The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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v.12
no.1
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pp.143-152
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2001
A method for miniaturization of microstrip patch antenna without degrading its radiation characteristics is investigated in this paper. It involves perforating the patch to form a microstrip square-ring antenna, and it's BW enhancement is investigated numerically and experimentally. A ring geometry introduces additional parameters to the antenna, and those are used to control impedances, resonance frequencies, and bandwidths. For a single square ring antenna, an increase of the size of perforation increases its input impedance, decreases the resonance frequency, and bandwidths. But it affects little on directivity of the antenna. To match the antenna to a transmission line and also enhance its bandwidth, the ring is stacked by a square patch or another square ring. Also numerically simulated results by the IE3D, and experimental data are compared for proof.
Kiourti, Asimina;Sun, Mingrui;He, Xiaoming;Volakis, John L.
Journal of electromagnetic engineering and science
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v.14
no.3
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pp.267-272
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2014
Hyperthermia is a form of cancer treatment in which affected human tissue is exposed to $>40^{\circ}C$ temperature. In this paper, our goal is to assess the efficacy of fullerene agents to reduce heating time for cancer treatment. Such agents can accelerate heating of cancer cells and improve hyperthermia treatment efficacy. Typically, in vitro testing involves cancer cell culturing, heating cell cultures in accordance to specifications, and recording cancer cell viability after hyperthermia. To heat cell cultures, we design and evaluate a 2.4-GHz microwave cavity with controllable temperature. The cavity is comprised of a polystyrene cell culture dish (diameter = 54 mm, height = 13.5 mm) and a printed monopole antenna placed within the cavity for microwave heating. The culture temperature can be controlled through the intensity and duration of the antenna's microwave radiation. Heating experiments were carried out to validate the cavity's performance for F-12K culture medium (Kaighn's F-12K medium, ATCC). Importantly, fullerene agents were shown to reduce heating time and improve hyperthermia treatment efficacy. The culture medium temperature increased, on average, from $24.0^{\circ}C$ to $50.9^{\circ}C$ (without fullerene) and from $24.0^{\circ}C$ to $56.8^{\circ}C$ (with 3 mg/mL fullerene) within 15 minutes.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2000.02a
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pp.80-80
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2000
Surface acoustic wave (SAW) devices have become more important as mobile telecommunication systems need h호-frrequency, low-loss, and down-sized components. Higher-frequency SAW divices can be more sasily realized by developing new h호-SAW-velocity materials. The ZnO/diamond/Si multilasyer structure is one of the most promising material components for GHz-band SAW filters because of its SAW velocity above 10,000 m/sec. Silicon carbide is also a potential candidate material for high frequency, high power and radiation resistive electronic devices due to its superior mechanical, thermal and electronic properties. However, high price of commercialized 6- or 4H-SiC single crystalline wafer is an obstacle to apply SiC to high frequency SAW devices. In this study, single crystalline 3C-SiC thin films were grown on Si (100) by MOCVD using bis-trimethylsilymethane (BTMSM, C7H20Si7) organosilicon precursor. The 3C-SiC film properties were investigated using SEM, TEM, and high resolution XRD. The FWHM of 3C-SiC (200) peak was obtained 0.37 degree. To investigate the SAW propagation characteristics of the 3C-SiC films, SAW filters were fabricated using interdigital transducer electrodes on the top of ZnO/3C-SiC/Si(100), which were used to excite surface acoustic waves. SAW velocities were calculated from the frequency-response measurements of SAW filters. A generalized SAW mode. The hard 3C-SiC thin films stiffened Si substrate so that the velocities of fundamental and the 1st mode increased up to 5,100 m/s and 9,140 m/s, respectively.
Park, Jin-Wook;Huh, Chang-Su;Seo, Chang-Su;Lee, Sung-Woo
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.30
no.9
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pp.535-540
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2017
The changes in the electrical characteristics of CMOS ICs due to coupling with a narrow-band electromagnetic wave were analyzed in this study. A magnetron (3 kW, 2.45 GHz) was used as the narrow-band electromagnetic source. The DUT was a CMOS logic IC and the gate output was in the ON state. The malfunction of the ICs was confirmed by monitoring the variation of the gate output voltage. It was observed that malfunction (self-reset) and destruction of the ICs occurred as the electric field increased. To confirm the variation of electrical characteristics of the ICs due to the narrow-band electromagnetic wave, the pin-to-pin resistances (Vcc-GND, Vcc-Input1, Input1-GND) and input capacitance of the ICs were measured. The pin-to-pin resistances and input capacitance of the ICs before exposure to the narrow-band electromagnetic waves were $8.57M{\Omega}$ (Vcc-GND), $14.14M{\Omega}$ (Vcc-Input1), $18.24M{\Omega}$ (Input1-GND), and 5 pF (input capacitance). The ICs exposed to narrow-band electromagnetic waves showed mostly similar values, but some error values were observed, such as $2.5{\Omega}$, $50M{\Omega}$, or 71 pF. This is attributed to the breakdown of the pn junction when latch-up in CMOS occurred. In order to confirm surface damage of the ICs, the epoxy molding compound was removed and then studied with an optical microscope. In general, there was severe deterioration in the PCB trace. It is considered that the current density of the trace increased due to the electromagnetic wave, resulting in the deterioration of the trace. The results of this study can be applied as basic data for the analysis of the effect of narrow-band high-power electromagnetic waves on ICs.
An Dan;Lee Mun Kyo;Jin Jin Man;Go Du Hyun;Lee Sang Jin;Kim Sung Chan;Chae Yeon Sik;Park Hyung Moo;Shin Dong Hoon;Rhee Jin Koo
Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TC
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v.42
no.5
s.335
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pp.55-60
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2005
A V-band MIMIC quadruple subharmonic mixer is reported in this paper. The cascode harmonic generator is proposed for a high conversion gain. The proposed cascode harmonic generator is shown with a 4-th harmonic output characteristic that represents an average of 2.9 dB and a maximum of 4 dB higher than the conventional multiplier. The measured result of the subharmonic mixer has a conversion gain of 3_4 dB which a good conversion gain at a LO power of 13 dBm. Isolations of LO-to-IF and LO-to-RF were obtained -53.6 dB and -46.2 dB, respectively. The conversion gain of the subharmonic mixer in this study has a higher conversion gain compared with some other reports in millimeter-wave range.
The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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v.39B
no.9
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pp.598-605
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2014
In this paper, we suggest a modified slotted ALOHA algorithm for fast tag collection in active RFID system and implement the reader and tag operation using CC2530 chip of Texas Instruments Co. to prove the performance of the proposed algorithm. In the present international standard related with active RFID including ISO/IEC 18000-7 the reader sends sleep command to each tag after successful obtaining tag's information. Meanwhile, in this paper, the tags decide to sleep after checking the second command from the reader resulting in enormously decreased tag collection time. We tested the proposed algorithm with 30 tags over the range of 0-3m and the results showed that the tag collection process was completed in 400msec at average. And 30 tags are collected in one second with 99.7% and the collection rate is 100% in 2m distance between reader and tag. The collection rates are 99.94% and 99.7% for distance 2.5m and 3m, respectively. The average collection rate is 99.91% over all range and it is concluded that the proposed algorithm is enough to apply to real fields.
Quality control methods for the first G-band vapor radiometer (GVR) mounted on a weather aircraft in Korea were developed using the GVR Precipitable Water Vapor (PWV). The aircraft attitude information (degree of pitch and roll) was applied to quality control to select the shortest vertical path of the GVR beam. In addition, quality control was applied to remove a GVR PWV ≥20 mm. It was found that the difference between the warm load average power and sky load average power converged to near 0 when the GVR PWV increased to 20 mm or higher. This could be due to the high brightness temperature of the substratus and mesoclouds, which was confirmed by the Communication, Ocean and Meteorological Satellite (COMS) data (cloud type, cloud top height, and cloud amount), cloud combination probe (CCP), and precipitation imaging probe (PIP). The GVR PWV before and after the application of quality control on a cloudy day was quantitatively compared with that of a local data assimilation and prediction system (LDAPS). The Root Mean Square Difference (RMSD) decreased from 2.9 to 1.8 mm and the RMSD with Korea Local Analysis and Precipitation System (KLAPS) decreased from 5.4 to 4.3 mm, showing improved accuracy. In addition, the quality control effectiveness of GVR PWV suggested in this study was verified through comparison with the COMS PWV by using the GVR PWV applied with quality control and the dropsonde PWV.
Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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2017.04a
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pp.165-165
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2017
모돈은 사육 특성상 제한된 파일롯 공간 안에 장시간 머물기 때문에 과중한 몸무게에 의한 지제 이상, 섭식 등의 불량, 수면상태의 불량 등을 지속적으로 관찰해야 하는 대상이다. 측면에 다수의 초음파 센서를 설치하여 기립의 상태 및 운동 시 몸체 궤적의 특성을 분석하여 종합적으로 모돈의 행동 특성을 정량화 하고자 하였다. 이 과정에서 계측 신호의 값을 대수적으로 비교하는 방식에 한계가 있음을 발견하였고, 이를 해결하고자 10 Hz/Ch 내외의 시계열 상대거리 궤적 신호를 주파수 도메인으로 변경하여 분석을 수행하였다. 일정 주파수에 집중되어 있는 주파수 값의 크기 변화(파워 스펙트럼 밀도)를 기준으로 모돈의 움직임의 정상 상태 유무 판별이 가능하였다. 단, 이러한 분석은 계측 데이터를 일괄 처리 방식으로 분석하는 방법으로 도출이 되었으므로, 계측과 정량 분석을 동시에 수행하기 위한 개선이 필요하였다. 계측 시스템에서 사용한 마이크로 프로세서는 Nucleo-446(STMelectronics, CA, USA)로 180 Mhz의 클럭 속도로 작동하나, 총 100 Hz 내외의 16비트 계측 신호에 대해 추가적으로 FFT 등의 주파수 변환 신호 처리를 수행하기에는 연산 능력이 부족하였다. 한편, 주파수 분석의 주기를 1분 단위로 할 경우 처리해야할 정보의 크기는 $100{\times}60{\times}5{\times}2Byte$ 이므로 1분 내에 해당 연산을 종료할 수 있는 추가의 연산 장치가 필요하였다. 계측과 주파수 도메인 변환 연산을 동시에 수행하기 위하여 1 Ghz의 연산능력을 가진 ARM A9 계열의 초소형 멀티코어 AP인 NanoPi Neo Air(Friendlyarm, Guangzhou, China)을 선정하였다. 4개의 코어를 각각 계측, Median 필터링, Smoothing 연산, FFT 분석에 사용하여 1분 단위, 2분 단위, 5분 단위의 주파수 분석을 동시에 수행하였다. 병렬 연산 라이브러리는 오픈 소스인 MPICH(www.mpich.org)를 이용하였다. 상대적으로 여유있는 자원을 보유하고 코어를 실시간으로 결정하여 다수의 모돈 개체 동시 모니터링을 위한 네트워크 연결 역할을 동시에 수행하도록 하였다. 1주일 내외의 요인 실험 수행 결과, 약 70 Mbyte의 데이터가 축적이 되었으며, 1분 단위, 2분 단위, 5분 단위의 주파수 도메인 변환 후 결과를 동시에 취득할 수 있었다. 일부 주파수 도메인 상의 파워 밀도 값이 모돈의 행동 특성에 분석에 유효한 정보를 제공함을 발견하였다. 모돈사 내 현장 보급이 가능한 초소형 AP와 멀티 코어 기반 병렬 처리 기법을 이용한 현장 진단 시스템 개발 연구를 지속적으로 수행할 것이다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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v.9
no.2
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pp.85-97
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2009
As operating frequency is raised and as more integration with active and passive elements is required, it becomes difficult to fabricate more than 120 ${\Omega}$ characteristic impedance of a mierostrip line. To solve this problem, an equivalent high impedance transmission-line section is suggested, which consists mainly of a pair of coupled-line sections with two shorts. However, it becomes a transmission-line section only when its electrical length is fixed and its coupling power is more than half. To have transmission-line characteristics(perfect matching), independently of coupling power and electrical length, two identical open stubs are added and conventional design equations of evenand odd-mode impedances are modified, based on the fact that the modified design equations have the linear combinations of conventional ones. The high impedance transmission-line section is a passive component and therefore should be perfectly matched, at least at a design center frequency. For this, two different solutions are derived for the added open stub and two types of high impedance transmission-line sections with 160 ${\Omega}$ characteristic impedance are simulated as the electrical lengths of the coupled-line sections are varied. The simulation results show that the determination of the available bandwidth location depends on which solution is chosen. As an application, branch-line hybrids with very weak coupling power are investigated, depending on where an isolated port is located, and two types of branch-line hybrids are derived for each case. To verify the derived branch-line hybrids, a microstrip branch-line hybrid with -15 dB coupling power, composed of two 90$^{\circ}$ and two 270$^{\circ}$ transmission-line sections, is fabricated on a substrate of ${\varepsilon}_r$= 3.4 and h=0.76 mm and measured. In this case, 276.7 ${\Omega}$ characteristic impedance is fabricated using the suggested high impedance transmission-line sections. The measured coupling power is -14.5 dB, isolation and matching is almost perfect at a design center frequency of 2 GHz, showing good agreement with the prediction.
Jung, Kyeongsoo;Chae, U-Ri;Chae, Ho Keun;Chung, Myeong-Sug;Lee, Joo-Yeoun
Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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v.24
no.5
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pp.9-16
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2019
In today's global energy market, the importance of green energy is emerging. Hydrogen energy is the future clean energy source and one of the pollution-free energy sources. In particular, the fuel cell method using hydrogen enhances the flexibility of renewable energy and enables energy storage and conversion for a long time. Therefore, it is considered to be a solution that can solve environmental problems caused by the use of fossil resources and energy problems caused by exhaustion of resources simultaneously. The purpose of this study is to efficiently produce hydrogen using plasma, and to study the optimization of DME reforming by checking the reforming reaction and yield according to temperature. The research method uses a 2.45 GHz electromagnetic plasma torch to produce hydrogen by reforming DME(Di Methyl Ether), a clean fuel. Gasification analysis was performed under low temperature conditions ($T3=1100^{\circ}C$), low temperature peroxygen conditions ($T3=1100^{\circ}C$), and high temperature conditions ($T3=1376^{\circ}C$). The low temperature gasification analysis showed that methane is generated due to unstable reforming reaction near $1100^{\circ}C$. The low temperature peroxygen gasification analysis showed less hydrogen but more carbon dioxide than the low temperature gasification analysis. Gasification analysis at high temperature indicated that methane was generated from about $1150^{\circ}C$, but it was not generated above $1200^{\circ}C$. In conclusion, the higher the temperature during the reforming reaction, the higher the proportion of hydrogen, but the higher the proportion of CO. However, it was confirmed that the problem of heat loss and reforming occurred due to the structural problem of the gasifier. In future developments, there is a need to reduce incomplete combustion by improving gasifiers to obtain high yields of hydrogen and to reduce the generation of gases such as carbon monoxide and methane. The optimization plan to produce hydrogen by steam plasma reforming of DME proposed in this study is expected to make a meaningful contribution to producing eco-friendly and renewable energy in the future.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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