• 제목/요약/키워드: Beam Directivity

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초음파 사각 트랜스듀서의 최적설계를 위한 지향성 해석 (Directivity Analysis for Optimal Design of Ultrasonic Angle Beam Transducer)

  • 남영현
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제32권9호
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    • pp.796-803
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    • 2008
  • Ultrasonic testing uses the directivity of the ultrasonic wave, which propagates in on direction. The directivity is expressed as the relationship between the propagate direction and its sound pressure. The directivity of an ultrasonic wave is related to the choice of probe arrangement, testing sensitivity and scanning pitch and correct measurement of defect size and location. This paper describes on the directivity measurement of ultrasonic wave using the visualization method. The directivity of shear wave emitted from the angle beam transducer were constant during propagation. The difference of directivity was existed between 2 MHz and 4 MHz angle beam transducers. When these experimental results were compared with the theory which was based on the continuous wave, it showed good agreement with theoretical directivity on the principal lobe.

GAUSS 소거법을 이용한 초음파 트랜스듀서의 지향성합성 SIMULATION (Directivity Synthesis Simulation of Ultrasonic Transducer Using Gauss Elimination Method)

  • 이정남;조기량;이진선;이문수
    • 한국전자파학회지:전자파기술
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    • 제6권4호
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    • pp.20-27
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    • 1995
  • 본 논문에서는 직선 배열 응원에 의한 초음파 트랜스듀서의 목적 지향성에 대한 Beam forming을 Gauss 소거법을 이용하여 수치 계산하였다. 하나의 System으로 여러 가지의 조건에 대한 지향성 합성의 실현을 목적으로 하였으며, 목적 지향성으로는 계산에 의해 합성된 선음원에 의한 지향성과 임의로 설정한 Beam 폭의 변화와 방사 방향의 회전에 대한 준이상 Beam을 선택하여 지향성 합성을 시융레이션 하였다. 수치 계산에는 PC(CPU: 80486DX2, RAM 16Mbyte)를 이용하였으며, 수치 계산 결과, 반복법(LMS볍, DFP볍)에 비해 훨씬 빠른 지향성 합성이 가능하고, 또 System 안정도 면에서도 매우 양호함을 확인했다.

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선형배열음원의 최적 지향성합성 (Optimal Directivity Synthesis of Linear array Sources)

  • 정의철;김상윤;김온;조기량
    • 한국통신학회논문지
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    • 제37권4A호
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    • pp.250-259
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    • 2012
  • 본 논문에서는 반복계산에 따라 비선형 최소점을 탐색하는 최적화 알고리즘의 선택이 선형배열음원의 지향성합성에 미치는 영향을 목적지향성의 설계사양에 대한 만족도, 수렴성, 그리고 적응성의 면에서 비교 검토하였다. 지향성합성은 최적화 알고리즘인 DFP(Davidon-Fletcher-Powell)법과 BFGS (Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno)법을 이용하였으며, 준이상 빔과 회전 빔, 그리고 멀티 빔을 목적지향성으로 설정하였다. 수치계산 결과, 지향성합성에 대한 준뉴톤법의 유효성 확인과 함께 수치계산 과정에서 발생된 문제점에 대한 해결 방법도 제시하였다.

Optimum Directivity Synthesis of Ultrasonic Transducers Using Direct Inversion in Combination with Iterative DFP Method

  • K. R. Cho;Kim, C. D.;T. Tsuchiya;Y. Kagawa
    • 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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    • 한국시뮬레이션학회 2001년도 The Seoul International Simulation Conference
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    • pp.477-483
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    • 2001
  • Optimum directivity synthesis of ultrasonic transducers in linear array is considered. To realize the desired directivity, a robust and efficient method is proposed which is the direct inversion combined with the iterative DFP (Davidon-Fletcher-Powell) method. A quasi-ideal beam with the beam width and the steering beam angle specified are chosen for the numerical demonstrations. The demonstration is then extended to the case of multi-beams. The proposed combination method shows quick convergence over the single LMS or DFP method at the expense of the system matrix inversion.

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양이 각각 두 개의 보청기 마이크로폰을 장착한 KEMAR 머리 모델의 양이 방향성 측정 (Binaural Directivity Pattern Measurements of the KEMAR Head Model with Two Twin Hearing Aid Microphones)

  • 장순석;권유정;이제형
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • 제25권1E호
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    • pp.25-31
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    • 2006
  • Two twin microphones may produce particular patterns of binaural directivity by time delays between the twin microphones. The boundary element method (BEM) was used for the simulation of the sound pressure field around the KEMAR head model in order to quantify the acoustic head effect. The sound pressure onto the microphone was calculated by the BEM to an incident sound pressure. Then a planar directivity pattern was formed by four sound pressure signals from four microphones. The optimal binaural directivity pattern may be achieved by adjusting time delays at each frequency while maintaining the forward beam pattern is relatively bigger than the backward beam pattern. The simulation results were verified by the experimental measurement.

Binaural Directivity Pattern Simulation of the KEMAR Head Model with Two Twin Hearing Aid Microphones by Boundary Element Method

  • Jarng Soon Suck;Kwon You Jung;Lee Je Hyeong
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • 제24권3E호
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    • pp.115-122
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    • 2005
  • Two twin microphones may produce particular patterns of binaural directivity by time delays between twin microphones. The boundary element method (BEM) was used for the simulation of the sound pressure field around the head model in order to quantify the acoustic head effect. The sound pressure onto the microphone was calculated by the BEM to an incident sound pressure. Then a planar directivity pattern was formed by four sound pressure signals from four microphones. The optimal binaural directivity pattern may be achieved by adjusting time delays at each frequency while maintaining the forward beam pattern is relatively bigger than the backward beam pattern.

2층 구조 압전 트랜스듀서를 이용한 초음파 트랜스듀서 어레이의 지향 특성 가변 (Directivity Characteristics Control of Ultrasonic Transducer Array Using Two-layered Piezoelectric Transducer)

  • 김정호;송인진;하강렬;김천덕;김무준
    • 한국음향학회지
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    • 제22권8호
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    • pp.629-636
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    • 2003
  • 의료용 초음파 진단 장치나 표적을 탐지하는 소나 등에 사용되는 초음파 트랜스듀서 어레이는 정도 높은 정보를 얻기 위해 목적에 맞는 지향특성이 요구되어진다. 본 연구에서는 사용 목적 따라 지향 특성을 가변할 수 있는 초음파 트랜스듀스 어레이를 제안하였다. 제안한 초음파 트랜스듀서 어레이는 전기적 용량으로 제 2 차 모드의 효율을 제어할 수 있는 2층 구조 트랜스듀서를 이용하여 트랜스듀서 어레이의 빔 폭을 제어하였다. 이것을 시험 제작하여 이론 및 실험적으로 해석한 결과 주엽의 -3 dB 빔 폭을 7.6° ∼ 16.2°의 범위에서 제어 가능함을 확인하였다.

조합 알고리즘에 의한 초음파 트랜스듀서의 최적 지향성합성 (Optimal Directivity Synthesis of Ultrasonic Transducers Using a Combined Algorithm)

  • 조기량
    • 한국음향학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.25-31
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    • 2000
  • 이 논문에서는 직적법을 이용하여 반복법인 BFGS법의 초기값을 설정하는 알고리즘을 제안하고, 이를 이용하여 점배열음원 형태의 적응형 초음파 트랜스듀서의 최적 지향성합성을 시도했다. 이의 유효성을 확인하기 위하여 부엽의 레벨을 -30dB 이하로 제한한 임의의 빔폭을 갖는 준이상 빔, 회전 빔, 그리고 다중 빔을 보기로 하여 점배열음원으로 형성되는 2차원 음장내의 지향성합성 문제 및 복수의 주파수에 대한 적응 지향성합성 시스템의 적응성 문제를 검토하였다. 수치계산 결과, 제안한 방법은 BFGS법 단독에 의한 지향성합성보다 수렴속도가 빠르고, 목적 지향성합성을 위한 오차개선도 탁월하며, BFGS법과 같은 반복법에서 문제가 되는 초기치의 선택이 필요하지 않다는 장점도 있다. 또한, 제안법은 직접법 단독으로는 불가능한 적응제어도 가능하다.

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적응형 초음파 트랜스듀서의 지향성 최적화를 위한 구배계산법의 비교 (Comparison of Gradient Calculation Methods for Directivity Optimization of Adaptive Ultrasonic Transducers)

  • 조기량;;;박규칠
    • 한국음향학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.61-68
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    • 2001
  • 본 논문에서는 목적함수에 대한 구배계산을 위한 해석적인 방법과 차분근사법을 점배열음원과 최적화 알고리즘(DFP법: davidon-fletcher-powell)을 조합한 적응형 초음파 트랜스듀서의 지향성 최적화에 적용하였다. 위의 두 방법에 대한성능을 비교하기 위하여 준이상 빔 (quasi-ideal beam)과 회전 빔을 목적지향성으로 설정하였다. 수치적인 실험 결과, 차분근사법은 부엽 (side lobe) 레벨의 억압능력은 물론 수렴과정에서의 안정성, 수렴속도, 적응성 면에서 해석적인 계산법에 비해 탁월함을 나타내었다.

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High performance metal-only fan-beam reflectarray with a delta source applicable for an electromagnetic fence

  • Cho, Yong-Heui
    • International Journal of Contents
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    • 제7권4호
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    • pp.44-49
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    • 2011
  • The scattering solutions for multiple rectangular metallic gratings in a perfectly conducting plane excited by the TE and TM delta sources are presented using an overlapping T-block method. A reflectarray composed of rectangular metallic gratings shows fanbeam radiation patterns that are useful for an electromagnetic fence. The scattering characteristics of multiple rectangular gratings were computed in terms of total radiated power and antenna directivity. The design method of a fan-beam reflectarray to obtain high directivity was also compared with superdirective radiation and parabolic reflector phase.