• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권4호
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• pp.353-358
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• 2022

Bulky iron-core potential transformers (PT) are installed in a tank of gas insulated switchgears (GIS) for a system voltage measurement in power substations. In this paper, we studied an electronic voltage transformer (EVT) embedded in a spacer for miniaturization, eco-friendliness, and performance improvement of GIS. The prototype EVT consists of a capacitive probe (CP) that can be embedded in a spacer and a voltage Follower with a high input and a low output impedance. The CP was fabricated in the form of a Flexible-PCB to acquire the insulation performance and to withstand vibration and shock during operation. Voltage ratio of the prototype EVT is about 42,270, and the frequency bandwidth of -3 dB ranges from 0.33 Hz to 3.9 MHz. The voltage ratio error evaluated at about 6%, 12% and 18% of the rated voltage of 170 kV was 0.32%, and the phase error was 12.9 minutes. These results were within the accuracy for the class 0.5 specified in IEC 60044-7 and satisfy even in ranges from 80% to 120% of the rated voltage. If the prototype EVT replaces the conventional iron-core potential transformer, it is expected that the height of the GIS could be reduced by 11% and the amount of SF₆ will be reduced by at least 10%.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제17권2호
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• pp.369-390
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• 2023

Technologies for disaster management are highly sought areas for research and commercial deployment. Landslides, Flood, cyclones, earthquakes, forest fires and road/train accidents are some causes of disasters. Capturing video and accessing data in real time from the disaster site can help first responders make split second decisions which may save human lives and valuable resource destructions. In this context the communication technologies performing the task should have high bandwidth and low latency which only 5G can deliver. But unfortunately in India, deployment of the 5G mobile communication systems is yet to give a shape and again in remote areas unavailability of 4G signals is still severe. In this situation the authors have proposed, simulated and experimented a 4G-5G communication scheme where from the disaster site the signals will be transmitted by a 5G terminal to a nearby 4G-5G gateway installed in a mobile vehicle. The received 5G signal will be further relayed by the 4G-5G gateway to the fixed 4G base station for onward transmission towards the disaster management station for decision making, deployment and relief monitoring. The 4G-5G gateway acts as a relay and converter of 5G signal to 4G signal and vice versa. This relayed system can be further mounted on a vehicle mounted relay (VMR) as proposed by 3GPP in Release 18. The scheme is also in the same line of context with Verizon's, "Tactical Humanitarian Operations Response" (THOR) vehicle concept. The performance of the link is studied in different channel conditions, the throughput achieved is superb. The authors have implemented the above mentioned system towards smart campus networking and monitoring landslides activities which are common in their regions.

• 융합보안논문지
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• 제23권1호
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• pp.139-145
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• 2023

한국 육군은 기동화, 지능화, 초연결형 Army TIGER 체계 등 최첨단 미래형 강군 육성을 추진하고 있다. 미래 보병여단은 다영역작전에서 전투수행이 가능하도록 분대 단위 전술차량으로 기동성을 증대시키고, 지상무인로봇, 감시정찰드론 등 다양한 무기체계를 전력화할 예정이다. 또한 무기체계를 통해 수집한 데이터를 초연결 네트워크로 실시간 송·수신하고 학습시키는 지능형 부대를 육성할 것이다. 이러한 군의 발전 계획을 통해 미래의 보병여단은 더 많은 데이터를 유통시킬 것이다. 그러나 현재 육군의 전술정보통신체계는 미래 무기체계의 대용량 정보를 유통하기에 상대적으로 낮은 전송속도와 대역폭, 수동적 네트워크 관리, 기동 간 통신 지원 제한 등 미래의 부대의 전술통신체계로 운용하기에는 한계가 있다. 따라서 본 논문에서는 한국 육군의 미래 보병여단의 무기체계를 분석하고, 보병여단의 기동 상황을 묘사하기 위한 공격작전 시나리오를 바탕으로 지상·공중·위성 계층의 통합 전술통신망 M&S를 통해 미래 보병여단이 갖추어야 할 정보유통능력을 제시한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.89-94
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• 2022

W-대역(75-110GHz)은 기존 5G 대역에 비해 최소 10배 이상의 대역폭 활용이 가능한 대역이다. 따라서 가상 및 증강 현실과 같이 빠른 속도와 저지연이 요구되는 미래 이동통신에 적합한 대역 중 하나이다. 그러나 파장이 짧아 높은 경로손실을 가지며, 대기환경에도 매우 민감한 특성을 가진다. 따라서 향후 W-대역 통신 시스템 개발을 위해서는, 채널 환경에 따른 경로손실의 특성을 분석할 필요가 있다. 본 논문에서는 W-대역 경로손실의 특성을 분석하기 위해 랜덤 포레스트 기법을 이용, 다양한 채널 환경 파라미터에 따른 경로손실 데이터를 통해 거리 구간에 따른 채널 파라미터의 영향성을 분석하였다. 시뮬레이션 결과, 근거리에서의 경로손실은 거리가 가장 높은 영향성을 가지며, 채널 환경 요소는 거의 무시된다. 그러나 거리 구간이 길어질수록 거리의 영향성이 감소하는 동시에 클러터와 강우량의 영향성이 증가하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.487-495
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• 2022

본 논문에서는 차세대소형위성2호의 X 대역 합성 개구 레이더(SAR; synthetic aperture radar)에 탑재하기 위한 고출력 송·수신 모듈의 설계 및 개발에 관하여 논한다. 모듈은 X 대역의 대상 주파수 범위에서 100 MHz 의 대역폭을 갖는 고출력 펄스 신호를 출력하며, 수신신호에 대해 저잡음 증폭 기능을 수행한다. 제작된 모듈의 송신경로는 200 watt (53.01 dBm) 이상의 출력 신호 세기, 0.35 dB의 펄스폭 기울기, 송신 신호 출력간 0.04 dB 의 신호 세기 변화 및 1.7 ˚ 의 위상 변화를 갖고, 수신경로는 3.81 dB 의 잡음지수, 37.38 ~ 37.46 dB 의 이득을 가짐으로써, 요구되는 성능을 만족함을 확인하였다. 제작된 모듈은 차세대소형위성2호 비행모델에 장착되어 있으며, 추후 누리호에 탑재되어 발사될 예정이다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제18권5호
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• pp.1390-1411
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• 2024

Underwater Wireless Sensors Networks (UWSNs) are deployed in remotely monitored environment such as water level monitoring, ocean current identification, oil detection, habitat monitoring and numerous military applications. Providing scalable and efficient routing is very challenging in UWSNs due to the harsh underwater environment. The biggest difficulties are the nodes inherent movement due to water current, long delay in data transmission, low bandwidth of the acoustic signal, high error rate and energy scarcity in battery powered nodes. Many routing protocols have been proposed to solve the aforementioned problems. There are three broad categories of routing protocols namely depth based, energy based and vector-based routing. Vector Based Forwarding protocols perform routing through virtual pipeline by defining their radius which give proper direction to packets communication. We proposed a routing protocol termed as Path-Oriented Energy Scaled Expanded Vector Based Forwarding (PESEVBF). PESEVBF takes into account all parameters; holding time, the source nodes packets routing path and void holes creation on the second hop; PESEVBF not only considers the packet upward advancement but also focus on density of the forwarded nodes in terms of number of potential forwarding and suppressed nodes for path selection. Node selection in resultant holding time is based on minimum Path Factor (PF) value. Moreover, the suppressed node will be selected for packet forwarding to avoid the void holes occurrences on the second hop. Performance of PESEVBF is compared with other routing protocols using matrices such as energy consumption, packet delivery ratio, packets dropping ratio and duplicate packets creation indicating considerable performance improvement.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권8호
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• pp.22-30
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• 2009

네트워크 온 칩 (Network-on-Chip, NoC) 기술은 기존 시스템-온-칩(System-on-Chip, SoC) 설계에서 IP 블록 수 증가와 이에 수반된 상호 연결 네트워크 복잡화 및 데이터 대역폭 제한 등의 문제점을 해결하기 위한 새로운 설계 패러다임이다. 더불어 동작 주파수 증가에 따른 급격한 전력 소모 클럭 신호의 분배와 동기화 문제 역시 중요한 이슈이며, 이에 대한 대안으로 광역적으로는 비동기, 국부적으로는 동기식 (Globally Asynchronous Locally Synchronous, GALS) 인 시스템 설계 방법론이 저전력 기술과 결합되어 에너지 소모를 줄이고 모듈적인 설계를 위해서 고려되어 왔다 GALS 방식의 설계 스타일은 정밀한 시스템 수준 전력 관리를 적용하기 위해 최근 소개되고 있는 전압 주파수 구역 (Voltage-Frequency-Island, VFI) 의 개념과 매우 잘 어울린다. 본 논문에서는 VFI를 적용한 NoC 시스템에서 최적의 전압선택을 통해 에너지 소모를 최소화하는 효율적인 알고리즘을 제시한다. 최적의 코어(또는 처리 소자) 전압과 VFI를 찾기 위해 통신량을 고려한 코어 그래프 분할, 통신-경쟁 시간을 고려한 타일 매핑, 전력 변화량을 고려한 코어의 동적 전압 조절 그리고 효율적인 VFI 병합 및 VFI 동적 전압 재 조절을 포함한다. 본 논문에서 제안한 설계 방법론은 기존 연구결과 대비 평균적으로 10.3%의 에너지 효율 향상이 있다는 것을 실험 결과를 통해 보여준다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.811-820
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• 2006

본 논문에서는 초광대역 CPW(Coplanar Waveguide) 발룬을 제안한다. 제 안된 발룬에는 초광대역을 위한 다단윌킨슨 전력 분배기 구조와 CPW의 "X"-형태의 $180^{\circ}$의 위상차 생성 구조를 갖는다. 또한 CPW 선로에 필요한 접지간 연결을 위하여 bottom-bridge와 via-hole을 사용하는 방법을 제안하여 HMIC(Hybrid Microwave Integrated Circuits) 제작 공정에서 CPW 회로 제작을 편리하게 하였다. 제안된 발룬은 이론적으로 3 또는 10의 초광대역 주파수 대역폭$(=F_{high}/F_{low})$을 갖는데, 윌킨슨 분배기의 초광대역 주파수 특성 과 S-파라미터 특성을 그대로 발룬의 특성으로 전환된다. 제안된 발룬은 $180^{\circ}$ 위상차 생성을 위한 별도의 추가적인 면적을 요구하지 않으므로, 설계의 바탕이 되는 전력 분배기와 같은 크기를 갖는다. 예로써 제작한 3단과 7단 분배기 구조의 발룬은 각각 $1\sim3GHz,\;0.8\sim5GHz$의 주파수 대역에서 우수한 정합 특성, 출력 단자+간 격리 특성, ${\pm}0.5dB$과 ${\pm}0.45dB$의 전력분배 비 에러를 보여주고 있다. 또한 출력 단자간 위상차 에러는 각각 ${\pm}5^{\circ}$와 ${\pm}10^{\circ}$이다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.694-700
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• 2009

본 논문에서는 주변 유전체에 의한 성능 열화가 적고 잉크 프린팅 기법에 적합한 RFID 태그 안테나를 제안하였다. 제안된 태그 안테나는 PET 기판 위에 잉크 프린팅 기법으로 제작되어 대량 생산에 용이하며, 범용 RFID 사용 주파수($860{\sim}960$ MHz)를 만족시키고 주변 유전물질의 영향에 의한 성능 변화를 최소화 할 수 있도록 설계하였다. 제안된 태그 안테나는 본체 중앙부에 T 정합회로를 사용하고 미앤더 구조와 직선 구조의 보조 선로 2개를 본체 상단에 삽입하여 캐패시티브 결합을 이용해 태그 칩과의 임피던스 공액 정합이 쉽게 이루어지도록 하였다. 또한, 2개의 보조 선로가 각각 다른 부착 물체의 유전율에서 상호 보완적으로 전류를 유기시키도록 하여 주변 유전물질의 영향에 의한 성능 변화가 최소화 되도록 설계하였다. 측정 결과, 제안된 안테나는 $844{\sim}1,268$ MHz의 대역폭에서 반전력 반사 손실을 만족하였으며, 송신 출력이 20 dBm이고, 안테나 이득이 6 dBi인 리더 안테나를 사용하였을 때 자유공간에서 3.5 m의 인식 거리 성능을 보였다. 또한,나무(${\varepsilon}_r$=2.2)와FR4(${\varepsilon}_r$=4.3)같은 유전율을 가지는 물질에 부착 후 인식 거리를 측정한 결과 각각 2.61 m와 2.51 m의 인식 거리 성능을 보였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.1050-1060
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• 2009

본 논문에서는 능동 위상 배열 안테나를 가지는 SAR(Synthetic Aperture Radar)용 X-대역 T/R(Transmit/Receive) 모듈을 설계, 제작하였다. T/R 모듈은 X-대역에서 800 MHz 이상 대역폭을 가지며 이중 편파 운용이 가능하다. 송신 출력 7 W 이상에 잡음지수 3.9 dB 이하를 가진다. 위상과 이득은 6비트 위상변위기와 6비트 디지털 감쇠기에 의해 각각 제어된다. 게다가 제작된 T/R 모듈은 방향성 결합기와 전력분배기로 연결되는 성능 점검/보정 포트를 가진다. LTCC 다층 기판을 사용하여 고직접화 T/R 모듈이 가능하게 하였다. 모든 동작 주파수 대역에서 수신시 RMS 이득 오차는 최대 0.8 dB 이하이고, 송/수신시 RMS 위상 오차는 최대 $4^{\circ}$ 이하로 측정되었고, 또한 시험 결과 T/R 모듈은 요구되는 전기적인 성능을 만족하였다. 이 구조는 능동 위상 배열 SAR용 안테나에 적용될 수 있음을 확인하였다.