• Title/Summary/Keyword: 반사 손실

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건물의 배수 및 통기시스템: 배관 내부압력의 능동적인 제어

  • Gormly, Michael;Swaffield, John. A.
    • 대한설비공학회지:설비저널
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    • 제39권9호
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    • pp.41-51
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    • 2010
  • 건물의 배수 및 통기시스템에서 나타나는 현상중에 확실한 내용이 아직 밝혀지지 않은 부분이 몇 가지 남아 있다. 이것은 19세기 말엽의 근대 위생공학의 시작 단계에서부터 잘 알려진 사실이다. 건물의 배수 및 통기시스템 운용에 대한 내용은 일반 공학과 특정 유체역학의 범위 내에서 가장 잘 이해할 수 있다. 건물의 배수 및 통기시스템의 운영에 종사했던 초기의 기술진들은 이러한 점을 잘 알고 있었으며 유체역학에 적합하게 응용한 많은 사례를 확인할 수 있었다. 제2차 세계대전이 끝나고 이에 대한 많은 연구가 진행되어 왔으며 특히 유럽에서 시작된 전후 재건 붐을 통해 배수 및 통기시스템의 설계에 좀 더 효율적인 접근이 진척되게 되었다. 이러한 배수시스템의 중심에는 배수관 내부의 오염된 공기가 배수구 또는 위생기구를 통하여 주거 공간으로 유입되는 것을 방지하는 트랩(Water Trap)이 있다. 배수트랩의 주요 기능인 봉수는 일반적으로 깊이가 40 mm에서 50 mm 정도로 위생기구의 종류에 따라 봉수의 깊이는 다소 차이가 있다. 배수관내 공기의 흐름이 중요한 것처럼 트랩의 봉수 메커니즘이 중요하기 때문에 이 메커니즘을 소홀히 여긴다면 안전한 배수시스템의 운영을 기대하기는 어렵다. 배수관 내의 공기의 흐름은 배수에 의해 유입되거나 또는 배출된다. 배수관에서 내부 압력의 불규칙한 변화로 인하여 야기되는 불안정한 배수의 흐름은 트랩의 봉수를 파괴하고 나아가 주거공간으로 오염된 공기가 새어 나갈 수 있는 통로를 제공하게 된다. 관내압력의 천이는 이로 인한 문제가 발생할 가능성이 있는 위치에 그 압력을 완화할 수 있는 장치를 설계단계에 반영하여 적용함으로써 제어할 수 있다. 건물 내부에 상당한 길이의 통기배관을 설치하는 것은 배관의 마찰손실로 인하여 천이 현상을 효과적으로 제어할 수 있는 확실한 방법이 되지는 못한다. 그렇지만 통기밸브를 설치하는 것과 같이 배수관 내로 공기를 공급해주는 유입구를 건물 내부에 분산 설치하는 것이 효율적인 통기방식이 될 수 있고, 정압 천이로 인한 위험을 줄여줄 수 있다. 통기밸브는 정압 발생의 원인이 되지 않으며 단지 정압에 반응하여 더욱 기밀하게 닫히며, 약화된 압력파를 반사할 뿐이다. 고층 건물에서 배수입상관과 평행하게 설치된 통기입상관(Parallel Vent Pipe)의 경우 극히 일부분의 정압 천이 현상을 완화할 수 있다. (통기 배관의 직경이 배수 입상배관과 동일한 경우 대략 1/3 정도임), 그러므로 정압의 천이로 인한 압력 파동은 배수 시스템의 나머지 부분을 통해 전파되어 배수 트랩에 영향을 미치게 된다. 정압의 천이가 예상되는 위치에 정압천이 완화 장치(Positive Air Pressure Transient Alleviation Device)를 사용하면 배관 내부압력의 급격한 상승을 방지하여 연결된 트랩의 봉수를 보호할 수 있다. 이렇게 되면 순간적으로 발생하는 배관내 압력의 급등 현상을 90% 정도까지 완화 시킬 수 있다. 경험적으로 배수시스템에서 배관이 완전하게 막혀 과도한 정압이 발생하는 경우는 거의 없다. 이러한 경우에는 가장 낮은 위치에 있는 배수 트랩의 봉수가 깨지면서 자연스럽게 배수시스템의 압력이 해소되게 된다. 이러한 사례는 통기 방식과 상관없이 발생할 수 있다. 실제와 유사한 시뮬레이션을 통하여 통기 밸브(Air Admittance Valves)는 전면 통기 시스템 (Fully Vented System)에서 최소한 트랩의 봉수 보호용으로 적합한 것이 확인 되었다. 어떤 경우 에는 고층 건물에 더욱 적합하다는 것을 확인할 수 있었다. 부압 해소용으로 통기밸브를 이용하고 정압완화용으로 정압 완화장치(PAPAs: Positive Air Pressure Transient Attenuators)를 사용하는 전면적 능동 제어시스템(Fully Engineered Designed Active Control System)이 사용자에게 육안으로는 확인하지 못하는 기능을 보장하면서 배수 시스템의 안전과 효율성에 대한 효과적인 방법을 제공하고 있다.

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4.7 GHz 대역에서 동작하는 이중 선형편파 적층 안테나의 설계 및 제작 (Design and Fabrication of Dual Linear Polarization Stack Antenna for 4.7GHz Frequency Band)

  • 윤중한;유찬세
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제18권2호
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    • pp.251-258
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    • 2023
  • 본 논문에서는 특화망에 적용 가능한 DLP(Dual Linear Polarization) 적층 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 일반적인 적층구조를 갖고 최대이득을 얻을 수 있도록 공기 갭을 갖도록 설계하였다. 격리도를 개선하기 위해서 두 개의 급전포트를 각 층으로 분리하여 설계하였다. 각각 패치의 크기는 하위층, 17.80 mm×16.70 mm(W1×L1) 그리고 상위층 18.56 mm×18.73 mm(W2×L2)이며 적층 안테나의 전체 크기는 40.0 mm(W)×40.0 mm(L)이며, 모두 두께(h) 1.6 mm, 그리고 비유전율이 4.4인 FR-4 기판을 사용하였다. 제작 및 측정결과로부터, -10 dB 반사손실을 기준으로 입력포트 1에서 100.0 MHz (4.74~4.84 GHz), 입력포트 2에서 150.0 MHz (4.67~4.82 GHz)의 대역폭을 얻었으며 전달계수 S21은 -20 dB 이하의 값을 얻었다. 또한 각 급전포트에서의 편파분리도를 얻었다.

방음판의 흡음률 측정방법 제안을 위한 기초 연구 (A preliminary study on the measurement method for determining the absorption coefficient of sound barrier panels)

  • 오양기;김하근
    • 한국음향학회지
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    • 제42권2호
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    • pp.152-160
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    • 2023
  • 방음벽은 도시 주거환경의 소음문제에 대응하기 위한 가장 기본적인 방법이다. 방음판의 가장 중요한 음향적 기능은 음향투과손실과 흡음률로 표시된다. 특히 주거시설이 밀집되어있는 도심구간의 철도나 간선도로에서 원하지 않는 반사음에 의한 2차 소음 문제를 최소화하기 위하여는 방음판의 흡음성능이 중요하다. 그러나 아직까지 우리나라는 방음판의 흡음률 측정방법에 관한 규격이 마련되어있지 않다. 또한 방음판의 전반적인 음향규격이 이미 만들어져 있는 유럽규격에서조차 흡음률에 관해서는 일반적인 건축마감재료의 흡음률 측정기준을 준용하고 있을 뿐, 방음벽과 방음판의 특성을 감안한 별도의 측정방법을 제시하지 못하고 있다. 흡음률은 재료의 내부로 흡수된 에너지 뿐 아니라 재료를 투과한 에너지까지 합산하여 평가되어야 하는데 현재의 유럽규격은 투과음 에너지를 감안하지 못하고 있는 문제를 안고 있다. 이 논문에서는 현재 제시되고 있는 방음판의 흡음률 측정 규격에 대해 고찰하고, 우리나라에서 실제 사용되고 있는 방음판을 대상으로 투과음을 감안한 새로운 측정방법과의 결과 차이를 검증하였다. 아울러 새로운 방음판 흡음률 측정규격의 마련을 위한 기초적 아이디어를 제시하였다.

개구 결합 급전 구조를 갖는 이중 선형편파 패치 안테나의 설계 및 제작 (Design and Fabrication of Dual Linear Polarization Patch Antenna with Aperture Coupled Feeding Structure)

  • 윤중한
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제18권6호
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    • pp.1015-1022
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    • 2023
  • 본 논문에서는 4.7 GHz 특화망 대역에 적용할 수 있는 개구결합 급전을 갖는 이중 선형편파 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 격리도 향상을 위해 일반적인 개구 결합급전을 갖고 상층과 하층에 각각 급전점을 갖도록 설계하였다. 각각의 기판의 크기는 34.0 mm×34.0 mm (W×L)이며 두께(h) 1.0 mm, 그리고 비유전율이 4.4인 FR-4 기판을 사용하였다. 또한 상층의 윗면에 12.7 mm×14.6 mm (W2×L3)의 패치를, 하층의 아랫면에 24.0mm×1.6 mm의 급전선로를, 접지면에 1.0 mm×7.7 mm(S×T)의 크기를 갖는 슬롯을 설계하여 패치로 급전되도록 하였다. 제작 및 측정 결과로부터, -10 dB 반사손실을 기준으로 배열 안테나의 경우, 입력포트 1에서 300.0 MHz (4.52~4.82 GHz), 입력포트 2에서 170.0 MHz (4.65~4.82 GHz)의 대역폭을 얻었으며 전달계수 S21은 -30 dB 이하의 값을 얻었다. 또한 각 급전포트에서의 편파분리도를 얻었다.

DGS를 갖는 Wi-Fi 6E 대역을 위한 삼중대역 WLAN 안테나 설계 및 제작 (Design and fAbrication of Triple Band WLAN Antenna Applicable to Wi-Fi 6E Band with DGS)

  • 박상욱;변기영;윤중한
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.345-354
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    • 2024
  • 본 논문에서는 WLAN 시스템에 활용 할수 있도록 DGS를 적용하여 삼중대역 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 두 개의 스트립 선로와 접지면에 세 개의 영역을 삽입하여 요구하는 주파수 대역과 반사손실 특성을 얻었다. 제안된 안테나는 22.0 mm(W) × 54.9 mm(L1)의 크기와 두께(h) 1.6 mm, 그리고 비유전율이 4.4인 FR-4 기판 위에 22 mm(W6+W4+W5) × 43 mm(L1+L2+L3+L5)의 크기로 설계되었다. 제작 및 측정결과로부터, -10dB 기준으로 900 MHz 900 MHz 대역에서 108 MHz (0.908~1.016 GHz), 2.4 GHz 대역에서 360 MHz (2.276~2.636 GHz), 그리고 5.0/6.0 GHz 대역에서 2,484 MHz (4.904~7.388 GHz)의 대역폭을 얻었다. 또한 요구되는 주파수 삼중대역에서 이득과 방사패턴 특성을 측정하여 나타내었다.

X-band 대역용 2-패치 마이크로스트립 인셋 급전 어레이 안테나 시뮬레이션 연구 (A Simulation Study of the Inset-fed 2-patch Microstrip Array Antenna for X-band Applications)

  • 응쿤드와나요 세스;채규수
    • 산업과 과학
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    • 제3권2호
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    • pp.31-37
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    • 2024
  • 본 논문에서는 10.3GHz(x-band) 주파수에서 동작하는 단일 및 2-패치 마이크로스트립 배열 안테나 설계 및 시뮬레이션 결과를 제시하였다. 전송선로 이론을 통한 패치와 급전 선로 설계 파라미터를 구하였고 CST MWS를 사용하여 마이크로스트립 패치 배열 안테나를 최적화 설계하는 과정을 제안하였다. 먼저 단일 마이크로스트립 패치 안테나를 설계한 후 최적의 반사 손실 및 이득을 얻기 위해 CST MWS를 사용하여 각 파라미터를 최적화하였다. 그리고 X-대역 애플리케이션을 위한 2×1 마이크로스트립 배열 안테나로 설계를 확장하였다. 사용된 기판은 Roger RO4350B(h=0.79mm, 𝜖r = 3.54)이고 급전 방식은 안테나 크기와 급전 효율을 고려하여 인셋(inset) 급전 방식을 사용하였다. CST MWS를 활용한 시뮬레이션 결과를 제시하였으며, 동작 주파수(10.3GHz)에서 -18dB의 S11, 10.2dBi의 이득, 0.165GHz의 대역폭, 30°(Az, 𝜑=0), 121°(El, 𝜑=90)의 3-dB 빔폭을 얻었다. 향후 본 연구 결과를 기본으로 4×4 어레이로 추가 확장하여 안테나를 설계 및 제작하여 다양한 X-밴드 애플리케이션에 활용될 수 있다.

L-밴드 대역 레이더 후방 산란 측정용 소형 직교 모드 변환기 (Compact Orthomode Transducer for Field Experiments of Radar Backscatter at L-band)

  • 황지환;권순구;주정명;오이석
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제22권7호
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    • pp.711-719
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    • 2011
  • 본 논문에서는 L-밴드 대역 레이더 후방 산란 측정용 도파관 직교 모드 변환기(orthomode transducer)의 소형화에 대한 설계 및 성능 분석 결과를 제시한다. 도파관 직교 모드 변환기는 테이퍼(taper) 구조를 기본으로 새롭게 설계된 접합 구조를 이용하여 별도의 테이퍼 구조 없이 표준 어댑터와 연결이 가능하도록 설계/제작되었다. 소형화된 L-밴드 직교 모드 변환기의 최대 길이는 약 1.2 ${\lambda}_o$(310 mm)이며, 이는 기존의 동급 직교 모드 변환기 크기의 약 60 % 수준이 된다. 또한, 직교 모드 변환기의 포트 정합 특성과 편파 격리도 특성을 높이기 위해서 두 개의 금속봉을 구조 내부에 삽입하여 운용 주파수 대역 내 420 MHz의 대역폭(반사 손실<-15 dB 이하)과 약 40 dB의 높은 편파 격리도 성능을 얻을 수 있었다. 제작된 직교 모드 변환기, 혼 안테나, 네트워크 분석기(Agilent사(社)8753E)로 구성된 L-밴드 scatterometer를 이용한 레이더 후방 산란 측정의 정확도 분석을 위해 STCT(Single Target Calibration Technique) 보정 기법과 2DTST(2D Target Scanning Technique) 자동 측정 기법을 이용하였다. 보정된 scatterometer를 이용하여 측정된 시험용 목표물(55 cm 삼각 수동 전파 반사기)의 RCS(Radar Cross Section)의 측정 오차는 수직/수평 편파 각각 -0.2 dB와 0.25 dB이며, 유효 편파 격리도는 대역 내 평균 약 35.8 dB이다. 이때, 성능 측정을 위해 직교 모드 변환기와 함께 사용된 혼 안테나는 길이 300 mm, 개구면 크기 $450{\times}450\;mm^2$이며, E-평면 $29.5^{\circ}$와 H-평면 $36.5^{\circ}$의 반전력 빔 폭(HPBW)을 갖는다.

주름 구조를 이용한 마이크로스트립 패치 안테나의 소형화에 대한 연구 (Study for the Size Reduction of Microstrip Patch Antenna using Corrugation)

  • 송무하;우종명
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.192-201
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    • 2003
  • 본 논문은 일반적인 평면형 마이크로스트립 패치 안테나의 크기를 줄이고자 1.575 GHz 대역에서 패치면을 입체적 구조인 단방향 선형 주름형, 사각 주름형 및 격자 요철형으로 제안, 설계하였다. 설계 결과, 단방향 선형 주름형은 평면형 구조에 비해 패치의 공진길이가 21.4 % 단축되었으며, -10 dB 반사손실 대역폭은 62 MHz로서 평면형의 39 MHz(2.5 %)에 비해 23 MHz(1.5 %) 증가하였다. 이득은 평면형의 6.7 dBd에 비해 0.9 dB 저하된 5.8 dBd를 나타내었다. 3 dB 빔폭은 공진길이 단축으로 인해 E-면에서만 18$^{\circ}$ 증가하였다. 사각 주름형의 경우, 패치의 가시적 크기는 평면형에 비해 21.6 %의 면적 축소효과를 얻었다. 격자 요철형의 경우, 먼저 선형편파에 대해 패치 면적은 평면형에 비해 43.3 %의 면적 축소효과를 얻었다. -10 dB 대역폭은 70 MHz (4.4 %)로 평면형에 비해 31 MHz(2%)증가하였다. 이득은 2.2 dBd로서 평면형에 비해 4.5 dB 저하되었고, -3 dB 빔폭은 E-면에서 22$^{\circ}$, H-면에서 13$^{\circ}$ 각각 증가하였다. 원형편파의 경우, 패치의 크기는 평면형에 비해 41 %가 축소되었고, 축비는 0.8 dB의 양호한 원편파 특성을 얻었으며, 2 dB 이내 축비 대역폭은 20 MHz(1.27 %)로 평면형의 10 MHz(0.63 %)에 비해 증가되었다. 이로써 본 논문에 제안된 안테나 구조가 소형화면에서 크게 효과가 있고, 대역폭 증가로 인해 다양한 서비스가 부가된 시스템에서의 활용 가능성이 확인되었다.

높은 LO-RF 격리 특성의 W-band MIMIC Single-balanced 믹서 (High LO-RF Isolation W-band MIMIC Single-balanced Mixer)

  • 안단;이복형;임병옥;이문교;이상진;진진만;고두현;김성찬;신동훈;박형무;박현창;김삼동;이진구
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제42권6호
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    • pp.67-74
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    • 2005
  • 본 논문에서는 branch line coupler과 $\lambda$/4 전송라인을 이용하여 W-band MIMIC(Millimeter-wave Monolithic Integrated Circuit) single-balanced 믹서를 설계 및 제작하였다. Single-balanced 믹서의 설계를 위해 branch line coupler와 $\lambda$/4 전송라인 이용한 94 GHz 발룬 회로를 설계하였으며, 시뮬레이션 결과 94 GHz에서 반사계수는 -27.9 dB를 얻었으며, coupling은 4.26 dB, thru 특성은 -3.77 dB의 결과를 얻었다. 격리도와 위상차는 94 GHz에서 각각 23.5 dB 및 $180.2^{\circ}$의 결과를 얻었다. MIMIC single-balanced 믹서는 0.1 $\mu$m InGaAs/InAlAs/GaAs Metamorphic HEMT (High Electron Mobility Transistor) 다이 오드를 이용하여 설계 및 제작되었다. 제작된 MHEMT는 fT는 189 GHz, fmax는 334 GHz의 양호한 성능을 나타내었다. 설계된 믹서는 본 연구에서 개발된 MHEMT MIMIC 공정을 이용해 제작되었다. 94 GHz MIMIC single-balanced 믹서의 측정결과 변환손실 특성은 94 GHz에서 23.1 dB의 특성을 나타내었으며, 입력 Pl dB는 10 dBm, 출력 Pl dB는 -13.9 dBm의 결과를 얻었다. Single-balanced 믹서의 LO-RF 격리도는 94.19 GHz에서 45.5 dB의 높은 LO-RF 격리도 특성을 나타내었다. 본 논문에서 설계 및 제작된 W-band MIMIC Single-balanced 믹서는 기존의 밀리미터파 대역 믹서와 비교하여 높은 LO-RF 격리도 특성을 나타내었다.

새송이버섯 병재배에서 환기방법이 이산화탄소 농도 및 자실체형성에 미치는 영향 (Effects of Various Ventilation Systems on the Carbon Dioxide Concentration and Fruiting Body Formation of King Oyster Mushroom (Pleurotus eryngii) Grown in Culture Bottles)

  • 이현욱;안미정;이신우;이철호
    • 생명과학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.82-90
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    • 2007
  • 새송이버섯 재배에서 환기방법이 실내의 이산화탄소 농도 및 자실체형성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 평압형, 양압형, 음압형, 복합형의 4종의 환기방법을 사용하여 환기효율, 재배효율 및 생리장해발생정도를 포장에서 조사하였다. 그 결과 복합형의 경우, 실내 이산화탄소 농도가 평압형의 경우 1,400 ppm인 것에 비해 800 ppm으로서 현저하게 낮았고, 기류발생정도도 상대적으로 적어 환기효율이 가장 높은 것으로 나타났다. 대의 길이, 갓의 직경, 품질, 수량 등의 재배효율이 복합형에서 가장 높았으며, 수확소요일수가 단축 되었다. 생리장해의 발생에 있어서는, 세균점액증상, 비늘대증상 및 굴곡대증상의 경우에서는 환기방법에 따라 큰 차이를 보이지 않았으나, 오뚝이증상, 진무름증상 및 갈반증상은 이산화탄소 농도가 다른 환기방법에 비해 낮았던 복합형과 음압형에서 현저하게 줄어드는 경향을 보였다. 전체적으로 볼 때, 평압형 환기방법은 환기효율이 낮아 실내 이산화탄소농도를 유효하게 밖으로 배출해 내지 못함으로서 품질과 수량을 현저하게 떨어뜨리고, 생리장해의 발생을 유도하는 결과를 초래하였으며, 양압형 또한 평압형에 비해 효율성이 다소 높은 경향을 보였으나, 이들 2종은 새송이 버섯의 연중재배에 이용되는 환기방법으로 부적절한 것으로 나타났다. 음압형의 경우 상대적으로 효율성이 높은 환기방법으로서 어느 정도 도입의 가능성을 시사하고 있으나, 복합형이 환기효율, 재배효율 및 생리장해억제효과가 가장 우수한 것으로 조사되어, 새송이버섯 재배에서 복합형 환기방법을 도입할 경우, 품질향상과 생산성향상은 물론 연중 안전재배를 기대할 수 있을 것으로 사료된다. 도움이 되리라 생각된다.리고 실험에 사용된 송신부 및 수신부를 사진으로 보였으며, 이것을 이용하여 통신 수신율을 분석하였다. 주파수에서 측정된 Type 1 안테나의 전기적 성능은 원형 도체 배열을 10개 적층(disk10)하였을 때, 15.65 dBi의 최대 안테나 이득과 11.4 dB 이상의 입력 반사 손실 성능을 보여 주었으며, 다층 원형 도체 배열 구조에 의해 약 5 dB의 이득 향상 효과를 얻을 수 있었다. 또한, 원형 도체를 12개 적층하였을 때, 외곽 유전체 링 효과에 의해 Type 1 안테나는 Type 2 안테나보다 상대적으로 약 1.35 dB 만큼 이득이 더 높았으며, 각 안테나의 3 dB 빔 폭은 각각 약 $28^{\circ}$$36^{\circ}$로 측정되었다.. 그러나 기흉 발생 당일은 기흉이 발생하지 않은 날 당일보다 전일 대비 평균 기온이 높고(0.533 vs. $-0.103^{\circ}C$, RR 1.141, Cl $1.038{\sim}l.255$, p=0.006), 기온상승폭도 컸다(9.209 vs. $7.754^{\circ}C$, RR 1.123, Cl $1.061{\sim}1.190$, p=0.000). 결론: 본 연구의 결과를 통해 저자들은 기압이 상승한 뒤 기온이 상승했다. 하강하는 약 4일간의 기상변화가 자발성 기흉 발생에 영향을 미친다고 추론할 수 있었다. 향후 본 연구에서 추론된 기상변화와 기흉 발생과의 인과관계를 확인하고 좀 더 구체화하기 위한 연구가 필요할 것이다.게 이루어질 수