본 논문은 Fractal구조의 L-형 급전구조를 이용하여 AccessPoint용 소형 마이크로스트립 패치 안테나를 설계하였고, 소형 안테나는 "Crossed-Diagonal"이라 불리는 특이한 형태의 공진 흐름이 존재함으로써 얻을 수 있다. 설계프로그램으로는 CST사의 MicroWave5.0을 사용하였다. 설계된 패치 안테나의 동작특성으로써 입력 반사손실이 -10[dB]이하 VSWR 2:1인 범위가 3.202[GHz] ~ 4.233[GHz]까지 1031[MHz]의 29.4%라는 특성을 나타내었고, 단일 패치로서 E-평면과 H-평면의 이득은 8.7[dBi], 8.6[dBi] 그리고 3[dB]빔폭은 E-평면에서 $43.9^{\circ}$, H-평면에서 $78.7^{\circ}$라는 시뮬레이션 결과를 각각 얻을 수 있음을 논문을 통해 알 수 있다.
For sensitive measurements of micro-Tesla nuclear magnetic resonance (${\mu}T$-NMR) signal, a low-noise superconducting quantum interference device (SQUID) system is needed. We have fabricated a liquid He dewar for an SQUID having a large diameter for the pickup coil. The initial test of the SQUID system showed much higher low-frequency magnetic noise caused by the thermal magnetic noise of the aluminum plates used for the vapor-cooled thermal shield material. The frequency dependence of the noise spectrum showed that the noise increases with the decrease of frequency. This behavior could be explained from a two-layer model; one generating the thermal noise and the other one shielding the thermal noise by eddy-current shielding. And the eddy-current shielding effect is strongly dependent on the frequency through the skin-depth. To minimize the loop size for the fluctuating thermal noise current, we changed the thermal shield material into insulated thin Cu mesh. The magnetic noise of the SQUID system became flat down to 0.1 Hz with a white noise of 0.3 $fT/{\surd}Hz$, including the other noise contributions such as SQUID electronics and magnetically shielded room, etc, which is acceptable for low-noise ${\mu}T$-NMR experiments.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제35권2호
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pp.288-294
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2011
본 논문에서는 FPGA기반의 SoC보드(Xilinx Virtex-4 ML401 EVM)를 이용한 전력인버터제어시스템을 설계하였다. 선박에 전력시스템을 적용하기 위해서 선박의 최신 통신 프로토콜인 NMEA 2000 표준 프로토콜을 적용하였으며 전력 시스템의 성능을 평가하기 위한 PC기반의 모니터링 프로그램을 제작하였다. 전력 제어시스템은 FPGA기반의 임베디드 SoC보드상에서 이중프로세서(Dualprocessor)형태로 설계하였으며 이중프로세서를 적용함으로써 실시간 제어 감시가 가능하다. 이중프로세서 중 하나는 전력 제어를 위한 PWM신호생성 및 전력 회로내의 주요 전력 파라미터를 센싱 하는 제어용 프로세서로 동작하며(Control processor) 다른 프로세서는 제어프로세서의 각종 전력 센서 파라미터와 제어 파라미터들을 이중포트 램(Dual Port RAM)을 이용하여 정보를 공유하고 외부 NMEA 2000프로토콜 기반의 모니터링 장치와 네트워크 기반의 통신을 수행하는 통신용 프로세서(Communication processor)로 구성된다. 본 논문에서 제작한 전력 제어시스템은 선박내의 분산발전,송배전 및 전압 레귤레이션 시스템에 적용 될 수 있다.
실세계에서 발생하는 물리적인 신호는 센서를 통하여 전기적 신호로 바뀌어 전자회로에 입력된다. 입력된 전기적 신호는 아날로그 형태인데 디지털 신호처리를 위해서 아날로그-디지털 변환기 (ADC Analog-Digital Converter)를 사용하여 디지털 신호로 변환시켜야 한다. 실리콘 마이크로 센서와 결합되어 사용되는 신호처리 회로 및 ADC는 단일칩에 구현되기 용이하도록 저전력 및 소면적으로 설계되어야 한다. 본 논문에서는 실리콘 마이크로센서와 단일칩에 구현하기 적합하도록 실리콘 사용 면적을 대폭 줄인 전하재분배 방식의 ADC를 설계하였다. 설계된 방식은 4 비트 변환을 두 차례 수행하여 8 비트 변환을 하는 방식으로 기존 방식에 비해 커패시터 어레이의 면적을 1/16로 줄였다. 연적을 줄인 대신 변환에 사용된 클럭의 수는 2배 정도 증가되었으나 압력센서의 신호는 고속 변환이 요구되지 않으므로 압력센서에 적합하다고 할 수 있다.
최근 인간의 뇌를 모방하여 정보를 학습하고 처리하는 뉴로모픽 기술에 대한 연구는 꾸준히 진행되고 있다. 뉴로모픽 시스템의 하드웨어 구현은 다수의 간단한 연산절차와 고도의 병렬처리 구조로 구성이 가능하여, 처리속도, 전력소비, 저 복잡도 구현 측면에서 상당한 이점을 가진다. 또한 저 전력, 소형 임베디드 시스템에 적용 가능한 뉴로모픽 기술에 대한 연구가 급증하고 있으며, 정확도 손실 없이 저 복잡도 구현을 위해서는 입력데이터의 차원축소 기술이 필수적이다. 본 논문은 멀티모달 센서 데이터를 처리하기 위해 멀티모달 센서 시스템, 다수의 뉴론 엔진, 뉴론 엔진 컨트롤러 등으로 구성된 경량 인공지능 엔진과 특징추출기를 설계 하였으며, 이를 위한 병렬 뉴론 엔진 구조를 제안하였다. 설계한 인공지능 엔진, 특징 추출기, Micro Controller Unit(MCU)를 연동하여 제안한 경량 인공지능 엔진의 성능 검증을 진행하였다.
Machinability is important in engineering applications, especially in the current micro-electronics industry. Most ceramic components have complex shapes and hence require machining generally with diamond tools, which incurs a high production cost. Recently, h-BN-containing machinable ceramics have been developed, but these materials are very expensive due to the high raw materials and production costs. Therefore, the development of low-cost machinable ceramics is necessary. In this study, inexpensive $Al_2TiO_5$ was studied as a replacement for h-BN. $Al_2O_3$, $TiO_2$ and partially stabilized $ZrO_2$(PSZ) powders were mixed with various mole ratios and were sintered at $1500^{\circ}C$ for 1 h. The density, hardness and strength were then measured. The phase analysis and microstructures were observed by XRD and SEM, respectively. The machinability of each specimen was tested by micro-hole machining. The results of this research showed that the produced composites could be used as low-cost machinable ceramics.
In this paper, a small PLC system is designed and developed for the distributed building control and fire control system. It uses 8031, a 8-bit micro controller from Intel Inc. The size of the PLC is $7cm{\times}8cm$ and the PLC can accept 4 sensor inputs and drive 4 relay outputs, which operates at 24V. Multiple access of PLC by one host computer is implemented by assigning a unique 10 to each PLC, which ranges from 0 to 126. The operation starts by sending a command packet from host computer to a PLC and the PLC of the same 10 fetches the command packet by comparing the first byte of the command packet with its own 10. The PLC is programmed to perform a various functions and the function is selected by the content of the command byte, which is the second byte of the command packet. The third byte, which is the last byte, is a checksum byte. The checksum byte is the sum of the first byte and the second byte and is used to detect the communication error. Depending on the content of the command byte, PLC performs the desired function and returns the response packet back to the host computer. The response packet is also a three-byte packet, 10 byte, response byte and checksum byte. For the independent operation of PLC without being controlled by the host computer, variable length RULE data packet is sent to PLC. In case the communication line is broken, the PLC perform the independent operation by referencing the RULE data. The applicable areas are; building automation system, distributed factory automation, measurement of temperature of toxic or dangerous area.
최근 많은 산업용 기기들은 외부 모니터링과 제어 시스템에 프로토콜 호환성 문제에 직면하고 있다. 본 논문은 다층 통신 모듈을 사용하여 산업 통신 프로토콜 변환을 지원할 수 있는 산업용 통신 게이트웨이를 설계하였다. 산업용 통신 게이트웨이는 rs485 시리얼 통신을 이용하는 개별 통신 모듈을 다층으로 연결하는 구조를 가지고 있다. 각각의 통신 모듈은 analog data card, digital data card LAN 및 CAN 지원 카드로 구성하였다. 메인 보드 프로세서는 Atmega micro-processor를 사용하였고, rs485 시리얼 슬롯을 배치하여 다층의 통신 모듈 구조를 가지도록 하였다. 이러한 통신 모듈 적층형을 이용하여 아날로그 및 디지털 I/O 기능과 LAN과 CAN을 지원하여 산업용 통신 제어 및 모니터링에 폭넓게 사용할 수 있다.
많은 연산량을 가진 딥러닝은 초소형 IoT 장치나 모바일 장치에 구현하기가 어렵다. 최근에는 이러한 장치에서도 딥러닝을 구현할 수 있도록 모델의 연산량을 줄이는 딥러닝 경량화 기술이 소개되었다. 양자화는 연속적인 분포를 가지는 파라미터 값들을 고정된 비트의 이산 값으로 표현하여 모델의 메모리 및 크기 등을 줄여 효율적으로 사용할 수 있는 경량화 기법이다. 그러나 양자화로 인한 이산 값 표현으로 인해 모델의 정확도가 낮아지게 된다. 본 논문에서는 정확도를 개선할 수 있는 다양한 양자화 기술을 소개한다. 먼저 기존 양자화 기술 중 APoT와 EWGS를 선택하여 동일한 환경에서 실험을 통해 결과를 비교 분석하였다. 선택된 기술은 ResNet모델에서 CIFAR-10 또는 CIFAR-100 데이터 세트로 훈련되고 테스트 되었다. 실험 결과 분석을 통해 기존 양자화 기술의 문제점을 파악하고 향후 연구에 대한 방향성을 제시하였다.
특징 순위 방법은 데이터에 대한 정보와 관련된 특징을 구별하는데 유용하게 사용된다. 본 논문에서는 혈소판으로부터 측정된 라만 스펙트럼에서 퇴행성 뇌신경질환과 혈관성 인지증의 분류에 특징 순위를 이용하는 방법을 제안하였다. 퇴행성 뇌신경 질환인 알츠하이머병(Alzheimer's disease)과 파킨슨병(Parkinson's disease) 그리고 혈관성 인지증(vascular dementia)을 유도한 실험용 쥐의 혈소판에서 측정한 스펙트럼은 가우시안 모델을 이용한 커브 피팅으로 노이즈를 제거하고 로컬 최저점에 선형 보간법(linear interpolation)으로 배경 잡음을 제거한다. 전처리 과정을 수행한 스펙트럼에서 분류정확도와 계산복잡도를 개선하기 위해 특징 순위 방법을 이용하여 주요 특징을 선택하였다. 선택된 특징들은 PCA(principal component analysis) 방법으로 변환하여 주성분의 수를 변화시키며 MAP(maximum a posteriori)으로 분류하고 전체 특징을 사용한 경우의 분류 결과와 비교하였다. 실험 결과에서 제안한 방법을 적용한 모든 실험에서 분류 시스템의 계산복잡도를 현저하게 감소시키고 분류정확도는 부분적으로 증가하였다. 특히 파킨슨병과 정상을 분류하는 실험에서 제안한 방법이 전체 특징을 사용한 경우보다 모든 주성분의 수에서 분류정확도가 높았으며 평균 1.7 %의 성능이 향상되었다. 이 결과에서 분류정확도와 계산복잡도의 개선을 고려하면 제안한 방법이 혈소판 라만 스펙트럼에서 퇴행성 뇌신경질환과 혈관성 인지증의 분류 시스템에 효율적으로 사용될 수 있음을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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