의료용 초음파 프로브나 압전복합재료 트랜스듀서 등에 있어서는 배열된 압전세라믹 요소간의 공간, 즉 kerf에 주로 폴리머계열의 물질을 충진하고 있다. 이 경우 압전 요소의 횡방향 진동모드의 경계조건이 바뀌어 실제 사용되는 종방향 진동모드의 공진 주파수에도 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 kerf충진 매질에 따른 공진주파수의 변화를 실험적으로 고찰하기 위하여 크기가 $14mm{\times}0.22mm{\times}0.44mm$인 PZT 압전요소의 선형배열에 의한 초음파 트랜스듀서를 제작하고, kerf충진 매질이 없는 경우와 특성이 다른 두 종류의 에폭시로 충진한 경우 각각에 대한 측정을 행하였다. 그 결과 kerf충진 매질에 따른 종방향 공진주파수의 천이 경향이 이론해석 결과와 유사함을 확인하였다.
극한지 지반의 설계정수 산정을 위해 동결토의 강도 특성은 매우 중요한 요인이며 이를 파악하기 위해서는 동결토의 기본적인 특성을 파악하는 것이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 동결토의 구성 성분 및 물리적 구조를 반영하는 탄성파에 대한 기초적인 정보를 제공하기 위해 포화도에 따른 동결토의 탄성파 특성을 파악하고자 하였다. 시료를 동결시키기 위해 동결 용 셀을 제작하였으며 포화도가 각각 10%, 40%, 100%인 시료를 조성하였다. 시료가 동결되는 동안 탄성파를 측정하기 위해 전단파 트랜스듀서로서 벤더엘리먼트를 사용하였으며, 압축파 트랜스듀서로서 피에조 디스크 엘리먼트를 사용하였다. 포화도가 다른 세 가지 시료의 온도가 $20^{\circ}C$에서 $-10^{\circ}C$까지 변하는 동안 압축파 및 전단파 신호를 측정하였으며, 이를 토대로 탄성파 속도, 공진주파수 및 진폭의 변화를 파악하였다. 또한 탄성파 속도를 이용해 포화도가 다른 동결토의 포아송 비를 분석하였다. 시료가 동결된 이후에 포화도가 큰 시료의 탄성파 속도가 가장 크게 나타났다. 또한 탄성파 속도와 공진주파수의 변화는 매우 유사하게 나타났고 그 변화는 동시에 발생하였다. 압축파와 전단파의 진폭은 시료가 동결되는 $0^{\circ}C$에서 각기 다른 양상을 나타내었다. 본 연구는 동결토의 구조적 매커니즘에 대한 정보를 제공하는 탄성파 특성을 시료의 포화도에 따라 파악하고자 하였다는 점에서 의의가 있다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제16권3호
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pp.194-197
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2016
An eight-element compact low-profile multi-input multi-output (MIMO) antenna is proposed for wireless local area network (WLAN) mobile applications. The proposed antenna consists of eight inverted-F antennas with an isolation-enhanced structure. By inserting the isolation-enhanced structure between the antenna elements, the slot and capacitor pair generates additional resonant frequency and decreases mutual coupling between the antenna elements. The overall size of the proposed antenna is only $33mm{\times}33mm$, which is integrated into an area of just $0.5{\lambda}{\times}0.5{\lambda}$. The proposed antenna meets 5-GHz WLAN standards with an operation bandwidth of 4.86 - 5.27 GHz and achieves an isolation of approximately 30 dB at 5 GHz. The simulated and measured results for the proposed antenna are presented and compared.
The dynamic load effects are conveyed to the railway bridges through tracks which are generated by moving trains The dynamic load effects may vary due to the dynamic characteristics of the applied vehicle loads and the railway bridges containing the track system. However, the track effects have been neglected or simplified by spring elements in the most studies since it is quite complex to consider the track systems in the dynamic analysis models of railway bridges. In this study, track system on railway bridges is modeled using a three-dimensional discrete-support model that can simulate the load carrying behavior of tracks. In addition, this program is developed with the precise 20-car model and a continuous PSC(prestressed concrete) box girder bridge, which is the main bridge type of Korea Train express(KTX). Three-dimensional elements are used for both. The dynamic response of railway bridges is found to be affected depending on whether the track model is considered or not. The influencing rate depends on the traveling speed and different wheel-axle distance. The dynamic bridge response is decreased remarkably by the track systems around the resonant frequency. Therefore, the resonance effect can be reduced by modifying the track properties in the railway bridge.
Alaa A. Abdelrahman;Hanaa E. Abd-El-Mottaleb;Mohamed G. Elblassy;Eman A. Elshamy
Steel and Composite Structures
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제49권6호
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pp.667-684
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2023
In the context of finite element method, a computational simulation is presented to study and analyze the dynamic behavior of regularly perforated functionally graded rotating beam for the first time. To investigate the effect of perforation configurations, both regular circular and squared perforation patterns are studied. To explore impacts of graded material distributions, both axial and transverse gradation profiles are considered. The material characteristics of graded materials are assumed to be smoothly and continuously varied through the axial or the thickness direction according the nonlinear power gradation law. A computational finite elements procedure is presented. The accuracy of the numerical procedure is verified and compared. Resonant frequencies, axial displacements as well as internal stress distributions throughout the perforated graded rotating cantilever beam are studied. Effects of material distributions, perforation patterns, as well as the rotating beam speed are investigated. Obtained results proved that the graded material distribution has remarkable effects on the dynamic performance. Additionally, circular perforation pattern produces more softening effect compared with squared perforation configuration thus larger values of axial displacements and maximum principal stresses are detected. Moreover, squared perforation provides smaller values of nondimensional frequency parameters at most of vibration modes compared with circular pattern.
본 논문에서는 도파관 슬롯 배열 안테나의 요소로서 구형 도파관 광벽에 위치하고 이중 리지가 장하된 끝이 둥근 소형 슬롯을 제안하였다. 리지 치수를 적절히 조절하면 원하는 주파수에서 슬롯의 공진을 얻을 수 있다. 제안된 슬롯의 공진 길이는 공진 주파수에서 약 $0.26{\lambda}_0$(자유 공간 파장)이다. 제안된 공진 슬롯은 소형이고, 작은 공진 컨덕턴스 그리고 짧으면서도 안정된 공진 길이 등의 장점을 가진다. 부가적으로 슬롯을 도파관 슬롯 배열에 적용할 때 각 슬롯의 특성들이 인접한 슬롯에 의해서 영향을 적게 받는다. 부엽 준위 -20 dB를 가지는 $4{\times}1$ 도파관 슬롯 배열 안테나를 설계, 제작한 후 실험하였다. 측정결과들이 시뮬레이션 결과들과 잘 일치하고, 주파수 9.41 GHz에서 부엽 준위 -15.9 dB, E-평면 반치각 $110.2^{\circ}$, H-평면 반치각 $21.2^{\circ}$이다.
본 논문은 집중소자가 결합된 결함접지구조를 갖는 초고주파 전송선로의 전기적 특성에 관하여 기술하고 있다. 주기구조의 일종인 결함접지구조를 전송선로에 삽입하면, 등가의 부가적인 인덕턴스와 캐패시턴스에 의하여 표준형 전송선로에는 없던 저역통과, 대역차단 또는 대역통과 특성이 발생하며, 전송선로의 전기적 길이가 늘어나는 지연파 특성이 나타난다. 여기에 다시 저항, 캐패시터, 인덕터와 같은 집중소자가 결합되면 공진주파수의 변화를 포함한 다양한 전송특성의 변화가 발생한다. 본 논문에는 결합되는 집중소자들의 값에 따른 DGS 전송선로의 특성 변화를 예측하고 실험적으로 검증하였다.
본 논문에서는 Cellular, PCS, Wibro 대역을 동시에 만족시킬 수 있는 CPW 급전 삼중대역 내장형 평면 모노폴 안테나를 설계하였다. CPW 급전 방식의 모노폴 안테나를 설계함으로써 방사 소자의 크기를 약 $\lambda/4$로 줄일 수 있었고, 방사 소자를 구부림으로써 소형화하였다. 그 뿐만 아니라 CPW 급전 방식을 이용함으로써 슬림형 핸드폰에 적용할 수 있는 평면형 안테나로 설계하였다. 안테나 방사 소자의 길이를 조절함으로써 원하는 공진 주파수에서 원하는 특성을 갖도록 설계할 수 있었다. 제작된 안테나의 반사 손실은 각각의 대역폭에서 -7 dB이하의 값을 가졌다 측정된 방사 패턴은 모노폴 안테나의 방사특성을 나타내었고, 각 대역의 중심주파수에서 이득은 -5.2 dBi. -2 dBi, -0.4 dBi의 값을 가졌다.
본 논문에서는 집중 소자로 임피던스 대역폭과 공진 주파수 컨트롤이 가능한 이중 대역 루프형 그라운드 안테나를 제안한다. 제안된 안테나의 이중 대역 특성은 기존의 루프형 그라운드 안테나의 형태에 추가적인 공진루프 급전 구조를 삽입하여 구현하였다. 적절한 캐패시터와 인덕터를 사용하여 2.45 GHz와 5.5 GHz 대역에서 VSWR<3에서 각각 85 MHz와 725 MHz의 임피던스 대역폭을 만족시켰으며, 시뮬레이션과 측정 결과를 통하여 그 타당성을 입증하였다. 제안된 안테나의 면적은 $10{\times}5mm^2$로 작은 크기를 갖고 있을 뿐만 아니라, 구현하고자 한 이중 대역에서 좋은 방사 패턴과 안테나 효율을 나타내었다.
본 논문에서는 집중소자인 캐패시터 및 저항을 사용하여 특성조절이 가능한 소형 역-F 안테나를 제안하였다. 캐패시터는 안테나 크기 및 공진주파수의 조절을 위해 안테나 종단과 접지면 사이에 삽입된다. 반면에 $0{\Omega}$ 저항은 접지면과 단락되는 선로를 대체하여 구현한 것으로써, 단락점의 위치 이동은 안테나의 입력임피던스를 변화시킬 수 있다. 따라서 구조의 재설계 없이도 적절한 캐패시터 및 단락점 위치 선택으로 최적의 안테나 특성을 얻을 수 있다. 이와 같은 본 논문의 타당성 검증을 위하여 2.4 GHz 대역용 안테나를 설계 및 제작하여 지그비 무선 리모컨의 한 제품에 적용하였다. 적용된 안테나의 크기는 $8.5{\times}4.5mm^2$이며 재설계 없이도 대역폭 150 MHz 및 이득 2 dBi의 측정결과를 얻을 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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