본 논문에서는 차세대 초전도 핵융합 연구장치의 상태 진단 및 점검을 위한 마이크로파 진단 시스템에 적용하기 위한 광대역 대역 통과 여파기를 설계하였다. 광대역 특성 및 낮은 손실과 높은 스컷 특성을 위해 메타 전자파 구조를 적용하였다. 제안된 광대역 대역 통과 여파기는 한국형 핵융합 원자로의 마이크로파 진단 시스템 내에서 전압제어 발진기의 출력 단에 적용되어 전압제어 발진기에서 발생되는 고조파 성분들을 제거하여 시스템의 선형성을 개선하는 역학을 한다. 광대역 대역 통과 여파기는 18-28 GHz의 대역을 통과 시키고 그 외 대역에서 .20 dB 이하의 저지 특성을 갖도록 설계하였다. 메타 전자파 구조 특성 확인을 위해 위상의 분산도를 확인하였으며 통과 대역의 하측 대역에서 LH 특성을 갖으며 그 외 대역에서는 RH 특성을 보이도록 설계하였다. 제안된 광대역 대역 통과 여파기의 군지연 (Group Delay)의 경우 0.5 nS 이하로 매우 우수한 특성을 보였다.
향후 우리나라의 행성 탐사 임무에 대비하여 행성 근접 통과를 이용한 목성 탐사 임무의 최적 발사 가능 시기에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구를 통해서 관련 비행 궤적을 설계할 수 있는 자체적인 프로그램을 개발하였으며 일련의 과정을 통해 그 성능을 검증하였다. 목성까지의 비행 궤적 중 직행 임무(Direct mission), 단일 행성 근접 통과를 이용한 임무(Single planet gravity assist mission) 그리고 복수 행성 근접 통과를 이용한 임무(Multi planet gravity assist mission)에 대한 비행 궤적을 각각 설계하였으며 이에 대한 최적의 발사시기를 선정하였다. 목성 탐사 비행 궤적 중, 지구-화성-지구-목성의 비행 궤적 (Earth-Mars-Earth-Jupiter Gravity Assist, EMEJGA Trajectory)을 갖는 복수 행성 근접 통과 임무가 약 29.231$Km^2$/$S^2$의 발사 에너지($C_3$)값을 필요로 하였으며 이는 직행 임무의 발사 에너지($C_3$)값 75.756$\textrm{km}^2$/s$^2$및 화성 근접 통과만을 고려한 단일 행성 근접 통과 임무의 발사 에너지($C_3$)값 63.590$Km^2$/$S^2$보다 현저하게 낮은 수치이다. 이러한 결과는 행성간 탐사선의 비행 궤적 설계 시 행성 근접 통과를 고려하였을 경우 발사 에너지의 절감 효과 및 한번의 발사로 하나 이상의 행성의 탐사가 가능함으로 임무의 효율성을 증대시킬 수 있다는 사실을 보여 주고 있다. 또한 복수 행성 근접 통과를 이용하였을 경우 요구되는 총 임무 기간은 약 4.6년으로 직행 혹은 단일 행성 근접 통과를 이용하였을 경우(각 약2.98년 및 약2.33년의 총 임무 기간)에 비해 임무 기간이 길어지는 단점이 있음을 확인 시켜 주고 있다.
본 논문에서는 신호의 분리와 합성이 가능한 Diplexer를 제작하였다. 저역 통과 여파기와 고역 통과 여파기의 특성을 정합하여 Diplexer로 구현함으로써 신호의 분리와 합성이 가능하다는 것을 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 또한 신호의 분리와 합성의 가능성을 입증하기 위해 실제 마이크로스트립구조의 Diplexer를 제작, 측정한 결과 각각의 통과 대역폭 내에서 0.4dB, 0.8dB이내의 삽입손실과 -20dB의 반사손실이 됨을 실험결과를 통해 알 수 있었고 또한, 인덕터의 구현 방법을 마이크로스트립으로 하여 주파수 특성과 재현성을 높였다.
본 연구에서 다루는 복합재료는 알루미늄 폼으로써 다공성 구조체로 고체 알루미늄 금속에 비하여 비중이 1/10 정도로 작고, 충격에너지 흡수가 우수하다. 본 연구에서는 다공성 심재를 갖는 복합재료 알루미늄 폼 코어의 충격실험을 실시하여 기계적 특성을 파악하였다. 시험편은 알루미늄 폼 코어를 갖는 복합재료로써 시험편에 50J의 저 충격에너지를 가하도록 하였다. 그 결과, 모든 실험에서 스트라이커가 상부면재 통과 시 최대하중이 나타났고, 이때의 최대하중 값은 약 5.5 KN으로 나타났다. 또한 최대 하중 발생 시간은 50J일 때 약 4.2 ms가 나왔다. 최대 하중이 발생한 후, 즉 상부 면재 통과 후에 실험에서는 약 10 mm정도를 더 뚫으면서 심재에 까지 손상을 주었지만 하부 면재에는 손상을 주지 못하였다. 이로써 스트라이커가 알루미늄 폼 코어 샌드위치 복합재료를 통과 할 때 상부면재 통과 시 최대 하중이 발생하고 심재를 지나며 서서히 감소되는 것을 볼 수 있었다.
영남육괴 북동부 지역에 분포하는 선캠브리아기 변성암류는 평해통, 기성통, 원남통, 평해화강편마암, 하다우백질화강편마암으로 명명피어있다. 평해통과 원남통은 분포하는 암상에는 큰 차이가 없으나 단지 중간에 변성화산암류라 여겼던 기성통이 존재함으로서 두 층들이 다른 시기에 형성된 다른 층으로 구분되었다. 하지만 야외조사결과 기성통은 변성화산암류가 아니며 기존의 변성암류가 연성전단운동의 결과로 변형되어 일부 노두에서는 마치 변성화산암과 같은 외양을 갖는 전단대라고 판단된다. 그리고 평해통과 원남통 모두가 상부각섬암상의 변성작용을 겪었으므로 설사 둘 사이에 화산암류가 있었다하더라도 현재는 고도변성작용을 겪은 변성화산암으로 나타나야만 할 것이다. 평해통과 원남통을 구분짓는 근거의 부재를 의미하며. 두 층은 하나로 간주하는 것이 좋을 것이다.
본 연구는 기존의 콩나물 재배통이 가지는 재배 중 발생하는 재배통 중심부의 고온과 탄산가스 수준의 증가로 인한 부패현상과 생육저해 문제를 해결하기 위한 것이다. 이 문제를 해결하기 위해서 원리적으로는 콩나물 재배통 내의 공기와 재배실과의 공기치환이 보다 원활히 일어나도록 한 것으로, 콩나물 재배통을 재배통과 콩나물 받침그릇으로 구성하였는데 재배통의 바닥에는 직경 10 mm, 높이 2 mm인 배수구 겸 물 고임 턱 다섯 개를 두었고 재배통 벽에는 폭 0.5cm, 길이 10 cm의 홈을 두었다. 재배통 속에 넣어 사용하는 콩나물 받침그릇에는 바닥에 배수구가 592개 형성되고 그 바닥 중앙에 직경 2 mm인 구멍 36개가 형성된 공기 치환파이프를 부착하여 콩나물 받침 그릇으로 구성하였다. 이렇게 구성한 개량콩나물 재배통은 25$\pm$1$^{\circ}C$에서 재배한 결과 기존 재배통보다 재배기간 동안 재배통 내의 탄산가스 수준과 온도가 낮았고, 그 결과 부패율은 낮고 성장 정도는 높은 결과를 얻었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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