We demonstrate a novel OFDR system with compactness and short measurement time based on the use of a wavelength-swept mode-locked fiber laser. The optical source uses an intra-cavity tunable Fabry-Perot filter as a tuning element. The fiber laser sweeps 20 nm in less than 10 ms. Spatial resolution of 100 fm and total measurement range of several centimeters are demonstrate
In this paper, we considered multiple faults detection on a coaxial cable through Time-Frequency Domain Reflectometry (TFDR). It is well known that TFDR has high resolution accuracy for detecting and estimating the fault detection on a coaxial cable. This approach was based on time-frequency signal analysis and utilized a chirp signal multiplied by a Gaussian time envelope. The Gaussian envelope provided time localization, while the chirp allowed one to excite the system interest. We carried out experiments with 10C-FBT coaxial cable having either one or two faults. The result shows TFDR can be extended to detect multiple faults with high accuracy on a coaxial cable.
본 논문은 인쇄 회로 기판에 있는 through hole vias를 시간 영역과 주파수 영역 측정을 통하여 characterization을 하였다. Via characterization은 Time Domain Reflectometry (TDR)를 이용하여 시간 영역에서 측정하고 HSPICE fitting 시뮬레이션으로 via 모델 파라미터를 추출하였다. 또한 2 port Vector Network Analyzer (VNA)로 주파수 영역에서 측정하고 Advanced Design System (ADS) fitting 시뮬레이션 하였다. VNA를 이용한 측정에서는 같은 평면에서 probing하기 위해 ABCD matrix 를 이용하여 do-embedding 수식을 유도하였다. 그리고 single via characterization 결과를 바탕으로 differential signaling을 위한 differential via characterization을 TDR과 VNA 측정을 통하여 수행하였다. Differential via characterization은 TDR 모듈의 odd mode와 even mode 소스들을 이용하여 시간 영역에서 측정하고 HSPICE로 fitting 시뮬레이션으로 모델 파라미터를 추출하였다. 추출된 모든 data는 측정 및 simulation 결과를 비교한 결과 single via의 경우, 최대 $14\%$, differential via의 경우 최대 $17\%$의 오차를 나타내었다.
The purpose of this paper is to implement a Labview based TFDR Real Time system through the instruments of Pci eXtensions for Instrumentation(PXI). The proposed load impedance measurement algorithm was verified by experiments via the implemented real time system. The TFDR real time system consisted of the reference signal design, signal generation, signal acquisition, algorithm execution and results display parts. To implement real time system, all of the parts wore programmed by the Labview which is one of graphical programming languages. In the application software implemented by the Labview we were able to design a suitable reference signal according to the length and frequency attenuation characteristics of the target cable and controled the arbitrary waveform generator(ZT500PXI) of the signal generation part and the digital storage oscilloscope(ZT430PXI) of the signal acquisition part. By using the TFDR real time system with the terminal resistor on the target cable, we applied to the load impedance measurements. In the proposed load impedance algorithm a normalized time-frequency cross correlation function and a cross time-frequency distribution function was employed to calculate the reflection coefficient and phase difference between the input and the reflected signals.
본 데이터 논문에서는 관측기반 농경지 토양수분 추정 기술 개발을 위해 서산과 태안에 2019년 5월에 구축한 테스트 베드에서 2019년 한해동안 얻어진 자료들을 공유하고자 한다. 본 데이터는 기상청에서 운영 중인 자동농업기상관측망 중에 하나인 서산 관측소 주변 밭과 인근 태안의 밭에 구축한 테스트 베드에서 얻어진 다양한 생태수문기상학적인 변수들(토양수분, 증발산, 강수, 복사, 기온, 습도, 식생지수 등)을 포함한다. 해당 데이터의 주목할 만한 사항은 (1) 토양수분관측을 Frequency Domain Reflectometry 및 Time Domain Reflectometry 센서를 이용한 지점관측 뿐만 아니라 COSMIC-ray 중성자 센서로 넓은 공간대표성을 지닌 면적관측을 동시에 수행하여 토양수분의 공간 스케일링 기술 개발 및 평가에 활용될 수 있다는 점, (2) Smart Surface Sensing System을 이용해 작물생육을 함께 감시함으로써 어떻게 토양수분과 작물생육이 상호작용하는지에 대한 이해를 증진시키는데 활용될 수 있다는 점, (3) 에디 공분산 시스템을 이용해 증발산을 함께 실측함으로써 지면 물수지 전반에 대한 평가가 가능하다는 점이다.
The unit quantity is an important factor influencing the durability, workability, and quality of concrete. Methods for measuring the unit quantity include a high frequency heating method, a unit volume mass method, a capacitance method, and a microwave method. However, these methods have disadvantages of poor measurement method, time required, and accuracy, and a relatively experimental method compensating for these disadvantages was used to measure the unit quantity using a high frequency main sensor (FDR) capable of simple and fast measurement. In addition, the unit quantity was evaluated by analyzing the measurement data through deep learning.
This paper proposes an improved spread spectrum time domain reflectometry (ISSTDR) using time-frequency correlation and reference signal elimination method in order to have more accurate fault determination and location detection than conventional (SSTDR) despite increased signal attenuation due to the long distance to cable fault location. The proposed method has a two-step process: the first step is to detect a peak location of the reference signal using time-frequency correlation analysis, and the second step is to detect a peak location of the correlation coefficient of the reflected signal by removing the reference signal. The proposed method was validated through comparison with existing SSTDR methods in open-and short-circuit fault detection experiments of low voltage power cables. The experimental results showed that the proposed method can detect correlation coefficients at fault locations accurately despite reflected signal attenuation so that cable faults can be detected more accurately and clearly in comparison to existing methods.
In this paper, the bonding wire interconnection has been studied from the points of view of modeling and electrical characterization. The bonding wire is measured by TDR(Time Domain Reflectometry) and Network analyzer(1-10㎓). First, one gold bonding wire mounted on 2mm gap substrate measured 3.68nH by TDR and 3.39nH by Network analyzer(6㎓). Two gold bonding wire mounted on 2mm gap substrate measured 3.14nH by TDR and 2.80nH by Network analyzer. This result presented that inductance of bonding wire could be employed as inductors for radio frequency circuit packaging.
본 연구는 FDR(Frequency Domain Reflectometry) 센서를 이용하여 코코넛 코이어 배지에서 급액 공급관리에 적합한 수분측정 장소를 찾고 보다 정밀한 측정 방안을 제시하기 위한 기초 실험으로 급액구에서의 측정거리와 위치 그리고 노이즈 필터 사용에 따른 수분변화와 편차를 조사하였다. 시판되는 코코넛 코이어 슬라브 중 coir dust와 chip의 함량이 10:0, 7:3, 5:5, 3:7인 배지들을 사용했고 배지 윗면과 측면에 급액구부터 5, 10, 20, 30cm의 거리를 두어 센서를 설치하여 동일한 급액을 공급한 후 수분변화를 측정하였으며, 노이즈 필터 사용 여부에 따른 수분변화는 내부가 균일한 인공토양인 글라스 비드를 포수하여 설치간격 0, 6, 12, 21cm에서 측정하였다. 배지조성에 상관없이 센서가 급액구에 가까울수록 높은 수분함량 증가를 나타내었다. 배지 조성 3:7과 10:0에서는 윗면과 측면 측정에 따른 배지 수분함량 변화 특성이 차이를 보이지 않았으나 5:5와 7:3에서는 윗면을 측정시 보다 높은 수분함량 증가를 보였다. Chip 함량이 상대적으로 많은 3:7 배지에서는 다른 배지들보다 수분함량 증가가 낮았다. 노이즈 필터를 사용하게 되면 측정치 변동과 편차가 감소하였다. 따라서, 코코넛 코이어 배지에서 FDR센서를 이용해 배지 수분 계측시 급액구에 가까운 거리의 윗면을 측정하는 것이 급액 이후 배지내 변화를 관측이 용이하다. 다수의 센서를 사용하여 측정할 경우에는 센서간 간격을 21cm 이상으로 넓게 설치하도록 하며, 노이즈 필터는 측정 안정성 향상을 위해 사용을 권장한다.
토양수분은 지표수가 증발, 유출, 침투되는 과정에 중요한 역할을 하는 수문 인자로, 수문학적인 관점에서 물 순환을 이해하는 데 필수적인 요소이다. 그럼에도 불구하고 토양 내 수분을 측정하는 데 어려움이 많아 국내에서는 토양수분의 지속적인 관측을 위한 관측소 운영이 원활하게 이루어지지 않고 있으며, 주로 유전율식 계측 방식을 통해 지점 기반의 토양수분 자료를 생산하는데 그치고 있다. 최근 발사된 토양수분 위성인 SMAP (Soil Moisture Active Passive)을 비롯한 위성기반의 토양수분 자료와 융합하여 사용하기 위해서는 지점에서의 토양수분 네트워크가 우선적으로 구축되어야 하나, 관측소의 수도 부족할 뿐 아니라, 지형이 복잡하고 산지가 많은 한반도에서는 점 단위의 토양수분 자료의 공간적 대표성이 부족하여 활용에 어려움이 많다. 따라서 본 연구에서는 운영중인 지점 기반의 토양수분 관측소의 FDR (Frequency Domain Reflectometry), TDR (Time Domain Reflectometry) 센서를 함께 활용하여 산악지형에서의 Cosmic-ray 기반 토양수분자료를 생산하고자 한다. 산악지형에서의 Cosmic-ray 센서는 토양 유기물과 식생 차단 등에 의한 영향이 많으므로 평지에서 토양수분을 산정하기 위한 교정 함수들의 비교 및 평가를 실시하였다. 일반적으로 평지에서 활용되는 교정 함수들은 강우에 따른 토양수분의 거동을 잘 나타내고 있는 것으로 확인되었으나, 갑작스러운 강우로 인한 식생 차단과 토양 유기물의 영향이 커지는 경우 토양수분의 급격한 변동성을 표현하기에는 한계가 있는 것으로 나타났다. 이러한 연구를 기반으로 산악지형에서 Cosmic-ray 센서에 영향을 미치는 인자들을 분석할 수 있으며, 추후 산악지형에서 지역 규모의 토양수분을 관측할 수 있는 관측소를 구축하는데 활용될 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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