일반적으로 반사파 및 공진이 위상 왜곡에 영향을 준다고 많이 알려져 있지만, 그 두 가지 이유 이외에 안테나 임피던스 변화에 따라서도 위상 지연을 왜곡시킬 수 있다는 것을 확인하였다. 본 논문에서는 상호 결합 영향을 모두 고려한 안테나 임피던스 $Z_A$에 따른 위상 지연 오차를 분석하고, 이에 따른 빔조향 특성을 확인하였다. 안테나 임피던스에 대한 반사손실의 최대값($RL_{max}$)이 -10 dB와 -7 dB일 때 모든 주파수에서 각각 $0.051{\lambda}$에 해당하는 $18.5^{\circ}$와 $0.074{\lambda}$에 해당하는 $26.5^{\circ}$의 최대 위상 지연 오차가 발생하는 것을 확인하였다. 8개의 선형 배열 안테나를 통해 몬테 카를로 시뮬레이션을 진행한 결과, $18.5^{\circ}$와 $26.5^{\circ}$의 균등 분포 위상 오차를 갖는 상황에서 각각 $0{\sim}30^{\circ}$의 빔조향을 했을 때 목표 빔조향각과 해당 위상 오차에 의해 틀어져서 관측되는 조향각 사이의 RMS 오차는 $0.19{\sim}0.4^{\circ}$이고, 표준편차는 $0.14{\sim}0.33^{\circ}$이다. 이때 사이드 로브 레벨은 -12.8 dB의 이론치로부터 위상 오차에 의해 0.74~1.21 dB 만큼 증가하고 사이드 로브 레벨 증가량의 표준 편차는 0.31~0.51 dB를 갖는다. 이를 스파이럴 안테나 8개 배열 구조를 설계하여 검증하였다.
전기철도 선로변에 포설되어 있는 통신선에는 유도전압이 발생하여, 통신품질 저하와 기기 오작동 및 안전문제를 유발할 수 있다. 이와 같은 유도전압은 전차선과 통신선의 자계결합에 의해 유발되며, 구조물이나 레일 등의 금속물이 근처에 있을 경우 차폐영향을 받는다. 본 논문에서는 통신선 주변에 금속관이 매설되어 있을 경우에 발생하는 차폐효과를 실험을 통해 정량적으로 분석하였다. 고속철도 현장에서의 실험 결과, 금속관이 통신선으로부터 1~2m 거리에 병행매설되어 있을 경우, 금속관의 차폐효과는 20% 정도인 것으로 측정되었다. 또한, 이격거리가 4m 이상인 경우에는 차폐효과가 1% 이내로 미미하다는 것을 확인하였다. 이상의 결과는, 수도관이나 가스관, 구조물의 철근과 같은 금속 설치물의 차폐효과를 분석하는 데 활용할 수 있다.
본 논문은 고속 전기철도 시설로 인해 가입자 통신선로에서 발생하는 전력유도에 대한 현상과 관련 규정 및 유도전압 측정 결과를 분석한 것이다. 전력유도 현상의 명확한 이해를 돕기 위하여 이론적 배경을 제시하였고, 국내 법규에서 이상시유도위험전압, 상시유도위험종전압, 기기오동작유도종전압, 잡음전압 등으로 구분되는 유도전압 중에서 공통모드 전압에 해당하는 상시유도위험종전압과 잡음평형도 평가에 필요한 선대지잡음전압 및 차동모드전압인 선간잡음전압을 우리나라 고시 측정방법에 따라 측정하였다. 측정을 위해 이격거리가 각각 약 20 m와 300 m인 2 km 길이의 통신선로를 설치하여 실험하였으며 측정된 유도전압의 변화 및 파형 특성 등을 비교, 분석함으로써 고속전철에 의한 통신선로 전력유도 현상을 고찰하고 현행 측정방법의 타당성을 검토하였다.
In this study, the temperature characteristics of electrostatic capacity and dielectric loss for the sample of Teflon film which is degradated at the $120^{\circ}C{\sim}200^{\circ}C$ temperature range in the oven for 10 hours has been measured in through the applied frequency range of 0.1 kHz~4,800 kHz at temperature of $50^{\circ}C$, $90^{\circ}C$, $130^{\circ}C$, $170^{\circ}C$. Also, in the same conditions, the frequency characteristics of electrostatic capacity and dielectric loss for the sample of Teflon film has been measured in through the applied temperature range of $30^{\circ}C{\sim}70^{\circ}C$ on setting frequency of 0.1 kHz, 1 kHz, 10 kHz, 100 kHz. The results of this study are as follows. When the frequency range of 0.1 kHz~4,800 kHz applied to the sample of Teflon film, the electrostatic capacity has been measured at the temperature of $50^{\circ}C$, $90^{\circ}C$, $130^{\circ}C$, $170^{\circ}C$. Through this measurement, it found that the electrostatic capacity decreased with increasing temperature. Regarding this result, may be it is because the electromagnetic coupling is degraded by thermal degradation. When the sample of Teflon film heated at $280^{\circ}C$ for 10 hours in oven, the dielectric loss has changed from unstable status to stabilizing status with increasing the degradation temperature in the $120^{\circ}C$, $160^{\circ}C$, $200^{\circ}C$ range. In this measurement, the two spectrums of dielectric loss appeared. It considers that this spectrum of dielectric loss appeared in 300 Hz is caused by the molecular motion of the C-F or OH group. Through this study, It found that the electrostatic capacity decreased with increasing frequency and temperature, and there is no change in dielectric loss, although the frequency increases.
To improve $B_1$ homogeneity in high field MRI, the RF power is applied to the transmit array coil elements sequentially in the time-multiplexed way. Since only a single coil element is activated in a time-multiplexing slot, the global standing wave formation in the human body is greatly suppressed. The time-multiplexing slot width is on the order of micro seconds, hence, high-order-harmonic slices can be placed far from the transmit coil and simultaneous multiple slice selection can be avoided. The $B_1$ homogeneities of a birdcage coil and an eight-channel transmit array coil have been compared through finite difference time domain simulations. The simulation results indicate that the proposed technique can reduce the peak-to-peak $B_1$ inhomogeneity down to one fourth of the transmission with a birdcage coil on the central plane of the human head model at 3 T. The mimicking experiments at 3 T, eight separate experiments with a single coil element activated and image reconstruction by combining the eight images, also show promising results. It is expected that the proposed technique has some advantages over other $B_1$ improving methods in real practice since simple RF switching circuitries are only necessary and electromagnetic coupling between the coil elements is out of concern in its realization.
종래의 고정된 이득을 가진 PI 제어기는 지령속도, 부하변화 등과 같은 파라미터 변동에 대해서 매우 민감하다. IPMSM 드라이브의 정확한 속도제어는 비선형적인 전자기적 발생저항뿐만 아니라 회전자 속도와 권선저항사이의 비선형적 관계 때문에 복잡한 문제점이 있다. 따라서 광범위한 동작상태에서 최적 제어를 위해 PI 제어기의 이득값을 실시간으로 조절해야한다. 본 논문은 FNN과 ALM을 이용하여 IPMSM 드라이브의 HIPI 제어기를 제시한다. 제시된 제어기는 ANN을 이용하여 속도를 추정하고, 시스템 외란에 대해서 IPMSM 드라이브의 고성능 속도제어를 제시한다. PI 제어기의 이득값은 모든 동작상태에서 ALM-FNN에 의해 최적화 되어진다. 제시된 제어기는 다양한 동작상태에 대한 분석을 통해 타당성을 입증한다.
본 논문에서는 회로가 간단하고 체내에 삽입되는 부분이 영구자석만.:-로 이루어져있는 새로운 방식의 이식형 인공중이를 제안하였다. 트랜스듀서의 갭 조정이 필요없어 수술이 간편해지며, 코일을 외부로 보이지 않게 옷 내부에 둘 수 있어서 미용적인 측면에서도 우수하다. 제안된 이식형 인공중이의 성능을 측정하고 난청자의 청각 역치에 맞는 시스템을 설계하기 위하여 트랜스듀서를 통해 내이로 전달되는 힘을 정량적으로 해 석하였으며, 진동특성 실험을 통해서 이 해석의 타당성을 증명하였다. 또한 사람의 측두골을 이용하여 직접 침골(incus)의 진동변위를 측정하였다. 이 실험으로 제안된 시스템이 실제로 사람의 몸에 설치되었을 때 이소골(ossicles)을 충분히 진동시킬 수 있음을 증명하였다.
This paper presents the fabrication of surface acoustic wave (SAW)-based pressure sensor for long-term stable mechanical compression force measurement. SAW pressure sensor has many attractive features for practical pressure measurement: no battery requirement, wireless pressure detection especially at hazardous environments, and easy other functionality integrations such as temperature, humidity, and RFID. A $41^{\circ}$ YX $LiNbO_3$ piezoelectric substrate was used because of its high SAW propagation velocity and large values of electromechanical coupling factors $K^2$. A silicon substrate with $\~200{\mu}m$ deep cavity was bonded to the diaphragm with epoxy, in which gold was covered all over the inner cavity in order to confine electromagnetic energy inside the sensor, and provide good isolation of the device from its environment. The reflection coefficient $S_{11}$ was measured using network analyzer. High S/N ratio, sharp reflected peaks, and clear separation between the peaks were observed. As a mechanical compression force was applied to the diaphragm from top with extremely sharp object, the diaphragm was bended, resulting in the phase shifts of the reflected peaks. The phase shifts were modulated depending on the amount of applied mechanical compression force. The measured $S_{11}$ results showed a good agreement with simulated results obtained from equivalent admittance circuit modeling.
신약개발이나 동물연구 등에서 연구대상 동물이 케이지(cage) 안에서 자유롭게 움직이고 있는 상태에서 무선으로 다량의 데이터를 수집하는 장치는 실험동물 신체 내부에 배터리로 구동되는 소형발신기를 내장시켜 혈압, 온도, 심박수, Electrocardiogram(ECG), Electroencephalography(EEG) 등의 정보를 근접통신을 통해 근처의 수신기로 전달하게 된다. 이러한 장비는 한정된 내부의 배터리를 이용하기 때문에 측정시간의 한계가 있으며, 이러한 문제를 해결하기 위해서 전자기유도방식의 단점인 발신부와 수신부사이의 거리가 멀어질 때 발생하는 효율저하문제를 극복하기 위하여 다중코일 구조를 이용한 무선전력전송 구동 드라이버를 제안하였으며, 다중코일 중 수신부가 놓인 코일을 선택하기 위한 수신부 감지 장치도 제시되었다. 또한 실험을 통하여 제안된 구동드라이버 및 수신부 감지 회로의 구동 조건 선정 과정을 제시하였다.
In this study, we propose an analytical model for studying magnetic fields in radial-flux permanent-magnet eddy-current couplings by considering the effects of slots and iron-core protrusions on the eddy currents. We focus on the analytical prediction of the air-gap field by considering the influence of eddy currents induced in conducting bars. In the proposed model, the permanent magnet region is treated as the source of a time-varying magnetic field and the moving-conductor eddy current problem is solved based on the resolution of time-harmonic Helmholtz equations. The spatial harmonics in the air gap and in slots, as well as the time harmonics are all considered in the analytical calculation. Based on the proposed field model, the electromagnetic torque is computed by using the Maxwell stress tensor method. Nonlinear finite element analysis is performed to validate the analytical model. The proposed model can be used for permanent-magnet eddy-current couplings with any slot-pole combination.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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