본 논문에서는 I/O Cable을 가진 일반 통신시스템의 전자파 방사 Mechanism을 분석하여, Design 에 있어 중요한 Parameter을 도출하였다. System 의 경우 I/O Cable, Ventilation Hole 기구물의 Shielding 대책 등이 중요한 EMC design issue가 된다. 일반적인 전자제품에 비해 통신 System 은 다양한 통신을 위한 Cable을 가지므로, I/O Cable의 중요성이 크다. 따라서 I/O Cable의 Coupling mechanism을 실험 및 Simulation 방법에 의해 분석하고, Low Emission을 위한 EMC Design Rule을 제시하였다. 본 EMC Design Rule을 기반으로 통신 System의 Design을 실현하여, 제품의 Redesign 및 복잡한 Debug과정이 없이 효과적으로 전자파 양립성 규격을 만족한 예를 제시하였다.
본 논문에서는 Ka-band 위성 중계기용 국부 발진기에 사용하게 될 전압제어 발진기의 EM(Engineering Model)을 비선형 방법으로 설계하였다. 전압제어 발진기의 위상잡음을 개선하기 위하여 공진기로 사용되는 유전체 공진기와 결합하는 마이크로스트립 라인을 high impedance inverter로 구현함으로써 공진회로의 quality factor를 우수하게 유지하여 능동소자에 전달되도록 하였다. 개발된 전압제어 발진기는 0~12 V의 제어전압으로 9.7965~9.8032 GHz의 튜닝범위를 가지며 공급전력은 8V, 17mA를 필요로 한다. 제작된 전압제어 발진기의 위상잡음은 -96.51 dBc/Hz ⓐ10 KHz와 -116.5 dBc/Hz ⓐ100 KHz의 특성을 나타내며 출력전력은 7.33 dBm을 얻었다.
This paper presents the use of a novel fiber optic accelerometer system to monitor ambient vibration (both wind-induced one and vehicle-induced) of a real bridge structure. This sensor system integrates the $Moir\'{e}$ fringe phenomenon with fiber optics to achieve accurate and reliable measurements. A low-cost signal processing unit implements unique algorithms to further enhance the resolution and increase the dynamic bandwidth of the sensors. The fiber optic accelerometer has two major benefits in using this fiber optic accelerometer system for monitoring civil engineering structures. One is its immunity to electromagnetic (EM) interference making it suitable for difficult applications in such environments involving strong EM fields, electrical spark-induced explosion risks, and cabling problems, prohibiting the use of conventional electromagnetic accelerometers. The other is its ability to measure both low- and high-amplitude vibrations with a constantly high resolution without pre-setting a gain level, as usually required in a conventional accelerometer. The second benefit makes the sensor system particularly useful for real-time measurement of both ambient vibration (that is often used for structural health monitoring) and strong motion such as earthquake. Especially, the semi-strong motion and the small ambient one are successfully simulated and measured by using the new fiber optic accelerometer in the experiment of the structural health monitoring of a real bridge.
Sheet형 전파흡수체를 제작하여 Mn-Zn페라이트의 입자크기에 따른 전파흡수능의 관계를 조사하였다. 입자 크기가 증가함에 따라 정합주파수는 낮은 쪽으로 이동하였으며, 정합주파수에서 전파흡수능은 감소하였다. 하지만 휴대폰의 사용주파수인 0.8 ㎓와 1.8 ㎓에서는 입자의 크기가 큰 것으로 구성되어 있는 전파흡수체자 작은 입자로 구성되어 있는 전파흡수체보다 우수한 전파흡수능을 나타내었다. 따라서 휴대폰용 전파흡수체를 Mn-Zn 페라이트 파우더로 제작할 경우에는 입자의 크기가 큰 것이 바람직하다고 생각된다.
최근의 정보통신기술 발전에 기반한 무인 항공 전자탐사는 효율적인 광역 탐사가 가능하다는 장점으로 인해 다양한 활용이 시도되고 있다. 이 연구에서는 무인 항공 전자탐사의 실제 적용을 위한 이론 연구의 일환으로 한국지질자원연구원에서 개발된 무인 비행선 전자탐사 시스템에 대한 고찰을 수행하였다. 이 시스템은 기존의 항공 전자탐사 시스템들과는 다른 송수신루프의 배치로 인해 측정되는 자기장을 해석하기 위한 새로운 기술이 필요하다. 따라서, 임의의 모양을 갖는 송신원에 의한 전자기장 반응을 계산할 수 있는 방법을 제안하였으며 원형루프에 의한 이론해와의 비교 검증을 통해 그 타당성을 확인하였다. 또한, 3차원적으로 분포한 지하의 전도성 이상체에 의한 자기장 반응을 모사하기 위하여 변유한요소법 기반의 3차원 주파수영역 전자탐사 모델링 알고리듬과 결합하였다. 개발된 알고리듬을 바탕으로 지하 이상체에 의한 자기장 반응분석을 수행한 결과, 기존 항공 전자탐사 시스템들과 마찬가지로 탐사고도가 높아지거나 이상체의 심도가 깊어짐에 따라 이상체에 의한 반응이 줄어듦을 알 수 있었고 이상체의 전기비저항이 증가함에 따라서도 반응이 작아지는 것을 확인하였다. 그러나, 이상체의 심도 및 전기전도도와 사용 주파수에 따라 이상성분의 반응양상이 비선형적인 경향을 나타내는 구간이 존재하여, 자료해석 시 반응의 크기를 통한 단순 해석이 어려워지며 겉보기 비저항 계산 시에도 해의 비유일성을 야기시킬 수 있다는 것을 확인하였다. 따라서 실제로 시스템을 활용하여 탐사를 수행할 시, 탐사목적 및 현장 조건을 고려한 사전 모델링을 통해 적합한 주파수 대역 및 탐사고도를 설정하여 탐사를 수행하는 것이 선행되어야 한다.
TEM 셀 내에 있는 혈액에 대한 삽입 손실과 반사율을 측정하여, 원하는 혈액 흡수 SAR(Specific Absorption Rate) 선택에 따른 TEM셀 입력 전력을 구하였다. 혈액 세포는 피부 세포와 함께 전자파 영향을 연구하기 위한 기준 세포이다. 따라서 SAR에 따른 혈액 세포에 인가할 전력 산출은 정확해야 함은 물론 타당성이 있어야 한다. 이 연구에서는 g당 혈액 세포가 받는 전력을 산출하기 위해 50 g의 혈액을 이용하여 전달 전력 감소를 측정하였다. 측정된 데이터로부터 휴대폰 전자파 생체 흡수율 SAR 0.8, 1.6, 3, 4 mW/g에 해당하는 TEM셀 입력 전력을 계산하였다. 이 연구 결과는 배양 세포의 전자파 방사 장치에 응용함을 목적으로 하고 있다.
일반적으로 손실이 없는 우형 전송선 모델에 직렬 커패시터와 병렬 인덕터를 삽입하여 만든 우좌형 전송 선로에 손실을 고려한 등가 회로를 제안한다. 제안된 식을 이용하면 원하는 주파수에서의 위상 조절이 가능하며, 단위 셀을 점차 늘려갈수록 발생하는 방사율에 대한 조정 역시 용이하게 된다. 단위 셀의 구조의 증가는 안테나의 배열과 같으며, 이러한 배열 구조에서는 균등한 방사가 요구된다. 따라서 방사율의 조정을 위한 식은 일반적인 마이크로스트립 기판에 제작된 평면 안테나에 비해 소형화된 안테나를 구성하는데 적용될 수 있다. 그리고 회로 시뮬레이션과 EM 시뮬레이션 사이에서 발생하는 방사율에 대한 편차는 수정된 식을 적용하면 부합된 결과를 얻을 수 있으므로 간단한 방사 구조의 설계시 간편하게 이용할 수 있을 것으로 기대된다.
본 논문에서는 KSTAR의 ECEI(Electron Cyclotron Emission Imaging) 장치에 사용되는 100 GHz 미니렌즈의 성능을 향상하기 위해 변형된 타원형 렌즈 안테나 설계를 제안하고 있다. 기존 타원형 렌즈 구조의 밑면에 반구형 렌즈를 추가하고, 이 반구형 렌즈의 끝점에 100 GHz CPS 다이폴 안테나를 위치하게 하였다. 기하광학적 설계를 통해 안테나에서 방사된 전자파가 반구형 렌즈의 표면에서 전반사가 일어나도록 함으로써 안테나 패턴이 주빔 방향으로 집속되는 효과를 나타나게 하였다. 이 설계의 유효성은 3차원 EM 시뮬레이터로서 확인하였다. 제안된 반구형렌즈가 추가된 타원형 렌즈의 안테나 이득은 23.8 dB인데, 기존의 타원형 렌즈에 비해 2.2 dB 향상되었으며, 사이드 로브 레벨은 E-plane과 H-plane에서 2.6 dB, 3.4 dB 감소하였음을 확인하였다.
물리탐사 자료의 역산 해를 찾는데 흔히 이용되는 결정론적 해법은 지역 최소점에 빠져 적절한 해에 수렴하지 못할 가능성이 크다는 단점이 존재한다. 이 문제를 해결하기 위한 대안 중 하나는 확률론적 접근법에 기반한 전역 최적화 방법을 이용하는 것이며, 여러 방법들 중에서 입자 군집 최적화(Particle Swarm Optimization, PSO)법의 적용사례가 많이 소개되었다. 이 논문에서는 PSO법을 이용한 소형루프 전자탐사 자료의 층서 구조 전기비저항 역해석 알고리즘을 개발하고 합성자료를 이용하여 역산실험을 수행하였다. 실험결과 기존의 Gauss-Newton 알고리즘으로는 최적의 역산해를 찾는데 어려움이 있는 소형루프 전자탐사 자료의 역산 시도에 PSO 방법을 적용하면 성공률을 높일 수 있음을 확인하였다.
혼합기를 사용한 회로의 출력에는 원하는 신호 외에 불요파들이 발생하여 이를 제거하기 위한 여파기 설계가 요구된다. 본 논문은 Ka 대역 주파수 합성기 응용에 소요되는 평판형 여파기를 설계 및 제작하였다. 이 과정에서 고주파에서 발생하는 불연속 효과로 인해 주파수 응답 특성이 비대칭적으로 깨지는 것을 분석하였으며, 이를 포함하여 개별 공진기 조정 기법으로 short-end PCLF를 설계하였다. 설계된 5단 Ka 대역 통과 여파기를 제작하여 측정 결과를 EM 시뮬레이션 결과와 비교하여 만족할만한 성능을 얻었으며, 최종적으로 혼합기와 같이 측정함으로써 성능을 입증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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