• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제17권3호
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• pp.262-268
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• 2013

We study the focusing properties of a two-dimensional square-lattice photonic crystal (PC) comprising silica and germanium partitioned cylinders in air background. The finite difference time domain (FDTD) method with periodic boundary condition is utilized to calculate the dispersion band diagram and the FDTD method incorporating the perfectly matched layer boundary condition is employed to simulate the image formation. In contrast to the common square PCs in which the negative refraction effect occurs in the first photonic band without negative phase propagation, in our suggested model system, the frequency with negative refraction exists in the second band and in near-infrared region. In this case, the wave propagates with a negative phase velocity and the evanescent waves can be supported. We also discuss the dependency of the image resolution and its location on surface termination, source location, and slab thickness. According to the simulation results, spatial resolution of the proposed PC lens is below the radiation wavelength.

• 한국전자파학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.761-767
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• 1998

PML(Perfectly Matched Layer)은 넓은 주파수 대역에서 우수한 흡수 성능을 나타내므로 분산 특성이 강한 도파관 구조에 적합한 흡수경계조건이다. 본 논문에서는 기존의 PML의 계산 효율을 향상시키기 위해 새로운 알고리듬을 제안한다. 제안된 방법은 입/출력 포트의 한 변에서 필드를 모드로 전개한 후, 모드에 따라 홉수 경계조건을 적용한다. 제안된 방법은 1차원으로 계산 영역을 해석하므로 메모리와 계산 시간이 절약된다. 두 께가 두꺼운 비대칭 아이리스를 갖는 WG-90 구형도파관을 기존의 PML과 본 논문에서 제안한 1차원 모드 P PML을 적용하여 유한차분 시간영역법으로 해석을 한다. 제안된 방법의 계산 효율이 매우 뛰어남을 수치 계산을 통해 알 수 있다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.776-787
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• 1998

835 MHz에서 동작하는 셀룰라 휴대폰에 의한 인체 두부내의 1 g 및 10 g 평균 비홉수율(specific absorption rate, SAR)을 해석한다. 사용되는 수치방법은 총 전자기장 유한차분 시간영역(finite-difference time-domain, FDTD) 기법이다. 전화기는 도체박스, 플라스틱 케이스 그리고 모노폴 안테나와 나선형 안테나 로 구성된 whip 안테나로 모의되었다. 공간 정밀도 3 mm의 이산적 인체두부 모델은 MRI(Magnetic Resonance Imaging), CT(computerized tomography) 그리고 해부학적 이미지에 기초한 것이다 안테나를 뽑은 전화기와 접은 전화기에 대한 근역장 및 원역장 복사 패턴이 분석되었다. SAR 평가를 위한 재현성 있는 기법을 제공하기 위해 조직내의 1 g 또는 10 g의 질량을 갖는 체적을 취하는 두 가지 방법을 제안하고 비교 한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권7호
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• pp.767-773
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• 2014

본 논문에서는 무한 도체 평판의 슬릿 부근에 도체판을 부가하여 슬릿으로 침투하는 전자파의 저감 특성을 검토하였다. 이론 해석에는 FDTD 법을 사용하였으며, 부가 도체판의 형상 및 길이, 간격, 두께의 변화에 따른 침투 전계의 특성을 계산하여 부가 도체판의 구조 변화가 침투 전자파의 저감 특성 및 차폐 효과 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 그 결과, 부가 도체판의 구조 변화에 따라 차폐 효과, 침투 전계의 특성이 변화하는 것을 관찰할 수 있었고, 침투 전계를 최소로 하는 부가 도체판의 최적 구조가 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권9호
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• pp.1094-1099
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• 2012

본 논문에서는 무한 도체 평판의 슬롯 부근에 도체판을 부가하여 슬롯으로 침투하는 전자파의 저감 특성을 검토하였다. 이론 해석에는 FDTD법을 사용하였으며, 부가 도체판의 길이, 폭, 위치 및 간격의 변화에 따른 침투 전계의 특성을 계산하여 부가 도체판의 구조 변화가 침투 전자파의 저감 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 그 결과, 부가 도체판의 구조 변화에 따라 침투 전계의 특성이 변화하는 것을 관찰할 수 있었고, 침투 전계를 최소로 하는 부가 도체판의 최적 구조가 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.107-116
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• 2001

본 논문은 이중 주파수에서 동작하는 소형의 PIFA(dual-PIFA)를 설계하고 각 파라미터의 변화에 따른 안테나 성능의 분석에 대한 내용을 다루었다. 안테나는 높은 주파수 성분에서 동작하는 작은 패치부분과 낮은 주파수 성분에서 동작하는 큰 패치로 구성되었다. 안테나의 크기는 실험적으로 handset 단말기에 부착하기 위하여 크기를 고정시켰다. 작은 패치의 면적, 단락 스트립 및 접은 도체판의 면적을 가변 파라미터로 설정하였고 이중의 공진 주파수(900MHz 및 1800MHz)에서 동작하게 변화시켰다. 소형 안테나는 2-layer 형태로 구형되었고 두 주파수에서의 전계강도 및 방상패턴을 알아보았다. 안테나의 각 피라미터의 변화에 따른 특성을 해석하기 위해 FDTD 기법을 이용하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제26권2호
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• pp.55-58
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• 2019

최근 표면 플라즈몬 효과는 광 신호 향상에 중요하게 대두되고 있는 분야로써, 약한 광학적 신호를 증가시킴에 따라 바이오 분야나 뉴로사이언스에 매우 중요한 분야로 대두되었다. 플라즈모닉 구조를 제작하기 위해선 나노 구조의 크기 높이 그리고 입사광의 입사각 등 다양한 변수들이 존재하는데 본 논문에서는 플라즈모닉 나노구조의 제작을 위한 은 증착 높이에 따른 플라즈모닉 나노구조의 광학적 특성에 대한 연구를 진행하였다. 은 증착은 플라즈모닉 효과를 보기 위해 다양하게 사용하고 있는 금속으로 특정 파장에 반응을 보기 위해 제작한 구조 형태와 유사한 구조를 시간영역 유한차분(FDTD)법을 통해 광 특성을 예측하여, 최종적으로 제작한 구조의 은 나노 입자 부근에 에너지가 집중되는 결과를 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.158-164
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• 2006

본 논문에서는 시간 영역 유한차분법(FDTD: Finite-Difference Time-Domain Method)과 설계 민감도법(design sensitivity analysis)을 이용하여 미지의 유전체 산란체(dielectric scatterer) 복원을 위한 역산란 문제(inverse scattering)의 새로운 해석 기법을 제안하였다. 본 연구에서는 빠른 수렴을 위하여 목적 함수의 도함수를 이용한 설계 민감도법을 도입하였고, 시간 영역 유한차분법으로부터 직접 설계 민감도 수식을 도출하였다. 해석의 효율성을 위하여 보조 변수법(adjoint variable method)을 도입하여 보조 변수 방정식을 도출하고 최적화 알고리듬으로 최대 경사도법을 이용하여 반복적인 추정을 통하여 미지의 유전체를 복원하였다. 본 연구의 타당성의 보이기 위하여 2차원 $TM^z$에서의 유전체 복원 사례를 제시한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권4호
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• pp.341-353
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• 2022

도심지에는 많은 지중 매설관이 설치되어 있으며, 이러한 지중 관로의 위치(깊이, 방향 등)은 굴착을 수행하기 전에 특정되어야 한다. 지중 매설관을 탐지하기 위해 다양한 지구물리학적인 방법을 사용할 수 있으나, 지반의 불균질성으로 인해 정확한 위치정보를 파악하는 것은 어렵다. 다양한 비파괴 탐사 방법 중 GPR (ground penetrating radar)는 고속으로 실험이 가능하며, 다른 탐사 방법에 비해 상대적으로 저렴한 탐사비용 등의 장점을 갖는다. 그러나 GPR의 탐사 데이터는 해석이 직관적이지 않아 상당한 전문적 지식이 요구된다. 최근 딥러닝을 이용한 탐사 데이터의 자동판독 기술에 대한 연구가 증가하고 있으나, 매설물의 위치를 정확히 알고 있는 탐사 데이터가 부족하여 학습모델 구축에 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 이러한 문제를 FDTD (finite difference time domain)수치해석을 통해 해결하고 자동탐지 학습 모델의 성능을 향상시키기 위한 기초연구를 수행하였다. 첫째, 단일유전율로 구성된 균질지반을 구성하고 해석을 수행하였다. 불균질 지반의 경우 프랙탈 기법을 이용하여 모델을 구성하고 해석을 수행하였다. 둘째, 합성곱 신경망을 이용하여 딥러닝 학습을 수행하였다. Model-A는 균질 지반 해석 데이터만 이용하여 학습을 수행하였으며, Model-B는 균질 및 불균질 지반 해석 데이터를 이용하여 학습을 수행하였다. 그 결과 Model-B가 Model-A보다 탐지성능이 우수한 것을 확인하였다. 이는 자동탐지 모델의 학습 시, 지반의 불균질성을 포함하여 학습을 수행하면 탐지 모델의 성능이 개선됨을 의미한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권12호
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• pp.75-91
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• 2023

GPR을 활용한 지중 매설관로의 비파괴 탐사에 있어서 다중 관로의 경우 관로에 의한 음영영역이 탐사결과에 많은 영향을 미친다. 다중 관로의 음영영역은 관로들의 위치 및 직경에 의해 변화되며 음영영역 내에서는 신호가 전파되지 못하기 때문에 탐지가 불가능하다. 본 연구에서는 FDTD 수치해석을 활용하여 다중 관로의 배치 및 직경에 따라 쌍곡선 형태로 나타나는 관로신호의 특성을 분석하였다. 관로의 배치는 수평, 수직, 대각 배치로 총 3가지 형태에 대한 분석을 수행하였으며, AGC를 활용하여 신호를 증폭하고 각각의 배치형태에서 나타나는 음영영역과 신호 특성의 차이를 분석하였다. 수평 배치에서는 두 관로가 근접할수록 두 쌍곡선 형태 사이에 새로운 쌍곡선 형태가 나타난다. 수직 배치에서는 쌍곡선 좌우 신호가 탐색 가능하여 이를 활용하면 하단 관로를 탐지가능할 것으로 보이나, 상단 관로의 직경이 하단 관로보다 큰 경우에는 탐지가 힘들 것으로 판단된다. 대각 배치의 경우, 지표면의 음영영역의 위치에 따라 다른 특성을 보인다. 장비의 가탐범위 내에 음영영역이 존재하는 경우 신호의 비대칭형태의 신호 특성을 보이며, 음영영역이 가탐범위 외부에 존재하는 경우에는 두 관로의 신호 특성에 영향을 거의 미치지 않는 것으로 나타났다.