• 제목/요약/키워드: Directivity optimization

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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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Microstrip Directional Coupler Design with High Performance Using Optimization based on Evolution Strategy

  • Joung, Myoung-Sub;Park, Jun-Seok;Kim, Hyeong-Seok;Lim, Jae-Bong;Cho, Hong-Goo
    • KIEE International Transactions on Electrophysics and Applications
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    • 제4C권6호
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    • pp.276-281
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    • 2004
  • In this paper, the optimal design of a novel microstrip directional coupler with a grooved housing for high directivity characteristic is presented. It will be shown that the high directivity of the microstrip coupler can be achieved simply by attaching an optimized housing structure. over the microstrip, which is much easier to fabricate than other conventional types. The dimensions of the proposed structure are maximized by using (1+1) evolution strategy (ES) combined with the deterministic algorithm. To improve the effectiveness of the results, efficient optimization procedures suitable for the model are proposed. From these results, it is determined that the proposed structure indicates an improved directivity. The optimized results are verified by full wave analysis at the center frequency of 850MHz.

음향측정을 위한 빔형성에서의 최적 가중상수 설계 기법 (An Algorithm on Optimum Weighting Design in Beamforming for Acoustic Measurement)

  • 도경철;손권;이용곤;손경식
    • 한국음향학회지
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    • 제18권8호
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    • pp.61-67
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    • 1999
  • 본 논문에서는 선형배열을 이용하여 음향을 측정하기 위한 새로운 빔형성 알고리듬을 제안한다. 제안 알고리듬은, FIR 필터 설계기법에 의해 가중상수 및 원하는 빔패턴을 설정하고 이를 초기치로 사용하여 원하는 빔패턴과의 오차가 최소가 되도록 가중상수를 최적화시킨다. 전 주파수에서의 지향지수 균일성 유지를 위해 옥타브대역을 부대역으로 세분하고 의사역행렬에 의해 전달행렬을 정방행렬화하여 각 부대역별로 최적화를 수행한다. 시뮬레이션 결과 제안 알고리듬이 선형배열에서 음향측정에 적합한 빔패턴 및 지향지수를 형성시켜 음향측정에 유용함을 확인하였다.

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유한 요소기법에 의한 육각형 배열 변환기의 지향성 최적화 (Beam Pattern Optimization of Hexagonal Array Transducer Using Finite Element Method)

  • 장순석;이제형;안흥구
    • 소음진동
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    • 제10권1호
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    • pp.123-128
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    • 2000
  • This paper describes the optimization of the hexagonal array transducer using finite element method. The transducer consists of the disc type sensors. Three dimensional beam patterns of each element and the array transducer are analysed using the finite element code ATILA. Beam patterns were analyzed for the disc type transducer. To optimize beam patterns of the array transducer, Chebyshev polynomial weight is applied to each element. In case of applying optimized weight, a 30 degree width beam pattern is presented at 10kHz. This paper also includes the effect of rubber filling material instead of using the water inside the transducer array.

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50 kHz 체장어군탐지기용 분할 빔 음향 변환기의 지향성 보정 및 위치각 추정 (Estimation of Angular Location and Directivity Compensation of Split-beam Acoustic Transducer for a 50 kHz Fish Sizing Echo Sounder)

  • 이대재
    • 한국수산과학회지
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    • 제44권4호
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    • pp.423-430
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    • 2011
  • The most satisfactory split-beam transducer for fish sizing maintains a wide bearing angle region for correct fish tracking without interference from side lobes and lower sensitivity to fish echoes outside of the main lobe region to correctly measure the angular location of free-swimming fishes in the sound beam. To evaluate the performance of an experimentally developed 50 kHz split-beam transducer, the angular location of a target was derived from the electrical phase difference between the resultant signals for the pair of transducer quadrants in the horizontal and vertical planes consisting of 32 transducer elements. The electrical phase difference was calculated by cross-spectral density analysis for the signals from the pair of receiving transducer quadrants, and the directivity correction factor for a developed split-beam transducer was estimated as the fourth-order polynomial of the off-axis beam angle for the angular location of the target. The experimental results demonstrate that the distance between the acoustic centers for the pair of receiving transducer quadrants can be controlled to less than one wavelength by optimization with amplitude-weighting transformers, and a smaller center spacing provides a range of greater angular location for tracking of a fish target. In particular, a side lobe level of -25.2 dB and an intercenter spacing of $0.96\lambda$($\lambda$= wavelength) obtained in this study suggest that the angular location of fish targets distributing within a range of approximately ${\pm}28^{\circ}$ without interference from side lobes can be measured.

유전자 앨거리즘을 이용한 임피던스 변환 브랜치라인 하이브리드 설계 (Design of the Multisection Impedance Transforming Branch-Line Hybrid Using the Genetic Algorithm)

  • 이경우;이상설
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제37권6호
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    • pp.388-388
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    • 2000
  • MMIC 회로에 적합한 임피던스 변환 광대역 브랜치라인 하이브리드를 유전자 앨거리즘을 이용하여 설계한다. 지금까지의 설계방법과는 달리 비대칭구조를 도입하여 하이브리드를 최적화한다. 각 선로의 임피던스 값은 마이크로스트립라인으로 실제 제작 가능한 범위 안에 들 수 있도록 제한한다. 이 설계 방법은 임의의 전력 분배비, 임피던스 변환비, 아이솔레이션(isolation), 디렉티버티(directivity) 및 대역폭(bandwidth)을 가지는 하이브리드에도 적용 가능하다. 제안된 방식으로 설계된 임피던스 변환 하이브리드는 기존의 하이브리드보다 대역폭이 3∼10% 넓다.

유전자 앨거리즘을 이용한 임피던스 변환 브랜치라인 하이브리드 설계 (Design of the Multisection Impedance Transforming Branch-Line Hybrid Using the Genetic Algorithm)

  • 이경우;이상설
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제37권6호
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    • pp.28-35
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    • 2000
  • MMIC 회로에 적합한 임피던스 변환 광대역 브랜치라인 하이브리드를 유전자 앨거리즘을 이용하여 설계한다. 지금까지의 설계방법과는 달리 비대칭구조를 도입하여 하이브리드를 최적화한다. 각 선로의 임피던스 값은 마이크로스트립라인으로 실제 제작 가능한 범위 안에 들 수 있도록 제한한다. 이 설계 방법은 임의의 전력 분배비, 임피던스 변환비, 아이솔레이션(isolation), 디렉티버티(directivity) 및 대역폭(bandwidth)을 가지는 하이브리드에도 적용 가능하다. 제안된 방식으로 설계된 임피던스 변환 하이브리드는 기존의 하이브리드보다 대역폭이 3∼10% 넓다.

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곡면 배열 소나의 빔 균일화를 위한 빔 패턴 분석 (Beam pattern analysis for beam homogenization of conformal array sonar)

  • 최정웅;홍우영;임준석;이근화
    • 한국음향학회지
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    • 제41권6호
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    • pp.637-646
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    • 2022
  • 임의의 곡면 배열에서 단위 빔 형성에 사용되는 부배열은 조향 방위마다 기하학적 형상이 다르다. 이 때문에 조향 방위 별 부배열의 빔 패턴은 항상 균일하지 않다. 본 논문에서는 볼록 최적화를 이용한 빔 형성 기법을 곡면 배열에 적용하고, 조향 방위별 빔 성능의 균일성이 향상되는 것을 보였다. 시뮬레이션은 절단 구면 형상의 곡면 배열에 대해 수행되었다. 고각 3 dB 빔 폭의 표준 편차가 크게 감소하였으나 반대급부로 지향 지수도 감소하는 것을 관찰했다. 이를 완화시키기 위한 하나의 방법으로 쉐이딩 함수를 이용한 최적화 기법을 제안한다.

Active structural control via metaheuristic algorithms considering soil-structure interaction

  • Ulusoy, Serdar;Bekdas, Gebrail;Nigdeli, Sinan Melih
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제75권2호
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    • pp.175-191
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    • 2020
  • In this study, multi-story structures are actively controlled using metaheuristic algorithms. The soil conditions such as dense, normal and soft soil are considered under near-fault ground motions consisting of two types of impulsive motions called directivity effect (fault normal component) and the flint step (fault parallel component). In the active tendon-controlled structure, Proportional-Integral-Derivative (PID) type controller optimized by the proposed algorithms was used to achieve a control signal and to produce a corresponding control force. As the novelty of the study, the parameters of PID controller were determined by different metaheuristic algorithms to find the best one for seismic structures. These algorithms are flower pollination algorithm (FPA), teaching learning based optimization (TLBO) and Jaya Algorithm (JA). Furthermore, since the influence of time delay on the structural responses is an important issue for active control systems, it should be considered in the optimization process and time domain analyses. The proposed method was applied for a 15-story structural model and the feasible results were found by limiting the maximum control force for the near-fault records defined in FEMA P-695. Finally, it was determined that the active control using metaheuristic algorithms optimally reduced the structural responses and can be applied for the buildings with the soil-structure interaction (SSI).

GA 최적 설계된 최소 후방방사특성의 5-대역 Quadrafilar 배열 안테나 (S-Band Quadrafilar Array Antenna with the Elements of Lowest Backradiation Designed by the GA Optimization)

  • 강승택;김중표
    • 전기학회논문지
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    • 제58권12호
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    • pp.2468-2473
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    • 2009
  • In this paper, a quadrafilar antenna is designed to have a lower profile as an essential part of the size reduction technique and lower backradiation(namely, higher forward radiation) for the S-band telemetry/telecommand(TM/TC) function of a communication satellite. Particularly, to meet the challenging requirements on the higher isolation between the TM/TC antennas and simultaneously a smaller size, the lowest backradiation and lowest cross-polarization, the optimal physical dimensions of the quadrafilar antenna are found by using the Genetic Algorithm(GA). To prove the validity of the proposed antenna design, its 3D electromagnetic analysis and measured results are compared to show good agreement. Using this antenna as the elements, an array antenna is made to have directivity.