전기 임피던스 단층촬영 기법은 전극들을 통해 전류를 주입하고 이에 유기되는 전압을 측정한 후, 이들 데이터를 기반으로 내부의 도전율 분포를 영상으로 복원하는 방법이다. 이 논문에서는 기존의 Gauss-Newton 방법의 역행렬 항목의 차원을 도메인의 원소의 개수가 아닌 데이터의 개수의 차원으로 바꿔줌으로써, 관심 도메인 내부의 도전율 분포를 보다 빠르게 추정할 수 있는 방법을 제안하였다. 그리고 자코비안 행렬의 대각성분의 최소-최대를 이용하여 조정인자를 계산하는 방법을 함께 제안하였다. 몇 가지 시나리오를 설정하고 모의실험을 통해 제안한 방법의 복원 성능을 비교분석하였다.
계면은 콘크리트 강도 결정 요인 중 가장 약한 영역으로, 골재와 시멘트 페이스트 사이에서 형성된다. 경량골재는 원재료를 팽창, 소성시켜 제조하기 때문에 표면에 수많은 공극을 형성하여 밀도가 낮은 장점을 지니지만 골재 강도가 약하다. 콘크리트는 골재강도가 약하면 골재의 파단이 발생한다. 경량골재의 콘크리트 적용은 골재 파단 때문으로 계면의 강도가 중요하다. 본 연구에서는 경량골재의 계면강도 증진을 위해 고로슬래그 미분말로 골재표면을 코팅하고, 시험체의 임피던스를 비교하여 표면개질에 의한 계면 변화를 분석하였다. 실험결과, 경량골재 표면코팅 시 압축강도가 약 4%정도 증가하였고, 강도 증가에 따라 임피던스 값 중 레지스턴스 값이 증가하는 것을 확인하였다.
본 논문에서는 새로운 형태의 3-라인 발룬을 제안하였다. 먼저 3-라인 발룬의 등가회로를 제시하였고, 이등가회로의 각 포트에서의 전압과 전류의 관계를 이용하여 임피던스 행렬,[Z]를 구하고 이를[S]파라미터로 변환하여 제시하였다.[S]파라미터를 이용하여, 제시한 등가회로가 발룬으로 동작할 수 있도록 하는 설계식을 도출하였다 본 논문에서 제안한 등가회로와 설계식의 타당성 및 유용성을 검증하고자 2.4 GHz ISM 대역에서 동작하는 MLC(Multi-layer Ceramic) 칩 발룬을 설계하였고, LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic) 기술을 이용하여 제작하였다. 새로운 3-라인 발룬의 등가회로와 LTCC 기술을 이용한 다층구조를 동시에 적용함으로써 2012사이즈의 초소형 발룬을 구현할 수 있었다. 제작된 발룬의 측정 결과는 3차원 전자장 시뮬레이션 결과 와 매우 유사하였고, 넓은 대역에서 매우 우수한 위상 및 진폭 평형 특성을 보였다. 본 논문에서 제안한 3 라인 발룬은 본 논문에서 보인 것처럼 LTCC 기술을 이용하여 매우 쉽게 구현이 가능할 뿐만 아니라 인쇄회로기판 상의 마이크로 스트립라인 등을 이용하여도 구현이 가능하며 작은 사이즈의 우수한 특성을 가진 발룬이 요구되는 무선랜이나 블루투스 등의 무선 통신 시스템 등에 매우 유용하게 적용될 수 있다.
본 논문은 원통형 임피던스 튜브내에 설치된 다중 미세천공판(Micro-Perforated Plate, MPP)의 음향투과를 해석적으로 구하는 방법을 다루었다. 판의 진동을 무한 급수의 합으로 전개하였는데 반경방향으로는 Bessel 함수를 포함한다. 평면파 가정하에서 저주파수 대역의 근사식을 유도하였으며 전달함수법을 이용하여 다중 MPP에 대한 음향투과율 공식을 제시하였다. 단일과 이중 MPP의 음향투과손실(Sound Transmission Loss, STL)을 본 논문에서 제안한 공식을 이용하여 계산하였으며 유한요소법(Finite Element Method, FEM)을 사용한 결과와 잘 일치 하였다. 천공율이 증가할수록 STL은 감소하는데 이는 판의 진동보다는 천공율이 더 큰 영향을 주기 때문이다. STL은 판의 공진주파수에서 골(dip)을 보이며 이중 MPP의 STL은 질량-스프링-질량 진동에 해당하는 공진주파수에서 골을 보인다. 본 연구에서 제안한 STL 예측 모델은 임의의 개수의 다중 MPP에 적용이 가능하며 각각의 판은 미세천공을 포함하거나 포함하지 않는 두 가지 경우가 모두 가능하다.
일반적으로 잡음 측정결과는 회로망분석기의 측정결과에 비해 상당히 큰 불규칙 리플을 보인다. 이에 대한 주 원인은 회로망분석기는 측정 시에 상대적인 전력의 비를 이용하고, 잡음 측정은 절대적인 잡음전력 측정에 의존하기 때문이다. 본 논문에서는 잡음측정의 불규칙 리플을 최소화하기 위해서 상대적인 잡음비를 이용한 새로운 잡음상관행렬 측정방법을 제안하였다. 제안된 방법은 5개의 입력에 대해 측정된 잡음전력들 중 하나를 기준으로 4개의 상대적인 잡음비를 통해 불규칙 리플을 최소화하고, 이를 이용하여 잡음상관행렬 및 잡음 파라미터를 측정하는 방법이다. 제안된 방법을 이용한 잡음파라미터 측정결과, 수동 DUT인 0.5 dB 감쇠기의 경우, S-파라미터를 이용하여 계산되어진 잡음 파라미터의 이론값과 거의 일치하는 결과를 보였다. 그리고 1 dB 이하의 잡음지수를 갖는 능동 DUT에 대해서도 신뢰할 수 있는 잡음파라미터 측정이 가능함을 보였다.
Microwave model and high-frequency measurement of the ACF flip-chip interconnection was investigated using a microwave network analysis. S-parameters of on-chip and substrate were separately measured in the frequency range of 200 MHz to 20 GHz using a microwave network analyzer HP8510 and cascade probe. And the cascade transmission matrix conversion was performed. The same measurements and conversion techniques were conducted on the assembled test chip and substrate at the same frequency range. Then impedance values in ACF flip-chip interconnection were extracted from cascade transmission matrix. ACF flip chip interconnection has only below 0.1nH, and very stable up to 13 GHz. Over the 13 GHz, there was significant loss because of epoxy capacitance of ACF. However, the addition of SiO$_2$filler to the ACF lowered the dielectric constant of the ACF materials resulting in an increase of resonance frequency up to 15 GHz. High frequency behavior of metal Au stud bumps was investigated. The resonance frequency of the metal stud bump interconnects is higher than that of ACF flip-chip interconnects and is not observed at the microwave frequency band. The extracted model parameters of adhesive flip chip interconnects were analyzed with the considerations of the characteristics of material and the design guideline of ACA flip chip for high frequency applications was provided.
본 논문에서는 임의 형태를 갖는 마이크로스트립 안테나의 해석방법을 살펴보았다. 해석방법은 패치 내부 영역의 문제에 대하여 전송선로 매트릭스 표현법을 적용하였고, 패치 경계상의 문제에는 모멘트법을 적용하였다. 본 해석 방법을 이용하여 원형과 등변삼각혈 마이크로스트립 안테나의 입력임피던스 등 안테나 파라메터를 계산하였고 실험결과와 비교하였다. 모든 결과값들에 대하여 이론 및 실험결과는 좋은 일치를 보였으며, 본 해석 방법의 타당성이 입증되었다. 또한 , 본 해석방법은 단락핀이 삽입되어 있는 마이크로스트립 안테나를 해석하는데 이용될 수 있다.
본 논문은 브랜치 선로 결합기를 소형화하는 방법에 대해 기술하였다. 이 방법은 덮개층이 있는 선로를 이용한 방법이다. 덮개층이 있는 선로의 주파수 변화에 따른 특성(분산 및 특성임피던스)을 해석하기 위해 스펙트럴 영역에서의 Immittance 방법과 선분할법(Method of Line)을 이용하였다. 덮개층이 있는 선로에 관한 스펙트럴 영역에서의 Green 함수를 구하고 이를 이용하여 수치적인 결과를 얻었다. 이 결과를 이용하여 덮개층을 갖는 브랜치 선로 하이브리드를 중심주파수 2 GHz에서 설계하고 제작하였다. 실험 결과 유전율 10.2dls 덮개층을 갖는 경우 기존 단일 마이크로스트립 선로로 구현된 결합기보다 31.4% 크기가 줄어들었음을 확인할 수 있었다. 이 방법은 앞으로 이동통신 빔형성 안테나의 급전선인 Butler Matrix의 크기를 줄이는 방법으로 사용 가능하리라 사료된다.
This study analyses the seismic response of a three-dimensional (3-D) rigid massless square foundation resting or embedded in a viscoelastic soil limited by rigid bedrock. The foundation is subjected to harmonic oblique seismic waves P, SV, SH and R. The key step is the characterization of the soil-foundation interaction by computing the impedance matrix and the input motion matrix. A 3-D frequency boundary element method (BEM) in conjunction with the thin layer method (TLM) is adapted for the seismic analysis of the foundation. The dynamic response of the rigid foundation is solved from the wave equations by taking into account the soil-foundation interaction. The solution is formulated using the frequency BEM with the Green's function obtained from the TLM. This approach has been applied to analyze the effect of soilstructure interaction on the seismic response of the foundation as a function of the kind of incident waves, the angles of incident waves, the wave's frequencies and the embedding of foundation. The parametric results show that the non-vertical incident waves, the embedment of foundation, and the wave's frequencies have important impact on the dynamic response of rigid foundations.
To understand the effects of acclimation schemes on the formation of anode biofilms, different electrical performances are characterized in this study, with the roles of suspended and attached bacteria in single-chamber microbial fuel cells (MFCs). The results show that the generation of current in single-chamber MFCs is significantly affected by the development of a biofilm matrix on the anode surface containing abundant immobilized microorganisms. The long-term operation with suspended microorganisms was demonstrated to form a dense biofilm matrix that was able to reduce the activation loss in MFCs. Also, a Pt-coated anode was not favorable for the initial or long-term bacterial attachment due to its high hydrophobicity (contact angle = $124^{\circ}$), which promotes easy detachment of the biofilm from the anode surface. Maximum power ($655.0\;mW/m^2$) was obtained at a current density of $3,358.8\;mA/m^2$ in the MFCs with longer acclimation periods. It was found that a dense biofilm was able to enhance the charge transfer rates due to the complex development of a biofilm matrix anchoring the electrochemically active microorganisms together on the anode surface. Among the major components of the extracellular polymeric substance, carbohydrates ($85.7\;mg/m^2_{anode}$) and proteins ($81.0\;mg/m^2_{anode}$) in the dense anode biofilm accounted for 17 and 19%, respectively, which are greater than those in the sparse anode biofilm.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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