• 한국정보통신학회논문지
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• 제23권10호
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• pp.1282-1289
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• 2019

임피던스 변환회로의 신호 전달특성(S21)을 측정하기 위해서는 두 개의 임피던스 변환회로를 대칭 연결하여야 한다. 하지만 두 개의 임피던스 변환회로를 대칭 연결한 회로의 신호 전달특성은 중간 연결 선로의 길이에 의해 영향을 받는다. 본 논문에서는 임피던스 변화회로의 정확한 신호 전달특성을 얻기 위한 중간 연결 선로의 길이를 수식으로 유도하였다. 수식을 이용하여 계산하면 4:1(50-Ω:12.5-Ω) 임피던스 변환회로의 정확한 신호 전달특성을 얻기 위한 중간 연결 선로의 전기적 길이는 약 45°이다. 계산된 연결 선로의 길이를 적용하여 1GHz에서 λ/4-마이크로스트립 임피던스 변환회로를 제작하여 신호 전달특성을 측정하였다. 제작된 대칭 연결된 임피던스 변환회로의 신호 반사 특성(S11)은 0.980GHz에서 -40.64dB, 신호 전달 특성(S21)은 -0.154dB였다. 이는 제작 회로에 대해 이론적으로 살펴본 중심 주파수의 987MHz 변화, 마이크로스트립 선로의 신호 손실 -0.15dB 값과 거의 동일한 값이다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제48권9호
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• pp.47-53
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• 2011

본 논문에서는 커넥터의 특성임피던스 추출, 분석 방법 및 설계 변경 방법을 제안하고 임피던스를 정합하여 신호 전달 특성을 개선한다. 3차원 FEM(Finite Element Method) 전자기장(Electro-Magnetic Field) 시뮬레이터를 이용하여 커넥터의 S-파라미터를 계산하고 반사손실 및 삽입손실을 추출한다. 커넥터의 신호 전달 특성은 반사손실이 0.9 GHz 이후부터 -20 dB 이상의 값으로 높게 나타났다. 신호 전달 특성이 낮은 원인을 파악하기 위해서 회로 해석 시뮬레이터를 이용하여 커넥터의 등가 회로 모델을 추출하고 특성임피던스를 계산하였다. 커넥터의 특성임피던스는 $90.3{\Omega}$으로 임피던스 부정합이 발생하여 신호 전달 특성이 저하되었다. 따라서 신호 전달 특성을 개선할 목적으로 임피던스를 정합하기 위해서 커넥터의 커패시턴스를 증가시켰다. 이러한 설계 방안으로 커넥터 신호선의 유효 면적을 확장하고, 커넥터의 몸체 소재로 고유전체를 사용하였다. 설계 변경된 커넥터의 특성임피던스는 $58.6{\Omega}$으로 임피던스 정합에 보다 근접하여 커넥터의 반사손실이 대략 10 dB 향상되었다. 신호선의 유효 면적 증가에 의한 반사손실 개선과 고유전체의 적용으로 전자기파의 신호선 주변 집중에 의해서 삽입손실 또한 개선되었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.303-306
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• 2011

본 논문은 콘크리트의 양생 강도 발현을 모니터링하기 위하여 매립형 압전 센서를 이용하여 콘크리트 내부의 임피던스 및 유도초음파 신호를 측정함으로써, 콘크리트의 양생 강도를 실시간 추정할 수 있는 기법을 개발하였다. 임피던스 및 유도초음파 신호는 구조물의 물성을 나타내며 특히 양생 기간 중 임피던스 및 유도초음파의 변화는 해당 콘크리트 구조물의 강도변화를 나타낼 수 있다. 이를 이용하여 매립형 압전 센서로부터 저비용의 셀프 센싱 기반 임피던스 및 유도초음파를 계측하여 콘크리트의 임피던스 공진 주파수 및 유도초음파의 전달 강도를 측정하고 측정된 신호를 통하여 콘크리트 양생 강도를 추정할 수 있게 된다. 제안된 기법의 적용가능성을 검증하기 위하여 설계 압축강도 30MPa의 콘크리트 슬라브 내부에 매립형 압전 센서를 매립하고 양생기간 동안 임피던스 및 유도초음파 신호를 측정, 비교 분석 하였다. 측정된 신호 및 압축강도를 통하여 임피던스 및 유도초음파 기반 강도 추정 모델을 도출하고 보다 높은 정확도를 얻기 위해 다중스케일 강도 추정 모델을 개발하였다. 결과적으로 본 연구를 통해 매립형 압전 센서를 이용하여 콘크리트의 양생 강도를 실시간 모니터링할 수 있음이 검증되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 D
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• pp.3022-3024
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• 2005

연성 PCB(flexible printed circuit board)는 현재 노트북 PC와 디지털 카메라등에 적용되며, 굴곡성이 강하고 소형화 및 조립에 용이하여 주로 기판 사이나주기판과 외부 커넥터사이에 데이터의 전송매체로써 널리 사용되는 핵심부품이다. 근래에 개발되는 PCB 기반의 고성능 신호처리회로들은 데이터 전송율이 수백 MHz에서 수 GHz에 이르고 있으며, 신호선과 유전체, 접지판의 구조적 특성에 따라서, 반사 효과와 같은 신호무결성 문제들이 파생되어 신호의 최대성능을 제한하게된다. 이에 따라 적절한 임피던스 제어를 통하여 고성능신호들의 왜곡을 상쇄시키는 기술이 중요하게 되었다. 본 논문에서는 연성 PCB 전송라인을 위한 임피던스 모델을 대상으로 각 모델의 주요 특징 및 정확성을 분석하였다. 연성 PCB의 전송라인은 보통 전통적인 마이크로스트립 라인의 특성 임피던스 모델에 비해 신호선의 너비가 크며, 이를 반영한 개선된 수학적 임피던스 모델들이 제안되어 있다. 따라서 본 논문은 기존의 마이크로스트립 전송라인과 연성 PCB 전송라인에 적합한 수학적 모델들을 이용하여 신호 무결성 문제를 모의할 수 있는 CAE(computer-aided engineering) 도구의 임피던스 측정 결과를 비교 및 분석하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 2부
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• pp.800-803
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• 2012

본 논문에서는 SATA(Serial Advanced Technology Attachment) 커넥터의 차동 임피던스를 정합하여 신호 전달 특성을 개선한다. 3차원 FEM(Finite Elements Method) 전자기장 시뮬레이터를 이용하여 SATA 커넥터의 차동 모드 S-파라미터를 추출하고, 신호 전달 특성을 분석한다. SATA 커넥터의 반사 손실 ($S_{dd11}$)은 5 GHz 까지 20 dB 이하의 값을 나타내고, 삽입 손실($S_{dd21}$)은 0.1 dB 이하의 값을 나타낸다. 또한 인덕턴스, 커패시턴스, 상호 인덕턴스, 상호 커패시턴스를 추출하여 차동 임피던스를 계산한다. SATA 커넥터의 차동 임피던스는 107.3 ${\Omega}$으로 부정합이다. 차동 임피던스를 정합하기위해서 커넥터 신호 핀을 dx 방향으로 설계 변경한다. $d_x$ 방향으로 0.04 mm 증가 시켰을 때 차동 임피던스가 99.5 ${\Omega}$으로 최적으로 정합되었다. 또한 반사 손실은 1.5 GHz 에서 11 dB 개선되고, 삽입 손실은 최대 약 0.05 dB 개선되었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.213-219
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• 2012

본 논문은 외부 영향에 의하여 고속 정보시스템의 모듈사이에서 발생되는 전송잡음과 왜곡신호에 대한 신호 보전의 방법에 대하여 제안하였다. 고속 전송선로의 왜곡효과를 제거하기 위하여 전송선로 임피던스 정합에 의한 신호보전(signal integrity)은 고속 동작에 따른 전송선로효과 발생조건을 ADS로 모델링한 후 최적의 임피던스 정합을 단선 및 차동인터페이스 방식으로 구분하였다. 실험한 결과, 고속 정보통신시스템에 따르는 신호지연을 고려하여 최적의 단자 임피던스 값을 정합시켜 고속 신호의 최적 보전이 가능함을 보여 주었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.427-428
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• 2014

서론: 최근 전세계적인 고령화 진행에 따른 뇌졸중, 파킨슨병, 알츠하이머병 등과 같은 각종 뇌관련 질환에 대한 관심이 더욱 높아지고 있으며 다양한 뇌질환 치료를 위하여 뇌 신경 신호의 정확한 검출 대한 연구가 학계에서 활발히 진행되고 있다. 효과적인 뇌 신경 신호 검출을 위해서는 세포조직의 손상을 최소화 할 수 있는 초소형 신경탐침 및 극소 면적내에서 극대화된 검출 전극이 구현되어야 한다. 그러나, 극소 면적내에 구성된 소면적 전극을 통한 신호 검출은 전극 계면에서의 높은 임피던스를 야기시켜 정밀한 신경신호 검출에 어려움을 만든다. 따라서, 뇌 신경 신호 검출시 전극 계면에서의 낮은 임피던스를 검출하기 위한 다결정실리콘, 이리듐 산화막, 탄소나노튜브와 같은 다양한 전극 소재를 이용한 신경탐침 연구가 제안되어 왔다. 본 연구에서는 극소화된 전극면적과 신경세포 계면에서의 저 임피던스 신경신호 검출을 위하여 비이온성 계면활성제와 전해도금을 이용하여 높은 거칠기값을 갖는 나노동공 백금층을 검출 전극으로 활용하였다. 실험 결과: 제작된 신경탐침의 몸체는 실리콘으로 이루어지며, 탐침 끝단에는 신호 측정을 위한 나노동공 백금층을 갖는 전극들이 집적되어 있다. Fig. 1 는 제작된 나노동공 백금을 갖는 신경탐침의 이미지 (a), SEM (b), TEM (c), FESEM (d) 측정결과를 보여준다. 0.9 %의 NaCl 용액에서 제작된 신경탐침의 계면임피던스 및 위상각 변화에 대한 측정결과가 Fig. 2에 나타나 있다. 1.2 kHz 주파수에서 $942.6K{\Omega}$ ($0.029{\Omega}cm^2$, $3.14{\mu}m^2$)로 극대화된 실표면적을 갖는 나노동공 백금층에 의하여 매우 낮은 임피던스 특성을 보인 것으로 판단된다. 또한 제작된 신경탐침은 위상각이 $-82.9^{\circ}$로서 캐패시터와 같은 역할을 하고 있다고 예상할 수 있었으며 $4.6mFcm^{-2}$의 축전용량값을 보였다. Fig. 3는 1 M의 황산용액에서 나노동공백금층이 형성된 신경탐침 전극과 형성 전의 전기화학적 표면변화를 비교분석한 결과로서 나노동공 백금층의 형성 전/후의 전류응답 특성이 상이하게 나타났다. 나노동공 백금층의 실표면적 극대화로 인한 전류응답수치 또한 크게 향상 되었으며, 0~-0.25 V 영역에서의 수소 흡착에 따른 환원곡선은 전형적인 백금 특성을 보여주는 결과로 판단 할 수 있다. Table 1는 기존에 연구되었던 신경탐침들과 본 연구에서 제작된 나노동공 백금을 갖는 신경탐침의 임피던스와 캐패시턴스 특성을 비교한 결과이다. 결론: 본 연구에서는 실리콘 신경탐침 끝단에 집적된 전극상에 전해도금법을 이용하여 높은 거칠기값을 갖는 나노동공 백금층을 형성하고 전극 계면상의 낮은 임피던스를 검출을 하였다. 나노동공 백금층을 갖는 신경탐침은 순환전압전류법을 통해 극대화된 실표면적을 극대화를 확인할 수 있었으며, 극대화된 검출 전극면은 저 임피던스 측정에 용이함을 실험을 통해서 증명할 수 있었다. 따라서, 높은 거칠기값의 나노동공 백금층은 초소형화된 신경탐침상에 집적되는 전극면적소형화와 다수의 전극 구현에 효과적일 것으로 판단되며 보다 정확한 신경신호 검출을 통한 뇌질환의 명확한 이해에 유망할 것으로 판단된다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권2호
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• pp.47-53
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• 2013

본 논문에서는 SATA(Serial Advanced Technology Attachment) 커넥터의 차동 임피던스 계산 방법을 적용하여 설계 변경 방법을 제안하고 신호 전달 특성을 개선하였다. 3차원 FEM(Finite Elements Method) 전자기장(Electromagnetic Field) 시뮬레이터를 이용하여 SATA 커넥터의 차동 모드 S-파라미터를 계산하고, 신호 전달 특성을 분석한다. 차동 임피던스는 Odd mode 임피던스를 이용하여 계산되므로 인덕턴스, 커패시턴스, 상호 인덕턴스, 상호 커패시턴스 값이 필요하다. 따라서 시뮬레이터를 이용하여 SATA 커넥터의 각각의 값을 추출하여 차동 임피던스를 계산하였고, 이 값은 $107.3{\Omega}$으로 설계 사양을 만족하지 못하였다. 신호 전달 특성 개선을 위해서 SATA 커넥터의 핀을 $d_x$, $d_y$ 방향으로 설계 변경하고, 각 경우의 신호 전달특성과 차동 임피던스를 분석하였다. $d_y=0.1mm$의 경우에서 신호 전달 특성이 가장 우수하게 나타났고, 차동 임피던스가 $98.7{\Omega}$으로 정합되었다. 이때, 반사손실은 1.5 GHz에서 15 dB 개선되었다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2001년도 하계종합학술대회 논문집(5)
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• pp.13-16
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• 2001

본 논문에서는 인간의 생체 임피던스를 이용하여 인간의 팔 운동을 추정하고자 한다. 생체 신호를 이용하여 인간의 운동을 추정하기 위해서는 먼저 생체 신호와 인간의 운동 사이의 정량적인 관계를 구해야 하며 특히, 다자유도 운동의 추정에는 생체 신호간의 간섭등을 고려하여야 한다. 본 논문에서는 먼저 일자유도 운동실험을 통해 생체 임피던스와 인간 팔 관절의 회전각 사이의 선형성을 고찰한다. 그리고, 다자유도 측정시에 발생하는 근육간의 결합성과 방향성의 문제에 대해 주파수 분할 측정법을 도입하여 팔의 다자유도 운동을 추정하였다. 마지막으로, 실제의 로봇을 제어하는데 응용하였다.

• 한국음향학회지
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• 제16권4호
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• pp.85-89
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• 1997

본 논문에서는 다층구조물에 초음파를 입사시켰을 때 반사된 신호를 켑스트럼 기법으로 신호처리하여 각 층의 임피던스 변화를 해석하였다. 이를 위하여 각 층에서 반사된 초음파 반사신호에 삼중 켑스트럼 기법을 적용하여 최대 진폭과 극성을 구하고 이러한 값으로 각 층의 반사계수를 산출하므로써 임피던스를 구할 수 있었다. 실험을 위하여 얻어진 반사신호를 켑스트럼 처리하여 임피던스를 측정한 결과 이론치와 잘 일치하였다.