• 한국음향학회지
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• 제28권3호
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• pp.208-212
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• 2009

지면파는 해저면 음속이 깊이에 따라 일정할 경우 해저면 음속으로 진행하는 음파로 일반적으로 모드분산으로부터 설명된다. 모드분산은 도파관의 기하학적 구조에 의한 음파의 반사 및 굴절에 의해 발생되므로 본 논문에서는 지면파를 음선이론에 기초하여 모의하였다. 지면파는 일련의 선두파들의 조합으로써 해석될 수 있으므로 [Choi와 Dahl, J. Acoust. Soc. Am. 119, 3660-3668 (2006)], 음선 접근법을 이용하여 시간영역에서 여러 경로로 전파되는 선두파들의 채널 임펄스 응답과 선두파 신호의 컨볼루션을 취하여 지면파를 모의한다. 모의된 지면파는 광대역 시간영역 포물선 방정식 기법을 이용하여 모의된 지면파와 비교, 검증된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.113-120
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• 2021

무한 매질에서의 파전파 현상은 공학과 자연과학의 여러 분야에서 다양한 물리적 현상을 서술하는데 활용되고 있고, 이 문제에 대한 해를 얻기 위하여 해석적 방법 또는 수치적 방법이 개발되어 사용되고 있다. 이 문제에 대한 정확한 해를 얻기 위해서는 무한 영역으로의 에너지 방사를 정확히 고려해야 하고, 이를 위해 다양한 수치적 또는 역학적 모형 또는 경계조건이 개발되었다. 이 연구에서는 층상 waveguide에서의 scalar wave 또는 SH파 전파 문제에 적용할 수 있는 새로운 경계조건을 제안하고자 한다. 이를 위해 waveguide의 수직방향으로 유한요소 이산화를 적용하여 얻은 SH파의 지배방정식을 변형하여 waveguide의 무한 영역의 영향을 나타내는 경계조건을 유도한다. 층상 waveguide에서의 SH파에 대한 고유모드의 직교성을 이용하여, 새로운 경계조건은 기존의 root-finding absorbing boundary condition와 동등함을 보이고, 이로부터 새로운 경계조건의 차수가 증가할수록 정확성이 증가하고, 또한 이산화된 수준에서도 안정함을 유도할 수 있다. 제안된 경계조건을 층상 waveguide에서의 파전파 문제에 적용하여 그 정확성과 안정성을 검증한다.

• 한국광학회지
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• 제19권1호
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• pp.68-72
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• 2008

광섬유 브래그 격자(fiber Bragg grating: FBG)를 이용한 스트레인 센서는 출력 값으로 브래그 반사 파장의 변화를 제공하게 된다. 본 논문에서는 브래그 격자 스트레인 센서에서 출력되는 빛을 도파로 어레이 격자(arrayed waveguide grating: AWG)에 입력시켜서 파장의 변화를 측정하는 방법을 제안한다. FBG에 스트레인이 가해지게 되면 브래그 반사 파장이 이동하게 되어 AWG를 지나서 출력되는 채널별 광 파워가 변하게 되며, 이 값들의 조합으로 구해지는 centroid 값을 계산하면 브래그 반사 파장과 인가된 스트레인 값을 얻을 수 있다. 브래그 격자의 반사 스펙트럼의 대역폭이 centroid 값에 미치는 영향을 고려하여 3-dB 대역폭이 5.4 nm인 chirped FBG를 사용하였으며, 저항 측정방식의 기존 스트레인 센서와 비교하여 오차범위가 2% 이내인 결과를 확인 하였다. FBG 센서를 외팔보에 부착하여 진동에 따른 스트레인 값을 실시간으로 측정한 결과 진동 주파수 17.8 Hz, damping 시상수 0.96 초를 얻을 수 있었다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제16권3호
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• pp.142-145
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• 2015

In this work, open stubs were fabricated on a polyether sulfone (PES) substrate, and their basic radio frequency (RF) characteristics were investigated for application to RF matching components of a flexible monolithic microwave integrated circuit (MMIC). According to the results, an open stub employing coplanar waveguide (OSCPW) on PES exhibited much lower loss than that on silicon substrate. The OSCPW with a length of $500{\mu}m$ on PES showed capacitance values of 0.031 ~ 0.044 pF from 0.5 to 50 GHz. For application to a relatively high-value capacitive matching, an open stub employing a fishbone-type transmission line (OSFTTL) was fabricated on PES, and its characteristics were investigated. The OSFTTL showed much higher capacitance values than the OSCPW due to the high effective permittivity value. Specifically, the OSFTTL on PES showed capacitance values of 0.066 ~ 0.24 pF from 0.5 to 50 GHz, which are higher than those for the open stub on silicon substrate. The above results indicate that the OSCPW and OSFTTL on PES can be effectively used for application to low/high-value capacitive matching components on microwave and millimeter wave flexible MMIC. To the best of the authors' knowledge, this work is the first report of the investigation of RF capacitive matching components on PES substrate.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권1호
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• pp.45-51
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• 2015

본 논문에서는 실리콘 RFIC 상에서 무선 통신 시스템의 소형화에의 응용을 위하여 마이크로스트립/코프레너 복합구조를 가지는 단파장 박막필름 전송선로의 RF특성에 관하여 연구하였다. 마이크로스트립/코프레너 복합구조를 가지는 박막필름 전송선로의 파장은 종래의 코프레너 선로에 비하여 단파장특성을 보여주고 있으며, 특히 10 GHz에서 파장이 6.26 mm로 종래의 코프레너 선로의 60.5 %이다. 또한 본 논문에서는 마이크로스트립/코프레너 복합구조를 가지는 박막필름 전송선로의 등가회로와 대역폭에 관하여 연구를 진행하였다. 등가회로는 단위 셀로 나타냈으며, 상기 등가회로의 각 소자들은 closed-form 수식을 통하여 이론적으로 계산하였다. 측정 결과 0 ~ 30 GHz 범위에서 계산수치와 측정수치가 유사하게 나온 것을 확인 할 수 있었다. 대역폭 계산결과 마이크로스트립/코프레너 복합구조를 가지는 박막필름 전송선로는 차단주파수가 377 GHz 이상의 광대역 특성을 보여주고 있다. 상기 결과들로부터 본 논문에서 제안한 전송선로를 이용하여 광대역 및 초소형 RF 수동소자로써 유용하게 사용될 수 있다는 것을 알 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권1호
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• pp.70-77
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• 2014

본 논문에서는 실리콘 RFIC(radio frequency integrated circuit) 상에서 초소형 수동소자에의 응용을 위하여 다양한 형태의 주기적 스트립 구조(PSS, periodic strip structure)를 이용한 전송선로의 기본 특성을 연구하였다. 그 결과에 의하면, 본 논문에서 제안한 다양한 형태의 PSS 구조를 가지는 전송선로는 종래의 코프레너 선로(CPW, coplanar wave guide)에 비해 강한 slow-wave 특성에 의해 단파장 특성을 보여주었으며, 특히, PSS와 접지면 사이에 contact가 존재하고 PSS에 slot이 존재하지 않는 with-contact 구조가 RF 소자의 소형화에 가장 효과적임을 알 수 있었다. 구체적으로 with-contact 형태의 전송선로에 대한 실리콘 박막상의 점유면적은 종래의 코프레너 선로에 비해 4.39%로 점유면적이 대폭 축소되었다. 대역폭 계산결과에 의하면 모든 형태의 PSS 구조는 적어도 차단주파수가 384 GHz이상의 광대역 특성을 보여주었다. 상기 결과들로부터 본 논문에서 제안한 다양한 형태의 PSS 구조를 가지는 전송선로는 광대역 및 초소형 RF 수동소자로써 유용하게 사용될 수 있음을 알 수 있으며, 특히, with-contact 구조가 RF 소자의 소형화에 가장 효과적임을 알 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제22권8호
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• pp.645-651
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• 2003

본 논문에서는 해양음향 토모그래피를 위한 개선된 빔형성 역산 기법을 제안한다. 제안된 역산 기법은 음속 구조 역산을 위해 음파도파관의 특성을 나타내는 군속도와 위상속도의 상관성을 이용한다. 군속도와 위상속도는 수신 신호의 도달시간 및 도달각에 의해 계산 가능하며, 이를 위해 빔형성 신호처리를 사용하여 수신신호의 도달시간 및 도달각 분석을 수행한다. 본 논문에서는 제안된 알고리즘을 사용한 동해 음속구조 역산모의 결과를 서술하였으며, 연구 결과 제안된 빔형성 해양음향 토모그래피 역산 방법을 사용해 동해의 음속 구조 역산이 가능함을 확인할 수 있다.

• 한국음향학회지
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• 제20권7호
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• pp.83-88
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• 2001

본 논문에서는 해양환경 인자의 오정합에 강인한 특성치 추출 기법에 의한 정합장 처리 방법 (FEM: Feature Extraction Method)을 요약하였다. FEM 기법을 이용하여 음원 위치를 추정하는데 선행되어 해결해야 할 두 가지 요소 즉, 제거해야 할 고유벡터의 수와 사용해야 할 환경 샘플 개수에 대하여 고찰해 보고 이에 대한 해결책을 제시하였다. 이 문제점들을 해결하기 위하여 주어진 해양환경에서 진행하는 모드들 중에서 지배적인 모드의 개수와 제거해야 할 고유벡터의 개수와의 관계를 살펴보았다. 그리고 신호벡터가 이루는 공간과 추출해야 할 고유벡터가 이루는 공간을 비교하고 두 공간의 유사성을 정량화하여 분석하였다. 정합장 처리 방법으로 추정한 음원의 위치와 실제 음원의 위치와의 상대적인 오차를 정의하고 분석결과를 보증하였다. 지배적인 모드의 개수만큼 가장 큰 고유벡터를 추출했을 경우 FEM 프로세서가 음원의 위치를 성공적으로 추정하였고, GBNLMIS 해양 환경에서 최소 30개 이상의 환경 샘플을 사용해야 FEM 프로세서의 안정된 성능을 보장할 수 있음을 확인하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제25권8호
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• pp.575-582
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• 2015

This paper deals with the dispersion relation of the waves sustained in a cylindrical shell submerged in the fluid. The waveguide finite method and the boundary element method are used to predict the dispersion characteristic of the cylindrical shell. The dispersion diagram of the cylinder is estimated from the eigenvalue problem and the forced vibration response. It follows that the water-loading leads to the decrease of the cut-on frequencies and the phase speeds of the bending waves. On the contrary, the longitudinal waves and the torsional waves are hardly affected by the fluid, and therefore the order of the cut-on frequencies of the waves is changed. The acoustic dispersion diagram is also estimated from the forced acoustic response to identify the characteristics of the wave radiated to the fluid. It follows that the acoustic waves on and near the surface of the cylinder are the same as those in the structure. But at the far field the acoustic waves caused by subsonic waves e.g., the bending waves disappear as the increase of the distance. Conclusively, the characteristics of waves in cylindrical shells are significantly affected by water-loading in terms of the cut-on frequency, the wave speed, the order of the cut-on and radiation.

• 한국음향학회지
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• 제36권1호
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• pp.23-29
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• 2017

가상 음원 배열 개념은 시역전 처리에 시지연 빔조향 기법을 적용함으로써 가상 음원 배열로부터 나아가는 방향에 해당하는 선택된 위치에 음원 없이도 음파의 시 공간적 집속을 수행하는 방법이다. 하지만 가상 음원 배열 개념을 이용한 시역전 처리 방법은 가상 음원 배열에 해당하는 임계각 및 근거리를 벗어나는 범위로의 음파 집속이 불가능하다는 제약 조건이 따른다. 본 논문에서는 이러한 제약 조건을 해결하기 위해, 도파관 불변성 이론을 가상 음원 배열 개념에 적용하여 집속 음장의 수평 방향으로의 이동을 통해 임계각 및 근거리를 벗어나는 구간으로의 음파 집속 방법에 대한 연구를 수행하였다. 수치 실험의 결과를 통해 본 연구의 타당성을 검증하였으며, 기존의 가상 음원 배열 개념의 제약 조건에 관계없이 선택된 위치에서의 강인한 음파 집속 성능의 결과를 보였다.