• 한국음향학회지
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• 제38권3호
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• pp.256-265
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• 2019

수중 탐지용으로 사용되는 심벌 트랜스듀서에는 여러 가지 종류가 연구되어져 왔는데, 대표적인 종류로 Moonie 트랜스듀서, 컨벡스 심벌 트랜스듀서, 그리고 컨케이브 심벌 트랜스듀서 등이 있다. 본 연구에서는 수중 광대역 프로젝터용으로 이들 세 종류의 트랜스듀서의 특성을 분석하고 비교하였다. 트랜스듀서의 구조 변수들이 각 트랜스듀서의 음향 특성에 미치는 영향을 분석하고 이를 바탕으로 각 트랜스듀서 종류가 특정 중심주파수를 가지면서 대역폭이 최대가 되는 구조를 도출하였다. 최적화된 구조를 가지는 트랜스듀서들의 성능을 비교한 결과, 컨벡스 심벌 트랜스듀서가 광대역과 고출력, 두 측면에서 모두 가장 우수하다는 것을 확인하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제2권3호
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• pp.194-199
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• 1996

평면 배열형 소나 센서에서는 트랜스듀서 상호간의 간섭효과들이 음을 방사하는 각각의 트랜스듀서 및 평면 배열의 빔패턴에 영향을 주게된다. 따라서 음향 방사출력의 계산은 소나용 트랜스듀서의 성능및 효율을 평가하는데 필수적이다. 음향 방사출력을 예측하기 위하여 무한 강성 배플에 고정된 수개의 트랜스듀서를 이론해석의 대상으로 설정하였다. 각 트랜스듀서는 자기방사 임피던스 및 상호방사 임피던스로 구성되어 있으며 이것의 총 방사 임피던스 및 음향반사 출력의 추출은 등가 전기회로 모델을 이용하였다. 이론및 수치해석의 결과에 근거하여 음향방사 출력은 각 트랜스듀서 상호간의 간섭의 양에 의존함을 보였으며 상호간섭에 의한 음향출력 손실은 25.05%에서 최고 51.52%정도임을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2000년도 영호남학술대회 논문집
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• pp.287-290
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• 2000

본 연구에서는 압전세라믹스와 금속판으로 구성된 음향트랜스듀서를 모델로 설정하고, 원형평판으로부터 방사되는 내부음장과 트랜스듀서의 외부로 방사되는 음향특성을 수치 해석하였다. 음향트랜스듀서의 내부 유니트를 요소 분할하며 경계조건을 적용시키고, 유한요소법을 이용하여 내부의 음장 분포와 음압 변화량을 가시화하였다. 그리고 트랜스듀서 외부로 방사되는 음압은 가상경계면 외부를 요소분할한 후 다양한 주파수에서 음압 기울기와 등압선을 수치해석하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2000년도 하계학술발표대회 논문집 제19권 1호
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• pp.373-376
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• 2000

기존의 Push-Pull 트랜스듀서보다 간단한 구조를 가지며 출력을 한층 더 높이기 위해서 실린더 중앙에 구동부를 둔 새로운 구조의 Push-Pull 트랜스듀서를 설계하고자 한다. 유한 요소 상용 Package인 ANSYS를 이용하여 트랜스듀서의 모델을 구성한 후, 분석 시 고려되어 지는 길이, 반경, Endcap Edge 형상에 대해 변수로 설정, 변수들의 변화에 대한 음압의 변화 경향을 조사하여 최대 음압을 구현하기 위한 최적 길이, 반경, Endcap Edge 형상을 설정하였다. Endcap의 형상이 수직, 삼각형 형태의 트랜스듀서에서 나타난 결과에서 힘의 전달이 Edge형상이 수직일 때보다는 삼각형일 때가 더 좋은 것을 볼 수가 있었다. 또한 기존의 트랜스듀서를 유한 요소로 설계를 하여서 분석을 하였고, 기존의 트랜스듀서와 비교해 본 결과, 최적 설계한 트랜스듀서가 구조적으로 더 단순한 구조임에도 불구하고 더 큰 음압을 구현할 수 있는 고출력 트랜스듀서라는 것을 입증하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제36권1호
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• pp.27-34
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• 2016

본 논문은 초음파를 이용한 단층촬영(ultrasound computed tomography, UCT)을 위해 사용되는 영상 복원 방식에서 실제 사용되는 초음파 트랜스듀서의 조합에 따른 영항을 다루었다. 촬영 대상의 속도 분포를 구하기 위해서 라돈 변환(radon transform)을 사용하였으며, 음향 임피던스의 영상화를 위하여, 시간지연(delay and sum)방식을 사용하였다. 음향 임피던스 영상의 경우 속도 분포 영상에 의해 보정하여 더 정확한 영상을 복원하였다. 매질의 특성에 따른 감쇠, 굴절 및 반사를 고려한 초음파 시뮬레이터로 128개의 환형 트랜스듀서 어레이를 구현하였으며, 5 MHz의 중심주파수로, 5 cm의 인체조직 영상을 구현하였다. 실제 구현을 위한 최적의 트랜스듀서 조합을 찾기 위해, 점 진원(point source), 평면 트랜스듀서(flat transducer), 집속 트랜스듀서(focused transducer)를 이용해서 속도 분포에 대한 영상과 음향 임피던스 영상을 구현하여 비교하였다. 또한 시뮬레이션 상에서는 송신 및 수신 트랜스듀서가 모두 점 트랜스듀서인 경우가 가장 좋은 결과를 보여주었으나, 실제 구현을 고려하면 송신은 평면 트랜스듀서가 수신은 점 트랜스듀서로 하는 조합이 가장 현실적으로 좋은 결과를 보여준다.

• 한국음향학회지
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• 제33권2호
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• pp.94-101
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• 2014

본 연구에서는 수중 음향 트랜스듀서의 주파수 광대역화를 위해서 중공형 전면추를 가진 Tonpilz 트랜스듀서를 제안하였다. 트랜스듀서의 특성에 미치는 설계변수들의 영향을 분석하고, 그 결과에 따라 Tonpilz 트랜스듀서의 최적구조를 설계하였다. 나아가 시편의 제작 및 특성 측정을 통하여 설계 결과의 타당성을 검증하였다. 설계된 트랜스듀서는 단일모드 트랜스듀서에 비해 월등히 넓은 131 %의 -6 dB 비대역폭을 나타내었으며, 해석 결과와 측정 결과가 잘 일치하는 것으로 확인되었다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2002년도 하계학술발표대회 논문집 제21권 1호
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• pp.353-356
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• 2002

심근 경색 및 뇌졸중 등 혈관과 관련된 질환들의 진단 및 치료의 목적으로 미세 크기의 원형 배열 초음파 트랜스듀서가 사용되고 있다. 원형 배열 초음파 트랜스듀서는 종래의 선형 배열 트랜스듀서에 비해 반경 방향의 입체적 진단을 가능케 하고 높은 감도 및 해상도를 구현할 수 있는 장점을 가진다. 본 연구에서는 이러한 원형 배열 초음파 트랜스듀서의 개발을 위하여, 유한요소법 및 이론적인 해석으로 트랜스 eb서의 방사특성을 분석함으로써 무지향성을 이루기 위한 트랜스듀서 내 진동자의 최적 규격을 설정하였다. 나아가 해석 결과에 따라 직경이 약 10mm정도가 되는 알루미나 $Al_2O_3$ 튜브에 32개의 진동자가 원형으로 배열된 트랜스 듀서 시작품의 제작 및 방사특성 측정 실험을 수행함으로써 설계 결과의 타당성을 검증하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2004년도 추계학술발표대회논문집 제23권 2호
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• pp.357-358
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• 2004

생체 피부하 약 5mm이내 영역에 대한 고분해능의 B-모드 영상을 얻는 데 사용할 수 있는 축 방향 분해능 $30{\mu}m$ 이하인 VHF 대역 초음파 트랜스듀서로서 용융석영을 음향버퍼의 하여 그 양단에 송신용 2-2 composite와 수신용 P(VDF-TrFE)를 설치한 송수신 분리형의 집속 트랜스듀서의 구조를 새로이 제안하고, 그 전기적 음향적 특성을 시뮬레이션 하였다. 그 결과, 2-2 composite 투께 $18{\mu}m$와 P(VDF-TrFE) 두께 $12{\mu}m$의 트랜스듀서는 중심주파수 43.0MHz, 비대역 $74\%$이며, 삽입손실이 25dB인 비교적 우수한 트랜스듀서가 될 수 있음을 알았다.

• 한국음향학회지
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• 제15권1호
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• pp.17-22
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• 1996

소나 시스템에 주로 사용이 되는 평면 배열형 음향 트랜스듀서는 수중에서 음을 방사하여 빔(beam)을 형성하게 된다. 이러한 빔은 트랜스듀서 진동체에서 발생하는 음향 출력이 공간상에 분포되어 일어난다. 따라서 방사 출력의 산출은 트랜스듀서의 성능 및 효율을 예측하는데 필요하다. 본 논문에서는 무한 배플에 고정된 9개의 음향 진동체를 모델로 선정하였다. 개별 진동체에서의 음향 방사량은 자기방사 및 상호방사의 조합으로 표현이 되며 전기적 등가회로 기법을 이용하여 진동체 상호간의 음향 간섭 영향을 고려하여 평면 배열형 음향 트랜스듀서 진동체의 방사 출력 예측 기법을 제안 하였다.

• 한국음향학회지
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• 제39권3호
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• pp.170-178
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• 2020

심벌 트랜스듀서는 높은 품질계수와 낮은 에너지 변환 효율성을 가지기 때문에 단일보다는 배열형으로 많이 사용된다. 단, 배열형으로 사용하면 구성 트랜스듀서들 간의 상호작용으로 인해 주파수 특성에 많은 변화가 나타난다. 본 연구에서는 이러한 성질을 이용하여 초광대역 특성을 가지는 배열형 심벌 트랜스듀서의 구조를 설계하였다. 먼저, 특정 중심 주파수를 가지는 심벌 트랜스듀서를 설계하였다. 그리고 설계된 심벌 트랜스듀서들로 2×2 평면 배열을 구성하는데, 구성 트랜스듀서들이 모두 동일하거나 엇갈리는 분극 방향을 가지도록 하였다. 이 배열구조에 대해서 구성 트랜스듀서들 간의 중심 주파수 차이와 트랜스듀서들 중심과 중심 간의 간격이 전체 배열 구조의 음향특성에 미치는 영향을 분석하였다. 이 결과를 바탕으로 비대역폭이 최대가 되는 배열형 심벌 트랜스듀서의 구조를 도출하였다.