로 소자간 음향간섭을 일으키는 원인을 규명하고, 나아가 음향 간섭레벨을 최소화하기 위한 구조적 방안을 도출하였다. 이러한 연구 결과는 향후 진단용 초음파 변환기의 최적 설계를 위해 중요한 자료가 될 것이며, 의료 치료용, 비파괴 검사용, 그리고 수중 초음파 변환기에도 적용이 가능할 것이다.

• 한국음향학회지
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• 제5권4호
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• pp.37-45
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• 1986

초음파 Hyperthermia를 이용한 치료는 정상세포에 열적 손상을 주지 않으면서 종양 부위만을 적당한 온도로 가열하여야 하며 따라서 종양세포와 정상세포에 대한 정확한 초음파 세기조절이 필요하 게 된다. 본 논문에서는 초음파 Hyperthermia 용 변환기로서 초점거리와 가열범위를 전자적으로 쉽게 조절할 수 있는 동심환 배열 변환기를 설계하였으며 컴퓨터 모의 실험을 통해 그 성능을 예측하였다. 설계된 변환기는 유효직경 118mm, 동작주파수 320kHz 이며 배열 요소의 수는 12개이다. 그리고 이와 같은 동심환 변환기를 동작시키기 위해 카운터를 이용한 디지털 위상 조절 회로를 설계 제작하였으며, 실험 결과, 위상차를 갖는 신호를 발생시킬 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제17권6호
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• pp.23-28
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• 1998

고분자 압전 필름인 PVDF를 이용하여 단일막과 이층막의 초음파 변환기를 제작하 여 임펄스 응답특성을 이론식에서 계산하여 실험적으로 확인하여 보았다. 또한 RF 펄스를 이용하여 초음파 변환기의 다층막에 따른 주파수 특성을 조사하였다. 그 결과 임펄스 응답 특성은 이론식과 잘 일치하였으며, 단일막의 변환기가 이층막에 비하여 지속시간이 짧은 펄 스를 나타내었다. RF펄스에 대한 주파수특성은 이층막의 변환기가 단일막에 비하여 광대역 의 특성을 나타냄을 알 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제10권6호
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• pp.43-51
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• 1991

본 논문에서는 초음파 의료 진단기용 선형 배열 변환기의 설계 및 제작을 수행하였다. 설계시에 는 펄스 인가시의 경우 유용한 등가회로인 KLM 모델을 이용한 전산기의 모의실험을 행하였다. 설계된 변환기는 동작 주파수 3.5MHz, 길이 120mm인 변환기이며 폭은 13mm이며 8개의 부소자로 이루어진 64 개의 소자를 갖는 변환기이다. 설계, 제작된 변환기는 효율적인 에너지 전달과 광대역 특성을 갖도록 하 기 위하여 2개의 음향 정합창을 갖도록 하였으며 압전 물질의 형태에 의해 집속되도록 하였다. 제작된 변환기의 성능 비교를 위해 제작된 변환기와 상용의 변환기의 성능을 동일한 조건에서 측정하였다. 측 정결과, 제작된 변환기는 우수한 성능을 갖는 것을 확인하였으며 실제 초음파 영상진단기에 사용할 경 우 좋은 상을 얻을 수 있다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제17권 2호
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• pp.251-254
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• 1998

초음파 수신 신호의 공진주파수 변화를 이용한 온도 측정법에서 협대역 변환기를 사용한 초음파 온도측정이 가능함을 보여준다. 그리고 이를 위하여 공진주파수 변화와 온도변화간의 비례상수를 변화시켰다. 기존의 측정법은 온도변화와 기본주파수 변화와의 관계를 비례상수로 정의하였기 때문에, 최소한 3개 이상의 하모닉을 포함하는 광대역 변환기가 필요하였다. 하지만 협대역 변환기를 이용한 온도측정법에서는 비례상수를 주파수 변화비와 온도변화간의 관계로 나타내기 때문에 한 성분의 하모닉만을 측정하여도 온도측정이 가능하게 된다.

• 한국음향학회지
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• 제22권3호
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• pp.208-216
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• 2003

의료 진단용으로 널리 사용되는 1차원 배열형 압전 초음파 변환기는 소자들간의 음향 간섭에 의해 성능이 저하된다. 본 연구에서는 기존의 커프로 효과를 볼 수 없는 변환기 표면을 따라 전파하는 음파로 인한 간섭을 감소하기 위해 음향 벽 설치를 제안하고, 유한 요소 해석법을 이용하여 convex 1차원 배열형 압전 초음파 변환기에 설치한 음향 벽의 형상. 크기 및 재질에 따른 음향 간섭 수준을 분석하였다. 시뮬레이션 결과는 소자들간의 음향 간섭을 최소화하는 초음파 변환기의 최적화 설계를 위해 매우 유용한 정보로 사용될 것으로 기대된다.