• Smart Structures and Systems
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• 제7권5호
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• pp.417-432
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• 2011

The present paper is devoted to vibration canceling and shape control of piezoelastic slender beams. Taking into account the presence of electric networks, an extended electromechanically coupled Bernoulli-Euler beam theory for passive piezoelectric composite structures is shortly introduced in the first part of our contribution. The second part of the paper deals with the concept of passive shape control of beams using shaped piezoelectric layers and tuned inductive networks. It is shown that an impedance matching and a shaping condition must be fulfilled in order to perfectly cancel vibrations due to an arbitrary harmonic load for a specific frequency. As a main result of the present paper, the correctness of the theory of passive shape control is demonstrated for a harmonically excited piezoelelastic cantilever by a finite element calculation based on one-dimensional Bernoulli-Euler beam elements, as well as by the commercial finite element code of ANSYS using three-dimensional solid elements. Finally, an outlook for the practical importance of the passive shape control concept is given: It is shown that harmonic vibrations of a beam with properly shaped layers according to the presented passive shape control theory, which are attached to an resistor-inductive circuit (RL-circuit), can be significantly reduced over a large frequency range compared to a beam with uniformly distributed piezoelectric layers.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제5권1호
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• pp.35-42
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• 2016

Developments in power electronics have enabled the widespread application of Pulse Width Modulation (PWM) inverters, notably for connecting renewable systems to the grid. This study demonstrates that a high-quality power can be achieved using a stand-alone inverter, whereby the comparison between the power quality of the stand-alone inverter with battery storage (off-grid) and the power quality of the utility network is presented. Multi-loop control techniques for a single phase stand-alone inverter are used. A capacitor current control is used to give active damping and enhance the transient and steady state inverter performance. A capacitor current control is cheaper than the inductor current control, where a small current sensing resistor is used. The output voltage control is used to improve the system performance and also control the output voltage. The inner control loop uses a proportional gain current controller and the outer loop is implemented using internal model control proportional-integral-derivative to ensure stability. The optimal controls are achieved by using the Sisotool tool in MATLAB/Simulink. The outcome of the control scheme of the numerical model of the stand-alone inverter has a smooth and good dynamic performance, but also a strong robustness to load variations. The numerical model of the stand-alone inverter and its power quality are presented, and the power quality is shown to meet the IEEE 519-2014. Furthermore, the power quality of the off-grid system is measured experimentally and compared with the grid power, showing power quality of off-grid system to be better than that of the utility network.

• 한국진공학회지
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• 제8권1호
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• pp.75-82
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• 1999

내부 삽입형 유도결합 플라즈마를 이온화원으로 하는 I-PVD장치를 이용하여 박막을 형성하는데 중요한 요소의 하나가 이온의 입사에너지이며, 이는 플라즈마 전위와 기판 전위의 차이에 의해서 결정된다. 이를 감소시킬 목적으로 안테나 여기 주파수를 4MHz의 중간주파수에서, 안테나의 정합 회로를 변형형, 부동형의 2가지로 변화시키고, 부동형에서는 바이어스 저항의 값을 가변시켰다. 그 결과 Ar 플라즈마에서 4MHz RF 전력 600 W에서 5 mTorr에서 30 mTorr의 넓은 압력 범위에서 5V 미만의 낮은 평균 플라즈마 전위와 60V의 안테나 전압을 얻었다. 또한 출력측에 설치한 RLC회로의 조절을 통해서 RF전력 500 W에서 RF 입력 및 출력단의 Rf 안테나 유기 전압을 50V의 아주 낮은 값으로 유지시킬 수 있었다. 이때의 안테나 및 플라즈마의 총 임피던스는 약 10$\Omega$이었으며, 리액턴스를 0.05$\Omega$수준으로 유지하였을 때 가장 낮은 전압을 얻었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2000년도 추계종합학술대회
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• pp.190-195
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• 2000

본 논문에서는 IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000) 휴대용 단말기 수신 주파수인 2.13 - 2.16 GHz 대역의 저잡음 중폭기(LNA ; Low Noise Amplifier)를 직렬 피드백과 저항결합 회로룰 이용하여 설계.구현하였다. 소스 리드에에 부가된 직렬 피드백은 중폭기의 저잡음 특성을 유지하면서 동시에 입력 반사계수를 작게 하고, 또한 대역내의 안정성을 향상시키는 역할을 하였다. 사용된 저항 결합회로는 저주파 영역의 신호를 정합 회로내의 저항을 통해 소모시킴으로써 저잡음 중폭기의 설계시 입력단 정함에 용이하였다. 저잡음 중폭기의 설계.제작에서 저잡음 증폭단에는 HP사의 GaAs FET인 ATF-10136을, 이득 증폭단에는 Mini-Circuit사의 내부 정합된 MMIC인 VNA-25를 사용하였다. 전원회로는 자기 바이어스(Self-bias) 회로를 사용하였고, 유전율 3.5인 테프론 기판 상에 장착하였다. 이렇게 제작된 저잡음 증폭기는 대역 내에서 30 dB 이상의 이득과 0.7 dB 이하의 잡음지수, $P_{ldB}$ 17 dB 이상, 그리고 입.출력 정재파비가 1.5 이하인 특성을 나타내었다.다.

• 한국항해학회지
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• 제25권1호
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• pp.53-60
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• 2001

본 논문에서는 IMT-2000 수신주파수인 2.13~2.16 GHz 대역에서 초고주파용 수신장치로 사용되는 저잡음증폭기를 ㅈㄱ렬 피드백 기법과 저항결합회로를 이용하여 구현하였다. GaAs FET(Field Effect Transistor)의 소스단에 부가한 직렬 피드백은 저잡음증폭기의 저잡음특성과 입력반사계수가 작아졌으며, 또 저잡음증폭기의 안정도도 개선되었다. 저항결합회로는 반사되는 전력이 정합 회로내의 저항에서 소모되므로 입력단정합이 용이하였다. 저잡음증폭기의 저잡음증폭단은 GaAs FET인 ATF-10136, 고득증폭단은 내부정합된 MMIC인 VNA-25를 사용하였으며, 알루미늄 기구물 안에 유전율 3.5인테프론 기판에 초고주파회로와 자기바이어스 회로를 함께 장착시켰다. 이렇게 제작된 저잡음증폭기는 30 dB이상의 이득, 0.7dB 이하의 잡음지수, 17 dB의 Pldb, 1.5 이하의 입출력 정재파비를 얻었다.

• KIEE International Transactions on Electrophysics and Applications
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• 제11C권3호
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• pp.70-74
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• 2001

Admittance or impedance spectroscopy is one of the powerful tools to study dielectric relaxation and loss processes in organic and inorganic materials. In this study, the frequency dependent properties of an indium tin oxide/tris(8-hydroxyquinoline) aluminum($Alq_3$)/aluminum structure have been studied. The conductance of the $Alq_3$ film increases with the DC applied voltage up to 4V and decreases above 4V in the low frequency region. This indicates that the resistance of the device decreases with the applied bias due to the carrier injection enhancement, thereafter the injected carriers form the space charge and the additional injection of carriers is prevented. The Cole-Cole plot of the admittance takes a one-semicircle shape, which means that the device can be modeled as a parallel resistor-capacitor network. The resistance and capacitance were estimated as 8.62k${\Omega}$ and 2.7nF, respectively, at 3V in the low frequency region. The dielectric constant ( ${\epsilon}'$ ) of the $Alq_3$ film is independent of the frequency in the low frequency region below 100kHz, while the frequency dependency was observed at above 100kHz. The dielectric loss factor ( ${\epsilon}"$ ) of the $Alq_3$ film shows the dielectric dispersion below 100kHz and dielectric absorption in higher frequency domain. The dispersion is thought to be related to the hopping process of the carriers. The ${\epsilon}"$ is proportional to the reciprocal of the frequency. The dielectric relaxation time was extracted to about 0.318${\mu}s$ from the dielectric absorption spectrum.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.116-124
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• 2011

대부분의 구조물 안전성 평가에 있어서 전체적인 거동을 나타내는 인자, 즉 기하학적인 형상 변화를 추정하는 것은 매우 중요하다. 종래에는 현장에서 교량의 처짐을 손쉽게 측정할 수 있는 적절한 수단과 방법의 부재로 말미암아, 처짐의 측정이 제한된 측정점에 국한되었고, 또한 변위계를 설치한 개소에 한정되었다. 따라서, 본 연구에서는 USN(Ubiquitous Sensor Network) 기반의 무선 경사센서모듈(Wireless Tiltmeter)을 통해 건설구조물의 처짐을 추정하는 방법을 개발하고, 기존의 변위 측정 자기 센서(Linear Variable Differential Transformer: LVDT)를 이용해 측정하는 기술 대신, 유비쿼터스 개념의 무선 경사 센서 모듈의 경사 변화에 따른 저항의 변화를 전압의 형식으로 출력하고, 교정계수를 이용하여 실제 처짐각 및 처짐으로 환산하여 최대 처짐을 구하도록 개발된 유비쿼터스 기반의 처짐 추정방법을 검증하기 위하여 실내 실험을 수행하였고, 그 결과, 측정점에 상관없이 균일한 측정이 가능하고, 기존의 방법과 거의 일치하는 값을 나타내는 것으로 확인되었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제49권5호
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• pp.475-483
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• 2012

High capacitance X5R MLCCs based on $BaTiO_3$ ceramic dielectric layers exhibit a single broad, asymmetric arc shape impedance and modulus response over the wide frequency range between 1 MHz to 0.01 Hz. Analysis according to the conventional brick-layer model for polycrystalline conductors employing a series connection of multiple RC parallel circuits leads to parameters associated with large errors and of little physical significance. A new parametric impedance model is shown to satisfactorily describe the experimental spectra, which is a parallel network of one resistor R representing the DC conductivity thermally activated by 1.32 eV, one ideal capacitor C exactly representing bulk capacitance, and a constant phase element (CPE) Q with complex capacitance $A(i{\omega})^{{\alpha}-1}$ with ${\alpha}$ close to 2/3 and A thermally activated by 0.45 eV or ca. 1/3 of activation energy of DC conductivity. The feature strongly indicate the CK1 model by J. R. Macdonald, where the CPE with 2/3 power-law exponent represents the polarization effects originating from mobile charge carriers. The CPE term is suggested to be directly related to the trapping of the electronic charge carriers and indirectly related to the ionic defects responsible for the insulation resistance degradation.

• 한국항해항만학회지
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• 제28권3호
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• pp.213-219
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• 2004

본 논문에서는 1,452∼l,492 MHz L-Band 대역의 위성 DAB 수신기를 위한 저잡음증폭기를 입ㆍ출력 반사계수와 전압정재파비를 개선하기 위하여 평형증폭기 형태로 설계 및 제작하였다. 저 잡음증폭기는 GaAs FET소자인 ATF-10136을 사용한 저 잡음증폭단과 MMIC 소자인 VNA-25을 사용한 이득증폭단을 하이브리드 방식으로 구성하였으며, 최적의 바이어스를 인가하기 위하여 능동 바이어스 회로를 사용하였다. 적용된 능동 바이어스 회로는 소자의 펀치오프전압($V_P$)과 포화드래인 전류($I_{DSS}$)의 변화에 따라 주어진 바이어스 조건을 만족시키기 위해 소스 저항과 드래인 저항의 조절이 필요없다. 즉, 능동 바이어스 회로는 요구된 드래인 전류와 전압을 공급하기 위해 게이트-소스 전압($V_{gs}$)을 자동적으로 조절한다. 저잡음증폭기는 바이어스 회로와 RF 회로를 FR-4기판 위에 제작하였고, 알류미늄 기구물에 장착하였다. 제작된 저잡음증폭기는 이득 32 dB, 이득평탄도 0.2 dB, 0,95 dB 이하의 잡음지수, 입ㆍ출력 전압정재파비는 각각 1.28, 1.43이고, $P_{1dB}$ 는 13 dBm으로 측정되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.1847-1855
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• 2012

클록 보정회로를 가진 1V 1.6-GS/s 6-비트 flash 아날로그-디지털 변환기 (ADC: analog-to-digital converter)가 제안된다. 1V의 저전압에서 고속 동작의 입력단을 위해 bootstrapped 아날로그 스위치를 사용하는 단일 track/hold 회로가 사용되며, 아날로그 노이즈의 감소와 고속의 동작을 위해 평균화 기법이 적용된 두 단의 프리앰프와 두 단의 비교기가 이용된다. 제안하는 flash ADC는 클록 보정회로에 의해 클록 duty cycle과 phase를 최적화함으로 flash ADC의 동적특성을 개선한다. 클록 보정 회로는 비교기를 위한 클록의 duty cycle을 제어하여 evaluation과 reset 시간을 최적화한다. 제안된 1.6-GS/s 6-비트 flash ADC는 1V 90nm의 1-poly 9-metal CMOS 공정에서 제작되었다. Nyquist sampling rate인 800 MHz의 아날로그 입력신호에 대해 측정된 SNDR은 32.8 dB이며, DNL과 INL은 각각 +0.38/-0.37 LSB, +0.64/-0.64 LSB이다. 구현된 flash ADC의 면적과 전력소모는 각각 $800{\times}500{\mu}m2$와 193.02 mW 이다.