In this study, the new dispersion-correction terms are added to leap-frog finite difference scheme for the linear shallow-water equations with the purpose of considering the dispersion effects such as linear Boussinesq equations for the propagation of tsunamis. And, dispersion-correction factor is determined to mimic the frequency dispersion of the linear Boussinesq equations. The numerical model developed in this study is tested to the problem that initial free surface displacement is a Gaussian hump over a constant water depth, and the results from the numerical model are compared with analytical solutions. The results by present numerical model are accurate in comparison with the past models.
To characterize the biological tissues, the new methods to measure the frequency dependent attenuation are presented in this paper. In general, ultrasonic phase information was assumed by linear function of the frequency. But, the minimum phase function which characterizes the frequency dispersion of tissue was derived in [l]. It is very significant to measure the attenuation by using the minimum phase function to characterize the frequency dispersion of tissue. Therefore, a more efficient method measuring the frequency dependent attenuation are proposed by using the estimated sound velocity and polarity of reflected signal. To verify the algorithms, pulse reflection experiments are performed.
A novel X-band high speed frequency sweep signal generator based on a tunable optoelectronic oscillator (OEO) incorporating a frequency-swept laser is presented and the theoretical fundamentals of the design are explained. A prototype of the generator with tuning range from 8.8552 GHz to 10.3992 GHz and a fine step about 8 MHz is achieved. The generated radiofrequency signal with a single sideband (SSB) phase noise lower than -100 dBc/Hz@10KHz is experimentally demonstrated within the whole tunable range, without any narrow RF band-pass filters in the loop. And the tuning speed of the frequency sweep signal generator can reach to over 1 GHz/s benefiting from applying a novel dispersion compensation modular instead of several tens of kilometers of optical fiber delay line in the system.
Retrieving the equivalent electromagnetic parameters (permittivity and permeability) plays an important role in the research and application of metamaterials. Frequency dispersion of magnetic permeability has been theoretically predicted in a metamaterial composed of cut wire pairs (CWP) separated by dielectric substrate on the basis of circuit theory. Magnetic resonance resulting from antiparallel currents between the CWP is observed at the frequency of minimum reflection loss (corresponding to absorption peak) and effective resonator size can be determined. Having calculated the circuit parameters (inductance L, capacitance C) and resonance frequency from CWP dimension, the frequency dispersion of permeability of Lorentz like magnetic response can be predicted. The simulated resonance frequency and permeability spectra can be explained well on the basis of the circuit theory of an RLC resonator.
본 논문에서는 주기적으로 분산 값의 부호가 바뀌는(dispersion managed: DM) 선로에서 급작스런 분산 변화로 인한 scattering을 완화시키도록 이득을 공간적으로 변조(gain management: GM)하는 시스템을 제안하고 이에 대한 modulation instability(MI) 변화에 대한 이론적인 분석과 수치해석적인 분석을 보고한다. 연구결과 어떤 경우에도 GM을 가한 시스템이 DM만을 한 시스템 보다 MI 이득의 크기와 cutoff frequency, side band peak모두가 작아짐을 확인하였다. 동일한 광신호 세기에 대해서 MI 이득이 작아지는 것은 four wave mixing 등 광섬유의 비선형 현상을 완화시킴으로써 파장분할다중화 전송의 품질 향상에 도움이 될 뿐 아니라, 솔리톤(soliton)을 이용한 전송에 있어서 하나의 펄스에 더 많은 에너지를 갖게 함으로써 신호대 잡음비를 개선할 수 있음을 의미한다. 본 논문에서는 분산과 이득이 동시에 조절된 선로의 효과를 솔리톤 전송 시스템의 개선된 특성을 편광모드분산(polarization mode dispersion: PMD)가 존재하는 선로에서의 펄스 폭 증가를 통하여 살펴본다.
본 논문에서는 등방성(isotropic) 특성과 작은 분산 오차(low dispersion error)를 갖는 3차원 등방성 시간 영역 유한 차분법(ID-FDTD: Isotropic Dispersion Finite Difference Time Domain) 방법의 stability condition과 광대역 해석 특성에 대해 논의하였다. 3차원 ID-FDTD 방법은 기존의 Yee FDTD 방법의 비등방성 특성과 큰 분산 오차를 개선하기 위해 제안되었다. 기존 연구에서는 3차원 ID-FDTD 방법의 stability condition을 수치적으로 계산하였지만, 이에 대한 검증이 충분히 이뤄지지 않은 상태이다. 이에 본 논문에서는 단일 주파수와 광대역 주파수 신호를 입력원으로 한 모의 실험 환경에서 3차원 ID-FDTD 방법의 stability condition 검증을 수행하였다. 또한 광대역 특성에 대해 3차원 ID-FDTD 방법과 유사한 알고리즘들을 비교 분석해 해보았고, 마지막으로 3D ID-FDTD을 적용하여 대형 크기 구 모델에 대해 radar cross section(RCS) 해석을 수행함으로써, 실질적 해석을 통한 알고리즘 검증 및 분석을 마무리 하였다.
저역 통과 필터인 페라이트 비드의 특성은 페라이트의 복소투자율의 주파수 분산거동에 의해서 결정된다. 본 실험에서는 Ni-Zn페라이트의 Ni-Zn페라이트의 Ni/Zn 비 변화에 따른 복소투자율에 주파수 분산거동을 조사하고 이것이 필터의 삽입감쇠 거동에 미치는 영향을 고찰하였다. 본 실험은 결과 초투자율이 비교적 크고 필터로서의 민감도도 우수한 Ni/Zn 비가 $0.41{\sim}0.47$인 조성이 페라이트 비드필터용으로 가장 적합함을 알 수 있었다.
본 논문에서는 생체 조직을 정량화하기 위한 음속의 측정법을 제안하였다. 기존의 음속 측정법에서는 주파수 분산의 영향이 무시되고 있으나, 주파수 분산은 전파 지연에 영향을 미친다. 따라서 진폭 스펙트럼으로부터 최소 위상 스펙트럼을 유도하여 주파수 분산을 정량화하였으며, 주파수 분산을 제거하기 위한 신호 분해법을 제안하였다. 또한 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 제안된 이론의 유효성분을 확인하였다.
Three time-discontinuous Galerkin quadrature element methods (TDGQEMs) are developed for structural dynamic problems. The weak-form time-discontinuous Galerkin (TDG) statements, which are capable of capturing possible displacement and/or velocity discontinuities, are employed to formulate the three types of quadrature elements, i.e., single-field, single-field/least-squares and two-field. Gauss-Lobatto quadrature rule and the differential quadrature analog are used to turn the weak-form TDG statements into a system of algebraic equations. The stability, accuracy and numerical dissipation and dispersion properties of the formulated elements are examined. It is found that all the elements are unconditionally stable, the order of accuracy is equal to two times the element order minus one or two times the element order, and the high-order elements possess desired high numerical dissipation in the high-frequency domain and low numerical dissipation and dispersion in the low-frequency domain. Three fundamental numerical examples are investigated to demonstrate the effectiveness and high accuracy of the elements, as compared with the commonly used time integration schemes.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제13권3호
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pp.158-164
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2013
This paper expands a previously proposed optimized higher order (2, 4) finite-difference time-domain scheme (H(2, 4) scheme) for use with lossy material. A low dispersion error is obtained by introducing a weighting factor and two scaling factors. The weighting factor creates isotropic dispersion, and the two scaling factors dramatically reduce the numerical dispersion error at an operating frequency. In addition, the results confirm that the proposed scheme performs better than the H(2, 4) scheme for wideband analysis. Lastly, the validity of the proposed scheme is verified by calculating a scattering problem of a lossy circular dielectric cylinder.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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