• 한국정보통신학회논문지
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• 제7권8호
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• pp.1767-1775
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• 2003

SAW(Surface Acoustic Wave) 필터는 탄성표면파를 응용한 신호처리 기능 소자로, 각종 통신 기기의 고주파 회로의 대역 통과 필터로 이용된다. 기본적인 구성은 압전체 기판의 표면에 전기 신호와 표면파를 서로 교환하기 위한 입/출력 IDT(interdigital transducer) 한 쌍으로 이루어진다. 그 주파수 특성은 입/출력 IDT의 간격과 각각의 길이에 의해 결정되어지며, 대역 통과 필터의 특성을 지닌다. 본 논문은 이런 SAW 필터의 수치 설계 방법론에 관한 것이다. 입력 IDT의 전극의 길이를 변수로 정하고, 중심 주파수, 통과 대역의 폭과 정지 대역의 감소치가 주어졌을 때 적응/최적화 알고리즘을 이용하며 필터를 설계한다. 설계하고자 하는 필터 특성과 임의의 시간에 만들어진 필터와의 오차를 목적 함수로 정하고, 이 목적 함수를 최소화하는 것으로 필터의 설계가 가능하게 된다. SAW 필터의 계산 모델로는 델타 함수 모델과 등가 회로 모델을 사용하였으며, 최적화 알고리즘으로는 유전자 알고리즘을 사용하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제48권1호
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• pp.16-24
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• 2011

해양에서의 음속은 수온, 염분, 압력에 의한 실험식으로 계산되며 해양에서의 평균 염분은 약 34 psu (practical salinity unit)로 수성이나 수평 거리에 따른 변화가 대부분 수 psu 이하이기 때문에 음속에 크게 영향을 마치지 못한다. 그러나 최근 여름철에 중국 양쯔강 범람에 의해서 24 psu 정도의 저염수가 제주 서부 해역으로 유입되는 사례가 발생하고 있으며 이 저염수는 음속에 영향을 미친다. 본 논문에서는 이러한 환경 변화가 수중통신에 미치는 영향을 분석하였다. 즉, 저염수로 인한 음속구조의 변화를 계산하였고, 저염수층 내에서 송수선 수심과 전달거리를 바꿔가며 음파 전달 경로를 모의하여 통신 채널을 추정하였으며, BPSK(Binary phase shift key) 변조방식을 이용하여 비트 오류율을 계산하였다. 동일한 실험 조건하에 저염수가 없는 경우의 성능을 비교하여, 저염수가 통신 성능에 어떠한 영향을 미치는가에 대해 분석하였다. 저염수는 수심 약 20m까지의 표층부에서 음속의 기울기를 양의 기울기로 변화시켜 음과 채널을 형성하였고, 표층부에서 대부분의 송수신 신호의 비트 오류율을 감소시키는 경향을 확인하였다. 본 논문의 저염수에 의한 수중 통신 성능에 미치는 영향을 분석한 결과는 정확한 해양 통신 및 탐지 성능분석을 하기 위해서는 해양환경의 변화를 고려하는 것이 매우 중요하다는 것을 시사한다.

• 한국음향학회지
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• 제16권5호
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• pp.76-82
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• 1997

본 논문은 음원의 절대위치를 정확하게 추정할 수 있는 음향홀로그래픽법에 관하여 계산기상의 시뮬레이션 및 측정시스템을 이용한 실험과결과에 대하여 서술한다. 이 연구에서는 원거리 음장을 만족하도록 측정면을 설정하여 7개의 마이크로폰을 직선으로 배열한다. 음원의 측정은 음원면에 근접한 위치에 한 개의 기준 마이크로폰을 설치하고 측정면의 마이크로폰들을 등간격으로 스캐닝하면서 각지점의 음을 동시 기록한다. 수음한 기준음과 측정음간의 크로스 스펙트럼 알고리즘에 의하여 음원의 절대위치를 측정한다. 그리고 각 마이크로폰의 위상차는 기준 마이크로폰을 대상으로 위상보상 하였으며, 측정시의 시간지연은 제 1열 측정시점을 기준으로 시간보상을 행하였다. 측정면에 설정한 마이크로폰들의 최적 간격은 수치 시뮬레이션에 의하여 정한다. 음원신호는 정현파를 이용하고 S/N비를 30dB의 조건하에서 각각 실험을 행하였다. 시뮬레이션과 실험에서 결정한 최적 마이크로폰 간격은 2KHz인 정현파 음원을 기준으로 하여 공간상의 나이키스트 조건을 만족하도록 설정하였다. 무향실에서 측정한 실험결고, 500Hz 와 1KHz의 신호원에 대한 음원이 2KHz인 경우의 추정된 3차원 홀로그램의 주극폭이 각각 87%와 30%씩 감소하였고, 그 결과 수치 시뮬레이션의 타당성을 확인할 수 있었다. 그러므로 본 연구에서 제안하는 3차원 음향 홀로그래픽법을 이용한 음원위치 추정에 관한 연구의 유용성을 검증하였다.

• 한국재료학회지
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• 제9권12호
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• pp.1263-1269
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• 1999

본 실험에서는 반사층(reflector)을 이용한 FBAR (Film Bulk Acoustic Resonator) 즉, SMR (Solidly Mounted Resonator) 제조에 필요한 재료들의 최적 증착 조건을 설정하여, 이를 바탕으로 제조한 SMR의 특성을 보여주었다. SMR은 상하부 전극층, 압전 박막층, 반사층, 기판으로 구성된다. 상하부 전극으로 알루미늄(Al) 금속 박막을 사용하였고 압전 박막층으로 산화아연(ZnO) 박막을 사용하였다. 실리콘(Si) 기판과 하부 전극 사이에 위치하는 반사층은 5층의 이산화규소 ($Si_2$)와 텅스텐(W) 박막으로 구성되었다. 상하부 전극은 dc 스퍼터링 방법으로 증착아였으며 반사층과 압전 박막층은 rf 스퍼터링 방법으로 증착하였다. 최적 증착 조건에서 증착된 산화아연 (ZnO) 박막은 rocking curve에서 표준편차가 $2.17^{\circ}$의 우수한 c축 우선배향성, 비저항은 $10^4\;{\Omega}cm$이상, 막 표면 거칠기(rms roughness)는 10.6${\AA}$의 특성을 나타내었다. 최적 증착 조건에서 증착된 텅스텐(W)과 이산화규소($Si_2$) 박막의 특성은 박막 거칠기 (rms roughness)가 각각 16 ${\AA}$, 33 ${\AA}$을 나타내었다. 또한 증착된 알루미늄 금속 박막의 비저항은 $5.1{\times}10^{-6}\;{\Omega}cm$이었다. 반도체 기본 공정을 이용하여 면적 $250{\times}250\;{\mu}m^2$의 SMR 소자를 만들고, 네트웍 분석기로 SMR 소자의 공진 특성을 분석하였다. 공진특성은 1.244 GHz에서 직렬공진, 1.251 GHz에서 병렬공진을 나타내었다. SMR 소자의 공진특성에서 공진기의 Q값은 1200이었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권12호
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• pp.19-28
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• 2022

벽체 배면에 발생한 공동은 벽체의 안정성에 악영향을 줄 수 있다. 본 연구의 목적은 실내 실험을 통해 콘크리트 벽체 배면에 발생한 공동을 마이크로폰을 이용하여 평가하는 방법을 개발하는 것이다. 철근이 매설된 콘크리트 판과 건조토를 이용하여 콘크리트 벽체 구조물과 배면의 흙을 모사하였으며, 속이 빈 반구형 플라스틱 통을 콘크리트 판과 건조토 사이에 설치하여 벽체 배면의 공동을 모사하였다. 누설 탄성 표면파는 해머로 콘크리트 판을 타격하여 발생시켰으며, 마이크로폰을 이용하여 측정하였다. 획득한 마이크로폰 신호의 고유주파수를 분석하여 공동이 존재하는 구역을 평가하였다. 공동이 존재하는 구역에서는 콘크리트 판의 굽힘 진동 거동에 의하여 1차 고유주파수가 감소하였다. 또한 1차 고유주파수에 해당하는 진폭은 공동에서 멀어질수록 감소하였으며, 철근에 인접한 측점에서는 더 큰 감소폭을 보였다. 본 연구는 마이크로폰이 콘크리트 벽체 배면에 발생한 공동의 위치를 평가하기 위해 유용하게 이용될 수 있음을 보여준다.

• 한국음향학회지
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• 제42권5호
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• pp.412-421
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• 2023

초음파 뇌 자극술을 통하여 뇌 심부의 국소 지역에 있는 뇌 세포의 활성화를 유도할 수 있으며, 이를 통하여 저하된 뇌 기능을 치료하는데 효과가 있음이 보고되어 왔다. 반면, 초음파 자극의 종류에 따라 신경 변조의 효율과 방향이 달라질 수 있음이 알려져 있어, 적절한 초음파 자극의 종류를 확립하는 연구가 중요하다. 따라서, 본 논문에서는 이를 효과적으로 최적화 하기 위해 세포 배양시 사용되는 커버슬립 기반의 초음파 변환자를 제안하고자 한다. 균일한 초음파 자극을 전도하기 위해서 폴리머 압전소자(Poly-vinylidene fluoride-trifluorethylene, PVDF-TrFE)를 스핀 코팅하고 패를린 절연층을 상단에 적층시켜 음압 출력을 극대화 시켰다. 개발된 초음파 변환자 융합 커버슬립은 초음파자극기 표면에 배양된 수십개의 신경세포에 균일하고 정확한 초음파 자극을 전달 할 수 있고, 자극에 따른 세포의 반응을 형광 현미경으로 실시간 관찰 가능하다. 따라서, 동일한 초음파 자극에 대한 세포의 반응 신호를 최대 수십개 세포로부터 동시에 획득 가능하므로, 반응 신호를 평균 한다면 낮은 강도의 초음파 자극에 따른 뇌 세포의 미세한 반응을 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 초음파 변환자와 물의 표면 등에서 발생하는 정현파에 의한 자극의 왜곡 현상을 줄일 수 있어서 사용자가 원하는 초음파 자극을 정확하게 세포로 전달 가능하다. 이렇게 개발된 초음파 변환자를 통해 변환자 표면에 배양된 별세포에서 6 MHz, 0.2 MPa의 저강도 초음파 자극에 의해 유도된 칼슘 반응을 성공적으로 관찰할 수 있었다.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제10권4호
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• pp.241-255
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• 2021

The human auricle is the first part to receive sound from the outside. In this part, the frequency range of human recognizable form is divided and organized. In this study, we propose modeling by applying a single sound source to the surface of the human auricle. This means that when the sound pressure of a low frequency (low frequency) sound enters the pinna, the impedance felt at the tip of a part of the non-linear surface of the pinna is mainly due to the tensile force at the end of the part of the non-linear surface of the pinna. By expressing the situation of moving at a very small speed, the characteristic impedance of the pinna was confirmed to be negative infinity, and it was also confirmed that the speed at the tip of a part of the non-linear surface of the pinna was 0 in the anti-resonance state. It was found that the wave propagation phenomenon that determines the characteristics of the filter is determined by how large the wavelength, kL, is compared to the length of the tip of a part of the non-straight surface of the pinna. Humans first receive sounds from outside through their ears. The auricle is non-linear and has a curved shape, and it is known that it analyzes frequencies while receiving external sounds. The human ear has an audible frequency range of 20Hz - 20,000Hz. Through the study, we applied the characteristics of the notch filter to hypothesize that the human audible frequency range is separated from the auricle, and applied filter theory to analyze it, and as a result, meaningful results were obtained. The curved part and the inner part of the auricle function as a trumpet, collecting sounds, and at the same time amplifying the weak sound of a specific band. The point was found and the shape of the envelope detected in the auricle was found. Selectivity for selecting sounds coming from the outside is the formula of the pinna that implements the function of Q. The function of distinguishing human-recognizable sound from the pinna from low to high through frequency analysis is performed in the pinna, and the 2-3kHz area, where human hearing threshold is the most sensitive, is also the acoustic impedance of the most recessed area of the pinna. It can be seen that starting from.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제20권4호
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• pp.554-563
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• 2013

유산발효한 인진쑥과 약쑥에 대해 발효전후의 이화학적 특성과 영양성분의 변화를 살펴보았고 SAW(surface acoustic wave) 센서가 장착된 GC를 기반으로 한 전자코를 이용하여 휘발성 향기성분의 패턴을 신속하게 비교분석하였다. 발효후 pH는 6.0~6.4에서 4.6~5.1로 감소하였고 총 가용성고형분 함량은 발효에 따라 약쑥은 감소, 인진쑥은 증가하였다. Hunter's color value를 측정한 결과 명도의 L값과 황색도의 b값은 감소한 반면 적색도의 a값은 발효후 모두 증가하였다. 아미노산의 총량은 발효에 따라 모두 크게 증가하였고 필수아미노산 함량은 인진쑥보다 약쑥에 많았으며 특히 glutamic acid와 aspartic acid의 함량이 가장 높았다. 지방산조성을 GC로 분석한 결과 단일불포화 지방산은 약쑥에, 다가불포화지방산은 인진쑥에 더 많이 함유되어 있었고, 발효후 모두 그 함량이 각각 증가하였다. 총 폴리페놀 함량은 인진쑥이 62.71~69.40 mg/g로 약쑥의 23.64~24.12 mg/g보다 월등히 높았고, 발효전후의 차이는 없었다. 총 당함량은 발효전 1.58~2.70 mg/g 이었으나 발효후 0.34~1.14 mg/g으로 크게 감소하는 특징을 보였다. 쑥의 주요 지표성분중의 하나인 scopoletin을 HPLC로 분석한 결과 약쑥에서는 검출되지 않았고, 인진쑥의 경우 발효전과 발효후 각각 5.36 및 6.24 mg/g으로 나타났다. 주사전자현미경으로 살펴본 발효쑥의 표면미세구조는 쑥의 종류에 따라서는 차이가 뚜렷하지 않았다. 발효후 식물조직이 다소 거칠어지고 부스러진 입자가 생성된 것이 관찰되었으나 전반적으로 발효에 의한 식물세포의 변형은 크지 않았다. 전자코에 의한 향기성분 분석결과 발효후 새로운 향기성분의 생성되거나 발효전의 피크가 크게 증가하는 특징을 보였다. 약쑥은 11개에서 발효후 17개로 증가하였고, 인진쑥은 12개에서 19개로 증가하였다. VaporPrint$^{TM}$로 향기성분의 조합과 함량비를 이미지화된 패턴으로 분석한 결과 약쑥과 인진쑥 원료의 향기는 매우 뚜렷하게 다른 패턴을 지닌 것으로 나타났고, 발효후에는 미세하지만 발효전과 확연히 다른 냄새를 가진 것으로 나타났다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권5호
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• pp.421-430
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• 2004

임상적으로 의사가 청진기를 이용해 초기 혈전이 생긴 기계식 판막 음향신호의 변화를 구분하기는 쉽지 않다. 기계식 판막의 이상은 환자의 죽음을 의미하기 때문에 기계식 판막의 신뢰성과 초기 혈전 현상을 비관혈적으로 조기 진단하는 방법은 매우 중요하다. 이 논문은 컴퓨터 보조진단 시스템과 음향신호의 주파수 스펙트럼의 이동을 관찰하여 기계식 판막의 혈전 현상을 비관혈적으로 평가하는 것을 목적으로 한다. 혈전 모델은 상용화된 기계식 판막에 폴리우레세인과 실리콘을 이용하여 제작하였다. 판막의 표면에는 폴리우레세인을 코팅하고, 봉합링에는 실리콘을 코팅하였다. 봉합링의 주위에서 혈전이 발생하고, 20％, 40％, 60％로 자라나는 현상은 실리콘을 이용하여 제작하였다. 실험 시스템에서 판막의 음향 신호는 마이크로폰과 증폭기를 사용하여 측정하였고, 마이크로폰에는 주위잡음을 제거하기 위해 커플러를 장착하였다. 측정된 음향신호는 A/D 컨버터를 이용하여 샘플링하고, 스펙트럼을 분석하였다. 정상적인 판막과 혈전이 형성된 판막의 주파수 구분을 위해 인공신경망을 구성하였고, 연속적으로 판막의 운동 주기성을 확인하기 위하여 return map을 사용하였다. 생체 내 실험에서는 기계식 판막을 사용하는 순환장치를 장착한 동물과 기계식 판막을 치환 받은 지 1년 이내와 1년이 넘은 환자에게서 데이터를 채집하였다. 실험에서 얻은 데이터 스펙트럼은 두 가지 형태의 첨두치를 보였고, 이중에서 두 번째 첨두치는 혈전의 모델에 따라 변화를 보였다. 생체 내, 외 실험에서 얻은 데이터를 인공신경망에 적용한 결과 정상 판막과 혈전이 생성된 판막을 구분하였고, 환자를 대상으로 한 실험에서는 10명 중 1명이 두 번째 첨두치가 이동하는 결과를 보였지만 다른 방법으로 확인하지는 못했다. 본 논문의 결과는 기계식 판막의 혈전현상을 비침습적으로 조기 진단하고, 상태를 지속적으로 감시할 수 있는 기술적 토대를 제공할 것이다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.235-235
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• 2009

This paper describes the influence of a polycrystalline (poly) 3C-SiC buffer layer on the surface acoustic wave (SAW) properties of poly aluminum nitride (AlN) thin films by comparing the center frequency, insertion loss, the electromechanical coupling coefficient ($k^2$), andthetemperaturecoefficientoffrequency(TCF) of an IDT/AlN/3C-SiC structure with those of an IDT/AlN/Si structure, The poly-AlN thin films with an (0002)-preferred orientation were deposited on a silicon (Si) substrate using a pulsed reactive magnetron sputtering system. Results show that the insertion loss (21.92 dB) and TCF (-18 ppm/$^{\circ}C$) of the IDT/AlN/3C-SiC structure were improved by a closely matched coefficient of thermal expansion (CTE) and small lattice mismatch (1 %) between the AlN and 3C-SiC. However, a drawback is that the $k^2(0.79%)$ and SAW velocity(5020m/s) of the AlN/3C-SiC SAW device were reduced by appearing in some non-(0002)AlN planes such as the (10 $\bar{1}$ 2) and (10 $\bar{1}$ 3) AlN planes in the AlN/SiC film. Although disadvantages were shown to exist, the use of the AlN/3C-SiC structure for SAW applications at high temperatures is possible. The characteristics of the AlN thin films were also evaluated using FT-IR spectra, XRD, and AFM images.