• 한국항해항만학회지
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• 제31권6호
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• pp.503-507
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• 2007

본 논문에서는 UWB(ultra wideband) 무선통신 응용을 위해 3GHz의 광대역 무지향성 마이크로스트립 패치 배열 안테나를 구현하였다. $7.2{\sim}10.2GHz$의 광대역의 밴드를 만족시키기 위해 다중공진 안테나가 설계되었고, 각 공진주파수는 600MHz의 간격을 가지고 7.5, 8.1, 8.7, 9.3, 그리고 9.9GHz의 5개 중심주파수로 분리하였고 광대역 특성을 위해, 각 중심주파수에서 U-slot 안테나가 각각 설계되었다. 설계된 5개의 U-slot 안테나는 3GHz의 대역폭의 다중공진을 위해 병렬로 연결되었고, 임피던스 정합 과정은 7.5GHz 패치안테나와 8.1GHz 패치안테나의 중심주파수인 7.8GHz를 적용하여 전송 선로를 구한 후 같은 방법으로 전송 선로 임피던스 정합을 하여 광대역 매칭 회로가 되도록 설계하였다. 안테나 제작에 이용된 PCB 기판의 비유전율, 기판높이, 손실은 각각 ${\epsilon}_r= 4.8,\;h=0.6$ 그리고 손살탄젠트는 0.0009였다. 제작된 안테나의 방사패턴과 이득은 5개의 중심주파수에서 $1.46{\sim}4.08dBi$의 이득을 나타내었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권9호
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• pp.886-894
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• 2014

본 논문에서는 광대역 마이크로스트립-coplanar stripline(CPS) 발룬을 이용한 광대역 보우타이(bow-tie) 안테나와 보우타이 안테나에 적용할 수 있는 폴디드 슬릿(folded-slit) 대역저지 구조를 제안하였다. 보우타이 안테나의 대역을 넓히기 위해 복사체 끝을 원형으로 변형하여 표면 전류(surface current)가 자연스럽게 흐르도록 하였으며, 급전은 CPS의 폭과 간격을 조절하여 광대역 임피던스 정합이 이루어지도록 하였다. 제작된 안테나는 2.3~12 GHz에서 2:1의 VSWR을 만족하는 광대역 특성을 가졌으며, $60mm{\times}60mm$의 크기를 가진다. WLAN 대역(5.8 GHz)을 저지하기 위해, 안테나의 급전부에서 ${\lambda}/4$ 만큼 떨어진 곳에 4개의 단락 스터브처럼 동작하는 ${\lambda}/4$ 슬릿을 사용하였다. 슬릿의 모양은 크기를 작게 하기 위해 폴디드 슬릿 형태로 설계하였다. 측정 결과, 저지대역(5.8 GHz)에서 7:1의 VSWR과 14 dB의 안테나 이득 감쇠를 가졌다.

• 비파괴검사학회지
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• 제22권3호
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• pp.275-283
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• 2002

지하에 매설된 각종 시설물의 위치 및 깊이를 조사하기 위한 비파괴적인 조사방법으로 GPR(Ground Penetrating Radar; 지하투과레이다; 지하레이다) 탐사법이 국내외적으로 많이 활용되고 있으나, 가탐심도가 일반적적로 5m이내로서 낮으며, 지하매질이 불균질하거나 점토, 염분, 자갈 등이 많은 곳 및 주변의 전자기적 잡음이 심한 곳에서는 조사가 안 되는 경우가 많다. 본 연구에서는 이러한 비파괴 GPR 탐사법의 제약을 극복하고자 일반적인 매설심도(물리탐사적으로는 얕은 곳)에 위치한 지하매설물임에도 불구하고 탐지가 안 되는 지역을 선정하여, 토질분석에 의해 탐사가 되지 않는 원인규명과 함께 효과적으로 지하매설물을 탐지할 수 있는 새로운 비파괴 전자(電磁) 탐사법을 제시하였다. 본 연구에서는 2kHz-4MHz 대역의 지하조사를 위한 고주파수대역 전자탐사법을 개발, 적용하였다. 고주파수대역 전자 탐사는 주파수대역 탐사이며 인공적으로 에너지원(源)을 방출하는 능동적인 탐사법으로서 가탐심도는 약30m 정도이다. 서로 수직한 전기장과 자기장을 측정하여 임피던스를 계산하며, 이로부터 측점 하부의 수직적인 전기비저항 분포를 해석하게 된다. 또한, 비접촉 용량전극을 채택하여 측정시간을 대폭 줄일 수 있을 뿐만 아니라 콘크리트, 아스팔트 및 잡석으로 포장된 지역에서도 조사가 용이하며, 신호중첩에 의해 고압선 등에 의한 잡음을 감소시킬 수 있게 되었다. 다른 탐사방법으로는 발견할 수 없었던 지하매설관에 대해서 본 고주파수대역 전자탐사를 성공적으로 정밀하게 적용할 수 있었다. 본 연구 결과를 지하매설물의 위치 및 깊이 확인을 위한 정밀 지하측량 지반조사 및 문화 유적지조사 등에 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.1156-1163
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• 2006

본 논문에서는 IEEE 802.15.3a의 초광대역(Ultra Wideband: UWB) 시스템용 직접 변환 혼합기를 설계 및 제작하였다. 직접 변환 방식을 사용하는 UWB 혼합기는 dc offset, 2차 고조파 왜곡 등을 발생시키는데, 이 문제를 해결하기 위해 역병렬 다이오드 쌍을 이용하였다. $3.1{\sim}4.8GHz$ 동위상 전력분배기와 $1.5{\sim}2.4GHz$ 광대역 $45^{\circ}$ 전력분배기를 사용하였고, RF-LO의 격리도를 높이기 위하여 RF 신호는 -0.5 dB 이상 손실로 통과시키고 LO 신호는 -10 dB 이하로 차단하는 광대역 여파기를 작은 크기로 설계하였다. 이와 더불어, 역병렬 다이오드와 광대역 소자의 초광대역 임피던스 정합을 통해 주파수 변환 손실을 최소로 하였다. 제안된 혼합기의 측정 결과는 주파수 변환 손실이 13.5 dB, input third-order intercept-point($IIP_3$)는 7 dBm, 그리고 1-dB gain compression point ($P_{1dB}$)는 -4 dBm이다. I/Q 출력 양단간의 전력 오차는 1 dB, 그리고 위상오차는 ${\pm}3^{\circ}$이내의 초광대역 쿼드러쳐 혼합기로 동작하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.39-46
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• 2015

본 논문에서는 2.4 GHz에서 동작하는 $90^{\circ}$ 하이브리드 커플러 구조에 전도성 고분자 화합물을 적용한 가스 센서를 제안하였다. 가스 센서에서 전도성 고분자 화합물(Conducting Polymer: CP)는 특정 가스를 검출하는 검출 물질로 사용되며, 특정 가스와 반응할 때 대개 물질의 일함수(work function)와 전도도(conductivity) 및 임피던스가 변하게 된다. 이러한 물성변화 특성의 근거로 마이크로파 대역에서 $90^{\circ}$ 하이브리드 커플러 구조에 전도성 고분자를 적용하여 가변 감쇄기 및 가변 위상 천이기 형태의 센서를 제작하였다. 본 연구에서 제안한 센서는 전도성 고분자 화합물의 높은 전도도를 이용하여 기존 전송선로의 일부를 전도성 고분자 물질로 대체하였다. 실험은 온도 $28^{\circ}$와 상대습도 85 % 환경에서 진행되었으며, 센서에 100 ppm 농도의 에탄올 가스를 노출시켰다. 그 결과, $S_{21}$의 진폭 특성이 최대 0.13 dB 변하였고, ${\angle}S_{21}=360^{\circ}$를 만족하는 주파수가 2.875 MHz 이동한 것을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제4권2호
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• pp.25-33
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• 2001

토목이나 건설 그리고 환경 분야에서 요구하는 지반 조사에 대한 공학적인 적용을 위하여 주파수 영역 루프-루프 전자탐사 연구를 수행하였다. 이를 위하여 송신 루프와 수신 루프가 동일면을 이루는 수평동일면 배열과 수직동일면 배열을 이용하였고, 각 배열에 대해 세 개의 이상성분을 측정 자료로 하여 영상을 구성하였다. 본 연구에서의 모형 반응 계산은 확장된 Born 근사를 이용한 2.5차원 적분방정식을 이용하였고, 역산 과정에서 분해능의 향상을 위해 ACB(Active Constraint Balancing)를 채택하였다. 모형 반응을 통한 1차원 및 2차원 역산 알고리듬을 적용시켜 본 결과, 층서구조에서는 비교적 1층의 전기전도도가 높을수록 모델 변수의 추정이 용이하였으며, 2차원 고립 이상체에 대한 역산 결과는 전도성 이상체와 비전도성 이상체의 위치를 잘 확인할 수 있었다. 또한 VCP배열 자료의 역산 결과보다 HCP배열 자료의 역산 결과에서 보다 나은 해상도를 보였으며, HCP배열과 VCP배열의 자료를 동시에 역산하였을 경우에 분해능의 향상을 확인하였다. 실제 루프-루프 전자탐사의 현장 자료 획득을 위해서 캐나다 Geonics사의 전자탐사 장비 EM34-3XL을 이용하였으며, 전기비저항 탐사 자료와 동일 측선상에서 비교 분석하였다. 역산 결과, 1차원 역산 보다는 2차원 역산 알고리듬을 이용하여 구성한 영상에서 전기비저항 탐사 결과와 매우 유사한 만족할만한 전기비저항 분포를 확인할 수 있었다. 따라서 현장에서의 개략적인 지반 조사를 위한 루프-루프 전자탐사의 응용이 기대된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.629-637
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• 2016

본 논문에서는 선로와 근접하여 설치하는 근접 방음벽에 관한 음향성능평가와 근접 방음벽의 삽입손실 예측을 위해 경계요소법 대신에 비교적 용이하게 사용 가능한 근사식의 제안에 관한 연구를 수행하였다. 우선, 근접 방음벽을 축척 모형으로 제작하여 무향실에서 음향성능평가를 수행하였으며, 스피커 음원 위치에 따른 총합 삽입손실을 등고선 형태로 분석하였다. 그리고, 무향실에서 수행한 축척 모형 근접 방음벽에 대한 삽입손실 측정결과를 이용하여 다양한 형상의 근접 방음벽에 대한 삽입손실 예측을 위한 근사식을 제안하였다. 또한, 무향실에서의 측정결과 및 예측결과와의 상호 비교를 통해 예측 프로그램의 타당성을 검증하였다. 마지막으로, 열차 소음원의 주파수 특성을 고려하고 높이가 1.0m, 상부 방음판의 크기가 0.5m이며 'ㄱ'자 형상을 갖는 흡음형 근접 방음벽을 철도의 건축한계선에 설치하는 경우에 대한 삽입손실 예측 및 음향성능 평가를 수행하였으며, 삽입손실 예측을 위한 근사식을 제안하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.1098-1106
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• 2007

본 논문은 초광대역 코프래너 급전 모노폴 안테나를 이용한 능동 안테나 다이플렉서 구조를 제안한다. 제안된 다이플렉서 구조는 초고주파 시스템 집적 패키지 기술(RF System on Package: RF-SoP)을 이용한 것으로서 평면형 초광대역 모노폴 안테나와 능동 소자를 직접 연결법에 의해 연결하여 다이플렉서(diplexer)를 형성하는 방식이다. 이는 안테나 회로 성분과 능동 소자의 패키지 회로 성분으로 형성되는 통과 대역을 이용함으로써 별도로 추가된 대역 통과 필터 등의 회로 구조 없이 다이플렉서를 내장하여 구성하는 방식이다. 따라서 입력된 수신 신호의 주파수 대역에 따라 동작 회로가 분리되며, 분리된 수신 신호가 능동 소자의 동작에 의해 증폭되는 능동 안테나 다이플렉서(diplexer)로서 구성된다. FR-4 에폭시 기판 위에서 제작된 능동 안테나 다이플렉서의 특성을 측정한 결과, 2.4 GHz 수신 단자에서는 0.9 dB의 삽입 손실(insertion loss), 1.1 GHz(2.0{\sim}3.1\;GHz)$ 대역폭, 17.0 dB의 수신 신호 증폭 특성을 보여주었으며, 5.8 GHz 수신 단자에서는 0.8 dB의 삽입 손실, 650 MHz$(5.25{\sim}5.9\;GHz)$ 대역폭, 15.0 dB의 수신 신호 증폭 특성을 보여주었다 또한 -10.0 dB 이상의 주파수 분리(isolation) 특성과 -20.0 dB 이상의 고조파 성분(harmonics) 감쇄 특성을 나타내어, 제시된 능동 안테나 다이플렉서 구조가 설계된 동작을 하고 있음을 알 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.1-10
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• 2013

본 논문에서는 다중 대역 서비스를 위한 평면형 모노폴 안테나를 설계 및 제작하였다. 제안된 안테나는 기본적인 사각 루프 구조를 내부로 접어 안테나의 크기를 소형화 시켰으며, T자형 패치의 끝단의 중앙 부분과 내부로 접은 사각 루프 선로에서의 커플링 현상을 이용하여 3.9 GHz 대역에서 추가 공진을 만들었다. 또한 사각 루프 형태의 모노폴 안테나에 T자형 사각 패치를 삽입시킴으로써 광대역 주파수 특성을 나타나도록 유도하였으며, 내부로 접은 사각 루프의 선로들의 간격 및 길이와 T자형 패치의 가로 길이를 조정함에 따라 주파수 특성을 최적화 하였다. 제안하는 안테나는 $40{\times}60{\times}1.6mm^3$ 크기의 비유전율 4.4인 FR-4 기판 위에 설계하였으며, 급전은 임피던스 $50{\Omega}$의 마이크로스트립 선로를 사용하였다. 측정 결과, VSWR 2:1 기준으로 대역폭은 162 MHz(815~977 MHz)와 2,530 MHz(1,430~3,960 MHz)으로 측정이 되었다. 제안된 안테나의 전자파 흡수율(SAR)을 알아보기 위하여 1 g 및 10 g 평균 SAR을 계산 및 측정을 실시하였으며, 모의실험 결과, 1 g 평균은 1.044 W/kg, 10 g 평균은 0.718 W/kg으로 SAR 기준치인 1.6 W/kg(1 g 평균) 및 2.0 W/kg(10 g 평균)을 만족하는 결과를 보였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제26권3호
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• pp.289-294
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• 2002

본 논문에서는 디지털 TV 중계기용 고출력 광대역의 3-Way 전력결합기를 설계.제작하였다. 대역폭 증가와 고출력을 동시에 이루기 위하여 Wilkinson 형태의 전력분배기를 채택하였다. 우선 Wilkinson 전력분배기를 균등(1 : 1) 및 비균등(2 : 1) 분배시켜, 동위상 4 포트 전력결합기를 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 결과에 따라서 두께 120 mil인 유전체 기판을 사용하여 제작된 전력결합기는 디지털 TV 중계기 주파수 470~806 MHz 대역에서 삽입손실 -6.53dB 이하, 반사계수 -13dB 이하, 포트 간 분리도 -15 dB 이하, 출력 포트 간 위상차가 13$^{\circ}$이하의 특성을 보였다. 새롭게 만든 전력결합기는 회로에서의 고 임피던스로 인한 마이크로스트립 선로 폭의 한계와 고출력의 경우 선로간의 상호작용으로 인한 전력의 손실 및 협대역의 문제를 동시에 개선이 가능함을 알 수 있었다. 나아가서, 제작된 3-Way 결합기의 삽입손실, 반사계수, 포트간의 분리도 및 위상차가 디지털 TV 중계주파수 470~806 MHz에서 양호한 특성을 나타내는 것을 확인함으로써 고출력 및 광대역화가 실현가능하다는 것을 알 수 있었다.