• 한국통신학회논문지
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• 제29권8C호
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• pp.1113-1124
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• 2004

본 논문에서는 입력 영상을 실시간으로 압축 및 복원할 수 있는 하드웨어(hardware, H/W)의 구조를 제안하고 처리되는 영상의 보안 및 보호를 위한 워터마킹 기법(watermarking)을 제안하여 H/W로 내장하고자 한다. 영상압축과 복원과정을 하나의 FPGA 칩 내에서 처리할 수 있도록 요구되는 모든 영상처리 요소를 고려하였고 VHDL(VHSIC Hardware Description Language)을 사용하여 각각을 효율적인 구조의 H/W로 사상하였다. 필터링과 양자화 과정을 거친 다음에 워터마킹을 수행하여 최소의 화질 감소를 가지고 양자화 과정에 의해 워터마크의 소실이 없으면서 실시간으로 동작이 가능하도록 하였다. 구현된 하드웨어는 크게 데이터 패스부(data path part)와 제어부(Main Controller, Memory Controller)로 구분되고 데이터 패스부는 영상처리 블록과 데이터처리 블록으로 나누어진다. H/W 구현을 위해 알고리즘의 기능적인 간략화를 고려하여 H/W의 구조에 반영하였다. 동작은 크게 영상의 압축과 복원과정으로 구분되고 영상의 압축 시 대기지연 시간 없이 워터마킹이 수행되며 전체 동작은 A/D 변환기에 동기하여 필드단위의 동작을 수행한다. 구현된 H/W는 APEX20KC EP20K600CB652-7 FPGA 칩에서 69%(16980개)의 LAB(Logic Array Block)와 9%(28352개)의 ESB(Embedded System Block)을 사용하였고 최대 약 82MHz의 클록주파수에서 안정적으로 동작할 수 있어 초당 67필드(33 프레임)의 영상에 대해 워터마킹과 압축을 실시간으로 수행할 수 있었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권3호
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• pp.353-359
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• 2012

The identification of effective root zone would clarify dynamics of plant available water and soil water balance. Using the relationship between soil properties and electrical resistivity (ER) the purpose of this research is to identify soil zone affected by a plant root activity using electrical resistivity tomography (ERT) technique. Four plastic containers were prepared for two different soil textures (clay and sandy loam) and one container for each texture was selected for planting four corn seedlings (Zea mays L.) and the others were prepared for the blank. For ERT monitoring, we prepared 0.8 m plastic sticks with 17 electrodes installed with 5 cm space. The Ministing (AGI Inc., Texas) instrument for electrical resistivity measurement and semi-auto converter of electrode arrangement were set up for dipole-dipole array. During 2 months of the corns growing, ERT monitoring was made 3 to 4 days after the irrigation practice. Despite of the same amount water supplied into soils, two textures showed very different apparent resistivity values due to different clay content. The apparent electrical resistivity is consistently lower in clay loam comparing to sandy loam soil implying that plant root does not significantly alter the overall trend of resistivity. When plant root system, however, is active both soils with plants showed 2-7 times higher electrical resistivity and higher coefficient variation than soils without plant, implying the effect of root system on the resistivity, in which may caused by. This result suggests plant root activities regulating the soil water dynamics mainly control the variation of electrical resistivity over soil textural difference. Therefore the identification of water uptake zone would highly be correlated to plant root activities, thus ERT will be feasible approach to identify spatial characteristics of a plant root activity.

• 한국지구과학회지
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• 제38권4호
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• pp.251-262
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• 2017

드론을 이용한 신뢰성 있는 항공자력탐사 수행을 위해서 자력탐사 시스템과 드론 시스템을 구성하여 철광산 지역 자력 탐사에 적용하였다. 드론에 실리는 자력탐사 시스템은 Bartington사의 플럭스게이트 자력계 Mag639를 센서로 사용하고, A/D convertor를 이용하여 태블릿PC에 자력값이 저장되도록 구성하였다. 드론의 비행 컨트롤 모듈로는 확장성이 좋은 Pixhawk를 사용하였고, 적재 중량(Payload) 3 kg, 최대 중량 적재 시 15분 동안 비행이 가능하도록 구성하였다. 드론의 자기장 간섭 범위 측정 실험을 통해 드론에 의한 자기장 간섭효과를 제거하였고, 정확한 위치 정보 확보를 위해 RTK GPS를 적용하였다. 정확한 위치정보를 토대로 동일한 측선에 대해서 고도를 변경하여 두 번 측정해서 자력 변화율 자료를 확보하였다. 또한 지형 정보를 사용하여 지형을 따라 비행하는 비행경로를 설정함으로써 지형 효과를 없앨 수 있었다. 드론 기반 항공자력탐사 시스템을 통해 획득된 자력자료는 Geometrics사의 핵자력계 G-858을 이용해 동일 지역에서 획득한 자료와 양상이 일치함을 확인하였고, 이를 통해 드론 기반 항공자력탐사 시스템을 이용한 탐사 자료에 대한 신뢰성을 확보할 수 있었다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.10-24
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• 2007

본 연구에서는 연료전지의 전압을 $380[V_{DC}]$로 승압하기 위한 새로운 절연형 DC-DC 컨버터와 단상 $220[V_{DC}]$로 변환하기 위한 LC필터를 가진 PWM 인버터로 구성된 연료전지용 전력변환장치를 제안하였다. 여기서 기존의 컨버터보다 부품수가 적고 제어가 용이하며, 대용량에 적합한 새로운 DC-DC 컨버터는 2차측에 스위치 $S_5,\;S_6$을 추가로 구성하여 위상천이 폭을 조절함으로써 출력 전력을 제어할 수 있으며, 넓은 출력 전압 조정에서도 $93{\sim}97[%]$의 효율을 얻을 수 있다. 그리고 연료전지와 유사한 출력 특성을 갖는 연료전지 시뮬레이터를 구현하였으며, 적절한 데드 타임 td을 제어하여 고주파 변압기의 여자 전류의 피크값과 고주파 변압기 1차측 전류가 일치하는 부분에서 소프트 스위칭을 실현 시켰다. 또한 직렬 인덕턴스 La를 추가적으로 적절하게 설정하여 2차측의 스위치와 직렬 다이오드에 발생하는 서지 전압과 경부하시에 발생되는 도통 손실을 저감시켰다. 끝으로 TMS320C31보드와 EPLD를 이용한 PWM 스위칭 기법에 의해 동작하는 단상 인버터를 설계, 제작하여 가정용 교류전압 공급에 유용하게 활용할 수 있다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.1380-1393
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• 2010

본 논문에서는 T/R(Transmit/Receive) 모듈을 이용한 항공기용 평면형 능동 전자주사식 위상 배열(AESA) 레이더 프로토 타입을 설계, 제작 및 시험하였다. LIG넥스원은 항공기용 레이더 개발에 필요한 핵심 기술 확보를 목적으로 AESA 레이더 프로토 타입을 개발하였다. 본 프로토 타입은 복사 소자 배열, 다수의 T/R 모듈, RF 급전기, 전원 분배, 빔 조향기, 아날로그/디지털 변환기(ADC)를 가지는 소형화된 수신기 및 액냉식 냉각과 지지 구조체로 구성되어 있다. 안테나 장치는 590 mm 직경에, 536개의 능동 소자를 배열할 수 있는 크기를 가진다. 각 T/R 모듈들은 삼각 배열을 적용하여 $14.7\;mm{\times}19.5\;mm$ 간격으로 배치하였다. 송신 최대 듀티 운용시 2,310 W의 전력이 입력되며, 발열은 1,554 W를 발산하게 된다. AESA 레이더 프로토 타입은 근접 전계 챔버에서 시험하였고, 그 결과 정확하고 유연한 제어에 의한 빔 조향과 빔 형성을 제공하는 빔 패턴을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.504-510
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• 2017

본 논문은 소형 가전기기를 위한 AC DC 파워모듈 설계를 제시하고 효율과 신뢰성 및 안정성 특성을 나타낸다. 제안하는 파워모듈은 PCB 테스트보드에서 PWM 제어 IC 칩, 파워모스 소자, 트랜스포머, 각종 수동소자 (저항, 커패시터, 인덕터)를 사용하여 제작하였다. 본 논문에서 제시한 AC DC 파워모듈 회로 시뮬레이션 결과를 토대로 측정한 실험에서 입력전압은 상용전원 전압 220 V (RMS), 주파수 60 HZ의 교류전압(VAC : Voltage alternating current)을 사용 하였으며, 출력전압, OCP (over current protection), EMI(electromagnetic interference), PWM 신호 펄스, 효율 측정, 패키징 여부에 따른 발열측정 등을 실시하였다. 또한 파워모듈의 온도에 따른 특성변화와 트랜스포머 기준으로 1차측의 회로와 2차측 회로의 절연상태 확인을 하기 위한 내전압 테스트 등의 신뢰성테스트를 실시하였다. 효율 및 신뢰성 측정결과, AC DC 파워 모듈이 5 V의 출력전압, 200 mV의 리플, 약 73 %의 효율, 온도 약 $80^{\circ}C$ 까지 안정적으로 동작함을 확인하였으며, 4.2 kV의 크기로 60초 동안 견디는 내압 성능을 보였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.273-281
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• 2019

국가 총에너지 소비량 중 건축물에서 소비하는 에너지는 전체의 10% 이상을 차지고 있다. 이러한 이유로 우리나라는 2025년부터 제로에너지 건물 의무화 정책을 채택하였고, 결국 건축물 에너지 절감 기술에 대한 연구가 요구되고 있다. 건축물 중 빌딩의 에너지 소비 형태를 분석해보면 조명 및 냉난방 에너지가 전체 에너지 소비량의 60% 이상을 차지하고 있는데, 이는 태양광 취득률 및 창문의 개폐 운용과 직접적인 연관이 있다. 본 논문에서는 건축물에너지 관리시스템에 취득 정보를 전송하기 위한 창호용 저전력 IoT 센서 모듈을 개발하기 위해 연구를 진행하였다. 이 모듈은 외부 환경 및 창문 개폐 상태 정보를 실시간으로 빌딩 에너지 관리 시스템에 전송하여 능동적으로 에너지 절감 조치를 취할 수 있게 네트워크를 구성하였다. 모듈에 사용되는 전력은 하베스트 에너지 중 태양광 발전을 이용한 독립적인 전원으로 설계하였다. 전원은 Buck 컨버터를 적용하여 MPPT 제어를 통해 리튬이온 배터리에 4V로 충전하는 방식으로 효율은 약 85.87%이다. 통신은 WiFi 방식을 적용하여 실시간으로 전송할 수 있도록 구성하였다. 모듈의 소비전력 저감을 위해 하드웨어 및 소프트웨어 측면에서 분석하여 저전력 IoT 센서 모듈을 구현에 대한 연구를 진행하였다.

• 한국음향학회지
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• 제41권5호
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• pp.507-517
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• 2022

광음향 현미경은 높은 공간 해상도와 높은 대조도를 갖는 영상을 제공할 수 있어 생명과학 연구와 의료응용에 있어 유용하다. 광음향 현미경은 레이저 펄스 송신 후 생체조직에서 발생하는 광음향 신호를 수신하여 영상을 구성한다. 일반적으로 광음향 신호의 크기는 작기 때문에, 고품질의 광음향 현미경 영상을 얻기 위해서는 고성능의 광학 및 음향 모듈과 더불어 신호 수신용 고성능 시스템이 필요하다. 그러나 대부분의 광음향 현미경 시스템은 광음향 신호의 수신, 증폭, 품질향상, 디지털화를 위해 여러 상용 장비의 조합으로 구성된다. 이러한 이유로 광음향 현미경은 부피가 클 수밖에 없으며, 최적의 성능을 제공하기 어렵다. 본 논문에서는 향상된 신호 대 잡음비와 대조도를 제공할 수 있는 광음향 수신 시스템의 구조를 제안하고 성능 평가 결과를 제시한다. 개발한 저잡음 광대역 광음향 신호 수신 시스템은 두개의 저잡음 증폭기, 두 개의 가변 이득 증폭기, 아날로그 필터, 아날로그 디지털 변환기, 그리고 디지털 제어 로직으로 구성되어 있다. 개발된 시스템의 영상 성능은 생체 모사 혈관 팬텀, 와이어 타겟 팬텀 영상 실험을 통하여 상용 신호수신 시스템의 성능과 비교하여 평가하였다. 영상 비교 실험을 통해 개발한 광음향 현미경 시스템이 상용 장비 보다 신호 대 잡음비는 6.7 dB 이상 높았고, 영상의 대조도는 3 dB 이상 높다는 것을 확인하였다.

• 대한핵의학회지
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• 제34권1호
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• pp.82-93
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• 2000

목적: 이 논문에서는 본 연구진이 개발한 소형 감마카메라 시스템에서 사용한 NaI(Tl)섬광결정-위치민감형 광전자증배관 검출기와 각 전자회로에서의 입 출력 신호특성을 조사하고, 시스템 개발을 위해 각 전자회로에서 결정한 변수들에 대하여 고찰하고자 한다. 대상 및 방법: 크기가 $60{\times}60{\times}6mm^3$인 NaI(Tl) 섬광결정을 위치민감형 광전자증배관에 접합하고, 저항 회로와 전치증폭기, 여러 가지 전자회로, 아날로그-디지털 변환기 그리고 개인용 컴퓨터를 이용하여 소형 감마카메라 시스템을 개발하였다. 섬광결정에서 검출된 신호들을 위치민감형 광전자증배관을 통하여 증폭한 후, 전하분할방법으로 34개의 교차된 양극채널 신호를 4개($X^+,\;X^-,\;Y^+,\;Y^-$) 위치신호로 출력시켰다. 출력된 신호를 전치증폭기와 층폭기를 사용하여 증폭 정형하였으며, 핵기기 모듈(nuclear instrument modules, NIMs)을 이용하여 위치신호와 트리거 신호를 처리하였고, 각 단계에서 신호특성을 분석 고찰하였다. 이 신호들을 아날로그-디지털 변환기와 앵거로직을 사용하여 처리한 후, 일반 개인용 컴퓨터에서 그래픽 프로그램을 이용하여 감마카메라 영상을 구현하였다. 결과: 연구에서 분석 고찰한 신호특성을 그림을 통하여 나타내었으며, 이러한 신호처리를 이용하여 개발한 감마카메라는 약 $8{\times}10^3$ counts/sec/${\mu}Ci$의 계수율을 보였다. 140 keV에 대하여 18% FWHM의 에너지 분해능과 X, Y 방향으로 각각 2.2, 2.3 mm FWHM의 내인성 위치 분해능을 나타내었다. 또한 평행구멍형 조준기를 장착한 상태에서 유방모형에 위치한 $2{\sim}7mm$ 직경의 방사능 분포를 정확하게 영상화할 수 있었다. 결론: 이 연구에서 개발한 소형 감마카메라 시스템을 구성하고 있는 각 전자회로에서 결정한 매개변수와 신호특성 고찰결과를 나타내었다. 이 신호처리 시스템 분석을 통하여 감마선 검출을 이용한 영상표현 기술을 확보할 수 있었으며, 소형 감마카메라 개발을 위한 간단한 신호처리 방법을 고안하여 제시하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권11호
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• pp.48-57
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• 2006

본 설계에서는 최근 부상하고 있는 motor control, 3-phase power control, CMOS image sensor 등 각종 센서 응용을 위해 고해상도와 저전력, 소면적을 동시에 요구하는 12b 200KHz 0.52mA $0.47mm^2$ 알고리즈믹 ADC를 제안한다. 제안하는 ADC는 요구되는 고해상도와 처리 속도를 얻으면서 동시에 전력 소모 및 면적을 최적화하기 위해 파이프라인 구조의 하나의 단만을 반복적으로 사용하는 알고리즈믹 구조로 설계하였다. 입력단 SHA 회로에서는 고집적도 응용에 적합하도록 8개의 입력 채널을 갖도록 설계하였고, 입력단 증폭기에는 folded-cascode 구조를 사용하여 12비트 해상도에서 요구되는 높은 DC 전압 이득과 동시에 층L분한 위상 여유를 갖도록 하였다. 또한, MDAC 커패시터 열에는 소자 부정합에 의한 영향을 최소화하기 위해서 인접 신호에 덜 민감한 3차원 완전 대칭 구조의 레이아웃 기법을 적용하였으며, SHA와 MDAC 등 아날로그 회로에는 향상된 스위치 기반의 바이어스 전력 최소화 기법을 적용하여 저전력을 구현하였다. 기준 전류 및 전압 발생기는 칩 내부 및 외부의 잡음에 덜 민감하도록 온-칩으로 집적하였으며, 시스템 응용에 따라 선택적으로 다른 크기의 기준 전압을 외부에서 인가할 수 있도록 설계하였다. 또한, 다운 샘플링 클록 신호를 통해 200KS/s의 동작뿐만 아니라, 더 적은 전력을 소모하는 10KS/s의 동작이 가능하도록 설계하였다. 제안하는 시제품 ADC는 0.18um n-well 1P6M CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL과 INL은 각자 최대 0.76LSB, 2.47LSB 수준을 보인다. 또한 200KS/s 및 10KS/s의 동작 속도에서 SNDR 및 SFDR은 각각 최대 55dB, 70dB 수준을 보이며, 전력 소모는 1.8V 전원 전압에서 각각 0.94mW 및 0.63mW이며, 시제품 ADC의 칩 면적은 $0.47mm^2$ 이다.