• 제목/요약/키워드: Ground Resonance

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The α-Effect in Nucleophilic Substitution Reactions of Y-Substituted-Phenyl Diphenylphosphinates with HOO- and OH-

  • Hong, Hyo-Jeong;Bae, Ae Ri;Um, Ik-Hwan
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제34권8호
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    • pp.2251-2255
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    • 2013
  • Second-order rate constants ($k_{HOO^-}$) for the nucleophilic substitution reactions of Y-substituted-phenyl diphenylphosphinates (4a-4i) with $HOO^-$ in $H_2O$ have been measured spectrophotometrically. The ${\alpha}$-nucleophile $HOO^-$ is 10-70 times more reactive than the reference nucleophile $OH^-$ although the former is ca. $4pK_a$ units less basic than the latter, indicating the ${\alpha}$-effect is operative. The Bronsted-type plot for the reactions of 4a-4i with $HOO^-$ is linear with ${\beta}_{lg}=-0.51$, a typical ${\beta}_{lg}$ value for reactions which were reported to proceed through a concerted mechanism. The Yukawa-Tsuno plot is also linear with ${\rho}=1.40$ and r = 0.47, indicating that a negative charge develops partially on the O atom of the leaving group, which can be delocalized to the substituent Y through resonance interactions. Thus, the reactions have been proposed to proceed through a concerted mechanism. The magnitude of the ${\alpha}$-effect (i.e., the $k_{HOO^-}/k_{HO^-}$ ratio) decreases linearly as the leaving-group basicity increases. It has been concluded that solvation effect is not solely responsible for the ${\alpha}$-effect found in this study but the transition-state stabilization through an intramolecular H-bonding interaction is also responsible for the ${\alpha}$-effect.

Structure-Reactivity Correlations in Nucleophilic Displacement Reactions of Y-Substituted-Phenyl X-Substituted-Cinnamates with Z-Substituted-Phenoxides

  • Son, Yu-Jin;Kim, Eun-Hee;Kang, Ji-Sun;Um, Ik-Hwan
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제34권8호
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    • pp.2455-2460
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    • 2013
  • Second-order rate constants ($k_N$) have been measured spectrophotometrically for the nucleophilic displacement reactions of 4-nitrophenyl X-substituted-cinnamates (4a-4e) and Y-substituted-phenyl cinnamates (5a-5e) with Z-substituted-phenoxide anions in 80 mol % $H_2O$/20 mol % DMSO at $25.0{\pm}0.1^{\circ}C$. The Hammett plot for the reactions of 4a-4e with 4-chlorophenoxide (4-$ClPhO^-$) consists of two intersecting straight lines, which might be taken as a change in the rate-determining step (RDS). However, it has been concluded that the nonlinear Hammett plot is not due to a change in the RDS but is caused by stabilization of the ground state of substrates possessing an electron-withdrawing group in the cinnamoyl moiety through resonance interactions, since the Yukawa-Tsuno plot exhibits an excellent linear correlation with ${\rho}X=0.89$ and r = 0.58. The Br${\o}$nsted-type plot for the reactions of 4-nitrophenyl cinnamate (4c) with Z-substituted-phenoxides is linear with ${\beta}_{nuc}=0.76$. The Br${\o}$nsted-type plot for the reactions of Y-substituted-phenyl cinnamates (5a-5d) with 4-chlorophenoxides (4-$ClPhO^-$) is also linear with ${\beta}_{lg}=-0.72$. The Hammett plot correlated with ${\sigma}^-$ constants for the reactions of 5a-5d results in a much better linear correlation than that correlated with ${\sigma}^o$ constants, indicating that a partial negative charge develops on the O atom of the leaving aryloxide. Thus, the reactions have been concluded to proceed through a concerted mechanism.

준 마이크로파 발진기를 이용한 비 침습 혈당 센서 (Non-Invasive Blood Glucose Sensor By Sub-Microwave Oscillator)

  • 윤기호
    • 한국융합학회논문지
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    • 제8권9호
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    • pp.9-16
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    • 2017
  • 본 연구는 비 침습 방식으로 인체 혈당변화를 감지하여 준 마이크로파 대역의 발진 주파수 변화로 나타내는 발진기 센서를 제안하였다. 마이크로스트립 선로의 접지 면에 형성된 유도성 슬롯(inductive slot)과 생체조직 사이에 전자기적 결합을 통해 공진기로 구현되었으며, 능동회로를 연결하여 발진기를 구현하였다. 생체 조직을 가상한 팬텀 박스를 이용하였고, 3단계(0, 400, 800 mg/dL)의 혈당 농도 수준을 변화시켰을 때 공진기의 공진주파수가 상향 이동하는 것을 시뮬레이션 하였다. 시제품을 제작하여 인체 대신 돼지의 생체를 이용하여 실험한 결과, 1,100 MHz 부근에서 400 mg/dL의 혈당 농도변화 대비 약 14 MHz의 발진 주파수 천이가 관찰되어 혈당 센서에 적용할 수 있음을 확인하였다.

이중 공진형 마이크로스트립 패치 안테나 설계 (Design of a Dual-Frequency Microstrip Patch Antenna)

  • 김규성;김태우;최재훈
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제10권7호
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    • pp.1131-1137
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    • 1999
  • 본 논문에서는 개구 결합 방식을 이용하여 단일 급전으로 이중 공진을 일으키며 공진된 면파가 서로 직교 하는 새로운 형태의 패치 안테나를 제안하였으며. 이 패치 안테나의 특성을 실험적으로 고창하였다 이를 위 해 방사소자는 새로운 형태의 두 개의 사각형 홈이 파인 정사각 패치를 사용하였고 개구 결합 구조도 패치 소자에서 발생되는 2중 편파를 수용할 수 있도록 십자형 슬롯과 90도 굽은 급전션을 사용하였다. 제안된 패 치 안테나의 특성을 이용하여 Ku 밴드 위성통신용 송수선 겸용 $2\times$ 배열 안테나를 설계 제작하였으며, 성능 분석을 통하여 위성단말기용 안테나로서의 이용 타당성을 고찰하였다. 측정된 안테나의 성능을 살펴보면 송 수신 중심주파수에서 10 dBi 이상의 이득을 얻었고, 부엽은 - 13 dB 이하, 편파 분리도는 - 17 dB 이하의 값 을 나타냈다.

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Faraday Cage를 이용한 900 MHz RFID 소형 LTCC 패키지 리더 안테나의 설계 (Design of a 900 MHz RFID Compact LTCC Package Reader Antenna Using Faraday Cage)

  • 김호용;문병인;임형준;이홍민
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제18권5호
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    • pp.563-568
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    • 2007
  • 본 논문에서 제안된 패키지 안테나는 900 MHz RFID 대역에 적용하기 위하여 미엔더 라인과 단락 핀을 부설하고 LTCC(Low Temperature Cofired Ceramic) 층의 공동 내부에 RFID BGA(Ball Grid Array) 칩을 장착하였다. BGA 칩과 안테나 사이에 발생되는 커플링과 혼신을 감소시키기 위한 격리 특성을 확보하기 위하여 접지면과 비아 펜스를 부설하여 Faraday Cage를 구현하였다. 제안된 안테나는 낮은 주파수 대역에서 패키지 단계의 안테나 구현에 관점을 두었다. 제안된 안테나의 크기는 $13mm{\times}9mm{\times}3.51mm$이며, 측정된 안테나의 공진 주파수는 0.893 GHz, 임피던스 대역폭은 9 MHz, 최대 방사 이득은 -2.36 dBi를 나타내었다.

슬롯결합 커패시터 공진기를 이용한 Nacl 수용액 농도 검출 (Nacl Aqueous Solution Concentration Detection Using Slot-Coupled Capacitor Resonator)

  • 윤기호
    • 한국융합학회논문지
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    • 제9권11호
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    • pp.29-35
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    • 2018
  • 본 연구는 준 마이크로파 대역에서 슬롯(slot) 결합 커패시터 공진기를 이용하여 Nacl 수용액의 농도변화를 감지할 수 있는 고감도 센서를 제안하였다. 센서에 적용되는 공진기는 마이크로스트립 선로의 접지 면을 활용하여 유도성 슬롯(inductive slot)과 연결된 평행판 커패시터로 구성된다. 농도변화에 따른 유전특성 측정데이터를 기반으로, 농도변화가 확연히 드러나는 UHF 대역에서 공진주파수가 정해졌으며, 평행판 커패시터 내에 Nacl 수용액이 삽입된다. 시뮬레이션을 토대로 제안된 공진기를 설계하여 제작하였다. 농도 변화를 0 mg/dl에서 400 mg/dl까지 100 mg/dl 단계로 실험하였고, 전송 산란계수($S_{21}$)가 측정되었다. 실험결과 각 단계별 최소 1.8 dB($S_{21}$)의 변화를 얻음으로써 Nacl 수용액에서 농도검출 센서에 적용가능함을 입증하였다.

계단형 개방 슬롯 안테나의 소형화 (Miniaturization of Open Stepped Slot Antenna)

  • 여준호;이종익
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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    • pp.61-62
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    • 2016
  • 본 논문에서는 ultra wide band(UWB) 대역(3.1-10.6 GHz)에서 동작하는 소형 계단형 개방 슬롯 안테나의 설계 방법에 대하여 연구하였다. 계단형 개방 슬롯 안테나의 접지면에 L형 슬롯을 추가하여 낮은 주파수에서 공진이 발생하도록 하여 소형화하고, 중간주파수 및 고주파수 대역에서 이득을 높이기 위해 스트립 도파기를 추가하였다. L형 슬롯의 길이, 도파기와 슬롯 안테나 사이의 간격 및 도파기의 길이에 따른 입력 반사계수와 이득 특성을 분석하였다. $30mm{\times}30mm$ 크기로 최적화된 안테나를 FR4 기판 상에 제작하고 특성을 실험한 결과 전압 정재파비(voltage standing wave ratio; VSWR)가 2 이하인 대역은 3.02-11.04 GHz으로 UWB 대역에서 동작함을 확인하였다.

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Energetic Electron and Proton Interactions with Pc5 Ultra Low Frequency (ULF) Waves during the Great Geomagnetic Storm of 15-16 July 2000

  • Lee, Eunah;Mann, Ian R.;Ozeke, Louis G.
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제39권4호
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    • pp.145-158
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    • 2022
  • The dynamics of the outer zone radiation belt has received a lot of attention mainly due to the correlation between the occurrence of enhancing relativistic electron flux and spacecraft operation anomalies or even failures (e.g., Baker et al. 1994). Relativistic electron events are often observed during great storms associated with ultra low frequency (ULF) waves. For example, a large buildup of relativistic electrons was observed during the great storm of March 24, 1991 (e.g., Li et al. 1993; Hudson et al. 1995; Mann et al. 2013). However, the dominant processes which accelerate magnetospheric radiation belt electrons to MeV energies are not well understood. In this paper, we present observations of Pc5 ULF waves in the recovery phase of the Bastille day storm of July 16, 2000 and electron and proton flux simultaneously oscillating with the same frequencies as the waves. The mechanism for the observed electron and proton flux modulations is examined using ground-based and satellite observations. During this storm time, multiple packets of discrete frequency Pc5 ULF waves appeared associated with energetic particle flux oscillations. We model the drift paths of electrons and protons to determine if the particles drift through the ULF wave to understand why some particle fluxes are modulated by the ULF waves and others are not. We also analyze the flux oscillations of electrons and protons as a function of energy to determine if the particle modulations are caused by a ULF wave drift resonance or advection of a particle density gradient. We suggest that the energetic electron and proton modulations by Pc5 ULF waves provide further evidence in support of the important role that ULF waves play in outer radiation belt dyanamics during storm times.

스마트 TMD의 지진응답 제어성능 실험적 검토 (Experimental Evaluation of Seismic Response Control Performance of Smart TMD)

  • 강주원;김현수
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제22권3호
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    • pp.49-56
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    • 2022
  • Tuned mass damper (TMD) is widely used to reduce dynamic responses of structures subjected to earthquake loads. A smart tuned mass damper (STMD) was proposed to increase control performance of a traditional passive TMD. A lot of research was conducted to investigate the control performance of a STMD based on analytical method. Experimental study of evaluation of control performance of a STMD was not widely conducted to date. Therefore, seismic response reduction capacity of a STMD was experimentally investigated in this study. For this purpose, a STMD was manufactured using an MR (magnetorheological) damper. A simple structure presenting dynamic characteristics of spacial roof structure was made as a test structure. A STMD was made to control vertical responses of the test structure. Two artificial ground motions and a resonance harmonic load were selected as experimental seismic excitations. Shaking table test was conducted to evaluate control performance of a STMD. Control algorithms are one of main factors affect control performance of a STMD. In this study, a groundhook algorithm that is a traditional semi-active control algorithm was selected. And fuzzy logic controller (FLC) was used to control a STMD. The FLC was optimized by multi-objective genetic algorithm. The experimental results presented that the TMD can effectively reduce seismic responses of the example structures subjected to various excitations. It was also experimentally shown that the STMD can more effectively reduce seismic responses of the example structures conpared to the passive TMD.

지반-말뚝 시스템에 대한 3차원 동적 수치 모델링 기법 개발 (Development of 3D Dynamic Numerical Simulation Method on a Soil-Pile System)

  • 김성환;나선홍;한진태;김성렬;선창국;김명모
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제27권5호
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    • pp.85-92
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    • 2011
  • 말뚝의 동적 거동은 지반-말뚝의 동적상호작용, 지반의 비선형성, 지반-말뚝 시스템의 공진 현상 등 많은 요소가 상호 작용을 하므로 매우 복잡하다. 그러므로, 말뚝의 동적 거동을 수치해석으로 정확히 모사하려면 많은 노력과 시간이 필요하다. 본 연구에서는 기존의 범용 수치해석 프로그램인 FLAC 3D를 활용하면서도 해석시간을 크게 감소 시킬 수 있는 새로운 모델링 기법을 개발하였다. 본 기법은 전체 해석 영역을 근역 지반과 원역 지반으로 나누고 지반-말뚝 동적상호작용에 영향을 받지 않는 원역 지반을 요소망으로 모델링하는 대신 원역 지반의 지반 운동 시간이력을 근역 지반의 경계 조건에 입력 하중으로 적용하는 기법이다. 이 수치 모델링에서 지진파의 강도가 클 때 일어나는 지반의 비선형 거동을 모사하기 위하여 이력 감쇠 모델을 이용하여 접선 탄성 계수를 전단 변형률의 함수 값으로 입력하였으며, 지반과 말뚝 사이의 분리 현상을 모사하기 위하여 지반-말뚝 경계 요소를 도입하였다. 이 방법은 기존의 방법과 비교하여 해석 결과의 정확성을 유지하면서 해석 시간을 1/3로 감소시켰다. 제안된 수치해석 방법으로 예측한 1g 진동대 모형 실험의 원형 거동은 원형으로 환산한 모형 실험 결과와 유사하게 나타났다.