• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제17권4호
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• pp.202-207
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• 2017

This paper presents the performance of a planar, low-profile, and wide-gain-bandwidth leaky-wave slit antenna in different thickness values of high-permittivity gallium arsenide substrates at terahertz frequencies. The proposed antenna designs consisted of a periodic array of $5{\times}5$ metallic square patches and a planar feeding structure. The patch array was printed on the top side of the substrate, and the feeding structure, which is an open-ended leaky-wave slot line, was etched on the bottom side of the substrate. The antenna performed as a Fabry-Perot cavity antenna at high thickness levels ($H=160{\mu}m$ and $H=80{\mu}m$), thus exhibiting high gain but a narrow gain bandwidth. At low thickness levels ($H=40{\mu}m$ and $H=20{\mu}m$), it performed as a metasurface antenna and showed wide-gain-bandwidth characteristics with a low gain value. Aside from the advantage of achieving useful characteristics for different antennas by just changing the substrate thickness, the proposed antenna design exhibited a low profile, easy integration into circuit boards, and excellent low-cost mass production suitability.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.300.2-300.2
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• 2013

Periodically shaped pillar-arrays and hole-arrays were fabricated on a Si wafer. Geometric features are similar in a periodic length of 4 ${\mu}m$ and a depth of 2 ${\mu}m$. For the hole-array patterns, positive PR processes were performed. UV exposed PR patterns were removed during a developing process to leave shapes of inversely replicated from a glass photomask. Meanwhile, negative PR processes were taken for the pillar-array patterns. UV exposed PR patterns were remained on a Si substrate having a same feature of patterns of a glass photomask. For an electrical aspect, a pillar structure has a short carrier-collection length resulting in the improved open-circuit voltage of 609 mV from 587 mV of a planar device. An improved performance may be achieved to reduce recombination loss along the patterning surface.

• 한국항행학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.101-107
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• 2003

본 연구에서는 이동하면서 BS/CS 대역의 무궁화3호위성 신호를 수신할 수 있도록 42도 이상의 틸팅각을 갖는 새로운 구조의 패치안테나에 대해 제시하였다. 본 안테나의 구조는 패치 다이폴을 직렬 배열한 대수 주기형 안테나와 개구결합을 이용한 급전 구조로 이루어 졌다. 테이퍼드 슬롯에 8 개의 직렬 패치 다이폴이 수직으로 놓여짐으로써 각 패치 다이폴에 직렬 급전이 된다. 직렬 급전된 패치 다이폴의 방사는 BS/CS 대역에서 메인 빔의 방향이 $37^{\circ}{\sim}42^{\circ}$를 형성하였고, 이득은 9.31~11.03 dBi로 측정되었다. 32개의 엘레멘트를 $4{\times}8$로 적절히 배열하면 24 dBi 이상의 이득과 40-48도 내외의 앙각이 형성되어, 무궁화 3호 위성의 이동체 탑재용 안테나에 적용이 가능하다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.253-260
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• 2016

본 논문에서는 항공기 탑재용 경량화 지지 구조를 갖는 평면 LPDA(Log-Periodic Dipole Array) 안테나를 제안한다. 제안된 안테나는 항공기 탑재에 적합하도록 가볍고, 구조적 진동에 견딜 수 있는 평면형 골격 지지 구조를 적용하여 설계하였다. 평면형 골격 지지 구조의 재질은 강도와 온도 특성이 우수한 Peek(Polyether ether ketone)를 사용하였으며, 제안된 안테나는 지지 구조 양면에 LPDA 안테나 방사소자를 결합하여 제작되었다. 지지 구조 유전체로 인하여 변화된 입력 임피던스는 일부 방사소자 간격과 길이를 조절하여 매칭시켰다. 설계된 평면 LPDA 안테나의 10-dB 반사손실 대역폭은 시뮬레이션 및 측정 결과, 각각 0.4~3.1 GHz(7.3:1), 0.41~3.5 GHz(8.2:1)로 광대역이었다. 평균 이득은 0.5~3 GHz 대역내에서 시뮬레이션은 평균 6.77 dBi, 측정은 6.55 dBi이었다. 따라서 설계된 안테나는 가볍고 견고한 구조와 광대역 지향성 방사특성을 가져 항공기 탑재 용도로 적합함을 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.484-487
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• 2014

본 논문에서는 근거리에서 심박동, 호흡, 맥박 등 인체 신호를 효율적으로 검출할 수 있는 소출력 안테나 특성에 대하여 분석하였다. 이러한 환경에서 안테나는 펄스 신호를 사용하므로 광대역에서 임피던스가 주파수에 안정적인 특성이 요구된다. 이러한 요구 특성은 이득과 trade-off 관계가 있으나 본 논문에서는 근거리에서 사용하므로 방향성 및 이득을 높이기 위한 어레이 형태는 고려하지 않았다. 일반적으로 이러한 요구 사항을 만족하는 안테나는 주파수 독립(Frequency Independent) 안테나로 분류된다. 스파이럴(spiral), 시뉴어스(sinuous), 대수 주기(log-periodic) 안테나 등이 해당되며 소형으로 구현될 수 있다. 본 논문에서는 중심 주파수가 5 GHz인 UWB 펄스 트랜시버에 원형 패치 안테나와 시뉴어스 안테나를 접속하고 시험한 결과를 분석해서 기술하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제42권1호`
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• pp.91-97
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• 2005

위성을 이용한 양방향 멀티미디어 통신용 이동 안테나 시스템에서, 이동 환경 조건하에 국제적인 안테나 패턴 규격을 만족하는 배열 안테나를 설계 및 제작하였다. 이동 안테나 시스템에서 적용된 배열 안테나는 소파 구조로, 유전자 알고리즘을 이용하여 최적의 저부엽 특성을 갖는 비균등 간격으로 부배열 안테나의 위치를 설정하였다. 부배열 안테나는 송수신 겸용의 3중 적층구조 마이크로스트립 패치 안테나로, 안테나 이득 및 대역폭 특성을 개선하였다. 본 논문에서는 설계된 부배열 안테나 및 유전자 알고리즘이 적용된 부배열 간의 간격 특성과 제작된 부배열 안테나 및 이동 안테나 시스템을 통해 결과를 살펴보았다.

• 한국재료학회지
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• 제23권12호
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• pp.667-671
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• 2013

We present an easy method of preparing two-dimensional (2D) periodic hollow tin oxide ($SnO_2$) hemisphere array gas sensors using polystyrene (PS) spheres as a template. The structures were fabricated by the sputter deposition of thin tin (Sn) metal over an array of PS spheres on a planar substrate followed by calcination at an elevated temperature to oxidize Sn to $SnO_2$ while removing the PS template cores. The $SnO_2$ hemisphere array structures were examined by scanning electron microscopy and X-ray diffraction. The structures were calcined at various temperatures and their sensing properties were examined with varying operation temperatures and concentrations of nitric oxide (NO) gas. Their gas-sensing properties were investigated by measuring the electrical resistances in air and the target gases. The measurements were conducted at different NO concentrations and substrate temperatures. A minimum detection limit of 30 ppb, showing a sensitivity of S = 1.6, was observed for NO gas at an operation temperature of $150^{\circ}C$ for a sample having an Sn metal layer thickness corresponding to 30 sec sputtering time and calcined at $600^{\circ}C$ for 2 hr in air. We proved that high porosity in a hollow $SnO_2$ hemisphere structure allows easy diffusion of the target gas molecules. The results confirm that a 2D hollow $SnO_2$ hemisphere array structure of micronmeter sizes can be a good structural morphology for high sensitivity gas sensors.

• 한국전자파학회논문지
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• 제27권7호
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• pp.653-659
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• 2016

본 논문은 공중에서 회전하면서 광대역 신호를 방향 탐지하고 수신하는 반사판 안테나 급전기용 초광대역 LPDA(Log-Periodic Dipole Array) 안테나를 제안한다. S 대역부터 Ka 대역까지 20:1 이상의 초광대역 특성을 확보하기 위해 평면기판 위에 방사소자를 인쇄하였고, 기판 사이에 견고한 구조의 쐐기형 유전체 지지대를 삽입하였다. 또한, 무게를 줄이기 위해 지지대 중심 부분을 스티로폼 재질로 대체하였다. 설계된 LPDA 안테나의 5-dB 반사손실 대역폭은 시뮬레이션 37.57:1(1.09~40.95 GHz), 측정 33.85:1(1.31~44.35 GHz)로 초광대역 특성을 나타내었다. 동작 대역에서 평균 이득은 시뮬레이션, 측정 각각 5.79 dBi, 5.76 dBi로서 요구하는 이득을 확보하였다. 제안된 견고하고 가벼운 초광대역 LPDA 안테나는 항공용으로 적용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.667-678
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• 2002

본 논문에서는 구형 빔 패턴 형성을 위한 다층 이차원 원형 도체 배열을 갖는 새로운 방사 구조를 제안하였다. 새로운 방사 구조는 방사 원형 도파관 위에 유한하게 적층된 원형 도체 배열 소자들이 무한적, 주기적 평면 배열 구조를 갖는다. 이론적 해석은 rigid full-wave 해석 방법으로 배열 구조의 각 영역에서의 전자장에 대한 모드 전개식과 원형 도체상의 전류에 대한 모드 전개식에 바탕을 두고 상세히 수행되었으며, 함수의 직교성, 모드 정합 방법, 경계조건 그리고 Galerkin 방법을 사용하여 선형 대수 방정식 시스템을 유도하였다. 또한, Gauss 소거법을 사용하여 배열 특성 계산에 필요한 미지의 진폭 계수들을 얻었다. 제안된 알고리듬은 Ka대역에서 $\pm$20$^{\circ}$의 빔 폭을 갖는 구형 빔 패턴 형성을 위한 배열 설계에 사용되었으며, 일반적인 응용을 위해 파장으로 정규화된 최적화 설계 변수들을 제시하였다. 시뮬레이션 결과와 실험 결과들을 서로 비교하기 위해, 대칭적으로 19개의 방사 소자를 갖는 Ka 대역 실험 시제품을 제작하였다. 방사 원형 도파관 개구면 위에 적층된 원형 도체 배열 구조는 얇은 필름상에 이온-빔 증착 방법을 사용하여 구현되었다. 계산된 단위소자 패턴들과 시제품의 측정된 단위소자 패턴들은 빔 스캔 범위 내에서 거의 일치함을 보여주었으며, 사이드 로브 레벨과 그레이팅 로브 레벨에 대한 결과 분석도 이루어졌다 또한, 정 방향에서 다층 원형 도체 구조에 의해 생길 수 있는 blindness 현상에 대하여 언급하였다. 제작된 시제품의 입력 VSWR은 1.14 보다 작았으며, 29.0 GHz, 29.5 GHz 그리고 30 GHz에서 측정된 이득은 각각 10.2 dB, 10.0 dB 그리고 10.7 dB 였다. 실험 및 시뮬레이션 결과들은 제안된 다층 원형 도체 배열 구조가 효율적인 구형 빔 패턴을 형성할 수 있음을 보여 주었다.능성을 시도하였고, 그 결과는 다음과 같다. 1. Cholesterol을 제거한 cheese의 제조에서 최적조건은 균질압력 1200psi(70kg$cm^2$), 균질온도 $70^{\circ}$, $\beta$-cyclodextrin 첨가량 2%였으며, 이때 우유의 cholesterol의 제거율이 86.05%로 가장 높게 나타났다. 2. Cholesterol을 제거한 cheese들의 수율은 모두 12.53%(control 10.54%) 이상으로 균질 처리가 cheese의 수율을 18.88%이상 향상시키는 것으로 나타났다. 3. 유지방 함량 23.80%인 control 치즈의 cholesterol 함량은 81.47mg/100g이었고, 균질압력 1200psi(91kg/$cm^2$)에 $\beta$-cyclodextrin 2%를 첨가한 cheese에서는 cholesterol 함량이 20.15mg/100g으로 cholesterol 제거율이 75.27%로 가장 높게 나타났다. 4. Meltability는 균질압력 1200psi(91kg/$cm^2$)에 $\beta$-cyclodextrin 1과 2%로 처리한 치즈에서 2.25cm(control 3.34cm)로 가장 낮았으며, 균질압력이 증가할수록 meltability가 감소하여 치즈의 품질을 저하시켰다. 5. Control 치즈의 stretchability는 30cm 이상 늘어나 가장 양호한 수치인 5점을 나타낸 반면, cholesterol을 제거한 cheese에서는 5~10cm 사이를 나타내어 2점으로 stretchability가 저하된 것을 볼 수 있었다. 6. Oiling off는 균질압력 1200psi(91kg/$cm^2$)에 $\beta$-cyclodextrin 1과 2%로 처리한 치즈에서

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.226-226
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• 2013

Si is a dominant solar material, which is the second most abundant element in the earth giving a benefit in the aspect in cost with low toxicity. However, the inherent limit of Si has an indirect band gap of 1.1 eV resulting in the limited optical absorption. Therefore, a critical issue has been raised to increase the utilization of the incident light into the Si absorber. The enhancement of light absorption is a crucial to improve the performances and thus relieves the cost burden of Si photovoltaics. For the optical aspect, an efficient design of a front surface, where the incident light comes in, has been intensively investigated to improve the performance of photon absorption. Lambertian light trapping can be attained when the light active surface is ideally rough to increase the optical length by about 50 compared to a planar substrate. This suggests that an efficient design may reduce thickness of the Si absorber from the conventional 100~300 ${\mu}m$ to less than 3 ${\mu}m$. Theoretically, a hole-array structure satisfies an equivalent efficiency of c-Si with only one-twelfth mass and one-sixth thickness. Various approaches have been applied to improve the incident light utilization in a Si absorber using textured structures, periodic gratings, photonic crystals, and nanorod arrays. We have designed hole and pillar structured Si absorbers. Four-different Si absorbers have been simultaneously fabricated on an identical Si wafer with hole arrays or pillar arrays at a fixed depth of 2 ${\mu}m$. We have found that the significant enhanced solar cell performances both for the hole arrayed and pillar arrayed Si absorbers compared to that of a planar Si wafer resulting from the effective improvement in the quantum efficiencies.