• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.67-73
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• 2016

최근 들어 전 세계적으로 무선전력전송이 많이 연구되고 있다. 무선 전력전송이란 전기기기가 전선이 없어도 무선으로 전력을 공급하는 기술이다. 본 논문에서는 ICT 기반의 무선전력전송 시스템을 설계, 제작하였다. 제안된 시스템은 기존 시스템보다 픽업코일에 접촉는 면적을 증대하여 같은 L값과 C값을 사용해도 효율이 높아질 수 있도록 설계하였다. 무선 전송의 송 수신부와 고효율의 코일부로 구성되어 있으며, 시스템의 전송 효율을 높이는 방법을 제안하였다. 특히 무선 송 수신부는 ICT 기술과 연동이 가능하도록 설계하여 실시간 원격 모니터링이 가능하도록 제작하였고, 대기전력을 절감하는 효과를 연구하였다. 이를 위하여 기업에서 무선전력전송 시스템에 사용된 IGBT소자의 최대 주파수 20[KHz]를 사용하여 이에 가장 적절한 L, C값을 찾기 위해 많은 필드실험을 통하여 가장 효율적인 L값 $23.9[{\mu}H]$, C값 $2.64[{\mu}F]$을 선정하여 시스템을 구성하였다. 또한 대기전력을 감소하기 위해 출력전류를 제어하는 알고리즘을 설계하여 적용하였다. 이 결과 기존의 장비보다 무선전력전송용량과 효율이 75[%]에서 80[%]로 전력전송 유효거리를 10[%] 증가하여 대기전력의 감소 및 유지보수 비용이 절감하였고, ICT 기술을 이용한 무선 송수신부 와 프로그램을 개발하여 사용자가 취득된 데이터로 시스템의 고장 검출을 쉽게 할 수 있게 하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제26권9호
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• pp.669-676
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• 2013

In this study, we introduce a polymer(polyimide) based pressure sensor to measure real-time heart beat and blood pressure. The sensor have been designed with consideration of skin compatibility of material, cost effectiveness, manufacturability and wireless detection. The designed sensor was composed of inductor coils and an air-gap capacitor which generate self-resonant frequency when electrical source is applied on the system. The sensor was obtained with metalization, etching, photolithography, polymer adhesive bonding and laser cutting. The fabricated sensor was shaped in circular type with 10mm diameter and 0.45 mm thickness to fit radial artery. Resonant frequencies of the fabricated sensors were in the range of 91~96 MHz on 760 mmHg pressurized environment. Also the sensor has good linearity without any pressure-frequency hysteresis. Sensitivity of the sensor was 145.5 kHz/mmHg and accuracy was less than 2 mmHg. Real-time heart beat measurement was executed with a developed hand-held measurement system. Possibility of real-time blood pressure measurement was showed with simulated artery system. After installation of the sensor on skin above radial artery, simple real blood pressure measurement was performed with 64 mmHg blood pressure variation.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.74-75
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• 2008

This work has suggested corrugation beam as a new structure for mechanical resonators. Micro beam resonators based on 3C-SiC films which have two side corrugations along the length of beams were simulated by finite-element modeling and compared to a flat rectangular beam with the same dimension. With the dimension of $36\times12\times0.5{\mu}m^3$, the flat cantilever has resonant frequency of 746 kHz. Meanwhile, this frequency reaches 1.252 MHz with the corrugated cantilever which has the same dimension with flat type but corrugation width of $6{\mu}m$ and depth of $0.4{\mu}m$. It is expected that mechanical resonators with corrugations will be very helpful for the research of sensing devices with high-resolution, high-performance oscillators and filters in wireless communications as well as measurement in basic physics.

• 전자공학회논문지
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• 제53권1호
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• pp.22-26
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• 2016

본 논문에서는 공 모양의 구조를 이용하여 공진형 무선 전력 전송용 송 수신기를 설계 및 구현하였다. 제안된 송신기의 코일을 공 모양으로 감음으로써 3차원의 공간으로 자계 에너지를 방사하도록 하였다. 송신기의 각각의 면을 나선 구조로 함으로써 높은 Q 값을 얻을 수 있도록 설계하였다. 이것은 기존의 무선 전력 전송 시스템에서 위치에 따라서 전송효율이 변하는 문제점을 해결하였다. 그리고 3차원에서의 공진형 무선 전력 전송을 가능하게 한다. 이때의 공진주파수는 6.78 MHz이며, 송 수신기 사이 거리가 200 mm일 때, 3차원 전 방향에서 40% 이상의 전송 효율을 얻을 수 있었다.

• 전력전자학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.141-149
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• 2021

In the field of electric vehicles and AGVs, wireless power transfer (WPT) charging systems have been developed recently because of its convenience, reliability, and positive environmental impact due to cable and cord elimination. In this study, we propose a WPT charging system using a single stage AC-DC converter that can be reduced in size and weight and thus can ensure convenience. The proposed single-stage AC-DC converter can control a wide output voltage (36-54 VDC) within coupling ranges by using the variable link voltage applied to the WPT resonant circuit through phase-shifted modulation at a fixed switching frequency. Moreover, the input power factor and total harmonic distortion can be improved by using the proposed converter. A 1 kW prototype that can operate with an air gap range of 40-50 mm is fabricated and validated through experimental results and analysis.

• Current Optics and Photonics
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• 제5권3호
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• pp.213-219
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• 2021

We describe a single-channel rubidium (Rb) radio-frequency atomic magnetometer (RFAM) as a receiver that takes magnetic signal resonating with Zeeman splitting of the ground state of Rb. We optimize the performance of the RFAM by recording the response signal and signal-to-noise ratio (SNR) in various parameters and obtain a noise level of 159 $fT{\sqrt{Hz}}$ around 30 kHz. When a resonant radiofrequency magnetic field with a peak amplitude of 8.0 nT is applied, the bandwidth and signal-to-noise ratio are about 650 Hz and 88 dB, respectively. It is a good agreement that RFAM using alkali atoms is suitable for receiving signals in the very low frequency (VLF) carrier band, ranging from 3 kHz to 30 kHz. This study shows the new capabilities of the RFAM in communications applications based on magnetic signals with the VLF carrier band. Such communication can be expected to expand the communication space by overcoming obstacles through the high magnetic sensitive RFAM.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.436-444
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• 2016

철도차량용 주변압기 고압권선은 고압인통선에 유기되는 이상전압과 내부공진을 발생 시킬 수 있는 다양한 주파수 대역의 고유주파수를 가진다. 공장시험은 다양한 파형과 지속시간을 지닌 이상전압의 여자가능성을 판단하는데 한계가 있다. 본 연구는 전자계과도해석프로그램(이하 EMTP)을 이용하여 고압권선 모델을 설계하고 초기 전압분포와 전압-주파수 관계 측면에서 내부공진특성을 모의분석한다. 턴 단위의 집중매개변수는 변압기 형상정보부터 계산되며, 각 레이어 단위로 합산된 서브모델은 네트워크 모델로 결합되어 EMTP의 라이브러리를 통해 구현한다. 사례연구는 주파수 변동에 따른 레이어 단위의 전압-주파수 관계 특성과 시계열 영역에서 전압 확대 및 분포 양상을 보여준다.

• Smart Structures and Systems
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• 제8권1호
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• pp.93-105
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• 2011

This paper presents a flexible low-profile antenna sensor for fatigue crack detection and monitoring. The sensor was inspired by the sense of pain in bio-systems as a protection mechanism. Because the antenna sensor does not need wiring for power supply or data transmission, it is an ideal candidate as sensing elements for the implementation of engineering sensor skins with a dense sensor distribution. Based on the principle of microstrip patch antenna, the antenna sensor is essentially an electromagnetic cavity that radiates at certain resonant frequencies. By implementing a metallic structure as the ground plane of the antenna sensor, crack development in the metallic structure due to fatigue loading can be detected from the resonant frequency shift of the antenna sensor. A monostatic microwave radar system was developed to interrogate the antenna sensor remotely. Fabrication and characterization of the antenna sensor for crack monitoring as well as the implementation of the remote interrogation system are presented.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.168-179
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• 2013

4-코일 자기 공진 무선 전력 전송 시스템의 해석법 중 critical point analysis(CA)와 impedance matching analysis(IA)를 분석하고, 두 결과를 비교하였다. 4-코일 시스템은 가까운 거리에서는 주파수 분리 현상이 나타나고, 먼 거리에서는 효율이 급격히 감소하는 특징을 나타낸다. 따라서 고정된 주파수에서 사용할 경우, 목표하는 거리와 효율에 따라 최적화가 필요하다. CA는 전체 거리에서 효율이 최대가 되는 critical point를 이용하여 최적화하는 방법이고, IA는 목표 지점에서 임피던스 정합을 이뤄 최대 효율을 만족시키는 방법이다. 기존의 해석은 두 가지 방법을 비교하고 시스템 특성을 이해하는데 부족한 점이 있었기 때문에, 본 논문에서 두 방법의 이론을 좀 더 자세히 분석하고 비교하였다. 두 방법의 비교 결과를 통해 IA가 더 우수함을 보였다. 또한, 한쪽만 정합할 경우 발생되는 트레이드-오프에 대해서도 설명하였다. 스파이럴 공진 코일을 이용한 실험에서는 이론 결과와 동일한 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제23권12호
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• pp.1659-1665
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• 2019

본 논문에서는 WLAN (wireless local area network) 응용을 위한 소형 인쇄형 모노폴 안테나의 새로운 설계에 대해 연구했다. 선폭이 다른 패치와 계단 모양의 접지면이 있는 복사체는 안테나 크기를 줄이기 위해 사용된다. 안테나의 크기는 16 × 17 × 1 ㎣이며 포토리소그래피(photolithography) 기술로 제작되었다. 시뮬레이션 및 측정 결과가 잘 일치한다. 연구된 안테나의 공진 주파수는 약 5.2 GHz이며 측정 결과 1 GHz의 임피던스 대역폭을 가진다. 또한 측정된 방사패턴을 제시하고 필요한 WLAN 5 GHz 주파수 대역 (5.15 - 5.825 GHz)에서 측정된 이득 및 효율을 제시했으며, 5 GHz 대역 WLAN 안테나로 사용할 수 있음을 확인했다. 연구된 안테나는 소형, 경량, 저비용, 전방향성 복사패턴, 고이득 및 고효율을 갖는다.