• 항공우주기술
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• 제12권1호
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• pp.32-39
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• 2013

PZT-5 계열 압전진동자의 위성부품 활용성 연구를 위하여 CVCM(Collected Volatile Condensable Material) 및 TML(Total Mass Loss)을 측정하여 규정된 0.1% 및 1.0% 이하의 값을 얻었고, 베이크아웃 챔버를 이용하여 고온 및 고진공상태에서 $500ng/cm^2/hr$ 이하의 낮은 TQCM(Thermoelectric Quartz Crystal Microbalance) 값을 얻어 위성체 부품으로의 적합성을 재확인하였다. 압전진동자에 대한 고진공 환경 전후의 압전특성을 비교 분석한 결과 진공환경에 의한 전기-기계적 특성은 1% 미만으로 큰 변화가 없음을 확인하였다. 아울러, $-100^{\circ}C{\sim}90^{\circ}C$의 범위에 대한 PZT-5계열의 압전 진동자에 대하여 온도변화에 따른 특성변화를 조사한 결과, 공진 및 반공진주파수는 상온일 때를 중심으로 온도의 변화에 따라 증가하였고 유전상수의 경우 주어진 온도 범위에서 2500~7500의 범위에서 선형적으로 증가하였다. 기계적 손실은 0.08 ~ 0.03의 범위에서 선형적으로 감소하는 경향을 보였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제17권4호
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• pp.892-904
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• 2017

A design of a Class-E inverter with only one inductor and one capacitor is presented. It is operated at the optimal operation mode for domestic cooker. The design principle is based on the zero-voltage derivative switching (ZVDS) of the Class-E inverter with a parallel load network, which is a parallel resonant equivalent circuit. An induction load characterization is obtained from a large-signal excitation test bench, which is the key to an accurate design of the induction cooker system. Consequently, the proposed scheme provides a more systematic, simple, accurate, and feasible solution than the conventional quasi-resonant inverter analysis based on series load network methodology. The derivative of the switch voltage is zero at the turn-on transition, and its absolute value is relatively small at the turn-off transition. Switching losses and noise are reduced. The parameters of the ZVDS Class-E inverter for the domestic induction cooker must be selected properly, and details of the design of the components of this Class-E inverter need to be addressed. A 1,200 W prototype is designed and evaluated to verify the validation of the proposed topology.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.517-527
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• 2021

본 논문에서는 단일칩 마이컴을 이용한 위상변위 방식 직류-직류 전력변환기를 제안한다. 제안한 전력변환기의 1차측은 위상변위 방식에 의하여 단극성 펄스폭변조(unipolar PWM)로 동작하는 풀브리지 전력구조이며, 2차측은 4개의 다이오드로 구성된 풀브리지 전파정류기이다. 제안한 전력변환기의 제어는 단일칩 마이컴에 의해 수행되고, 그 MOSFET 스위치들은 부트스트랩 회로에 의해 구동된다. 그래서 전력변환기의 전체 시스템은 간단하다. 제안한 전력변환기는 공진회로와 저지커패시터를 이용하여 고효율을 달성한다. 본 논문에서는 먼저, 제안한 전력변환기의 전력회로의 동작을 각 동작모드를 따라 설명한다. 그리고 제안한 전력변환기의 전력회로 설계방식을 보이고 제안한 전력변환기를 동작시키는 마이컴 상의 소프트웨어 제어 알고리즘과 피드백 및 스위치 구동 회로에 관하여 간략히 설명한다. 그 후, 본 논문에서 제시한 설계와 구현방식에 의하여 설계하고 제작된 시제품 전력변환기의 실험결과를 통하여 제안한 전력변환기의 동작 특성을 입증한다. 실험결과에서 약 92% 정도의 최고 효율을 얻었다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제42권7호
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• pp.63-70
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• 2005

위상잡음(phase noise)이 작은 발진기(oscillator)는 주파수 대역의 효율적 활용과 고속의 데이터 전송을 가능하게 하는 통신 시스템의 구축과 Doppler 효과를 이용하는 RADAR의 제작을 위한 핵심소자로서 발진기의 위상잡음은 공진부의 loaded Q($Q_{L}$)값이 클수록 작아진다. 본 논문에서는 고온초전도 $YBa_2Cu_3O_{7-\delta}$(YBCO) 박막을 사용하여 $TE_{011}$ 모드 고온초전도 YBCO-루타일 공진기를 제작하고 이 공진기가 공진단으로 사용된 발진기 특성의 시뮬레이션, 발진기 제작 및 위상잡음 측정 연구를 수행하였다. 23.5 K 및 $TE_{01\delta}$ 모드 공진주파수인 8.545 GHz에서 $Q_{L}$=180000 인 고온초전도 YBCO-루타일 공진기를 사용하여 제작된 발진기의 위상잡음은 1 KHz offset에서 -104.8 dBc/Hz 정도의 매우 작은 값을 지님을 확인하였다. Piezoactuator를 이용한 상온에서의 발진기 주파수의 튜닝 결과를 제시하고, 이러한 공진기가 사용된, 튜닝 가능한 고성능 발진기의 제작 가능성에 대해 논의하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.917-925
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• 2005

본 논문에서는 4중 대역 이동 통신 단말기에서 사용할 수 있는 내장형 안테나를 설계, 제작하였다. 안테나의 동작 주파수 대역은 GSM(880 MHz${\~}$960 MHz), GPS(1,575 MHz$\pm$10 MHz), DCS(1,710 MHz${\~}$l,880 MHz) 그리고 US-PCS(1,850 MHz${\~}$l,990 MHz) 등을 포함한다. 제안된 안테나는 하나의 급전과 단락 그리고 접혀진 루프 형태의 방사체로 구성되어 있으며 루프형 방사체에 형성되는 기본 모드와 고차 모드들을 이용하여 다중 대역 특성을 만들었다. 안테나에서는 모드별 공진 주파수 조절을 위해 방사체의 특정 부분에 전류 분포 분석을 바탕으로 각기 다른 크기의 슬롯을 삽입하였고, 전방향성 방사 패턴 특성을 위해 방사체의 구조를 좌우 대칭형의 접혀진 루프 형태로 설계하여 방사체에 대칭적인 에너지 분포를 가지게 하였다. 제안된 안테나는 대역폭 향상을 위해 안테나의 아랫부분의 접지면을 제거하였으며 제작된 안테나의 측정된 임피던스 대역폭은 GSM 대역에서 정재파비 2.5 : 1 기준으로 $10.1\%$이고, GPS 대역 및 DCS/US-PCS 대역에서 정재파비 2.5 : 1 기준으로 $26.8\%$이다. 안테나의 수평면 방사 패턴 최대 이득은 전 대역에서 -0.37 dBi${\~}$2.55 dBi로 측정되었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권6호
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• pp.632-638
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• 2014

선박용 저속 2행정 디젤엔진의 선체 탑재 후 본체 진동제어를 위한 방법 중 하나로 마찰식 톱브레이싱과 유압식 톱브레이싱의 사용이 널리 이용되고 있으며 이들의 선택은 선주에게 일임되어져 왔다. 특히, 최근에 이르러 톱브레이싱 설치목적에 반하여 선체강성의 상대적 저하는 주 공진회전수를 상용회전수내에 존재하게 만들었고 마찰식 톱브레이싱이 장착된 선박에서 이와 관련된 사고 사례가 보고되었다. 이에 따른 효율적 해결방안으로 다양한 형태의 선박에 대하여 광범위한 진동측정이 제시되었다. 본 논문에서는 이를 바탕으로 톱브레이싱 형식에 따른 엔진 본체 진동의 특성을 확인하였고 엔진 본체 진동을 제어하기 위하여 보다 효율적인 방법에 대하여 고찰하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.835-841
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• 2013

Modern solid-state gyroscopes (HRG) with hemispherical resonators from high-purity quartz glass and special surface superfinishing and ultrathin gold coating become the best instruments for precise-grade inertial reference units (IRU) targeting long-term space missions. Designing of these sensors could be a notable contribution into development of Korea as a space nation. In participial, 40mm diameter thin-shell resonator from high-purity fused quartz, fabricated as a single-piece with its supporting stem has been designed, machined, etched, tuned, tested, and delivered by STM Co. (ATS of Ukraine) several years ago; an extremely-high Q-factor (upto 10~20 millions) has been shown. Understanding of the best way how to match such a unique sensor with inner glass assembly of the gyro means how to use the high potential in a maximal extent; and this has become the urgent task. Inner quartz glass assembly has a very thin indium (In) layer soldered the resonator and its silica base (case), but effects of internal resonances between operational modal pair of the shell-cup and its side (parasitic) modes can notable degrade the potential of the sensor as a whole, instead of so low level of resonator's intrinsic losses. Unfortunately, there are special combinations of dimensions of the parts (so-called, "resonant sizes"), when intensive losses of energy occurs. The authors proposed to use the length of stem's fixture as an additional design parameter to avoid such cases. So-called, a cyclic scheme of finite element method (FEM) and ANSYS software were employed to estimate different combinations of gyro assembly parameters. This variant has no mismatches of numerical origin due to FEM's discrete mesh. The optimum length and dangerous "resonant lengths" have been found. The special attention has been paid to analyses of 3D effects in a cup-stem transient zone, including determination of a difference between the positions of geometrical Pole of the resonant hemisphere and of its "dynamical Pole", i.e., its real zone of oscillation node. Boundary effects between the shell (cup) and 3D short "beams" (inner and outer stems) have been ranged. The results of the numerical experiments have been compared with the classic model of a quasi-hemispherical shell band with inextensional midsurface, and the solution using Rayleigh's functions of the $1^{st}$ and $2^{nd}$ kinds. To guarantee the truth of the recommended sizes to a designer of the real device, the analytical and FEM results have been compared with experimental data for a party of real resonators. The consistency of the results obtained by different means has been shown with errors less than 5%. The results notably differ from the data published earlier by different researchers.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권5호
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• pp.107-115
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• 2006

지진과 같은 재난이 발생하였을 때에도 전력설비는 그 본래의 기능을 상실하지 않고 구조적인 안정성을 유지해야 하는 핵심 산업시설물이다. 이 연구는 가장 대표적인 전력설비인 154kV 변압기에 부착된 애자형 부싱의 진동특성과 내진성능을 분석하였다. 연구의 목적에 따라 국내에서 운용하던 실제 154kV 변압기 부싱을 대상으로 30tonf 용량의 진동대를 이용하여 진동시험이 실시되었다. 진동시험은 동특성분석시험과 내진성능시험 그리고 파괴한도시험으로 구분하고, 각각의 시험에는 정현소인파, 인공지진파 그리고 연속공진정현파를 진동대운동으로 입력하였다. 이 논문에는 시험에 사용된 시편과 진동설비의 특성 그리고, 시험 방법 및 종류를 설명하고, 시험 결과 얻어진 계측자료의 특성에 대하여 논의한다. 이 연구를 통하여 국내에서 운용중인 154kV 변압기 부싱은 그 고유진동수가 20Hz 이상인 고진동수 설비이며, 감쇠비는 4%미만인 것으로 분석되었다. 또한, 특별한 경우를 제외하고, 변압기 부싱은 국내의 설계기준지진에 대하여 충분한 내진안전성을 보유하고 있으며, 강한 공진운동에 의해 예상되는 부싱의 최초 파괴모드는 하단 개스킷의 파손인 것으로 밝혀졌다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제17권5호
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• pp.261-269
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• 2016

A high-performance transmit/receive (T/R) switch is essential for every radio-frequency (RF) device. This paper proposes a T/R switch that is designed in the CEDEC 0.13 μm complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) technology for 2.4 GHz ISM-band RF applications. The switch exhibits a 1 dB insertion loss, a 28.6 dB isolation, and a 35.8 dBm power-handling capacity in the transmit mode; meanwhile, for the 1.8 V/0 V control voltages, a 1.1 dB insertion loss and a 19.4 dB isolation were exhibited with an extremely-low power dissipation of 377.14 μW in the receive mode. Besides, the variations of the insertion loss and the isolation of the switch for a temperature change from - 25℃ to 125℃ are 0.019 dB and 0.095 dB, respectively. To obtain a lucrative performance, an active inductor-based resonant circuit, body floating, a transistor W/L optimization, and an isolated CMOS structure were adopted for the switch design. Further, due to the avoidance of bulky inductors and capacitors, a very small chip size of 0.0207 mm² that is the lowest-ever reported chip area for this frequency band was achieved.

• 한국융합학회논문지
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• 제11권11호
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• pp.203-209
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• 2020

본 연구에서는 자동차 엔진에 적용되는 고무마운트의 성능을 극대화하여 시동초기 진동특성를 개선하기 위해 능동형 하이브리드 마운트를 제안하고 진동절연 성능을 실험적으로 고찰하고자 한다. 제안된 하이브리드 마운트는 수동형 고무요소와 능동형 압전작동기로 구성되었으며, 동적 특성과 제어력의 실험적 고찰을 통해 하이브리드 마운트가 제작되었다. 수직방향의 진동을 고려하여 관성질량을 갖는 압전-고무 하이브리드 마운트의 동적 지배방정식을 수학적으로 모델링하였으며 상태 공간 방정식으로 표현하였다. 본 연구에서는 진동을 절연하기 위해 강건한 슬라이딩 모드 제어기가 구성되어 진동제어 실험에 적용되었다. 마지막으로 넓은 주파수 영역에서 진동제어 성능을 실험적으로 고찰하였으며 주파수 영역에서의 전달율과 시간영역에서 진동절연 성능을 평가하였다.