• 제목/요약/키워드: Leaky-Wave

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Integrative Modeling of Wireless RF Links for Train-to-Wayside Communication in Railway Tunnel

  • Pu, Shi;Hao, Jian-Hong
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.19-27
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    • 2012
  • In railway tunnel environment, the reliability of a high-data-rate and real-time train-to-wayside communication should be maintained especially when high-speed train moves along the track. In China and Europe, the communication frequency around 900 MHz is widely used for railway applications. At this carrier frequency band, both of the solutions based on continuously laid leaky coaxial cable (LCX) and discretely installed base-station antennas (BSAs), are applied in tunnel radio coverage. Many available works have concentrated on the radio-wave propagation in tunnels by different kinds of prediction models. Most of them solve this problem as natural propagation in a relatively large hollow waveguide, by neglecting the transmitting/receiving (Tx/Rx) components. However, within such confined areas like railway tunnels especially loaded with train, the complex communication environment becomes an important factor that would affect the quality of the signal transmission. This paper will apply a full-wave numerical method to this case, for considering the BSA or LCX, train antennas and their interacted environments, such as the locomotive body, overhead line for power supply, locomotive pantograph, steel rails, ballastless track, tunnel walls, etc.. Involving finite-difference time-domain (FDTD) method and uni-axial anisotropic perfectly matched layer (UPML) technique, the entire wireless RF downlinks of BSA and LCX to tunnel space to train antenna are precisely modeled (so-called integrative modeling technique, IMT). When exciting the BSA and LCX separately, the field distributions of some cross-sections in a rectangular tunnel are presented. It can be found that the influence of the locomotive body and other tunnel environments is very significant. The field coverage on the locomotive roof plane where the train antennas mounted, seems more homogenous when the side-laying position of the BSA or LCX is much higher. Also, much smoother field coverage solution is achieved by choosing LCX for its characteristic of more homogenous electromagnetic wave radiation.

위성통신용 슬롯배열 누설파 안테나의 패턴 개선 (The Pattern Improvement of Leaky-wave Slot Array Antenna for Satellite Communications)

  • 임계재;박종서
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제2권2호
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    • pp.69-77
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    • 2009
  • 위성방송수신 및 위성 양방향 인터넷, VSAT 등의 위성통신서비스를 차량 이동시에도 이용할 수 있기 위해서는 차량에 탑재하기 용이하도록 소형이며 높이가 낮은 안테나 구조가 요구된다. 또한 중위도 지역에서 평면 안테나 상태로 45도 빔틸트 특성을 갖고, Ka 밴드의 위성통신용으로 충분한 고이득을 얻기 위해, 빔폭이 좁고 사이드로브가 적으며 저손실 구조의 배열안테나 개발이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 성능을 만족시키기 위해, 진행파형 누설파 모드를 기초로 한 도파관 종방향 슬롯 배열안테나를 제안하였으며, 특히 슬롯 배열들 각각의 폭을 조절하여 복사 전력을 제어함으로써 복사 패턴의 사이드로브 레벨을 저감시켰다. 32개 누설파 소자의 배열안테나 이득은 34 dBi 였으며, 빔폭은 3.6도, 사이드로브 레벨은 -25 dB 이하로 기존의 경우보다 약 8 dB 의 저감 개선효과를 얻었다. 중심주파수 20.0 GHz에서 빔틸트 각도는 43도를 얻었다. 급전선로는 도파관의 코퍼레이트 급전방식으로 설계하여 광대역, 저손실 특성을 얻을 수 있었다.

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새로운 표면탄성파를 이용한 변형률 센서 개발 (Development of novel strain sensor using surface acoustic wave)

  • 오해관;황우진;은경태;좌성훈;이기근;양상식
    • 전기학회논문지
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    • 제60권3호
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    • pp.594-599
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    • 2011
  • A SAW strain sensor based on Shear Horizontal wave with an 92 MHz central frequency was developed. It consists of SAW sensor, PCB substrate and bonding material (Loctite 401). External force applied to PCB substrate bonded to a piezoelectric substrate induces strain at the substrate surface, which causes changes in the elastic constant and density of the substrate and hence the propagation velocity of the SAW. The change in the velocity of the SAW result in a frequency shift of the sensor and by measuring a frequency shift, we can extract the strain induced by the external force. The $41^{\circ}$ YX $LiNbO_3$ was used because it has a Leaky shear horizontal(SH) wave propagation mode and a high electromechanical coupling coefficient ($K^2$=17.2%). And to compare with Rayleigh wave mode, $128^{\circ}$ YX $LiNbO_3$ was used. And to make a stable and low insert loss, Split IDT structure was used. The obtained sensitivity and linearity of the SAW strain sensor in the case of Split IDT were measured to be 17.2 kHz / % and 0.99, respectively.

접지된 유전채 슬랩 위에 스트립 격자구조에서 입사피의 편파에 무관한 Bragg Blazing 현상과 Bradd 및 off-Bragg Blazing 현상 (Polarization-independent Bragg blazing and Simultaneous Bragg and off-Bragg Blazing in a Periodic Strip Grating Structure over a Grounded Dielectric Slab)

  • 조웅희;조영기
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제12권2호
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    • pp.193-198
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    • 2001
  • 접지된 유전체슬랩 위에 주기적으로 스트립이 놓여있는 격자구조에 대한 전자파 산란현상을 반사격자(reflection grating) 관점과 누설파안테나(leaky wave antenna) 관점에서 조사하였다. 수치해석 결과로 입사파의 편파에 무관한 Bragg blazing 현실과 동시에 Bragg 및 off-Bragg blazing 현상이 확인되는 경우를 조사하였으며 그 특성(복소전파상수, 복사패턴, 산란특성)에 대하여 논의하였다.

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접지된 유전체층 위의 주기적인 스트립격자에 의한 smith-purcell 복사 (Smith-purcell radiation by a periodic strip grating over a grounded dielectric slab)

  • 조웅희;이철훈;이종익;김병민;조영기
    • 전자공학회논문지D
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    • 제35D권2호
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    • pp.19-24
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    • 1998
  • The problem of Smith-Purcell radiation by a strip grating over a groundeddielectric slabl is analyzed by use of the equivalence principle, Floquet's theorem, and the method of moment. the relative radiation intensities of the space harmonics, computed by use of the proposed method, for the appropriately chosen charge velocities and grating dimensions are presented. In particular, some relationships between the smith-purcell radiation and the leaky-wave radiation in the proposed geometry are investigated.

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베릴륨 표면확산 층을 가진 지르코늄 판재에서의 후방산란 프로파일 (Ultrasonic Backscattering Profiles from Zirconium Plate with Beryllium Diffusion Layer)

  • 황용화;최현옥;박춘호;이영호;권성덕
    • 비파괴검사학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.342-348
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    • 2003
  • Zr(1.32mm) 판재 위 $Be-Zr(100{\mu}m)$ 합금층의 평가를 목적으로 후방산란 초음파 의 입사각 의존성인 프로파일이 여러 입사위치에서 측정되었다. 누설 램(Lamb)파로부터 후방복사된 초음파 프로파일에는 4개의 주요 세부 프로파일이 발견되었다. 세부프로파일들의 정점각과 정점세기는 Be 확산층의 강화효과로 인해 감소하였다. 세부 프로파일들의 존재와 변화가 시편재질의 음향학적 특성, 램파모드들의 군속도 집단적 변화 그리고 표면파의 누설율 차이 등으로 설명되었다 판재 위 얇은 확산층의 평가를 위한 유용한 평가 기법으로 판재로부터의 후방복사 세부 프로파일이 제안되었다.

접지된 유전체층 위의 스트립격자의 off-bragg blazing (Off-bragg blazing of strip grating over a grounded dielectric slab)

  • 이종익;조웅희;윤리호;홍재표;박진택;조영기;손현
    • 전자공학회논문지A
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    • 제33A권10호
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    • pp.90-97
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    • 1996
  • A numerical method for scattering of electromagnetic waves from a periodic strip grating over a grounded dielectric slab is considered for TE and TM polarization cases from the viewpoints of both reflection grating problem and leaky wave antenna problem. The analysis is based on a mode expansion method, floquet's theorem, and the method of moments. Numerical results involving some combinations of geometric parameters are presented in terms of complex propagation constant (kd-$\beta$d diagram), radiation pattern, and relative scattered powers of spectral modes. In particular, the relationship between complex propagatio constnat form the viewpoint of leaky wqve antenna problem and Off-bragg and bragg blazing phenomena from the viewpoint of reflecton graing problem is investigated.

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원추형 입사에서 다층 유전체 격자구조의 공진 산란특성 (Resonance Scattering Characteristics of Multi-layered Dielectric Gratings under Conical Incidence)

  • 호광춘
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제22권5호
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    • pp.123-128
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    • 2022
  • 정확한 모드전송선로 이론 (MTLT)을 적용하여 원추형 광 입사에서 공진 회절격자의 특성을 조사하였다. 원추형 구성에서 공진 회절과 관련된 모드 벡터가 전형적이 구조의 회절격자와 관련된 것보다 입사각에 따라 작게 변한다는 것을 보여주었다. 더욱이, 소멸하는 회절파가 공진 효과를 담당하는 누설 모드를 구동함에 따라, 원추형 장착은 기존 회절격자보다 더 큰 각도 허용 오차를 회절격자에 부여함을 보였다. 이에 기초하여, 수치 계산을 통하여 원추형 입사에서 발견된 스펙트럼을 사용하여, 원추형 및 클래식 구성에서 공진 회절격자의 각도-스펙트럼과 파장-스펙트럼 성능을 정량화하였다. 이러한 결과는 효율적이고 물리적으로 희소한 공진 회절격자를 요구하는 다양한 응용 분야에서 유용할 것이다.

유전체로 코팅된 유한한 두께의 주기 슬롯을 갖는 평행평판 도파관으로부터 누설파 복사 : H-편파 (Leaky Wave Radiation from Dielectric-Coated Parallel-Plate Waveguied Periodic Slot with Finite Thickness : H-polarization)

  • 김중표;이창원;손현
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제10권2호
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    • pp.247-256
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    • 1999
  • 유전체 코팅된 유한한 두께의 주기적인 슬롯을 갖는 명행명판 도파관으로부터 누설파 안테나를 H-편파 경 우에 대하여 해석하였다. 이러한 구조에 대해 슬롯영역의 전자계는 명행평판 도파관의 TM 모드의 합으로 전 개하고 그 외의 모든 영역의 전자계는 역퓨리에 변환을 이용하여 파수영역 형태로 표현되어진다. 경계조건을 적용하여 선형동차 방정식을 유도한다. 슬롯 폭과 슬롯 두께, 유전체층 두께, 슬롯 개수의 영향이 위상 상수. 누설 상수 및 복사패턴 등과 같은 복사 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 유한한 슬롯 개수의 결과와 무한 구조의 결과와 비교하여 잘 일치함을 확인하였다.

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초음파현미경에서 V(z) 곡선을 이용한 세라믹/금속 접합계면의 비파괴평가 (Nondestructive Evaluation of Ceramic/Metal Interface Using the V(z) Curve of Scanning Acoustic Microscope)

  • 박익근;이철구;조동수;김용권
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제23권2호
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    • pp.59-65
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    • 2005
  • A leaky surface acoustic wave (LSAW) velocity was measured using a scanning acoustic microscope on the ceramic/metal interface in order to investigate material properties. The inverse Fourier transform (IFFT) of the V(z) curve contains the reflectance function of a liquid-specimen interface. So, the longitudinal, transverse, and Rayleigh wave velocities for each layer are obtained by the inversion of the V(z) curve at the same time. This paper contains mainly the experimental procedure for measurements of the LSAW velocity, and the results obtained for the velocity variation of individual layer after the thermal shock. It is shown that this method is useful in measuring the material properties under external stress.