• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제16권3호
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• pp.169-181
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• 2016

This work presents a new method for enhancing the performance of a dual band Planer Inverted-F Antenna (PIFA) and its lumped equivalent circuit formulation. The performance of a PIFA in terms of return loss, bandwidth, gain, and efficiency is improved with the addition of the proposed open stub in the radiating element of the PIFA without disturbing the operating resonance frequencies of the antenna. In specific cases, various simulated and fabricated PIFA models illustrate that the return loss, bandwidth, gain, and efficiency values of antennas with longer optimum open stub lengths can be enhanced up to 4.6 dB, 17%, 1.8 dBi, and 12.4% respectively, when compared with models that do not have open stubs. The proposed open stub is small and does not interfere with the surrounding active modules; therefore, this method is extremely attractive from a practical implementation point of view. The second presented work is a simple procedure for the development of a lumped equivalent circuit model of a dual band PIFA using the rational approximation of its frequency domain response. In this method, the PIFA's measured frequency response is approximated to a rational function using a vector fitting technique and then electrical circuit parameters are extracted from it. The measured results show good agreement with the electrical circuit results. A correlation study between circuit elements and physical open stub lengths in various antenna models is also discussed in detail; this information could be useful for the enhancement of the performance of a PIFA as well as for its systematic design. The computed radiated power obtained using the electrical model is in agreement with the radiated power results obtained through the full wave electromagnetic simulations of the antenna models. The presented approach offers the advantage of saving computation time for full wave EM simulations. In addition, the electrical circuit depicting almost perfect characteristics for return loss and radiated power can be shared with antenna users without sharing the actual antenna structure in cases involving confidentiality limitations.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.466-473
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• 2013

본 논문에서는 무선 충전에 사용할 수 있는 동축 단면의 도선을 이용한 소형 평판형 다중 루프 자기 공진 코일을 제시한다. 제안한 공진 코일은 높은 품질 계수를 갖고, 분포 커패시턴스를 조절하여 쉽게 공진 주파수를 제어할 수 있다. 공진 코일의 설계를 위해 제안한 공진 코일의 자기 인덕턴스 및 분포 커패시턴스 값을 이론적으로 계산하였다. 자기 인덕턴스는 단면 분할법을 사용하여 분할된 단면 사이의 상호 에너지의 합으로 계산할 수 있다. 검증을 위해, 특성 임피던스 $50{\Omega}$ 동축선으로 공진 코일을 제작하였다. 측정된 공진 주파수는 계산된 공진 주파수와 거의 일치하였고, 튜닝 파라미터 ${\gamma}$를 조절하여 원하는 공진 주파수로 조절할 수 있었다. 제작한 공진 코일을 태블릿 PC에 적용한 결과, 송 수전부 공진 코일의 품질 계수는 각각 282, 135를 가졌다. 공진 코일 사이의 간격이 4.4 cm인 경우, 송전부 공진 코일의 반경 5 cm 이내에서 80 % 이상의 전력 전송 효율을 얻을 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권1호
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• pp.54-62
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• 2013

본 연구는 비접촉 무전원 표면탄성파(surface acoustic wave, SAW) 온도센서를 개발하기 위하여 수행되었다. 단일전극 구조의 IDT(inter-digital transducer)와 434 MHz의 공진주파수를 가지는 SAW 소자를 $128^{\circ}$ rot-X $LiNbO_3$ 압전기판위에 반도체 공정으로 제작하였다. SAW 온도센서의 음향 반사판에 따른 반사 신호의 특성을 분석하기 위하여 다양한 형태의 음향 반사판을 제작하여 표면탄성파 신호의 반사특성을 분석한 결과 빗살형 전극형태의 반사판이 가장 양호한 반사특성을 나타내었다. SAW 온도센서를 구동하기 위한 신호를 송신하고 온도에 따른 SAW 센서의 출력신호를 수신하기 위하여 다이폴 안테나와 마이크로프로세서에 기반한 무선 송수신 시스템을 제작하였다. $40{\sim}80^{\circ}C$의 온도 범위에서 개발된 SAW 온도센서와 무선 송수신 시스템을 평가한 결과 온도증가에 따라 SAW 온도센서의 공진 주파수가 선형적으로 감소하였으며 결정계수가 0.99 이상으로 정확한 무선 온도측정이 가능한 것으로 나타났다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.1-10
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• 2013

본 논문에서는 다중 대역 서비스를 위한 평면형 모노폴 안테나를 설계 및 제작하였다. 제안된 안테나는 기본적인 사각 루프 구조를 내부로 접어 안테나의 크기를 소형화 시켰으며, T자형 패치의 끝단의 중앙 부분과 내부로 접은 사각 루프 선로에서의 커플링 현상을 이용하여 3.9 GHz 대역에서 추가 공진을 만들었다. 또한 사각 루프 형태의 모노폴 안테나에 T자형 사각 패치를 삽입시킴으로써 광대역 주파수 특성을 나타나도록 유도하였으며, 내부로 접은 사각 루프의 선로들의 간격 및 길이와 T자형 패치의 가로 길이를 조정함에 따라 주파수 특성을 최적화 하였다. 제안하는 안테나는 $40{\times}60{\times}1.6mm^3$ 크기의 비유전율 4.4인 FR-4 기판 위에 설계하였으며, 급전은 임피던스 $50{\Omega}$의 마이크로스트립 선로를 사용하였다. 측정 결과, VSWR 2:1 기준으로 대역폭은 162 MHz(815~977 MHz)와 2,530 MHz(1,430~3,960 MHz)으로 측정이 되었다. 제안된 안테나의 전자파 흡수율(SAR)을 알아보기 위하여 1 g 및 10 g 평균 SAR을 계산 및 측정을 실시하였으며, 모의실험 결과, 1 g 평균은 1.044 W/kg, 10 g 평균은 0.718 W/kg으로 SAR 기준치인 1.6 W/kg(1 g 평균) 및 2.0 W/kg(10 g 평균)을 만족하는 결과를 보였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.12-20
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• 2004

본 논문에서는 PCS/IMT-2000 이동통신 전화기에 의해 인체 두부에 유기되는 SAR의 1 g 및 10 g 평균 첨두 값을 비교 분석하였다. 평면형 구조인 single-semi-disc MPA와 double-semi-disc MPA를 설계하고, 안테나 설계 파라미터에 따른 공진 특성을 분석하였다. 그 결과 중심주파수 2.0 ㎓에서 대역폭이 15.5 %, 31 %로 나타났다. 그리고 제안한 안테나와 동일한 공진 주파수를 갖는 모노폴 안테나를 설계하여 SAR 값을 비교ㆍ분석하였다. 폴더형 전화기에 부착된 double-semi-disc MPA에 의한 1 g 및 10 g 평균 첨두 SAR 값은 각각 0.811 W/kg과 0.507 W/kg으로 모노폴 안테나의 1.206 W/kg과 0.755 W/kg에 비해 약32.7 % 가량 낮은 것으로 나타났다. 평면형 구조의 안테나는 등방성 방사패턴을 나타내는 모노폴 안테나에 비해 인체 외부 방향으로 지향성 방사 패턴을 나타내어 인체 두부에 유기되는 SAR이 낮은 값으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권2호
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• pp.61-68
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• 2024

국내 경부선 및 호남선의 고속철도교량은 대부분 PSC-box 형식으로 설계되어 있고, 경간장35~40m인 경우 약 4~5Hz 정도의 1차 휨 고유진동수를 가지고 있다. 이때 KTX 고속열차가 290~310 km/h 속도로 주행할 경우, 열차에 의한 가진 진동수가 교량의 1차 휨 고유진동수에 근접하면서 공진 유사 현상이 발생하게 된다. KTX와 함께 향후 운행예정인 EMU-320 고속열차의 증속에 대해서도 철도교량의 동적 응답을 통한 안전성 분석이 필요한 상황이다. 본 연구에서는 실제 철도교량에서 계측된 응답을 기반으로 구조해석모델 개선 기법을 통해 대상 철도교량과 거동이 유사한 해석모델을 구현하였다. 개선된 구조해석모델은 고속철도교량에 KTX가 주행할 때 계측된 응답과 비교하여 검증하고, 이를 통해 KTX와 EMU-320 고속열차가 증속할 경우 동적 응답 특성을 분석하였다. 또한, 결과적으로, 교량 중앙부의 최대 수직변위와 가속도의 변화는 철도설계기준과 비교하여 주행 안전성을 평가하였다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제14권1호
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• pp.53-60
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• 2008

최근 한국의 국민 소득 증대로 인해 육류 및 계란의 소비량이 점차적으로 증가하여, 산란계사의 규모가 대형화됨에 따라 기계화되었고, 기계 시설의 소음/진동이 계사 내 가축의 생산능력에 직 간접적으로 영향을 미치는 영향에 대한 선행연구는 일부분에 국한되어 있다. 이에 본 연구에서는 계사내 기계장치 중 진동발생량이 가장 큰 호퍼식급이기의 진동으로 인한 공진을 미연에 방지하고자 진동모드 및 진동발생량을 계측 분석하였다. 이때 축은 급이기의 구동방향(X축), 케이지 방향(Y축) 및 급이기의 상하방향(Z축)으로 설정하였으며, 사료 충전율 0, 25, 50, 75, 100%인 지점에서 매달아서 계측하는 타격여진법을 응용하여 진동모드를 계측하였다. 획득한 데이터를 분석프로그램을 이용하여 분석한 결과, $30{\sim}500Hz$의 호퍼식 급이기 고유주파수를 구명하였고, 특히 170 Hz 이하의 낮은 주파수대에서는 전달율비가 대부분 높은 수준이었다. 이를 근거로 하여 30, 100, 170 Hz대의 호퍼식급이기 진동 시뮬레이션 분석을 실시하여 취약지점에 대한 분석을 실시하여 진동발생량 계측 지점으로 지정, 계측 분석을 실시하였다. 진동모드와 진동발생량 분석결과를 근거로 하여 호퍼식급이기가 산란계 산란율을 영향을 주는 수준의 진동을 발생시킴을 구명하였고, 각 취약지점에 대한 분석을 통하여 각 축별로 공진 및 제진/방진을 위한 방안 및 장치를 제시하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.31-40
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• 2023

본 연구는 고밀도 지진 관측망 구축 시 지표 가속도 측정 및 조기경보 활용을 위한 효율적 관측소 설치 방법을 수립하기 위하여 테스트베드에 지표, 1m, 2m, 9m 깊이의 임시관측소를 설치하여 상시 잡음, 인공 가진 신호 및 지진 계측 자료의 깊이별 변화를 분석하였다. 연구대상지의 상시 잡음 분석 결과 1s 이하의 단주기 영역은 주변의 인위적 잡음이 우세하였으며, 1s 이상 장주기 영역은 풍속의 변동과 큰 상관성을 보였다. 2차원 지진계 배열을 통한 상시 잡음 진동수-파수(FK) 분석 결과 단주기 상시 잡음은 표면파 보다는 주로 체적파의 형태로 유입되는 것으로 추정된다. 잡음 수준 분석 결과 9m 이하에서는 낮은 수준의 상시 잡음이 관측되었으나, 지표, 1m, 2m 지진계에서는 토사층의 동적 거동에 의해 T < 0.1s에서 잡음의 증폭이 발생하는 것을 확인하였다. 인공 가진실험 및 괴산지진 계측 자료 분석 결과 전반적으로 깊이가 깊어질수록 신호의 크기가 감소함을 확인하였으며, 스펙트럼비 및 응답스펙트럼 분석 결과 지표와 1m에서 3m 깊이 토사층의 고유진동수에 해당하는 20Hz(T=0.05s) 대역의 지반운동이 크게 증폭되는 것으로 나타났다. 본 연구 결과 상시미동과 가진실험을 통해 대상구간의 관측환경을 조사하여 지진계 설치 방법 및 깊이 선정시 활용할 수 있는 것으로 나타났으며, 향후 다수의 지역에서 다양한 환경을 고려한 연구가 진행된다면 관측소 설치 깊이, 설치방법, 환경 조사방법에 대한 가이드라인을 제시하는데 큰 도움이 될 것으로 기대된다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제18권4호
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• pp.303-313
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• 2014

목적: 자기공명 영상장치(MRI)의 송신 자기장 정보를 이용한 인체 내 도전율을 측정하는 기술이 최근 제안되었다. 송신 자기장 정보의 노이즈에 따른 도전율의 오차를 측정하고 도전율과 노이즈의 관계를 모델화 하였다. 대상과 방법: 송신 자기장의 분포는 원형 모델에 대해서 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션으로 생성된 송신 자기장의 분포에 가우시안 노이즈를 더해준 후 정량적인 도전율 측정에 어떤 영향을 주는지 공명 주파수, 물체의 크기, 송신 자기장의 신호 대 잡음 비에 대해서 수행하였다. 각 각의 변수에 따른 도전율 대 잡음 비를 측정하여 모델화 하였다. 결과: 시뮬레이션 결과 도전율 측정은 송신 주파수의 크기 오차보다 위상 오차에 더 큰 영향을 받는 것을 보였다. 또한, 송신 자기장의 신호 대 잡음 비, 공명 주파수, 도전율 값, 평균필터의 크기에 따라서 도전율 대 잡음비가 비례하는 경향성을 보였다. 하지만, 물체를 둘러싼 외부 물질의 크기는 도전율 측정에 큰 영향을 주지 않았다. 위의 시뮬레이션 결과는 3T 임상용 MRI에서 원형 모델 팬텀에 대해서 검증되었다. 결론: 시뮬레이션을 통해 얻어진 변수와 도전율 측정의 오차와의 관계를 통해서 정량적인 도전율 측정에서 발생되는 오차를 모델화 할 수 있었다. 또한 제시된 분석 방법을 통하여 자기공명 영상 장치를 이용한 도전율 측정의 필터링 및 재구성 알고리즘의 효과를 검증 할 수 있을 것으로 보인다.

• 대한화학회지
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• 제39권3호
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• pp.163-175
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• 1995

무금속 프탈로시아닌/산화아연계의 감광호(photosensitization) 효율을 높이기 위하여 무금속 프탈로시아닌$(H_2Pc)$을 요오드로 도핑[$H_2Pc(I)_x$]하였다. $H_2Pc$ 결정형에 따른 $H_2Pc(I)_x$의 요오드 도핑 함량(x)은 원소 분석한 결과 $X-H_2Pc(I)_{0.92}$이고 ${\beta}-H_2Pc(I)_{0.96}$로 나타났다. $H_2Pc$에 대한 요오드의 도핑특성은 열무게 분석 (thermogravimetric analysis: TGA), UV-Vis, FT-IR 및 Raman 스펙트럼, 그리고 전자스핀 공명(electron spin resonance: ESR)으로 측정하였고, 산화아연에 대한 $H_2Pc(I)_x$의 흡착특성은 라만 스펙트럼 및 ESR로 조사하였다. TGA 분석 결과 $H_2Pc(I)_x$에 존재하는 요오드는 약 265$^{\circ}C$에서 완전히 없어졌고, 514.5 nm로 여기시킨 $H_2Pc(I)_x$ 및 $ZnO/H_2Pc(I)_x$의 Raman 스펙트럼에서는 주파수가 90~550 $cm^{-1}$에서 $I_3^-$의 특성 피크가 나타났다. 그리고 $ZnO/H_2Pc(I)_x$는 $g=2.0025{\pm}0.0005$에서 $ZnO/H_2Pc$보다 아주 강하고 좁은 ESR 신호가 나타났다. 요오드가 도핑된 $ZnO/H_2Pc(I)_x$의 감광화 효과는 요오드가 도핑되지 않은 $ZnO/H_2Pc$보다 높게 나타났다. 즉 670 nm에서 $ZnO/{\chi}-H_2Pc(I)_{0.92}$의 광기전력은 $ZnO/{\chi}-H_2Pc$보다 약 31배 높게 나타났고, ZnO/{\beta}-H_2Pc(I)_{0.96}$는 $ZnO/{\beta}-H_2Pc$보다 약 5배 높게 나타났다. $H_2Pc$ 결정형에 따른 $ZnO/H_2Pc(I)_x$의 감광화 효과는 670nm에서 $ZnO/{\chi}-H_2Pc(I)_{0.92}$가 $ZnO/{\beta}-H_2Pc(I)_{0.96}$보다 광기전력이 5배 높게 나타났다. 그러므로 $H_2Pc$가 요오드로 도핑됨에 따라 광전도성이 증가되어 산화아연에 대한 가시부에서의 감광화 효과가 향상되었다.