• 한국산업정보학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.25-31
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• 2014

생체전기 임피던스 해석은 체 성분 측정에 있어 비침습적이며, 비용이 적게 들고 안전성과 재현성이 우수하여 체 성분의 변화를 평가하기 위해 널리 사용되고 있는 방법이다. 본 연구에서는 자세에 따른 생체임피던스와 혈압차이에 대해 연구하였으며, 피 실험자를 대상으로 생체전기 임피던스 측정시스템을 통한 저항 및 리액턴스의 실시간 측정 실험과 등가모델을 통한 모의실험 그리고 자세 변화에 대한 혈압 차이를 비교하는 실험을 실시하였다. 생체임피던스는 다중 주파수(1 kHz, 10 kHz, 20 kHz, 50 kHz, 70 kHz, 100 kHz)에서 4분간 측정하였다. 실험결과, 선 자세, 앉은 자세, 누운 자세 순으로 몸의 임피던스는 저항과 리액턴스의 변화로 인해 증가하는 것으로 나타났다. 특히, 누운 자세에서의 저항은 50 kHz에서 앉은 자세에서의 저항보다 평균 16.49% 높았으며, 누운 자세에서의 리액턴스는 5 kHz일 때에 앉은 자세보다 평균 26.05% 높았다. 혈압의 경우에는 다른 자세에 비해 선 자세에서의 평균 최고치($125.14{\pm}12.30$) 및 평균 최저치($75.57{\pm}10.31$) 혈압이 높게 나타났다. 본 연구의 생체임피던스 및 혈압 차이에 관한 연구는 급성 질환, 고도 비만, 신체 기형 등의 연구에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.1040-1049
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• 2006

본 논문에서는 광대역 동축-마이크로스트립 선로에서 전송 손실을 최소화하는 수직 트랜지션(transition)의 설계 기법을 제안하였다. 동축-마이크로스트립 선로의 수직 트랜지션은 동축 선로와 인쇄 회로 기판이 수직으로 연결되는 구조로서 인쇄형 안테나 혹은 마이크로스트립 기판을 사용하는 마이크로파 송수신 장치 등에 널리 사용된다. 제안한 설계 방법은 넓은 대역폭을 가지면서 전송 손실을 최소화하는 방법으로, 접지 개구면(ground aperture)의 지름, 프로브(probe)의 지름, 접지 개구면의 오프셋과 스텁(stub) 길이를 설계 변수로 설정하여, 시뮬레이션을 통하여 설계 값을 구하였다. 동축 선로와 마이크로스트립 기판은 일반적으로 널리 사용되는 SMA 커넥터와 PTFE 재질의 두께 0.254, 0.508 및 0.787 mm 기판을 사용하였다. 시뮬레이션 결과로부터 구한 설계 변수 값들을 입증하기 위하여 SMA 동축 커넥터와 0.787 mm 두께의 기판을 사용하여 수직 트랜지션 시험 블록을 제작하였다. 이 트랜지션의 특성을 측정한 결과 $0.05{\sim}20GHz$주파수 범위에서 반사 계수가 -22 dB 이하이고, 전송 손실이 0.45 dB 이하인 만족할만한 결과를 얻었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.1125-1134
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• 2011

본 논문에서는 DTV 응용을 위한 광대역 주파수 합성기 회로를 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여 설계하였다. 설계한 주파수 합성기는 DTV의 모든 주파수 대역을(48MHz~1675MHz) 만족한다. 하나의 VCO만을 사용하여 광대역을 만족시킬 수 있는 구조를 제안하였으며, 고주파 대역과 저주파 대역에서의 VCO 이득의 차이와 주파수 간격의 변화를 줄여 안정적인 광대역 특성을 구현하였다. 모의실험 결과, VCO의 발진주파수 범위는 1.85GHz~4.22GHz이며, 4.2GHz에서 위상잡음은 100kHz offset에서 -89.7dBc/Hz이다. VCO 이득은 62.4~95.8MHz/V(${\pm}21.0%$)이고 주파수 간격은 22.9~47.9MHz(${\pm}35.3%$)이다. 설계된 주파수합성기의 고착시간은 약 $0.15{\mu}s$이다. 제작된 칩을 측정한 결과 VCO는 2.05~3.4GHz의 대역에서 발진하는 것을 확인하였다. 설계된 주파수 보다 shift down 되었지만 마진을 두어서 설계를 하였기 때문에 DTV 튜너로 사용할 수 있는 주파수 대역은 만족한다. 설계된 회로는 1.8V 전원 전압에서 23~27mA의 전류를 소모한다. 칩 면적은 PAD를 포함하여 $2.0mm{\times}1.5mm$이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38B권9호
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• pp.715-721
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• 2013

RF소자의 소형화 기법으로는 헤리컬 구조를 적용하는 방법, Meta Material을 사용하는 방법 및 적층구조를 적용하는 방법 등 여러 방법들이 적용되고 있다. 그러나 헤리컬 구조는 한 번의 원주의 회전이 있을 때 마다 공진주파수가 생김에 따라 단일 공진주파수 특성을 가지는 RF회로의 소형화 기법에는 맞지 않으며, Meta Material과 적층구조를 적용하는 방법들은 구조가 복잡하며 비용이 많이 드는 단점이 있다. 또한, 3차원 구조의 기본적인 뫼비우스 스트립을 활용한 논문과 뫼비우스 스트립의 특성을 활용한 평판형 구조의 논문이 제안되었으나 완전한 평판형구조가 아니고, 선로결합효과(coupling effect) 현상의 문제점이 있었다. 따라서 본 논문은 기존 M$\ddot{o}$bius Strip과 위상동형인 Quasi M$\ddot{o}$bius Strip과 via hole구조를 응용함으로써, RF회로의 소형화와 선로결합효과를 완화한 안테나를 제시하였다. 본 논문의 시뮬레이션 결과에 의하면, 2.4GHz의 공진주파수 일 때, 기존의 링 안테나와 대비하여 물리적 원주의 길이는 1/3배로 소형화 되었다. 그리고 기존의 헤리컬 안테나의 다중공진특성이 아니라 단일 주파수에서의 공진특성을 보인다. 또한, 2.4GHz의 공진주파수 근처에서 선로결합 효과 현상이 거의 발생하지 않았다.

• 센서학회지
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• 제5권5호
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• pp.21-29
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• 1996

(111), $n/n^{+}/n$ 3층 구조의 실리콘 기판을 HF 용액 내에서 양극반응시켜 선택확산된 $n^{+}$ 층에 다공질 실리콘층(Porous Silicon Layer : PSL)을 형성한 후, 이를 5% NaOH 수용액에서 식각하여 미세구조를 제조하는 다공질 실리콘 식각법을 이용한 실리콘 미세구조의 제조법으로 8개의 빔을 갖는 압저항형 실리콘 가속도센서를 제조하였다. 제조된 가속도센서의 매스 패드(mass pad)의 반경, 빔 길이, 빔 폭, 그리고 빔 두께는 각각 $700\;{\mu}m$, $50;{\mu}m$, $100\;{\mu}m$, $7\;{\mu}m$ 였다. 자동차의 응용을 위하여 50g 범위의 가속도를 측정할 수 있도록 진동질량은 2 mg으로 제조하였다. 이때, 진동질량을 부가하는 방법은 Pb/Sn/Ag 솔더 페이스트를 매스 패드에 디스펜싱한 후, 3-zone reflow 장치를 사용하여 열처리하였다. 제조된 가속도센서의 충격응답에 대한 감쇠시간은 약 30 ms로 나타났으며, 가산회로로 합한 출력의 감도는 2.9 mV/g이며, 비선형특성은 full scale 출력에서 2%이하로 측정되었다. 그리고 각 브릿지의 편차는 ${\pm}5%$ 미만으로 나타났다. 또한 측정된 타축감도는 약 4% 이하로 나타났으며, 시뮬레이션 결과로 부터 얻은 센서의 공진주파수는 2.15 KHz이었다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.48-57
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• 2020

Wireless charger, USB type-C 등의 응용에서 사용되는 MCU는 추가 공정 마스크가 작으면서 셀 사이즈가 작은 MTP 메모리가 요구된다. 기존의 double poly EEPROM 셀은 사이즈가 작지만 3~5 장 정도의 추가 공정 마스크가 요구되고, FN 터널링 방식의 single poly EEPROM 셀은 셀 사이즈가 큰 단점이 있다. 본 논문에서는 vertical PIP 커패시터를 사용한 110nm MTP 셀을 제안하였다. 제안된 MTP 셀의 erase 동작은 FG와 EG 사이의 FN 터널링을 이용하였고 프로그램 동작은 CHEI 주입 방식을 사용하므로 MTP 셀 어레이의 PW을 공유하여 MTP 셀 사이즈를 1.09㎛2으로 줄였다. 한편 USB type-C 등의 응용에서 요구되는 MTP 메모리 IP는 2.5V ~ 5.5V의 넓은 전압 범위에서 동작하는 것이 필요하다. 그런데 VPP 전하펌프의 펌핑 전류는 VCC 전압이 최소인 2.5V일 때 가장 낮은 반면, 리플전압은 VCC 전압이 5.5V일 때 크게 나타난다. 그래서 본 논문에서는 VCC detector 회로를 사용하여 ON되는 전하펌프의 개수를 제어하여 VCC가 높아지더라도 펌핑 전류를 최대 474.6㎂로 억제하므로 SPICE 모의실험을 통해 VPP 리플 전압을 0.19V 이내로 줄였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.150-158
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• 2010

본 논문은 입력단 전압과 출력단 부하전압의 상대적 크기에 따라 동작모드가 다르게 구성되며, 열전에너지 수확이 가능한 새로운 공진형 DC/DC 컨버터의 동작 특성을 해석한다. 공진형 DC/DC 컨버터는, 직류 입력전원에 연결 되는 LC 공진회로와, 공진회로의 캐패시터 전압이 최대일 때 부하측으로 에너지를 전달하는 펄스형 공진 컨버터로 구성되어있다. 입력단 LC 공진회로의 캐패시터는 전압의 최대값이 입력전압의 최대값의 2배가 되는 Voltage Doubler의 특성을 갖는다. 제안한 컨버터는 공진 캐패시터 전압의 최대값과 부하전압의 상대적 크기에 따라서 승압형 연결, 혼합형 연결, 직접연결의 3가지 동작특성을 가진다. 승압형 연결은 공진 캐패시터 전압의 최대값이 부하전압보다 작은 경우이다. 혼합형 연결은 공진 캐패시터 전압의 최대값이 부하전압보다 큰 경우이며, 스위칭 주기에 직접연결과 승압형 연결이 연속하여 나타난다. 직접연결은 입력단 전압의 크기가 부하전압보다 큰 경우이며, 입력단 에너지가 부하측으로 컨버터의 스위칭 동작 없이 직접 전달된다. 공진형 DC/DC 컨버터 회로의 동작원리를 설명하고, PSPICE 시뮬레이션 및 실험을 통하여 검증하였으며, 열전에너지 수확분야에 활용 가능성을 제시하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.749-754
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• 2021

적은 수의 광센서를 사용한 PET 검출기의 섬광 픽셀과 광센서의 매칭 비율을 최대화하기 위해 다양한 섬광 픽셀의 배열과 4개의 광센서를 사용하였다. 섬광 픽셀의 배열은 6 × 6에서부터 11 × 11까지 여섯 케이스로 구성하였다. 광센서간의 간격은 모든 섬광 픽셀에서 동일하게 적용하였으며, 섬광 픽셀의 크기를 줄여 배열을 확장하였다. 설계한 PET 검출기들의 평면 영상 획득을 위해 빛 시뮬레이션이 가능한 DETECT 2000을 사용하였다. 각 섬광 픽셀 배열의 중심에서 소멸방사선과 섬광 픽셀의 상호작용을 통해 생성된 빛을 발생시켜, 4개의 광센서를 통해 빛을 검출한 후 평면 영상을 재구성하였다. 재구성한 평면 영상을 통해 모든 섬광 픽셀들이 구분이 가능한 최대의 배열을 찾았다. 그 결과 8 × 8 섬광 픽셀 배열의 평면 영상에서 모든 섬광 픽셀들이 구분이 가능하였으며, 9 × 9 섬광 픽셀 평면 영상에서부터는 가장자리 두 섬광 픽셀들이 서로 겹쳐 영상에 나타났다. 이때의 섬광 픽셀과 광센서의 매칭 비율은 16:1이었다. 본 검출기를 사용하여 PET 시스템을 구성할 경우, 사용하는 광센서의 수가 감소되고 이에 따른 신호처리 회로의 간소화를 통해 전체 시스템의 비용을 감소시킬 것으로 기대된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제29권11호
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• pp.828-833
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• 2018

일반적으로 반사파 및 공진이 위상 왜곡에 영향을 준다고 많이 알려져 있지만, 그 두 가지 이유 이외에 안테나 임피던스 변화에 따라서도 위상 지연을 왜곡시킬 수 있다는 것을 확인하였다. 본 논문에서는 상호 결합 영향을 모두 고려한 안테나 임피던스 $Z_A$에 따른 위상 지연 오차를 분석하고, 이에 따른 빔조향 특성을 확인하였다. 안테나 임피던스에 대한 반사손실의 최대값($RL_{max}$)이 -10 dB와 -7 dB일 때 모든 주파수에서 각각 $0.051{\lambda}$에 해당하는 $18.5^{\circ}$와 $0.074{\lambda}$에 해당하는 $26.5^{\circ}$의 최대 위상 지연 오차가 발생하는 것을 확인하였다. 8개의 선형 배열 안테나를 통해 몬테 카를로 시뮬레이션을 진행한 결과, $18.5^{\circ}$와 $26.5^{\circ}$의 균등 분포 위상 오차를 갖는 상황에서 각각 $0{\sim}30^{\circ}$의 빔조향을 했을 때 목표 빔조향각과 해당 위상 오차에 의해 틀어져서 관측되는 조향각 사이의 RMS 오차는 $0.19{\sim}0.4^{\circ}$이고, 표준편차는 $0.14{\sim}0.33^{\circ}$이다. 이때 사이드 로브 레벨은 -12.8 dB의 이론치로부터 위상 오차에 의해 0.74~1.21 dB 만큼 증가하고 사이드 로브 레벨 증가량의 표준 편차는 0.31~0.51 dB를 갖는다. 이를 스파이럴 안테나 8개 배열 구조를 설계하여 검증하였다.

• Journal of the Korean Physical Society
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• 제73권9호
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• pp.1362-1369
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• 2018

A method aimed at improving the beam-wave interaction efficiency by changing the coupling slot configuration has been proposed in the study of extended interaction oscillators (EIOs). The dispersion characteristics, coupling coefficient and interaction impedance of the high-frequency structure based on different types of coupling slots have been investigated. Four types of coupled cavity structures with different layouts of the coupling slots have been compared to improve the beam-wave interaction efficiency, so as to analyze the beam-wave interaction and practical applications. In order to determine the improvement of the coupling slot to a coupled cavity circuit in an EIO, we designed four nine-gap EIOs based on the coupled cavity structure with different coupling slot configurations. With different operating frequencies and voltages takes into consideration, beam voltages from 27 to 33 kV have been simulated to achieve the best beam-wave interaction efficiency so that the EIOs are able to work in the $2{\pi}$ mode. The influence of the Rb and the ds on the output power is also taken into consideration. The Rb is the radius of the electron beam, and the ds is the width of the coupling slot. The simulation results indicate that a single-slot-type EIO has the best beam-wave interaction efficiency. Its maximum output power is 2.8 kW and the efficiency is 18% when the operating voltage is 31 kV and electric current is 0.5 A. The output powers of these four EIOs that were designed for comparison are not less than 1.7 kW. The improved coupling-slot configurations enables the extended interaction oscillator to meet the different engineering requirements better.