• 한국소음진동공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.221-233
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• 2017

The array equations are commonly used for analysis and conceptual design of active sonar projector arrays. Calculation of the radiation impedance matrix poses a major computational bottleneck for the solution of the array equations, which leads to a dramatic increase in computational load as the number of constituent transducers increases. Here, we propose an iteration-based solution method that does not require the calculation of the radiation impedance matrix, as a computationally efficient alternative to the status quo. The validity of the iteration-based analysis is judged against the full finite-element analysis that includes the entire array as well as the medium. The array equations for the 1/3-sector of a cylindrical array comprised of 48 Tonpilz transducers are augmented by the lumped element models, and are solved iteratively for the acoustic and electro-mechanical characteristics. The iteration-based analysis exhibits rapid convergence and accuracy comparable with the FE analysis. Simulations also reveal that the acoustic coupling between transducers has more pronounced effects on the electro-mechanical characteristics of individual transducers than the acoustic performance of the array.

• Earthquakes and Structures
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• 제10권5호
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• pp.1143-1179
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• 2016

Offshore wind turbines are considered as a fundamental part to develop substantial, alternative energy sources. In this highly flexible structures, monopiles are usually used as support foundations. Since the monopiles are large diameter (3.5 to 7 m) deep foundations, they result in extremely stiff short monopiles where the slenderness (length to diameter) may range between 5 and 10. Consequently, their elastic deformation patterns under lateral loading differ from those of small diameter monopiles usually employed for supporting structures in offshore oil and gas industry. For this reason, design recommendations (API and DNV) are not appropriate for designing foundations for offshore wind turbine structures as they have been established on the basis of full-scale load tests on long, slender and flexible piles. Furthermore, as these facilities are very sensitive to rotations and dynamic changes in the soil-pile system, the accurate prediction of monopile head displacement and rotation constitutes a design criterion of paramount importance. In this paper, the Fourier Series Aided Finite Element Method (FSAFEM) is employed for the determination of static impedance functions of monopiles for OWT subjected to horizontal force and/or to an overturning moment, where a non-homogeneous soil profile has been considered. On the basis of an extensive parametric study, and in order to address the problem of head stiffness of short monopiles, approximate analytical formulae are obtained for lateral stiffness $K_L$, rotational stiffness $K_R$ and cross coupling stiffness $K_{LR}$ for both rough and smooth interfaces. Theses expressions which depend only on the values of the monopile slenderness $L/D_p$ rather than the relative soil/monopile rigidity $E_p/E_s$ usually found in the offshore platforms designing codes (DNV code for example) have been incorporated in the expressions of the OWT natural frequency of four wind farm sites. Excellent agreement has been found between the computed and the measured natural frequencies.

• 전기학회논문지
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• 제65권1호
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• pp.23-30
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• 2016

Wake effects cause wind turbine generators (WTGs) within a wind power plant (WPP) to produce different levels of active power and subsequent reactive power capabilities. Further, the impedance between a WTG and the point of interconnection (POI)-which depends on the distance between them-impacts the WPP's reactive power injection capability at the POI. This paper proposes a voltage control scheme for a WPP based on the available reactive current of the doubly-fed induction generators (DFIGs) and its impacts on the POI to improve the reactive power injection capability of the WPP. In this paper, a design strategy for modifying the gain of DFIG controller is suggested and the comprehensive properties of these control gains are investigated. In the proposed scheme, the WPP controller, which operates in a voltage control mode, sends the command signal to the DFIGs based on the voltage difference at the POI. The DFIG controllers, which operate in a voltage control mode, employ a proportional controller with a limiter. The gain of the proportional controller is adjusted depending on the available reactive current of the DFIG and the series impedance between the DFIG and the POI. The performance of the proposed scheme is validated for various disturbances such as a reactive load connection and grid fault using an EMTP-RV simulator. Simulation results demonstrate that the proposed scheme promptly recovers the POI voltage by injecting more reactive power after a disturbance than the conventional scheme.

• 한국전자파학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.35-41
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• 1997

빔폭 $10^{\circ}$, 경사각 $80^{\circ}$ 및 SLL -15 dB 이하인 직렬 급전형 마이크로스트립 배열 안테나를 설계한다. 직렬 급전형 배열은 모든 소자들을 고임피딘스인 전송선로로 상호 연결하고, 첫 번째 소자에서 급전하며, 정합부하로 종단된 진행파 안테나이다. 안테나의 방사패턴과 임피던스 정합은 인쇄된 안테나 및 배열을 설계하는데 널리 사용 되는 소프트웨어 패키지인 앙상블 4.0에 의해서 해석한다. 빔의 경사각은 소자간의 간격에 의해서 구현된다. 직렬 급전형 배열 안테나는 병렬급전구조에 비하여 급전회로망이 간단하고 급전회로망에서의 방사손실이 작은 이점이 있다. 안테나는 두께 62 mil인 RT/Duroid 기판상에 제작한다. 실험결과 이론치와 실험치가 일치함을 확인하였다.

• 전기학회논문지
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• 제62권2호
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• pp.155-163
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• 2013

As the increasing HIF(High Impedance Fault) with the arc cannot be easily detected for the low fault current magnitude compared to actual load in distribution line. However, the arcing current shows that the magnitude varies with time and the signal is asymmetric. In addition, discontinuous changes occur at starting point of arc. Considering these characteristics, wavelet transformation of actual current data shows difference between before and after the fault. Althogh raw data(detail coefficient) of wavelet transform may not be directly applied to HIF detection logic in a device, there are several developing methods of HIF monitoring data using the original wavelet coefficients. In this paper, a simple and effective developing methods of HIF monitoring data were analized by using the signal data through an actual HIF experiment to apply them to economic devices. The methods using the sumation of the wavelet coefficient squares in one cycle of the fundamental frequency as the energies of the wavelet coefficeits and the sumation of the absolute values were compared. Besides, the improved method which less occupies H/W resouces and can be applied to field detection devices was proposed. and also Verification of this HIF detection method through field test on distribution system in KEPCO power testing center was performed.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.985-991
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• 2018

본 논문에서는 LLC 공진형 하프브릿지 컨버터의 내부손실이 반영된 등가회로를 제안하고, 손실 요소가 포함된 정상상태 특성식을 유도하였다. 그 결과를 이용하여 입출력 전압이득과 입력 임피던스의 주파수 특성을 무손실 모델과 비교하였다. 제안한 모델과 유도식을 검증하기 위해서 최대 전력이 1kW급인 LLC 공진형 하프브릿지 컨버터의 전원장치의 주요 소자를 동일한 조건에서 선정하여 전압이득과 입력 임피던스와 같은 정상상태 특성을 비교하였다. 특히 두 가지 모델에 대한 정상상태 오차를 보다 면밀하게 비교하기 위해서 실제 회로 설계 단계에서 가장 중요하게 고려되는 부하 전류에 대한 스위칭 주파수의 변화를 관찰 하였다. 그 결과 본 논문에서 제안한 모델과 해석 결과로부터 동작 주파수의 오차가 상당 부분 개선되었다는 것을 확인 하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제29권4호
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• pp.290-298
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• 2018

본 논문에서는 Wolfspeed사의 CGHV40320D GaN HEMT를 사용하여 LTE 밴드 7 대역에서 동작하는 S-대역 300 W급 내부 정합 전력증폭기를 설계하고 제작하였다. 비선형 모델을 바탕으로 기본주파수 및 고조파에서 소스풀 및 로드풀 시뮬레이션을 수행하여 최적 임피던스를 추출하였고, 세라믹 패키지 내부에 고조파 임피던스를 튜닝한 정합회로가 적용되었다. 비유전율 40의 고유전율 기판과 RF35TC PCB 기판을 사용하여 제작된 내부 정합 전력증폭기는 펄스 주기 1 ms, 듀티 10 %의 펄스 모드 조건에서 전력 성능이 측정되었으며, 2.62~2.69 GHz에서 257~323 W의 최대 출력 전력과 64~71 %의 드레인 효율, 11.5~14.0 dB의 전력 이득을 보였다. LTE 신호 기반의 ACLR 측정에서는 79 W의 평균 출력 전력에서 42~49 %의 드레인 효율을 보였고 2.62 GHz를 제외한 전체 주파수 대역에서 -30 dBc 이하의 성능을 보였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.655-661
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• 2006

Dielectric and piezoelectric properties of PMN-PZT ceramics with a high mechanical quality factor$(Q_m)$ and a low temperature sintering temperature were investigated as a function of PZN substitution in order to develop multilayer piezoelectric transformer for AC-DC converter. Multilayer piezoelectric transformers were subsequently manufactured using the PMN-PZN-PZT ceramic offering the optimal behavior and then the electrical performance were invetigated. At the sintering temperature of $940^{\circ}C$, density, electromechanical coupling factor$(k_p)$, mechanical qualify factor$(Q_m)$ and dielectric constant$(\varepsilon_r)$ of 8 mol% PZN substituted specimen were $7.73g/cm^3$, 0.524, 1573 and 1455, respectively. The PZN substitution caused a increase in the dielectric constant and the electromechnical coupling factor. The voltage step-up ratio of multilayer piezoelectric transformer showed the maximum value at near the resonant frequency of 76.55 kHz and increased according to the increase of load resistance. The multilayer piezoelectric transformer with the output impedance coincided with the load resistance showed the temperature increase of less than $20^{\circ}C$ at the output power of 10 W. Based on the results, the manufactured multilayer transformer using the low temperature sintered PMN-PZN-PZT ceramics can be stably driven for both step-up and down transformers.

• 한국컴퓨터산업학회논문지
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• 제2권3호
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• pp.363-368
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• 2001

이동통신(Mobile Telecommunication), X선 발생장치, 오존발생기, 레이저시스템 등에 사용되는 임펄스의 지속시간(pulse duration)은 충분히 짧고 빠른 상승률을 갖는 임펄스 전압을 발생시킬 수 있는 펄스발생장치(Pulse Generator)가 필요하다. 펄스발생장치 설계시 회로정수, 전력용 스위치는 임펄스 특성을 직접적으로 결정하게 된다. 펄스발생장치는 출력에너지가 순간적으로 부하에 전달될 때 최소의 손실로 전류지속시간 동안 안정성을 갖고 전류차단시 소호특성이 우수한 전력용 스위치가 요구된다. 펄스에너지 효율은 펄스 상승시간(rising time), 첨두치(peak value), 지속시간(pulse duration), 부하와의 임피던스 매칭(impedance matching) 등에 따라 민감하게 반응한다. 또한, 짧은 펄스지속시간과 높은 첨두치의 펄스에너지를 얻기 위해서는 펄스발생장치의 크기 및 경제성을 고려하지 않을 수 없다. 본 연구에서는 수$\mu$s의 펄스지속시간(pulse duration), 수 l00ns의 상승시간(rising time) 및 수 10kV의 첨두값(peak value), 수 10~100회의 반복율 갖는 안정적인 임펄스 형성을 위해 소형 펄스트랜스 2개를 조합한 cascading 방식을 적용하여 컴팩트(compact)한 펄스발생장치(pulse generator)를 구성하여 부하에 직접 제작한 임펄스를 인가한 결과 우수한 효과를 거둘 수 있었고, 그 적용에 대한 연구는 차후에 진행하고자 한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제26권11B호
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• pp.1612-1619
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• 2001

본 논문에서는 ISM 대역의 전력 증폭기와 안테나를 직접 결합함으로써 회로 크기와 삽입손실을 최소화하고 고조파 동조를 용이하게 하기 위하여 접힌 다이폴 능동 집적 안테나(Folded Dipole Active Integrated Antenna)를 설계하고 그 성능을 실험, 분석하였다. 전력 증폭기의 시뮬레이션 정확성을 높이기 위하여 비선형 모델을 사용하였으며, Load pull 방식을 적용하여 최대 전력점을 구한 후 임피던스를 정합하였다. 실험 결과 구동증폭기를 포할한 전체 전력첨가효율(PAE)은 31.5%로 계산되었고, 송신 전력은 13.7dBm의 출력을 확인할 수 있었다. 그리고 2.44 GHz 대역용으로 제안한 안테나는 기존 다이폴 안테나보다 크기가 작으며, 안테나 이득을 포함한 전체 이득은 23.7 dB를 얻을 수 있었고, 기본파 대비 제 2 고조파 억압은 30dBc 이상의 양호한 특성을 나타내었다.