• 센서학회지
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• 제21권2호
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• pp.103-108
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• 2012

Radiofrequency(RF) signal is a key medium to the most of the present wireless communication devices including RF identification devices(RFID) and smart sensors. However, the most critical barrier to overcome in RFID application is in the failure rate in detection. The most notable improvement in the detection was from the introduction of EPC Class1 Gen2 protocol, but the fundamental problems in the physical properties of the RF signal drew less attention. In this work, we focused on the physical properties of the RF signal in order to understand the failure rate by noting the existence of the ground planes and noise sources in the real environment. By using the mathematical computation software, Maple, we simulated the distribution of the electromagnetic field from a dipole antenna when ground planes exist. Calculations showed that the dark area can be formed by interference. We also constructed a test system to measure the failure rate in the detection of a RFID transponder. The test system was composed of a fixed RFID reader and an EPC Class1 Gen2 transponder which was attached to a scanner to sweep in the x-y plane. Labview software was used to control the x-y scanner and to acquire data. Tests in the laboratory environment showed that the dark area can be as much as 43 %. One who wants to use RFID and smart sensors should carefully consider the extent of the dark area.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권4호
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• pp.279-290
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• 2006

이 연구에서는 다양한 시추공 레이다 탐사법 중, 지하 갱도의 탐지에 사용이 가능한 (1) 시추공 레이다 반사법 탐사, (2) 방향성 안테나를 이용한 반사법 탐사, (3) 크로스홀 스캐닝(crosshole scanning), (4) 레이다 토모그래피 등의 4 종류 시추공 레이다 탐사법의 터널 탐지에 대한 적용성과 한계성을 탐사 사례 분석을 통해 고찰하였다. 시추공 레이다 반사법 탐사의 터널로부터 회절 양상은 완벽한 포물선 형태보다는 상부 포물선만 명확히 나타난 형태가 많았고 그 회절 이벤트는 정점을 기준으로 아래, 위 10 m 이상에 이르는 트레이스 까지 나타났다. 또한 안테나의 길이에 비해 시추공의 공경이 커지면 링잉 현상이 많이 발생함을 확인하였다. 송 수신 거리(offset)에 따라 신호의 양상이 많이 달라지며 현장여건에 따라 송 수신 거리를 조절하면 더 좋은 분해능의 자료를 획득할 수 있을 것이다. 방향성 안테나 시스템은 한 시추공만을 이용하여 터널의 3차원적인 위치를 정확히 판별할 수 있는 장점이 있으나 장비의 가격이 고가이며, 현장 작업의 난이도가 매우 높고, 시간이 많이 걸리는 단점이 있다. 크로스홀 스캐닝는 터널의 유무에 대한 좋은 지표가 될 수 있음을 알 수 있었으며 시추공 레이다 반사법 탐사와 같이 사용된다면 높은 신뢰도의 결과를 낼 수 있을 것이다. 레이다 토모그래피는 터널을 영상화함과 동시에 주변의 지반 물성을 얻게 되어 지하구조 파악에 효과적이라고 할 수 있다. 위의 결과를 토대로 경제적이고 효과적인 터널 탐지 방법을 제안하면, 먼저 시추공 레이다 반사법 탐사를 수행하여 이상 징후를 탐지 한 후, 주변의 시추공 상황에 따라 크로스홀 스캐닝이나 방향탐지 안테나를 도입하여 확인하는 것이다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제4권1호
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• pp.8-18
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• 2001

파쇄대와 같은 불균질대의 분포 및 위치를 영상화하고 암석의 신선도를 평가하기 위하여, 화강암 석산 지역에서 시추공을 이용한 레이다 반사법 및 토모그래피 탐사와 지표 탐사인 GPR탐사를 실시하였다. 또한 레이다 반사법 탐사에서 나타난 반사면의 공간적 방향성을 알기 위해서 방향탐지 안테나도 적용시켰다. 모든 시추공 레이다 탐사에는 20MHz를 주주파수로 갖는 안테나를, GPR탐사에는 100MHz를 사용하였다. 시추공 반사법, 방향탐지 안테나 및 GPR탐사 영상들은 서로 잘 일치하는 탐사 결과를 보여주었으며, 탐사지역내의 주요 파쇄대의 3차원적인 위치 및 주향 방향을 알려주었다. 일부 구간의 토모그래피 초동 시각 곡선에서는 화강암 지역에서는 일반적으로 나타나기 어려운 이방성을 보였는데 이러한 이방성은 텔레뷰어 자료와 비교하여 본 결과 동일 방향으로 정렬되어 있는 미세 균열과 연관된 것으로 추정된다. 또한 이 지역은 시추공 레이다, 토모그래피, GPR 영상들 및 이방성의 분포로부터 MF2및 MF5로 명명된 두개의 주 파쇄대에 둘러싸인 지역이 비교적 신선한 암석으로 구성되어 있음을 확인하였다.

• ETRI Journal
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• 제42권4호
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• pp.575-584
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• 2020

Electromagnetic (EM) waves used to send signals under seawater are normally restricted to low frequencies (f) because of sudden exponential increases of attenuation (𝛼) at higher f. The mathematics of EM wave propagation in seawater demonstrate dependence on relative permeability (𝜇_r), relative permittivity (𝜀_r), conductivity (𝜎), and f of transmission. Estimation of 𝜀_r and 𝜎 based on the W. Ellison interpolation model was performed for averaged real-time data of temperature (T) and salinity (S) from 1955 to 2012 for all oceans with 41 088 latitude/longitude points and 101 depth points up to 5500 m. Estimation of parameters such as real and imaginary parts of 𝜀_r, 𝜀_r', 𝜀_r", 𝜎, loss tangent (tan 𝛿), propagation velocity (V_p), phase constant (𝛽), and α contributes to absorption loss (L_a) for seawater channels carried out by using normal distribution fit in the 3 GHz-40 GHz f range. We also estimated total path loss (L_PL) in seawater for given transmission power P_t and antenna (dipole) gain. MATLAB is the simulation tool used for analysis.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제37권2호
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• pp.143-156
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• 2020

Korea Polar Research Institute (KOPRI) installed an ionospheric sounding radar system called Vertical Incidence Pulsed Ionospheric Radar (VIPIR) at Jang Bogo Station (JBS) in 2015 in order to routinely monitor the state of the ionosphere in the auroral oval and polar cap regions. Since 2017, after two-year test operation, it has been continuously operated to produce various ionospheric parameters. In this article, we will introduce the characteristics of the JBS-VIPIR observations and possible applications of the data for the study on the polar ionosphere. The JBS-VIPIR utilizes a log periodic transmit antenna that transmits 0.5-25 MHz radio waves, and a receiving array of 8 dipole antennas. It is operated in the Dynasonde B-mode pulse scheme and utilizes the 3-D inversion program, called NeXtYZ, for the data acquisition and processing, instead of the conventional 1-D inversion procedure as used in the most of digisonde observations. The JBS-VIPIR outputs include the height profiles of the electron density, ionospheric tilts, and ion drifts with a 2-minute temporal resolution in the bottomside ionosphere. With these observations, possible research applications will be briefly described in combination with other observations for the aurora, the neutral atmosphere and the magnetosphere simultaneously conducted at JBS.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제42권11호
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• pp.101-106
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• 2005

초광대역 임펄스를 이용한 비파괴 지중 금속 매설물 탐지용 지반 탐사 레이더(Ground penetrating image radar:GPR)를 개발하였다. 탐사 지면의 상대 유전율을 측정하였고, 최대 탐사 깊이 1m 이내의 측정이 가능하도록 시스템을 설계하였다. 전체 경로 감쇄, 시스템의 크기, 해상도를 고려하여 최고 주파수 및 최저 주파수를 선택하였다. 선택된 주파수에 맞는 1 나노세컨더(ns) 이하의 상승 시간을 갖는 초광대역 임펄스를 선택하였으며, 사용한 임펄스의 주파수 범위를 고려하여 소형 평판형 초광대역 다이폴 안테나를 설계하였다. 또한, 지중으로부터 반사되는 신호를 수신하기 위해서 디지털 오실로스코프를 사용하였다. 측정은 monostatic 방식과 마이그레이션(migration) 기법을 사용하였다. 지중 매설물의 영상 처리를 위해서는 A-scan 및 B-scan 평균 제거 방식을 사용하였다. 개발된 시스템은 금속 물체와 비금속 물체가 매설된 실증 시험장에서 시험되었고, 수 센티미터 직경의 작은 지중 금속 매설물까지도 탐지할 수 있는 우수한 성능을 가짐을 보였다.

• 한국토양환경학회지
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• 제1권1호
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• pp.29-38
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• 1996

폐기물 매립지의 수평크기와 심도 파악을 위해 여러 물리탐사법중에서 GPR과 전기비저항 탐사에 의한 조사가 시험으로 수행되었다. 탐사는 조사대상지역의 현장여건으로 인해 경계부와 매립지 중심부 일부에 제한되었다. GPR탐사에서는 50MHz 안테나를 이용하였고 전기비저항탐사는 쌍극자 배열법으로 수행되어졌으며, 복합해석을 위한 중복탐사가 이루어졌다. GPR 탐사에 의한 쓰레기 매립지 수평경 계 해석은 가능하였으며, 심도는 수평경계를 포함한 일부 구간에서만 확인되었다. 전기 비저항탐사는 매립지내의 물성을 제공함으로서 비교해석이 가능하다면 효과적인 정보획득이 가능할 것으로 예상된다. 이 해석결과는 주변의 사추결과와 잘 일치되었으며, 따라서, 매립지의 수평적 크기와 규모 파악을 위한 조사시 두 조사법의 조합은 적합하다고 판단된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.300.2-300.2
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• 2014

테라헤르쯔(terahertz : THz)파는 0.1~10 THz 의 범위로 적외선과 방송파 사이에 광대역 주파수 스펙트럼을 차지하고 있으며 직진성, 투과성, 그리고 낮은 에너지(meV)를 가지고 있어 비 파괴적이고 무해한 장점을 지니고 있다. Ti:sapphire laser와 같은 femto-pulse source 등이 많은 발전이 되어 현재 많은 연구와 발전이 이루어지고 있다. femto-pulse source를 이용한 THz 응용에서는 높은 저항, 큰 전자이동도, 그리고 아주 짧은 전하수명의 기판을 요구하는데 저온에서 성장한(low-temperature grown : LT) InGaAs는 격자 내에 Gallium 자리에 Arsenic이 치환 하면서 AsGa antisite가 발생하여 전하수명을 짧아지는 것을 응용하여 가장 많이 이용되고 있다. 본 연구에서는 보다 높은 저항을 얻기 위하여 molecular beam epitaxy를 이용하여 semi-insulating InP:Fe 기판위에 격자 정합된 LT-InGaAs:Be/InAlAs multi quantum well (MQW)를 well과 barrier를 가각 $10{\mu}m$ 씩 100주기 성장을 하였고 Ti와 Au를 각각 30, $200{\mu}m$로 dipole antenna를 제작 하였다. 이 때 Ti:sapphire femto-pulse laser (30 fs/90 MHz)를 excitation source로 사용하였을 때 9000 pA로 LT-InGaAs epilayer (180 pA)보다 50배 이상 큰 전류 신호를 얻을 수 있었다. THz 발생과 검출을 초소형, 초경량, 고효율로 하기 위해서는 fiber-optic를 이용해야 하는데 이때 분산과 산란 손실이 가장 적은 1550 nm 대역에서 많은 연구가 이루어 졌다. 780, 1560 nm의 mode-locking laser (90 fs/100 MHz)를 사용하여 현재 많이 이용되고 있는 Ti:sapphire femto-pulse laser와 비교하여 THz 특성 변화를 확인하는 연구를 진행 하고 있다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권1호
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• pp.29-35
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• 2016

집적광학 $Ti:LiNbO_3\;1{\times}2$ Y-fed Balanced-Bridge 마하젠더 간섭기(YBB-MZI) 구조에 다이폴 패치 아테나를 적용해서 $1.3{\mu}m$ 파장대역에서 동작하는 전계센서를 구현하였다. BPM 전산모사를 통해서 소자 설계 및 동작성능을 검증하였고, $1.3{\mu}m$ 파장대역에서 ~16.6 V 스위칭전압과 이에 대응해서 소멸비는 ~14.7 dB로 측정되었다. 10 MHz, 50 MHz 각각의 주파수에서 감지 가능한 최소 전계는 1.12 V/m, 3.3 V/m로 측정 되었으며, 이에 대응되는 각 주파수에서 ~22 dB, ~18 dB의 다이나믹 범위가 측정되었다. 제작된 센서는 0.29~29.8 V/m 범위의 전계세기에 대해서 선형응답 특성을 나타내었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.92-98
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• 2001

Closed-form 그린함수를 사용하여 다층 평판 구조체의 산란 문제를 해석할 경우, 주된 어려운 문제점 중의 하나의 대각행렬 요소의 계산결과가 느리게 수렴하고 안정되지 않다는 점이다. 즉, 대각행렬 요소 계산시 전원 자신의 항에 해당되는 $e^{-jkr}/{\gamma}$ 형태의 특이 적분처리를 했음에도 불구하고 계산결과의 느린 수렴도 문제가 몇 개의 복소 영상항에 해당하는 적분과정에 여전히 남아있음을 알 수 있었다. 이와 같은 문제점을 해소하기 위해, 일반화된 지수함수와 2중적분을 극좌표계에서 가우스 구적법을 사용하여 계산할 수 있는 새로운 적분 기법을 제시하고자 한다. 새로운 적분기법을 알로리즘의 안정성과 수렴도에 관하여 본 논문에서 논의되면, 그 타당성을 확인하기 위해 마이크로스트립 패치 안테나의 산란 문제에 이 적분법을 적용해 보았다.