• Title/Summary/Keyword: 공진주파수분석

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Simulation for a metal based low frequency energy harvester (메탈 기반의 낮은 공진주파수 대역을 갖는 에너지 하베스터 시뮬레이션)

  • Lee, Jai-Hyuk;Cha, Doo-Yeol;Chang, Sung-Pil
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2010.06a
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    • pp.210-210
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    • 2010
  • 에너지 하베스트 기술은 자연의 빛에너지, 휴대용 기기 탑재/부착장치의 미세 진동에너지, 걷거나 뛰는 인간의 신체활동으로 인한 소산에너지 등을 흡수하여 전기에너지로 변환, 전자기기의 전력으로 사용하는 재생형 에너지원이다. 본 논문에서는 그 중 주변 환경에서 에너지를 끌어 쓸 수 있는 기술 중 압전 효과 방식을 이용한 진동 형태의 에너지 하베스트 기술을 활용하여 설계하고 FEM simulation을 통해 분석해보았다. 압전 물질로는 PZT를 사용하고 메탈기반의 캔틸레버로는 구리를 사용하여 크기를 길이, 넓이, 폭 각각 $6{\times}4{\times}0.025mm^3$으로 모델링하여 444Hz의 공진주파수에서 응력이 $2.68e^{+5}Pa$ 발생하는 결과를 얻었다. 그 결과 $d_{33}$ 모드의 전극형태에서 전압을 2.56V 얻을 수 있음을 추론할 수 있었다.

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Theoretical investigation of vibrational characteristics of a multi-layered piezoelectric element for ultrasonic transducers (초음파 탐촉자용 다층 압전접합체의 진동특성에 관한 이론적 해석)

  • Jang Hwan Soo;Roh Yongrae
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • spring
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    • pp.383-386
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    • 1999
  • 본 연구에서는 공중용 초음파 센서에 많이 사용되고 있는 원판형 압전소자, 정합층, 그리고 후면충, 세 부분으로 이루어진 다층 접합체의 진동 특성을 기계적 진동 방정식을 이용하여 이론적으로 해석하였으며, 해석결과의 타당성을 유한요소 해석방법을 사용하여 검증하였다. 본 연구의 해석 방법은 다층 판, 특히 압전세라믹과 정합층으로 이루어진 2층과 후면층이 추가된 3층에 대한 진동 방정식에 적절한 경계 조건 및 수렴조건을 적용하여 고유진동 주파수를 유도하였다. 그리고 이를 이용하여 초음파 탐측자 개발 시 널리 사용되고 있는 설계변수 즉, 각 층의 반경, 두께, 밀도, 그리고 영률의 변화에 대한 공진주파수의 변화 경향을 분석하였다. 공진주파수 변화 경향에 대한 이 해석 방법의 타당성을 널리 사용되고 있는 유한 요소해석법을 사용하여 검증한 결과, 두 해석결과는 좋은 일치를 보였다. 그러므로 본 연구의 결과는 종래의 등가회로나 유한요소 해석법에 비해 더 간편하고, 더 정확한 해석결과를 제공할 수 있는 해석도구로써 이용될 수 있을 것이다.

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Design of oscillation circuit for 60GHz transmitter using NRD Guide Gunn oscillator (NRD Guide Gunn 발진기를 이용한 60GHz 대역 송신기의 발진회로 설계)

  • 남기주;신천우;류정탁;문병현
    • Proceedings of the Korea Society for Industrial Systems Conference
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    • 2004.06a
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    • pp.106-111
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    • 2004
  • 밀리미터파 대역(30∼300GHz)의 전파에 대한 관심이 증가하면서 NRD(Non Radiative Dielectric)에 대한 관심이 커지고 있다. NRD Guide 에서는 평행한 평판 전도체의 간격을 반 파장 이하로 좁게 함으로써 공기 영역에서는 차단 상태가 되고 유전체 내에서는 차단상태가 해소되어 밀리미터파의 신호가 방사되지 않고 전송 될 수 있는 특성을 가진다. 밀리미터 웨이브를 발진시키기 위해 밀리미터파 대역에서 쉽게 동작하고 비교적 손쉽게 구할 수 있는 Gunn 발진기의 발진소자인 Gunn Diode를 사용한다. 본 논문에서는 실험을 통해 스트립 금속 공진기로 공진 주파수를 미조정하여 비방사유전체선로를 통한 밀리미터파 대역의 주파수특성을 분석하고 이러한 특성을 이용하여 60GHz 대역 송신기의 발진회로 설계를 다루었다.

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Design and fabrication of a Small Microstrip Antenna (소형 마이크로스트립 안테나 설계 및 제작)

  • 곽원일;박수봉;김재이;고영혁
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2001.10a
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    • pp.246-249
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    • 2001
  • 본 논문에서는 기존의 QMSA에 비해 안테나 전체 길이를 소형화함은 물론 전기력선이 미치는 범위가 제한받지 않도록 그라운드 판을 접어올린 좌측 평행 평판과 방사 패치사이 용량을 장하하고 급전점의 위치를 조절하여 더욱 소형화할 수 있는 용량을 장하한 QMSA를 제안하고 설계ㆍ제작했다. 설계ㆍ제작된 용량을 장하한 QMSA는 중심 주파수를 2.0GHz하고 급전점을 변화시켜서 안테나 전체 길이를 40mm에서 37mm로 소형화하였다. 또한, 급전점을 변화시켜서 용량을 장하한 QMSA의 방사 패치 길이가 17mm(equation omitted g/4)의 2배인 35.1(equation omitted g/2)로 제작된 용량을 장하한 변형된 MSA는 공진주파수가 2.16GHz로 용량을 장하한 QMSA에 비해 소형화할 수는 없으나 대역폭이 9.20 %로 매우 넓음을 보였다. 그리고 상용화된 HFSS에 의해서 QMSA, 용량을 장하한 QMSA, 변형된 MSA, 용량을 장하한 변형된 MSA등의 방사 특성과 리턴로스 특성 분석은 용량을 장하하는 안테나가 이득은 낮지만 공진 주파수가 낮아서 소형화할 수 있음을 보였다.

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A Study on Frequency Shift of Piezo Microstrip Antennas (피에조 마이크로스트립 안테나의 주파수 이동에 관한 연구)

  • Kang, Hyunil;Joung, Yeun-Ho;Hwang, Hyun Suk;Lim, Yun-Sik;Yu, Young Sik;Song, Woochang;Lee, Jongsung
    • Journal of Satellite, Information and Communications
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    • v.7 no.3
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    • pp.22-25
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    • 2012
  • In this paper, we proposed a method of the resonant frequency shift of a microstrip patch antenna using $LiNbO_3$, PVDF and FR-4 substrates. We designed and analyzed from these parametars optimized using Ensemble V 7.0 of the simulation tool. We observed the resonant frequency by DC appled electric field in a microstrip patch antenna. When $LiNbO_3$ substrate were applied from -300 to 300 V/mm, we obtained the resonant frequency shift of maximum 29 MHz. The microstrip patch antenna with PVDF (poly vinylidene fluoride) substrate, we obtained the resonant frequency shift of maximum 17 MHz at frequency 6 GHz. but when Epoxy FR-4 substrates used, the resonant frequency does not changed. This results showed the resonant frequency shift without physical strains in a microstrip patch antenna.

Microstrip Ring as a Compact Tunable Microwave Bandgap Structure (소형화한 주파수 가변 마이크로파 밴드갭 구조로 응용된 마이크로스트립 링)

  • Jang, Mi-Young;Kee, Chul-Sik;Park, Ik-Mo;Im, Han-Uk;Han, Hae-Wook;Lee, Jung-Il
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TC
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    • v.39 no.9
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    • pp.35-43
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    • 2002
  • In this paper, microstrip ring with a narrow gap is characterized and used as a tunable microwave bandgap (MBG) structure. The center frequency of MBG is mainly determined by the mean circumference of the ring and coincides with odd mode resonance frequency of the ring resonator. The stop band formation by the proposed microstip MBG ring is due to the reflection of electromagnetic waves at the narrow gap introduced in the ring, and the reactive component mounted on the gap makes the stop band vary according to its value. The mounting of capacitor (inductor) is observed to decrease (increase) the center frequency of the stop band. The varactor-mounted microstrip MBG ring is expected to be useful in microwave switches and microwave amplifier circuits.

The K-band Oscillator using Split Ring Resonator (Split Ring 공진기를 이용한 K-Band Oscillator)

  • Han-Kee Joo
    • The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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    • v.8 no.2
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    • pp.107-115
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    • 1997
  • In this paper, a 23 GHz push-push oscillator was designed and fabricated for 23 GHz point-to-point communication using split ring resonator. The split ring resonator was equivalent circuit and numerical method of MPIE(Mixed Potential Integral Equation). The analysis of split ring resonator which coupled between microstrip lines was carried out with transmission-mode using this results. The fabricated oscillator showed the output power of 4 dBm, the 1'st harmonic suppression of -20 dBc, the 3rd harmonic suppression of -34 dBc, a SSB phase noise of -109 dBc / Hz at 1MHz offset frequency from the carrier was achieved and 1.4 percents efficiency at 23 GHz. The experimental outputs were in good results with the theoretical and simulated results.

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Vibro-Contact Analysis of Ultrasonic Atomic Force Microscopy Tip and It's Application to Nano Surface (UAFM(초음파원자현미경) 팁의 진동-접촉 해석과 나노 표면에의 응용)

  • Park, Tae-Sung;Kwak, Dong-Ryul;Park, Ik-Keun;Kim, Chung-Seok
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.30 no.2
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    • pp.132-138
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    • 2010
  • Vibro-contact of cantilever tip is studied with respect to contact mechanics and an elastic characteristic of nanoscale surface is imaged. The contact resonance frequency is calculated theoretically using the spring-mass and Herzian models, and the variation of resonance frequency of cantilever was analyzed when the cantilever was free and contact. The elasticity imaging was also achieved successfully using phase and amplitude signals obtained from the spheroidized steel specimens by prototype ultrasonic AFM.

A study on proportional multiple-resonance controller for harmonic distortion compensation of single phase VSIs (단상 전압 소스 인버터의 고조파 왜곡 보상을 위한 비례 다중 공진 제어기에 관한 연구)

  • Bongwoo Kwak
    • Journal of IKEEE
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    • v.27 no.3
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    • pp.319-326
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    • 2023
  • In this paper, simulation and experimental results are presented, including the implementation of a digital controller for robust output voltage control of a single-phase voltage source inverters (VSIs) and total harmonic distortion (T.H.D.v) analysis. Typically, the VSIs uses a proportional integral (PI) controller for the current controller on the inner loop and a proportional resonant (PR) controller for the voltage controller on the outer loop to control the output voltage. However, non-linear loads still produce high-order odd harmonic distortion. Therefore, in this paper, a proportional multiple resonance (PMR) controller with a resonance controller for odd harmonic frequencies is proposed to suppress harmonic distortion. Analyze the frequency response of controllers for VSI plants and design PMR controllers. Through simulation, the total harmonic distortion characteristics of the output voltage are compared and verified when PI and PMR are used as voltage controllers. Both linear and non-linear loading conditions were considered. Finally, the effectiveness of the PMR controller was demonstrated by applying it to a 3kW VSIs prototype.

Analysis of PHEMT's Characteristics by Gate Recesses (게이트 리세스 식각 방법에 따른 PHEMT 특성 분석)

  • 임병옥;이성대;김성찬;설우석;신동훈;이진구
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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    • v.40 no.9
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    • pp.644-650
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    • 2003
  • In this paper, we have studied characteristics of PHEMT's fabricated by two difference types of gate recess for improving performance of the device in millimeter wave applications. PHEMT's were fabricated using wide and narrow recesses. Maximum transconductance(g$_{m}$) of PHEMT's using the wide recess was 332.7 mS/mm, and that of PHEMT's using narrow recess was 504.6 mS/mm. From small signal performance measurements, cutoff frequency(f$_{T}$) and maximum stable oscillation frequency(f$_{max}$) of PHEMT's using wide recess were 113 GHz and 172 GHz, respectively. f$_{T}$ and f$_{max}$ of PHEMT using narrow recess were 101 GHz and 142 GHz, respectively. The measured data of the fabricated PHEMTs' were carefully studied and analyzed.d.tudied and analyzed.