• 대한방사성의약품학회지
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• 제6권2호
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• pp.102-115
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• 2020

In the state of Positronium (Ps), which is an unstable material created by the temporary combination of electrons and positrons, the imaging technology through photo-conversion methodology is emerging as a new research theme under resonance conditions through terahertz electromagnetic waves. Normally, Positronium can be observed in the positron emission computed tomography (PET) process when an unstable, separate state that remains after the pair annihilation of an electron and a positron remains. In this study, terahertz (THz) waves and Cherenkov radiation (CR) are generated using the principle of ponderomotive force in the plasma wake-field acceleration, and electrons and positrons are simultaneously generated by using a relativistic electron beam without using a PET device. We confirm the possibility of Positronium photoconversion technology in terahertz electromagnetic resonance conditions through experimental studies that generate an unstable state. Here, a relativistic electron beam (REB) energy of 0.5 MeV (γ=2) was used, and the terahertz wave frequencies is G-band. Meanwhile, a THz wave mode converting three-stepped axicon lens was used to apply the photoconversion technology. Through this, light emission in the form of a luminescence-converted Bessel beam can be verified. In the future, it can be used complementarily with PET in nuclear medicine in the field of medical imaging.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.856-860
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• 2008

Wire-suspensions in the conventional actuators mechanically support the moving part and guarantee the accuracy of the actuator without tangential tilt actuation. However, such a suspension configuration has considerable stiffness in the tangential tilt direction with two additional wire beams for the tangential tilt. Thus, we performed a design sensitivity analysis for the wire-suspension stiffness of 4-axis actuator and controlled the main parameters such as distance among wire-suspensions and wire-suspension length to allow tangential tilt flexibility. The elasticity of frame PCB that supports the moving part by wire-suspensions was also exploited to improve the flexibility of wire-suspension in the tangential tilt direction. A novel suspension structure was devised by establishing eight wire-suspensions at both sides of the moving part for electrical connection to coils. The magnetic circuit according to the proposed 4-axis actuator using multi-polar magnet and coils was also suggested for the generation of electromagnetic forces in the focusing, tracking, radial and tangential tilt directions.

• Current Optics and Photonics
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• 제2권4호
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• pp.303-307
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• 2018

We propose a simple ultraviolet (UV) sensor consisting of a conventional single-mode optical fiber capped with an azobenzene-moiety-containing polymer. The UV light changes the dimensions of the azobenzene polymer, as well as the refractive index of the material. Incident light with a wavelength of 1550 nm was reflected at the fiber/polymer and polymer/air interfaces, and interference of the reflected beams resulted in spectral interference that shifted the wavelength by 0.78 nm at a UV input power of $2.5mW/cm^2$. The UV sensor's response to wavelength is nonlinear and stable. The response speed of the sensor is limited by detection noise, which can be improved by modifying the insertion loss of the UV sensor and the signal-to-noise ratio of the detection system. The proposed compact UV sensor is easy to fabricate, is not susceptible to electromagnetic interference, and only reacts to UV light.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제48권1호
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• pp.189-199
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• 2016

Fast neutrons with a broad energy spectrum, with which it is possible to evaluate nuclear data for various research fields such as medical applications and the development of fusion reactors, can be generated by irradiating proton beams on target materials such as beryllium. To generate short-pulse proton beam, we adopted a deflector and slit system. In a simple deflector with slit system, most of the proton beam is blocked by the slit, especially when the beam pulse width is short. Therefore, the available beam current is very low, which results in low neutron flux. In this study, we proposed beam modulation using a buncher cavity to increase the available beam current. The ideal field pattern for the buncher cavity is sawtooth. To make the field pattern similar to a sawtooth waveform, a multiharmonic buncher was adopted. The design process for the multiharmonic buncher includes a beam dynamics calculation and three-dimensional electromagnetic simulation. In addition to the system design for pulsed proton generation, a test bench with a microwave ion source is under preparation to test the performance of the system. The design study results concerning the pulsed proton beam generation and the test bench preparation with some preliminary test results are presented in this paper.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.694-705
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• 2006

본 논문은 Ku 위성 방송 대역에서 동작하는 선형 능동 위상 배열 안테나 시스템의 설계 및 실험에 관한 것으로, 안테나 시스템은 16개의 방사 능동 채널 및 16 채널 입력의 윌킨슨 전력 결합기 그리고 안정화 직류 전원 및 위상 제어 보드로 구성된다. 각 능동 채널 내에는 3-비트 디지털 위상 천이기가 존재하여 제어부로부터 위상을 제어 받아 전자적인 안테나 빔을 형성할 수 있다. 측정된 각 능동 채널간의 진폭 및 위상 편차는 각각 ${\pm}0.8dB$ 이하 및 ${\pm}15^{\circ}$ 이하였으며, 각 능동 채널의 잡음 지수는 동작 대역 내에서 1.2 dB 이하의 성능을 갖는다. 전체 안테나 시스템의 측정 성능은 동작 대역 내에서 23.07 dBi 이상의 안테나 이득과 - 11.17 dBc 이하의 사이드로브 레벨 그리고 정방향에서 -12.75 dBc 이하의 교차 편파 레벨을 보여 주었다. 또한, 능동 채널내 위상 제어를 통해 $10^{\circ},\;20^{\circ},\;30^{\circ}$의 빔 스캔 방사 패턴이 측정되었으며, 이때, 각각 1.1 dB, 2.5 dB, 3.6 dB의 빔 스캔 손실 성능을 보여 주었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.1324-1333
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• 2010

본 논문에서는 밀리미터파 수신 시스템의 준광학계 회로에서 발생되는 3가지 빔 결합 손실에 대하여 가우시언 빔 전송 이론을 기반으로 심도 있게 검토하였다. 첫째, 준광학 시스템에 의하여 형성된 각각의 빔 허리와 그들의 위치가 서로 일치되지 않았을 때 발생되는 빔 결합 손실에 대하여 분석하였다. 빔 허리의 크기를 $3\lambda$이상으로 설계하면 빔 광축 방향에 대한 빔 허리 크기와 그 위치의 불일치에 의한 빔 결합 손실을 최소화 시킬 수 있다. 둘째, 준광학 회로에서 서로 다른 두 빔 축의 기울어짐과 각도상의 비정렬에 의한 빔 결합 손실을 해석하였다. 기울기 각도와 정렬에 의한 빔 결합 손실을 고려할 때 빔 허리의 크기가 작을수록 유리함을 알 수 있다. 마지막으로 광축 방향에 대하여 측면 방향으로 하나의 광축이 치우쳐 있는 경우의 결합 손실을 검토하였다. 치우침을 감안한 설계 빔의 반경은 최소한 $3\lambda$ 이상이 되도록 설계되어야 한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제13권10호
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• pp.1089-1097
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• 2002

본 논문에서는 선박에 탑재하여 해상에서 이동 중 위성통신을 수행하는 능동 위상배열 안테나 시스템의 설계, 제작 및 시험을 소개한다. 안테나와 시스템은 광역 하이브리드 추져, 송수신 겸용 안테나 소자, 비대칭 배열, 송수신간의 간섭 억압, 및 주파수 스캔 효과를 보상하는 위상제어 기술 등의 새로운 구조와 기술을 적용한다. 안테나는 32$\times$4 이차원 배열을 가진 송수신 겸용 안테나이다. 안테나는 두개의 빔을 가진다. 안테나 사용 주파수는 수신 7.25 - 7.75 GHz 송신 7.9 - 8.4 GHz이다. 안테나 지향 이득은 수신 35.4 dBi와 송신 35.7 dBi이며, 최대 54 %의 효율을 가진다. 전자 빔 스캔 범위는 앙각 $\pm$35$^{\circ}$와 방위각 $\pm$4$^{\circ}$이다. 안테나는 방위각 360$^{\circ}$ 무한회선과 앙각 $\pm$$10^{\circ}$의 기계적 제어가 가능한 하이브리드 추적 운동을 할 수 있다. 안테나 3 dB 빔폭은 2.2$^{\circ}$이며, 부엽 레벨 -14 dB와 교차편파 억압 송신 21 dB의 특성을 가진다. 안테나는 근역전계 측정 시설을 이용하여 측정하였다. 시스템 성능은 선박 모의 운동 시뮬레이터 위에서 위성 중계기 시뮬레이터를 사용하여 시험하였다. 운동 상태에서 위성 추적 성능은 추적 오차가 3 dB 이내이다. 안테나 시스템은 변조된 위성방송 신호를 주파수 변환하여 안테나 시스템의 변조 신호 송수신 시험에 사용하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.248-256
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• 2009

MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 시스템에서 EB(Eigen-Beamforming)는 MIMO 채 널의 특이 값 분해(Singular Value Decomposition: SVD)를 통하여 수신기의 유효 신호 대 잡음비(Signal-to-Interference Plus Noise Ratio: SI-NR)를 최대화하는 빔을 형성하는 방법으로써 널리 활용되고 있으나, 인접 셀 간섭 신호의 영향으로 셀 경계에 위치한 단말기의 신호 검출 성능은 급격히 열화되고 전송 효율은 감소하게 된다. 본 논문에서는 EB 전송을 활용하는 경우, 적응적 인접 셀 간섭 완화 방안을 제시하고 그 수신 성능을 평가한다. 특히, EB 전송을 이용하여 기지국예서 전송된 신호를 단말기가 수신할 때, 최대의 유효 신호 대 간섭 잡음비를 얻기 위한 OC(Optimum Combining) 및 MMSE-ISD(Minimum Mean-Squared Error for Intercell Spatial Demultiplexing)를 적응적으로 사용하기 위한 기준을 제시하고 유효 신호 대 간섭 잡음비 및 전송 용량 측면의 수신 성능을 분석한다. 제안하는 적응적 수신 방식은 수신 빔포밍 벡터만을 사용하는 기존의 EB 수신 방식 대비 평균 전송 용량 측면에서 향상된 성능을 보이며, 셀 경계 지역에 단말기가 위치할 경우 최대 2 bps/Hz 성능 개선을 가져온다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권3호
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• pp.141-147
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• 2019

본 논문에서는 체계적인 설계법을 통해 다중 빔 형성을 위한 빔 분배기의 설계를 소개한다. 본 연구의 목표는 산란하는 마이크로파를 다중 방향으로 진행하는 빔으로 변환시키는 빔 분배기를 설계하는 것이다. 기존의 이론 기반 접근법으로는 불특정 방향으로의 다중 빔 분배가 어렵다. 그러므로 본 연구에서는 기존의 이론 기반 접근법인 변환광학 이론이 아닌 체계적인 설계 방법인 페이즈 필드 설계법을 통해 최적의 빔 분배기 구조를 설계하였다. 목적함수는 각 방향으로 특정 지점의 전기장 세기의 표준값을 최대화로 설정하였다. 섬 형상의 구조를 피하고 하나의 연결된 구조를 얻기 위해 증강된 라그랑지안을 사용하여 체적 제약조건을 설정하였다. 목표 주파수는 X-band의 주파수 대역의 10GHz이다. 설계된 최적 형상의 빔 분배기는 다중 빔 형성 성능을 잘 보였고, 목표 영역에 전달되는 전기 에너지는 증가하였다. 또한 설계가 유효한 주파수 대역을 평가하기 위해 X-band 대역에 대해 주파수 대역 성능 평가를 수행하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.461-475
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• 2006

본 논문은 Ka/K 통신 대역 및 Ku 방송 대역에서 동작하는 무궁화 3호 정지 궤도 위성을 이용하여 화상 전화, 인터넷과 같은 위성 멀티미디어 및 방송 서비스를 제공하는 이동체 탑재형 안테나 시스템 설계에 관한 것이다. 앙각 방향으로 팬 빔 특성을 갖는 안테나 시스템의 방사부는 준-오프셋 이중 성형 반사판과 삼중 대역 급전기로 구성된다. 또한, 삼중 대역 급전기는 돌출 유전체 막대를 이용한 Ka/K 이중 대역 급전기 및 원형 편파기, 직교 모드 변환기 그리고 Ku 대역 원형 편파 급전 배열로 구성된다. 특히, Ka/K 이중 대역 원형 편파기는 제작이 용이한 comb 구조를 사용하여 구현되었다. Ku 대역 급전 배열은 이동시 위성을 고속으로 추적하기 위하여 전자 빔을 형성할 수 있는 $2{\times}2$ 능동 위상 배열 구조를 갖는다. 그리고, 급전 배열에서 $90^{\circ}$ 하이브리드 결합기를 이용하여 원형 편파를 생성하는 4개의 방사 소자들을 $90^{\circ}$씩 회전하여 배열함으로써 원형 편파 특성을 개선하였다. Ku 대역 전자 빔을 생성하는 4개의 빔 성형 채널은 출력에서 주 빔 채널 및 추적 빔 채널로 구분되며, 각 채널의 내부 구성 유니트들의 잡음 온도 기여도를 바탕으로 채널 잡음 온도 특성을 분석하였다. 제작된 안테나 시스템으로부터 측정된 Ka 송신 채널의 $P_{1dBc}$ 출력은 34.1 dBm 이상, K/Ku 수신 채널의 잡음 지수는 각각 2.4 dB 및 1.5 dB 이하의 전기적인 성능들을 보여주었다. 안테나 시스템은 근접 전계 측정 방법을 사용하여 삼중 대역에서의 주 편파 및 교차 편파 방사 패턴들을 측정하였다. 특히, Ku 대역의 방사 패턴 측정은 급전 배열들의 독립 여기에 의한 부분 방사 패턴들을 측정하여 각 능동 채널들의 초기 위상들을 보정한 후 이루어졌다. 안테나 시스템의 Ka/K/Ku 대역에서 측정된 안테나 이득은 각각 39.6 dBi, 37.5 dBi, 29.6 dBi 이상이었으며, 그리고 Ka 대역 송신 EIRP는 43.7 dBW 이상, K/Ku 대역 수신 감도 G/T는 각각 13.2 dB/K와 7.12 dB/K 이상의 우수한 시스템 성능들을 보여주었다.