• 센서학회지
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• 제32권1호
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• pp.62-65
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• 2023

The wave mode calculation of a large-scale optical system in comparison to the working wavelength is practically impossible because the computational cost increases exponentially. In this paper, we propose a method that can obtain the optical mode in a large-scale optical system. The method carries out simulations by dividing the calculation area into blocks and moving along the light axis along which the light propagates. By applying this method to the calculation of resonant modes in a ring-type optical resonator, which is mainly used for ring laser optical gyro sensors, the efficiency of the proposed method was verified.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제25권7호
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• pp.516-520
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• 2012

In this paper, we have theoretically analyzed and designed a dielectric multi-layer sensor with a SPR (surface plasmon resonance) using analytical calculation and FDTD (finite difference time-domain) methods. The proposed structure is composed of periodic layer and thin metal film. It has many advantages. One of that is a high sensitivity of the SPR. Another is a high Q-factor of the characteristics in the PhC (photonic crystals) micro-cavity structure. The incident light has double resonance characteristics, because the filtered light by PhC structure, dielectric multi-layer, is met the thin metal film for SPR effect. We have also observed the change of resonance characteristics according to the variation of effective index on the metal film.

• 한국전자파학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.409-426
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• 2001

본 논문은 유한차분 시간영역 해석법(Finite-Difference Time-Domain Method)을 사용하여 900 MHz용 휴대폰으로부터 방출된 전파의 인체 두부(頭部)에 흡수된 전력량을 산출하였고, 흡수전력으로 인한 두부내의 온도 상승량을 계산하였다. 이를 위하여 인체두부를 5층 매질로 모델링하였고, 휴대폰은 금속상자에 부착된 모노폴안테나로 모델링하였다. 모델링에 사용된 인체두부와 휴대폰의 크기는 상용의 값을 사용하였다. 사용된 모노폴 안테나의 길이는 8.16 cm이고, 휴대폰의 출력은 상용 900 MHz의 600 mW을 사용하였다. 설정된 모델링하에서 인체의 위해(危害)정도를 알려주는 지수는 1 g, 10 g 평균 北 흡수율(SAR-Specific Absorption Rate)의 분포를 계산하였고 이에 따른 1g, 10 g 평균 온도 상승량을 계산하였다. 그 결과 비흡수율이 최대가 되는 지점은 인체 두부의 피부 부분이었고 최대 온도 증가 위치는 이보다 안쪽부분에서 나타났다. 인체 두부와 휴대폰의 이격거리에 따른 SAR과 온돈 상승량을 계산하였다.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제13권4호
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• pp.677-688
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• 2017

In order to solve the undetected probability of multiple targets in ultra-wideband (UWB) through-the-wall radar imaging (TWRI), a time-delay and amplitude modified back projection (BP) algorithm is proposed. The refraction point is found by Fermat's principle in the presence of a wall, and the time-delay is correctly compensated. On this basis, transmission loss of the electromagnetic wave, the absorption loss of the refraction wave, and the diffusion loss of the spherical wave are analyzed in detail. Amplitude compensation is deduced and tested on a model with a single-layer wall. The simulating results by finite difference time domain (FDTD) show that it is effective in increasing the scattering intensity of the targets behind the wall. Compensation for the diffusion loss in the spherical wave also plays a main role. Additionally, the two-layer wall model is simulated. Then, the calculating time and the imaging quality are compared between a single-layer wall model and a two-layer wall model. The results illustrate the performance of the time-delay and amplitude-modified BP algorithm with multiple targets and multiple-layer walls of UWB TWRI.

• 한국전자파학회논문지
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• 제22권11호
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• pp.1092-1100
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• 2011

본 연구에서는 C-밴드 대역 지상 운용 회전형 SAR 시스템에 대한 시험 결과를 선보인다. 회전형 SAR 시스템은 지상과 우주 공간 상에서 운용될 수 있는 미래의 회전형 SAR 시스템을 위한 시험대(test-bed)로써, 지표면 및 낮은 깊이의 지표면 속 목표물로부터의 전자파 산란를 영상화하기 위해 설계되었다. 또한, 생성된 SAR 영상과 시험결과를 본 논문에서 선보인다. 회전형 SAR 시스템은 네트워크 분석기(Agilent 8753E)를 기반으로한 HPS(Hongik Polarimetric Scatterometer) 시스템과 수평 회전팔(1.6 m)로 구성된다. 설계/제작된 시스템을 이용하여 다양한 목표물 설정 지역에서 SAR 영상을 획득하였다. 회전형 SAR 시스템을 검증하기 위해서 FDTD(Finite Difference Time Domain) 알고리즘을 이용한 SAR 영상 생성 과정을 모의 실험하였으며, 실제 측정 결과를 이용한 SAR 영상을 비교 분석하였다. 설계/제작된 회전형 SAR 시스템은 5 GHz의 중심 주파수로 운용되며, 해상도 조절을 위해 대역폭을 0.5~2 GHz 범위 내에서 변화시켜 SAR 영상을 분석하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.1073-1084
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• 2010

본 논문에서는 지속적인 고출력 전자기파 근접 노출 환경에서 인체 두부에서의 온도 변화를 살펴보았다. 근접 전자기파 발생 장치로 반파장 다이폴 안테나를 사용하고, 안테나의 위치는 귀 옆과 눈 앞 두 종류의 환경을 설정하였다. 이때, 안테나의 주파수는 두 종류의 단일 주파수 835 MHz와 1,800 MHz를 고려하였다. 전자기파 노출에 의한 인체의 전자파 흡수율(Specific Absorption Rate: SAR) 값은 시간 영역 유한 차분법(Finite-Difference Time-Domain: FDTD)으로 계산하였고, 인체에서의 온도 변화는 생체 열 방정식(Bio-Heat Equation: BHE)를 이용해 계산하였다. 또한, 연속적인 고출력 노출 환경에서 인체의 온도 변화를 보다 정확히 예측하기 위해서 온도조절 기능(thermoregulation)을 고려하였다. 온도 조절 기능을 고려하지 않을 경우에는 최대 온도 상승은 안테나 출력에 비례하는 것을 확인하였다. 반면에, 온도 조절 기능을 고려하면, 피부의 온도가 $5^{\circ}C$ 이상 증가한 구간에서는 안테나 출력에 비례하는 특성이 나타나지 않는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 수치 해석 방법으로, 인체조직에 손상을 일으키는 온도 상승(뇌: $3.5^{\circ}C$, 피부: $10^{\circ}C$)을 야기할 수 있는 전자기파 노출 환경을 예측하기 위해서는 온도 조절 기능을 포함한 해석을 수행해야 한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.567-577
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• 1998

유한차분 시간영역 방법을 이용하여 연속 및 불연속 마이크로스트립올 해석할 때 홉수 경계조건은 Berenger의 완전 접합충(Perfectly Matched Layer:PML)올 3차원으로 적용하고, 전원의 인가는 기존의 마이크로스트립 전면(front face)에 인가하는 방법 대신 내부전원(Inner Source Technique:IST)을 이용하였다. 이 방법을 이용하면 de성분의 왜곡이 개선되고, 에베네센트(evanescent) 및 복사 전자계가 존재하는 측면과 윗면의 계산 영역올 줄이더라도 해석된 특성은 신뢰할 수 있는 결과를 얻올 수 있었다. 또한 내부전원의 위치를 조정함으로서 불완전한 경계조건에 의해서 발생되는 반사파의 영향올 효과적으로 제거할 수 있었다. 본 연구에서는 이러한 방법을 이용하여 마이크로스트립의 분산특성 및 특성임피던스를 계산하였다. 그리고 종단개방 마이크로스트립의 산란계수의 크기와 위상올 구하고 그 동가회로를 계산하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제13권10호
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• pp.971-981
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• 2002

개방단말 동축선 프로브법은 측정매질에 가공없이 접촉하여 매질의 전기적인 특성을 측정할 수 있는 효과적인 방법이다. 프로브 단말면에서 측정된 임의의 매질의 반사계수는 등가모델에 의해 복소 유전율로 환산되는데 본 실험실에서는 이미 개선된 가상의 전송선로 모델을 제안한 바 있다. 그런데 이 등가모델에 의해 환산된 복소 유전율은 주파수가 올라갈수록 오차가 증가하였다. 개방단말 동축선 프로브법에서의 복소 유전율 오차는 프로브의 불완전 접촉, 프로브의 제자 오차 등과 같은 여러 가지 원인에 의해 복합적으로 발생한다. 본 논문에서는 반사계수를 FDTD(Finite-Difference Time-Domain) 기법으로 수치 계산하여 반사계수 측정 시 발생할 수 있는 여러 오차를 제거하여, 오차의 원인을 환산모델의 문제로 제한시켰다. 그리고 환산모델에 의한 오차의 발생 여부를 여러 각도에서 연구하였다. 첫 번째고 반복법으로 계산된 환산모델의 변수에 대한 local minimum을 확인하였다. 두 번째로는 사용 주파수 범위에서 등가 모델의 모델링 여부를 확인하였다. 이러한 연구로부터 현재 사용하는 개선된 가상의 전송선로 모델의 사용범위를 알 수 있다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권11호
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• pp.1307-1314
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• 2012

지하 탐사 레이더(GPR: Ground-Penetrating Radar) 영상에서 지하의 비균일성에 의한 클러터(clutter)의 영향을 저감할 수 있는 고유 영상(eigenimage) 기반의 신호처리 기법을 제시하였다. GPR 탐사의 B-scan 영상에 기존의 고유 영상 필터링 기법을 적용하면 안테나 링잉, 송수신 안테나 간의 직접 결합(direct coupling)과 지표면 반사와 같이 비교적 균일한 클러터는 충분히 제거할 수 있다. 그러나, 지하의 비균일성(inhomogenity)에 의한 불규칙적인 클러터는 제거되지 못한 채 여전히 남아 있어서, 표적 신호(target signal)는 클러터에 의해 왜곡되거나 가려진다. 고유 영상 필터링한 영상들의 동일 픽셀(pixel) 간의 관계를 비교해 보면, 지하의 클러터와 표적에 해당하는 픽셀은 서로 다른 상관성이 존재하였다. 상관성이 높은 픽셀은 강화하면서 상관성이 낮은 픽셀은 저감할 수 있도록 고유 영상 필터링한 영상들에서 동일 픽셀간 기하 평균 신호처리 방법을 제안하였다. 불규칙 매질 분포(random media distribution)를 갖는 비균일 지하 속의 표적에 대한 GPR 탐사를 불규칙 매질 생성 기법(randommedia generation technique)과 시간 영역 유한 차분(FDTD: Finite-Difference Time-Domain)법으로 모의계산하고, 제안한 신호처리 방법을 GPR 탐사의 B-scan 자료에 적용하였다. 제안한 방법은 기존의 고유 영상 필터링에 비해서 지하의 비균일 클러터를 현저히 저감하고, 표적신호는 충분히 강화할 수 있음을 보였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.1218-1224
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• 2000

본 논문에서는 half-height W/C(Waveguide)를 이용하여 Ka-band 대역의 위성통신용 전력합성기를 설계하였다. 낮은 삽입 손실과 포트간 아이솔레션 특성이 좋은 방향성 겨랗ㅂ기를 위성 통신용 전력합성기로서 채택하였다. half-height W/C를 이용하여 설계된 전력합성기는 full-height W/G를 사용하여 설계된 전력삽성기에 비하여 작은 부피와 무게를 가지기 때문에 크기와 무게면에서 많은 이점을 얻을 수 있다. 본 논문에서는 FDTD(Finite-Difference Time-Domain)를 이용하여 half-height W/G 전력 합성기를 분석하고 설계 하였으며 full-height W/G로 구성된 전력 증폭기와 성능을 비교하였다. 또한 최적의 차수로 설계된 half-height 전력합성기를 제작하여 측정하였다. 설계된 half-height 전력합성기는 Ka-band 위성 통신용 대역(20.255~21.255 GHz)에서 삽입손실 0.3dB 이하, 반사손실 20 dB 이상, 포트간 분리도 20 dB 이상, 출력 포트간 위상차가 5$^{\circ}$ 이내의 특성을 만족하도록 설계되었다.