• 전자공학회논문지 IE
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• 제47권4호
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• pp.1-9
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• 2010

초음파신호를 이용하여 두 물체 사이의 거리를 측정할 수 있도록 초음파신호를 발생시키고 이를 수신하여 증폭하는 프론트-앤드 IC를 설계하였다. 40[kHz]~300[kHz]의 초음파 신호를 발생시켜서 피에조진동자를 통해 간헐적으로 송신하는 회로와 피에조 수신기에서 받은 미세한 반사 신호를 증폭하여 노이즈를 제거한 후 처음 송신된 신호와의 시간 차이를 펄스폭으로 출력하고 이를 이용하여 물체사이의 거리를 계산할 수 있는 기능을 내장하였다. 본 설계에서는 두 가지 기술을 작용하여 기능을 개선하였다. 첫째, 주파수 자동조정(SFC) 회로이다. OTA회로의 gm을 가변시켜 초음파 신호발생기의 출력주파수와 수신단의 밴드패스필터의 중심주파수가 서로 연동되도록 조정해 줌으로써 신호 복원을 용이하게 하였다. 둘째, 가변 이득 조절회로(VGC)이다. 이 회로는 두 물체사이의 거리에 상관없이 수신되는 신호의 진폭이 일정하도록 동작하는 기능을 한다. 또한, 출력레벨변환회로를 적용하여 송신신호의 진폭을 40[V]로 상승시켜 측정거리를 늘리는 시도를 하였다. 시뮬레이션을 위한 공정은 0.6um] 급, 40[V] CMOS 공정을 사용하였다. 전원전압 5[V], 소비전력은 약 12[mW]정도이다. 회로의 규모가 최소화 되어 있고 외부소자 수를 줄였기 때문에 휴대형기기에 편리하게 사용할 수 있게 하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제40권1호
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• pp.1-10
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• 2003

본 논문에서는 외팔보 시스템의 능동 진동 제어를 위하여 퍼지 기법으로 동조한 PID 제어기 설계기법을 제시하였다. 직접 제작된 전자석은 작동기로 사용되었으며, 레이져 감지기가 보의 굽힘 변위를 측정하는데 사용되었다. 작동기와 감지기의 물리적 제한 때문에 실험 시스템이 비동위치(Noncollocated) 형태가 되었으며 비접촉식 제어 시스템을 이룬다 시스템의 모델링은 자유진동 방정식에 의한 모달 해석 방법으로 구하였으며 작동기로부터 감지기까지의 전달함수는 전자석 자동기차 보의 역학 방정식을 조합하여 구하였다. 일반적으로 PID 제어기는 산업 현장에서 널리 사용되고 있으나, 비선형성이 강한 시스템이나 시변 특성을 갖는 시스템에서 적절한 PID 이득값을 결정하는 것은 어렵다. 이에 본 논문에서는 자동적으로 PID 이득 값을 조절하는 퍼지 기법으로 동조한 PID 제어기를 설계하여 비선형성이 강한 전자석을 작동기로 사용하는 외팔보 시스템의 진동 제어에 적용하였다. 시뮬레이션과 실험적 결과를 통하여 설계된 제어기의 진동 감쇠 효과와 성능을 검증하였으며, PID 제어기의 경우와 비교하여 더 나은 진동 제어 성능을 가짐을 실험적 결과로부터 증명하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권11호
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• pp.1104-1111
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• 2008

고등훈련기급에 탑재되어 있는 전기식 비행제어계통 (digital fly-by-wire flight control system)은 통합 다기능 감지기(IMFP : Integrated Multi-Function Probe)를 이용하여 항공기의 고도/속도/받음각 정보를 획득한다. 고등훈련기에는 3개의 IMFP가 장착되어 있으며, 이는 비행제어법칙에 3중의 공기정보를 제공한다. IMFP로부터 제공된 3개의 공기 정보는 중간 값을 채택하여 보다 신뢰성 있는 정보를 비행제어법칙에 제공한다. 초음속 비행시험 결과, 초음속 영역에서 발생하는 잡음이 포함된 IMFP로 인하여 고도유지모드 자동조종장치를 작동시켰을 때, 세로축으로 진동현상이 발생하였다. 이러한 현상은 자동조종장치를 이용하여 비행을 할 경우, 항공기 안정성 및 조종성을 저해할 수 있다. 본 논문에서는 초음속 영역에서 발생하는 IMFP 잡음정보가 자동조종장치에 영향을 미치지 않도록 비행제어법칙을 설계하였으며, 제어법칙설계 및 귀환이득을 조율하여 선회비행 시에 피치자세각 유지모드를 개선하였다. 설계된 비행제어법칙은 비실시간 시뮬레이션 및 비행시험을 통하여 검증하였다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제14권4호
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• pp.395-402
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• 2010

This study reports a portable and precision photonic biosensor reader that can measure the concentration of a particular antigen using an optical resonant reflection biosensor (ORRB). To create a compact biosensor reader, a compact tunable vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL) and a compact built-in wavelength meter were manufactured. The wavelength stability and accuracy of the compact built-in wavelength meter were measured to be less than 0.02 nm and 0.06 nm, respectively. The tunable VCSEL emission wavelength was measured with the compact built-in wavelength meter, it has a fast sweep time (~ 10 seconds) and a wide tuning range (> 4 nm) that are sufficient for biosensor applications based on ORRB. The reflection spectrum of a plastic based ORRB chip was measured by the fabricated portable photonic biosensor reader using the VCSEL and wavelength meter. Although the reader is the size of a palmtop device, it could make a precise measurement of the peak wavelength on equal terms with a conventional bulky optical spectrometer.

• 한국광학회지
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• 제27권5호
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• pp.174-180
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• 2016

튜닝 가능한 광 신호 지연기를 설계, 제작 및 특성 측정을 하였다. 광 신호 지연기는 네 개의 폴리머 링 공진기 add/drop 필터들과 그 사이에 배치된 지연 도파로들로 구성되었다. 폴리머 도파로는 한변의 길이가 $1.8{\mu}m$ 인 정사각형 매립 구조이고, 코어와 클래딩의 굴절율은 각각 1.48과 1.37이다. 이와 같은 도파 구조로 인하여 매우 작은 반경의 곡선도파로를 활용함으로써, 콤팩트한 소자를 실현할 수 있다. 각각의 add/drop 필터의 링 공진기 상에 전극을 형성하여 열 광학 효과에 의한 튜닝이 가능하도록 하였다. 측정 결과, 각각의 add/drop 필터를 튜닝함으로써 지연 도파로의 수에 비례하는 지연 시간인 110 ps, 225 ps, and 330 ps를 확인할 수 있다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제38권1호
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• pp.95-107
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• 2015

Because an ecological community consists of diverse species that vary nonlinearly with environmental variability, its dynamics are complex and difficult to analyze. To investigate temporal variations of benthic macroinvertebrate community, we used the community data that were collected at the sampling site in Baenae Stream near Busan, Korea, which is a clean stream with minimum pollution, from July 2006 to July 2013. First, we used a self-organizing map (SOM) to heuristically derive the states that characterizes the biotic condition of the benthic macroinvertebrate communities in forms of time series data. Next, we applied the hidden Markov model (HMM) to fine-tune the states objectively and to obtain the transition probabilities between the states and the emission probabilities that show the connection of the states with observable events such as the number of species, the diversity measured by Shannon entropy, and the biological water quality index (BMWP). While the number of species apparently addressed the state of the community, the diversity reflected the state changes after the HMM training along with seasonal variations in cyclic manners. The BMWP showed clear characterization of events that correspond to the different states based on the emission probabilities. The environmental factors such as temperature and precipitation also indicated the seasonal and cyclic changes according to the HMM. Though the usage of the HMM alone can guarantee the convergence of the training or the precision of the derived states based on field data in this study, the derivation of the states by the SOM that followed the fine-tuning by the HMM well elucidated the states of the community and could serve as an alternative reference system to reveal the ecological structures in stream communities.

• 한국항행학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.901-906
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• 2009

본 논문에서는 퍼지추론과 신경망 학습을 이용하여 무선망의 핸드오프호 손실율 가능성 분포의 상한계 값을 추정하고, 이를 기반으로 한 호 수락제어를 제안한다. 퍼지규칙의 소속함수는 신경망 오류역전파 알고리즘으로 튜닝하고, 핸드오프호 손실율의 상한계 값은 퍼지집합의 가중치 평균에 기초하여 추정한다. 이 방법은 호 손실율 값을 실제보다 과도하게 큰 값으로 추정하는 것을 방지하고, 추정된 값이 실제값보다 작을 때는 실시간적으로 자기보상을 실시하여 호 수락 제어시 호 손실율을 줄인다. 시뮬레이션을 통하여 제안한 방법에 의한 핸드오프 호 손실율의 상한계 값의 추정성능을 보이고, 이를 이용한 호 수락제어 방법이 핸드오프 호 손실율을 사용자가 원하는 핸드오프 호 손실율 이하로 유지할 수 있음을 보인다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제22권9호
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• pp.1243-1249
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• 2018

본 논문에서는 IEEE 802.15.4 슬롯 기반 CSMA/CA(Slotted Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 네트워크에서 시스템 처리율 향상을 위해 동작 중인 단말 수 추정을 통한 백오프 기간 튜닝 기법을 제안한다. IEEE 802.15.4 슬롯 기반 CSMA/CA 네트워크에서는 각 단말이 채널을 항상 센싱하지는 않으므로, 제안하는 기법에서는 채널을 항상 센싱할 수 있는 PAN(Personal Area Network) 코디네이터를 사용하여 동작 중인 단말 수를 추정한다. 이 때, 실시간 단말 수 추정을 위해 단순 이동 평균 필터를 사용한다. PAN 코디네이터는 추정한 단말 수에 따라 튜닝한 최적의 백오프 기간을 비콘 프레임에 담아 PAN 코디네이터에 연결된 단말들에게 전달한다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 기법의 단말 수 추정에 대한 성능과 시스템 처리율에 대한 성능을 평가한다. 시뮬레이션 결과를 통해 제안하는 기법이 IEEE 802.15.4 표준보다 더 높은 시스템 처리율을 얻을 수 있음을 보인다.

• 한국진공학회지
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• 제8권1호
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• pp.13-19
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• 1999

방사광을 이용한 전반사 형광 분석법으로 Si 웨이퍼 표면 금속 불순물의 검출능을 향상시켰다. 측정장치는 특정 단색광 에너지만을 선택할 수 있는 모노크로메팅부, 측정챔버안으로 유입되는 방사광은 차폐하고 원하는 크기의 단색광을 선택하는 슬릿부 그리고 Si 웨이퍼 표면에서 전반사에 의해 발생하는 형광 X-선을 검출하는 측정부로 구성되어 있다. 단색광의 에너지는 10.90 KeV로 선택하였고, 최적의 전반사 조건을 확립하기 위하여 소멸시간과 Fe의 형광 X-선의 강도비의 관계를 이용하였다. 기존 X-선원을 이용하여 관찰한 결과와 비교하였을 경우에, 최대 약 50배까지 검출감도를 향상 시킬 수 있었다. 특히, TRXFA(Total Reflection X-ray Fluorescence Analyzer)법으로는 검출하기 어려운 $5\times10^{10}\textrm{atomas/cm}^2$ 수준의 금속오염은 방사광을 이용한 TRSFA(Total Reflection Synchrotron Fluorescence Analyzer)법으로는 충분히 검출할 수 있고, $5\times10^{9}\textrm{atomas/cm}^2$금속 불순물가지 검출할 수 있는 방법 및 장치를 개발하였다. 이를 이용하여 차세대 Si 웨이퍼의 초극미량 금속 불순물 분석에 이용할 수 있는 방법으로 기대된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제66권2호
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• pp.217-227
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• 2018

In the last decades, valuable results have been reported regarding conventional passive, active, semi-active, and hybrid structural control systems on two-dimensional and a few three-dimensional shear buildings. In this research, using a three-dimensional finite element model of high-rise concrete structures, designed by performance based plastic design method, it was attempted to construct a relatively close to reality model of concrete structures equipped with Tuned Mass Damper (TMD) by considering the effect of soil-structure interaction (SSI), torsion effect, hysteresis behavior and cracking effect of concrete. In contrast to previous studies which have focused mainly on linearly designed structures, in this study, using performance-based plastic design (PBPD) design approach, nonlinear behavior of the structures was considered from the beginning of the design stage. Inelastic time history analysis on a detailed model of twenty-story concrete structure was performed under a far-field ground motion record set. The seismic responses of the structure by considering SSI effect are studied by eight main objective functions that are related to the performance of the structure, containing: lateral displacement, acceleration, inter-story drift, plastic energy dissipation, shear force, number of plastic hinges, local plastic energy and rotation of plastic hinges. The tuning problem of TMD based on tuned mass spectra is set by considering five of the eight previously described functions. Results reveal that the structural damage distribution range is retracted and inter-story drift distribution in height of the structure is more uniform. It is strongly suggested to consider the effect of SSI in structural design and analysis.