• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제42권2호
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• pp.91-97
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• 2017

Background: A gamma energy identifying algorithm using spectral decomposition combined with smoothing method was suggested to confirm the existence of the artificial radio isotopes. The algorithm is composed by original pattern recognition method and smoothing method to enhance the performance to identify gamma energy of radiation sensors that have low energy resolution. Materials and Methods: The gamma energy identifying algorithm for the compact radiation sensor is a three-step of refinement process. Firstly, the magnitude set is calculated by the original spectral decomposition. Secondly, the magnitude of modeling error in the magnitude set is reduced by the smoothing method. Thirdly, the expected gamma energy is finally decided based on the enhanced magnitude set as a result of the spectral decomposition with the smoothing method. The algorithm was optimized for the designed radiation sensor composed of a CsI (Tl) scintillator and a silicon pin diode. Results and Discussion: The two performance parameters used to estimate the algorithm are the accuracy of expected gamma energy and the number of repeated calculations. The original gamma energy was accurately identified with the single energy of gamma radiation by adapting this modeling error reduction method. Also the average error decreased by half with the multi energies of gamma radiation in comparison to the original spectral decomposition. In addition, the number of repeated calculations also decreased by half even in low fluence conditions under $10^4$ ($/0.09cm^2$ of the scintillator surface). Conclusion: Through the development of this algorithm, we have confirmed the possibility of developing a product that can identify artificial radionuclides nearby using inexpensive radiation sensors that are easy to use by the public. Therefore, it can contribute to reduce the anxiety of the public exposure by determining the presence of artificial radionuclides in the vicinity.

• Journal of Semiconductor Engineering
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• 제1권3호
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• pp.81-87
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• 2020

An instrumentation amplifier (IA) and an analog-to-digital converter (ADC) are essential circuit blocks for accurate and robust sensor readout systems. This paper introduces recent advances in radiation-hardening by design (RHBD) techniques applied for the sensor readout integrated circuits (IC), e.g., the three-op-amp IA and the successive-approximation register (SAR) ADC, operating against total ionizing dose (TID) and singe event effect (SEE) in harsh radiation environments. The radiation-hardened IA utilized TID monitoring and adaptive reference control to compensate for transistor parameter variations due to radiation effects. The radiation-hardened SAR ADC adopts delay-based double-feedback flip-flops to prevent soft errors which flips the data bits. Radiation-hardened IA and ADC were verified through compact model simulation, and fabricated CMOS chips were measured in radiation facilities to confirm their radiation tolerance.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.1031-1033
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• 2013

후쿠시마와 같은 방사선 누출 사고 시 방사선원의 위치를 찾는 일은 방사선 방호 뿐만 아니라 원전 사고의 조속하고 안전한 처리를 위해서도 중요하다. 방사선원의 3차원 위치 탐지는 기존에 방사선 탐지기의 2차원적 방사선 위치 탐지기능에 방사선원의 거리정보까지 추가 제공할 수 있어 방사선 오염원의 제거 및 제염작업에 결정적 역할을 할 수 있다. 본 연구에서는 반도체 센서에 기반한 듀얼(Dual) 방사선 탐지기를 이용한 방사선원 3차원 가시장치 개발 연구의 일환으로 방사선 센서부의 효율적 차폐체 구조설계에 관한 결과를 논하였다. 고하중의 텅스텐 또는 납 차폐체를 MCNP기반으로 최적구조로 설계함으로써 경량의 고효율 방사선원 위치탐지기 구현을 시도하였고, 이를 위해 차폐체의 구조와 두께, 그리고 콜리메이터에 형상의 다양한 변수모델에 대한 방사선 차폐시뮬레이션을 수행하였다. 본 연구의 결과는 향후 실리콘 센서기반의 소형 경량의 3차원 방사선원 탐지 및 가시화 연구에 활용될 예정이다.

• 한국융합학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.63-69
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• 2020

본 논문에서는 저속으로 불규칙하게 움직이는 인체의 심박신호를 감지하기 할 수 있어 웨어러블 디바이스에 적용 가능한 소형 마이크로파 센서를 제안하였다. 이를 위해 2.4 GHz ISM 대역에서 평형 구조를 갖는 마이크로스트립 방사 패치들과 자체발진 검출회로 및 귀환회로가 구성되었다. 이론 전개와 시뮬레이션을 통해 제안된 구조의 타당성을 확인하였고 제작된 시제품을 측정하였다. 회로의 보드는 65mm × 85㎟의 작은 크기이며, 간단한 고주파 회로구조로 60mW 수준의 작은 전력을 소모한다. 센서와 직선거리 2~30mm, 측면 좌우 거리 ±20mm 범위 내에서 저속(0.5Hz)으로 움직이는 인체로부터 심박신호를 얻을 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제50권5호
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• pp.801-805
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• 2018

In this study, an underwater radiation detector was built using a GAGG(Ce) scintillator and silicon photomultiplier to establish an underwater radiation exposure monitoring system. The GAGG(Ce) scintillator is suitable for small radiation detectors as it strongly absorbs gamma rays and has a high light emission rate with no deliquescent properties. Additionally, the silicon photomultiplier is a light sensor with characteristics such as small size and low applied voltage. Further, a program and mobile app were developed to monitor the radiation coefficient values generated from the detector. According to the results of the evaluation of the characteristics of the underwater radiation monitoring system, when tested for its responsiveness to radiation intensity and reactivity, the system exhibited a coefficient of determination of at least 0.99 with respect to the radiation source distance. Additionally, when tested for its underwater environmental temperature dependence, the monitoring system exhibited an increase in the count rate up to a certain temperature because of the increasing dark current and a decrease in the count rate because of decreasing overvoltage. Extended studies based on the results of this study are expected to greatly contribute to immediate and continuing evaluation of the degree of radioactive contamination in underwater environments.

• 전기전자학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.49-56
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• 2011

본 논문에서는 고주파 발진회로의 공진기를 패치 안테나로 사용하는 능동발진 안테나를 2.4GHz 대역에서 제안하여 소형 무선도플러 센서로서 이동체의 거리나 속도 등을 측정할 수 있게 하였다. 이동체의 움직임은 고주파 발진 주파수의 천이를 발생시키며 이를 검출하는 회로를 통해 제안된 구조의 동작을 확인하였다. 설계 제작된 무선 도플러 센서는 직경이 30mm, 높이 4.2mm 정도로 매우 작은 원형디스크 형태를 갖으며, 안테나는 2.373GHz에서 약 130도의 빔폭과 전방향 방사특성을 나타내었다. 센서의 감도 측정결과, 1m 떨어져 움직이고 있는 도체판에 대해 최소 190mV의 도플러 신호 전압을 얻었고, 센서의 자유낙하 실험으로부터 지표상의 4.5m 지점에서 부터 지표면까지 전압크기가 선형적으로 증가하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.528-535
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• 2011

본 논문에서는 고주파 발진회로의 공진기가 안테나로 동작하는 2.4GHz 대역의 능동 안테나를 이용하여 이동체의 거리를 측정할 수 있는 소형 도플러 센서를 제안하였다. 이동체의 움직임에 비례하여 고주파 발진주파수의 편이를 발생시키며 이를 검출하는 회로를 통해 제안된 구조의 동작을 확인하였다. 설계 제작된 거리 감지 센서는 직경이 30mm, 높이 4.2mm 정도로 매우 작은 원형디스크 형태를 갖으며, 안테나는 2.35GHz에서 약 120도의 빔폭과 전방향 방사특성을 나타내었다. 센서의 감도 측정결과, 1m 떨어져 움직이고 있는 도체판에 대해 약 240mV의 도플러 신호 전압을 얻었고, 자유낙하 실험으로부터 지표위의 5m 지점에서부터 지표면까지 선형적인 전압크기의 증가를 보였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.859-863
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• 2023

본 연구에서는 엑스선 증감지와 광센서, 마이크로컨트롤러(MCU)를 이용하여 휴대와 이동이 용이한 교육용 방사선검출기를 제안하였다. 광센서와 증감지로 이루어진 검출부와 마이크로컨트롤부로 간단하게 구성되어 제작이 쉽고 소형화 및 휴대형으로 적합하게 제작되었다. 검출기의 성능 확인을 위해 전압을 50에서 100 kVp까지 변경하며 검출시스템과 흡수선량계를 이용하여 방사선을 측정하였다. 관전류량은 100 mAs, SDD는 100 cm로 고정하였고 각 관전압에서 10회 반복 측정하였다. 측정값을 이용하여 검출기의 응답과 선형성을 확인하였다. 검출기와 흡수선량계의 측정결과 비교에서 높은 상관성(r:0.998, p<.001)을 보임을 확인하였다. 이러한 결과를 통하여 본 연구에서 제안된 증감지와 마이크로컨트롤러 기반의 검출기의 사용가능성을 확인할 수 있었으며, 휴대형 방사선검출시스템이 소형, 저가형, 휴대형 시스템으로 교육용으로 적용이 가능할 것으로 판단되었다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제6권2호
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• pp.164-168
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• 2008

Wideband terminal and base station is required to serve not only existing 1st and 2nd generation mobile communication systems but also 3rd generation systems. In this paper, we presents a feasibility study on single feed compact wideband antenna for wireless communication applications including GSM (890-960 MHz), GPS (1575 MHz), DCS (1710-1880 MHz), PCS (1880-1990 MHz), UMTS (1900-2200 MHz), ISM (2400-2480 MHz), IMT2000 and satellite DMB bands. The original antenna was designed for partial discharge detection sensor in high voltage diagnostic system. However, we modified the original prototype to achieve shifted down resonant frequency for wideband wireless communication applications. The experimental result shows good return loss characteristics and radiation patterns except for the total gain at each resonant frequency. The maximum measured gain was 2.45 dBi${\sim}$3.18 dBi at 1710 MHz${\sim}$1880 MHz.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.486-492
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• 2015

방사선 영상장치는 방사능 누출사고의 조기처리 및 확산 피해 최소화에 필수적인 장비이며, 가까운 미래에 빅마켓으로 성장될 원전폐로 분야에서도 중요한 역할을 담당할 것으로 예상된다. 현재까지 개발된 방사선 영상장치는 방사선 오염원의 위치를 방향 정보만으로 탐지하여 가시화하고 있고 방사선원의 거리 측정은 불가능한 실정이다. 본 논문에서는 스테레오 카메라 원리를 적용하여 방사선원의 3차원 위치정보를 추출할 수 있는 새로운 기법의 방사선 3차원 영상장치의 구현에 대해 연구하였다. 한 대의 방사선 센서와 CCD 카메라, 그리고 팬틸의 컴팩트한 구성으로 설계된 방사선 3차원 영상장치(K3-RIS)는 위치변환 제어에 의한 스테레오 방사선 영상 취득과 연속모드 제어 및 고속 스테레오 영상정보처리 기능이 특징이다. 개발한 장치의 기능검증을 위해 감마 방사선원(Cs-137)을 대상으로 실험을 수행한 결과 선원간의 거리와 무관하게 3% 이하의 거리측정 오차를 확인하였다.