• 한국전자파학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.129-138
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• 2017

본 논문에서는 지상레이다가 추적 중인 항공기로부터 획득한 수신신호를 이용하여 도플러 형상(signature)을 추출하였다. 이를 위해 펄스열(pulse train) 파형의 수학적 모델로부터 레이다의 도플러 해상도를 검증하고, 비행 중인 항공기 도플러 형상이 엔진에 대한 레이다 측각(aspect angle)과 엔진의 제원에 따라 결정됨을 보였다. 이를 확인하기 위해 비행 중인 항공기에서 반사된 레이다 수신신호를 레이다 수신신호 저장장치를 이용하여 획득하고, 수신신호로부터 도플러 형상을 추출한 후, 항공기 추적 정보로부터 엔진에 대한 레이다 측각을 추정하였다. 이들 결과를 조합하여 측각에 대한 상대 도플러 형상 차이를 확인하고, 레이다에 사용가능한 표적인식용 도플러 프로파일을 제안하였다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2010년도 한국우주과학회보 제19권1호
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• pp.37.5-38
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• 2010

경희대학교 우주탐사학과에서는 우주공간 탐사를 위해 Trio(TRiplet Ionospheric Observatory)-CINEMA(Cubesat for Ions, Neutrals, Electrons and MAgnetic fields)로 명명된 초소형 위성을 개발하고 있다. 과학임무는 지구 저궤도에서 고에너지 입자를 관측하는 것이며, 이를 위해 고에너지 (2~300keV) 입자 검출기와 자기장 측정기가 탑재된다. 저에너지 입자 검출기 시스템인 STEIN(SupraThermal Electrons, Ions, Neutrals)은 $1\times4$ Array의 개선된 실리콘 검출기와 이온, 전자, 중성입자를 분리할 수 있는 정전장 편향기, 그리고 신호를 처리하는 전자회로로 구성되어있다. 설계된 전자회로는 매우 작은 검출기 기판, 아날로그 기판과 디지털 기판으로 이루어져 있고, 475mW 이하의 저 전력으로 동작한다. 또한 2~100keV의 에너지를 1keV이하의 해상도로 30,000event/sec/pixel 까지 관측 할 수 있도록 회로를 설계하였다. 센서로 들어온 입자로 인해 발생한 펄스의 신호는 4개의 아날로그 회로가 담당하게 되는데, Folded cascode amplifier를 배치하여 증폭률을 높인 Charge sensitive amplifier를 통해 신호를 증폭하고, $2{\mu}s$ unipolar gaussian shaping amplifier를 통해 읽기 쉽게 처리된 신호를 상한파고선별기와 하한파고 선별기를 통해 유효 값 여부를 판단하고, 피크 검출기를 통해 피크의 타이밍을 측정한 뒤 신호를 아날로그-디지털 변환 회로를 통하여 8bit의 값으로 나타내어, 입자들의 Spectrum을 측정하게 된다. 크기와 소비전력이 적음에도 검출성능이 우수하기 때문에 이 시스템은 향후 우주탐사 시스템에 있어 매우 중요한 역할을 수행 할 것으로 생각한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.213-213
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• 2021

한국농어촌공사 농어촌연구원은 하천 및 해안분야의 다양한 수리모형실험을 수행할 수 있는 대형 수리모형실험 시설을 2018년에 구축완료하였다. 국내 최대 규모의 실험장뿐만 아니라 첨단 광학용 계측장비(PIV 및 LDV 시스템)를 연계한 전용실험수로, 대형유사실험수로 등 7종의 기능별 실험수로를 갖추고 있어 다양한 수리현상 분석을 수행할 수 있다. 최근에는 산사태의 주요 원인중 하나인 토석류 실험, 방조제 주변의 침·퇴적 실험 등을 수행하였으며, 본 연구에서는 3D 지형스캐너를 활용한 방조제 주변의 지형변동 수리모형실험에 대하여 소개를 하고자 한다. 방조제는 조수가 육지쪽으로 밀려들어와 내부개발지역이나 농지 등을 해수로부터 보호하기 위해 설치되는 외곽시설이다. 이러한 방조제 전면의 빠른 유속에 의한 침식은 배후지의 안전에 상당히 큰 문제를 야기시킨다. 방조제의 침식을 방지하기 위하여 방조제 전면에 수제공을 설치하여 수제공과 수제공 사이의 느려진 유속에 의해 방조제 전면에 토사를 퇴적시키는 방법이 있다. 본 연구에서는 방조제 전면에 수제공의 길이를 달리 설치하여 수제공 주변의 침·퇴적현상을 이동상 실험을 수행하여 분석하였다. 일반적으로 토사의 침·퇴적고를 계측하는 방법으로 일정한 격자망을 구성하여 각 지점별로 실험 전·후의 토사의 표고차를 수작업으로 계측한다. 이 경우는 실험자가 직접 측정하는 계측오차가 발생하게 되고 측정할 수 있는 지점의 수가 한계가 있어 전체적인 토사의 변화양상을 분석하기엔 어려움이 있다. 이를 해결하기 위하여 본 연구에서는 농어촌연구원이 보유하고 있는 3D 지형스캐너를 활용하여 토사의 표고차를 측정하였다. 실험에 사용한 3D 지형스캐너의 최대 측정거리는 스캐너가 설치된 중심점으로부터 반경 80m에 해당하며, 해상도는 1.6mm~50mm의 범위로 수작업으로 격자망을 구성하여 측정하는 것보다 상당히 높은 수준의 결과를 취득할 수 있으며 계측시간을 단축할 수 있는 장점이 있다. 하지만, 펄스레이저에 의한 지형스캔 방식은 수면과 같이 레이저가 투과할 수 없는 경우에는 계측이 불가능하며, 어두운 계열의 색을 스캔하는 경우 결과 분석에 주의할 필요가 있다. 본 연구에서는 이동상 재료로 안트라사이트(검은색)를 포설하였고, 검은색 계열의 실험사에도 3D 지형스캐너가 우수한 결과를 제공하는 것을 확인하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제12권2호
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• pp.113-124
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• 2001

목적: 수의 영상진단을 위하여 3T 능동차폐형 자석을 장착한 전신용 자기공명영상장비를 이용하여 고해상도의 개 두뇌, 척추, 복부 및 골반 자기공명영상을 획득하였다. 대상 및 방법: 128 MHz의 공명주파수를 갖는 RF코일을 사용하여 정상 개 및 환축으로부터 스핀에코와 고속 스핀에코 펄스시퀀스를 적용하였다. 전형적인 펄스시퀀스의 매개변수는 512$\times$512 matrix, 20 cm FOV, 3 mm 절편두께, 1 NEX를 사용하였다. 특히 T1 강조영상을 위하여 TR=500 ms, TE=10 혹은 17.4 ms을 사용하였으며, T2 강도영상을 위하여 TR=4000 ms, TE=108 ms을 사용하였다. 결과: 3T의 신호대잡음비는 기존 1.5T에 비하여 2.7배 정도 향상되었다. 본 연구에서 획득한 고해상도의 자기공명영상은 기존의 20cm FOV, 5m의 절편두께와 256$\times$256 해상도의 영상에 비하여 4배이상 증가하였다 3T 자기공명영상은 매우 미세한 혈관 구조물을 표출하는데 도움을 주며, 또한 백질과 회질의 상당한 대조도를 제공하여 주었다. 결론: 본 연구결과에서 3T로부터 얻은 자기공명영상은 기존 1.5T 영상에서 얻은 영상에 비하여 더 높은 해상도와 민감도를 제공하여 주었다. 3T 고자장 자기공명영상에 나타난 증가된 신호대잡음비는 생체 조직단위의 영상을 획득하는데 유용하였다. 이러한 고해상도의 자기공명영상은 비침습적인 방법으로서 미세조직의 이상유무를 진단하는데 있어서 향후 더욱 임상에 도움을 주리라 예상한다. 향후 자기공명영상은 수의 진단방사선분야에 새로운 장을 열어줄 수 있으리라 기대한다.

• 비파괴검사학회지
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• 제35권2호
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• pp.112-119
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• 2015

고해상도 분자 영상이 가능한 광음향 현미경의 공간해상도는 초음파 변환기에 의해 결정되기 때문에 높은 동작 주파수, 광대역, 높은 신호 수신 효율을 갖는 광음향 수신 변환기는 고성능 광음향 현미경에 필수적이다. Polyvinylidene fluoride (PVDF)는 이러한 광음향 수신 변환기 성능 확보가 가능한 압전소재이다. 그러나 PVDF는 낮은 음향 임피던스로 인해 사용되는 흡음층에 의해서 중심주파수 및 대역폭이 영향을 받게된다. 본 논문에서는 광음향 현미경에 적합한 PVDF 기반 고주파수 초음파 수신 변환기의 최적 흡음층 소재의 음향 임피던스가 최종 변환기 성능에 어떠한 영향을 주는지에 관한 연구를 수행하였다. 이를 위해 EPO-TEK 301, E-Solder 3022, RTV를 각각 흡음층 물질로 사용하여 고주파수 초음파 수신 변환기를 제작하고 그 음향 특성을 평가하였다. 제작된 변환기의 공간해상도를 평가하기 위해 $25{\mu}m$ 직경을 갖는 철심을 표적으로 사용하여 영상을 획득하였으며, 실험을 통해 얻은 펄스-에코 신호 크기 및 중심주파수, -6 dB 대역폭, 공간해상도 평가를 통해 PVDF의 음향 임피던스보다 약간 높은 음향 임피던스를 갖는 EPO-TEK 301이 가장 적합한 흡음층 물질임을 알 수 있었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제5권6호
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• pp.401-407
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• 2011

TE를 변화시킨 정상인 대뇌의 MR spectrum에서 주요 대사물질의 면적과 SNR을 측정하여 PRESS 펄스파형과 STEAM 펄스파형 그리고 1.5T와 3.0T간의 자장세기에 따른 spectrum 간의 차이를 알아보고자 하였다. Phantom 실험을 통하여 적절한 TR을 정한 후, 정상인 지원자 10명(3.0T 5명, 1.5T 5명 ; 남 22~30세 : 평균 26세)을 대상으로 단일용적기법의 STEAM과 PRESS 기법을 시행하였다. 사용된 장비는 3.0T MR scanner(Magnetom Trio, SIEMENS, Germany)와 1.5T MR scanner(Signa Twinspeed GE, USA)이였다. 영상변수는 TR은 2000ms, TE는 30ms, 40ms, 50ms, 60ms, 90ms, 144ms, 288ms, NA는 96, 용적 크기는 $20{\times}20{\times}20mm3$로 하였으며, spectrum 획득시간은 3분 20초였다. 획득한 데이터는 후처리과정을 통하여 PRESS와 STEAM, 그리고 1.5T와 3.0T system 간의 NAA, Cho, Cr 등의 단순면적값과 SNR을 비교하였다. 또한 육안적 관찰을 통하여 각 대사물질들의 관찰정도를 비교하였다. 1.5T와 3.0T MR spectrum을 분석한 결과, STEAM과 PRESS의 주요 대사물질의 단순 면적값과 SNR은 TE가 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였으며, PRESS는 STEAM보다 1.5T에서 1.4배, 3.0T에서 1.3배 높은 SNR을 보였다. 자장의 세기에 따른 SNR 비교에서는 TE가 30ms에서 3.0T가 1.5T보다 약 2배 정도 높은 SNR을 보였으나 TE값이 증가함에 따라 3.0T에서의 SNR 감소율이 1.5T에서의 SNR 감소율보다 커서 TE가 90ms 이상부터는 큰 차이가 없었다. 반면 3.0T의 spectrum에서는 1.5T에서 구분할 수 없었던 ${\alpha}$-Glx, ${\beta}{\cdot}{\gamma}$-Glx, NAA complex등 작은 대사물질들을 보다 정확히 감별 할 수 있었고 short TE의 PRESS일 때 short TE의 STEAM보다 작은 대사물질들이 잘 관찰 되었다. 3.0T spectrum의 해상도와 SNR이 1.5T spectrum에 비하여 우수함을 알 수 있었다. 그러나 90ms이상의 long TE에서는 3.0T와 1.5T spectrum간의 SNR은 차이가 없었다. 따라서 고자장하에서의 자기공명분광법은 30ms 이하의 짧은 TE를 이용한 PRESS 펄스 파형을 사용하는 것이 임상적으로 유용하게 사용될 수 있을 것이라 사료된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권8호
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• pp.962-968
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• 2013

화석연료의 고갈에 따른 연료유의 가격상승과 세계온난화에 따른 그린하우스가스(Green House Gas, GHG)등의 문제가 주목받고 있다. 이러한 이유로 해상운송사업은 연료의 소비를 줄이고 환경보호를 위해 온실가스를 줄이기 위한 친환경선박(Green ship) 기술에 대하여 관심을 보이고 있다. 선박의 전력시스템은 안전한 운항을 위한 가장 주요한 요소 중 하나이다. 이러한 이유로 선박 설계에 있어 대부분의 선박은 바우 스러스터(Bow thruster, B/T), 크레인 등의 장비사용에 따른 피크부하로 인하여 큰 용량의 발전기를 사용하고 있다. 이러한 이유로 선박의 항해에 있어 대부분의 선박의 발전기는 저부하 운전구간에서 운전되게 된다. 50%또는 그 이하의 운전율인 저부하 운전에서는 발전기의 운전효율이 저하하게 되어 많은 연료유를 소비하며 발전기 수명에 좋지 않은 영향을 미치게 된다. 본 논문에서는 입출항이 비교적 많이 있는 컨테이너선박에 이차전지 적용방안에 대하여 연구하였다. 그 결과 이차전지를 적용하여 항해 중 발전기 운전율을 높이므로 연료 소비를 줄일 수 있음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권11호
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• pp.3121-3129
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• 2009

기존의 해상용 레이더는 원거리 탐지 목적의 고출력 송신을 할 수 있는 펄스 레이더로써, 장착 및 유지비용에 대한 부담으로 대부분 중대형 선박에서 사용되고 있다. 근거리탐지로 충돌 회피가 가능한 소형선박에 기존의 펄스레이더 대신 저전력으로 운용가능하며 분해능이 높은 FMCW방식의 레이더를 적용하고자 한다. FMCW방식의 송수신 신호를 이론적으로 분석하고, 실제 FMCW레이더 구현시 적용 가능한 신호처리 설계 및 모의실험을 수행하여 거리 및 속도를 검출하였다. FMCW 레이더의 신호처리 시뮬레이션을 수행하기 위하여 가상 송수신 신호를 혼합한 중간주파수(IF : Intermediate Frequency) 신호를 생성하고 저역통과 필터를 거쳐 잡음 제거를 한 후, A/D변환기를 사용하지 않는 대신에 FFT크기에 대한 샘플간격으로 주파수 최대값을 검출하여 물체와의 거리 및 속도 주파수를 구하고, 최종적으로 거리 및 속도를 계산하는 신호처리 과정을 모의 실험하였다. 실제 FMCW레이더 신호처리 과정에서 거리 및 속도 검출에 사용되는 차주파수 신호의 특징을 분석하기 위해서 송수신 신호의 차 공식을 이용하여 MATLAB으로 가상 차주파수 신호를 설계하였다. 이를 이용하여 임의의 거리 및 속도에 대한 가상 차주파수 신호를 발생시켜 각 신호에 대한 특징을 비교 분석하였다.

• 한국음향학회지
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• 제33권5호
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• pp.300-308
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• 2014

광음향 영상은 조직의 형태학적 정보뿐만 아니라 병리학적 정보도 함께 제공할 수 있어 죽상동맥경화증 진단에 유용하게 사용될 수 있다. 높은 해상도의 광음향 영상을 획득하기 위해서는 광음향 신호를 수신할 초음파 변환기가 고주파수 및 광대역 특성을 가져야만 한다. 또한 죽상동맥경화증 진단을 위해서는 혈관에 변환기를 직접 삽입하여 광음향 영상 신호를 획득해야하기 때문에 그 크기가 1 mm 이하가 되어야만 한다. 본 논문에서는 PVDF 압전 소재를 이용하여 혈관내 광음향 영상을 위한 고주파수, 광대역 특성을 갖는 초음파 변환기 제작이 가능함을 보였다. 개발한 광음향 수신 변환기는 단일소자이며 구경은 $0.5{\times}0.5mm$이고 전체 변환기 크기는 직경이 1 mm이내가 되도록 하였다. 작은 크기로 인해 형태학적 빔집속이 아닌 자연집속 깊이를 조절하여 관심영역(1~5 mm)에서 빔집속이 되도록 설계하였다. 제작한 혈관내 광음향 수신 변환기의 주파수 특성을 펄스-에코 응답실험을 통해 알아보았다. 제작된 변환기는 -6 dB 대역폭이 40.1~112.8 MHz이며, 중심 주파수가 76.83 MHz인 고주파수 및 광대역 특성을 갖는다는 것을 실험적으로 확인하였다.

• 수산해양기술연구
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• 제38권3호
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• pp.249-255
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• 2002

소형 레이더 신호를 정량적으로 분석하여 해상물표의 운동정보를 실시간으로 추출 및 표시하기 위한 radar target extractor(RTX)를 개발하고, 이 장치를 소형 레이더 장치에 부착시켜 소형 연근해 어선에서도 타선의 진운동정보나 충돌회피정보와 같은 각종의 항해정보를 활용토록 하기 위한 연구를 수행하였다. 본 연구에서 개발한 RTX는 IBM PC 의 ISA bus를 통해 데이터를 입출력할 수 있도록 설계된 신호처리장치로서, 일반 선박용 레이더에서 출력되는 video signal, trigger, antenna bearing pulse, antenna heading mark를 직접 입력할 수 있도록 하였다. 이 장치는 레이더 펄스신호가 해상에 존재하는 물표로부터 반사되어 수신될 때, 그 물표의 신호정보 및 위치좌표정보를 PC 의 CPU 에 의해 처리하지 않고 RTX 자체에 내장된 전용 DSP를 이용하여 실시간으로 처리하도록 하였다. 이 장치에 서 video 신호는 analog devices 사의 AD9042 (12 bit, 40 MHZ monolithic A/D converter)를 이용하여 digital 신호로 변환되고, 그 화상 신호는 CRT에 PPI 방식으로 표시되었다. 이 때 안테나가 회전하면서 탐지한 레이더 물표의 echo 신호는 echo 신호의 강도가 증가하면서 다른 물표의 위치와 구별되면 하나의 물표로서 판정한다. 이 경우, 표적식별 알고리즘은 물표가 미리 설정한 물표포착영역(target acquiring zone)내에 있고, 해당 물표의 크기와 다른 물표와의 거리등에 대한 데이터가 식별기준을 만족하는가에 대한 처리를 수행하도록 개발되었다. 본 연구는 현재 소형어선에 탑재되고 있는 소형레이더의 성능 향상에 크게 기여할 것으로 판단되고, 또한 소형어선용 저가형 ARPA 시스템의 국산화에 필요한 기반기술을 제공할 수 있을 것으로 판단된다.