• 한국전자파학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.1010-1019
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• 2008

본 논문에서는 호흡 및 심박수 측정을 위한 CW 바이오 레이더 시스템의 잡음을 분석하고, 이 중 위상 잡음에 대한 측정 결과를 제시하였다. 바이오 레이더 시스템은 기존의 무선 통신 방식이나 RFID 시스템과 달리, 수신신호의 주파수 및 반송파 주파수간의 차가 수 Hz에 불과하며, 수신 신호의 레벨 역시 매우 작으므로 위상 잡음을 포함한 모든 잡음원의 영향을 분석하는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 CW 방식의 바이오 레이더 시스템의 잡음을 시스템의 SNR 측면에서 그 영향을 정량적으로 분석하였고, 분석 결과로부터 송신 안테나와 수신안테나 사이의 누설 전력량에 의한 위상 잡음이 가장 큰 잡음원이 됨을 확인하였으며, 이는 위상 잡음의 거리상관 효과의 함수임을 확인하였다. 따라서 거리 상관 효과에 따른 위상 잡음을 측정하고 이론과 비교하였다. 측정 결과, 본 논문에서 제안한 위상 잡음 측정 방식이 반송파 주파수에 근접한 위상 잡음을 측정할 수 있음을 확인하였다. 이를 통해 50 cm의 인식 거리를 가지며 1 mW의 저출력에서 동작하는 2.4 GHz에서 바이오 레이더 시스템을 PLL 회로 없이 체계적으로 설계할 수 있었다.

• Applied Microscopy
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• 제37권4호
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• pp.231-238
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• 2007

고운까막노래기(Oxidus gracilis) 안테나 표면에 형성된 감각기관과 감각모의 미세구조적 특성을 규명하기 위하여 주사전자현미경(FESEM)을 이용하여 관찰하였다. 안테나는 8개의 마디로 이루어져 있었으며, 큐티클의 표면에는 화학적 및 기계적 감각을 담당하는 다양한 종류의 감각기들이 형성되어 있었다. 고운까막노래기 안테나에서는 기본적으로 대형의 원추말단 감각기(AC)와 3종류의 감각모-모상 감각모(Cs), 관상 감각모(Ts), 추상 감각모(Bs)-가 구분되었다. 원추말단 감각기는 말단마디인 제8 마디에 4개가 형성되어 있었고, 끝이 날카로운 모상 감각모와 관상 감각모는 말단 마디를 제외한 모든 마디에 분포되어 있었다. 추상 감각모는 제5 마디부터 제7 마디까지의 원위 말단부에 형성된 큐티클 함몰부에서만 관찰되는데, 그 미세구조적 특성에 따라 다시 3종류로 구분되었다. 길이가 긴 제1형($Bs_1$)은 제5 마디에만 분포되어 있었고, 길이가 짧은 제2형($Bs_2$)은 제5 마디 및 제6 마디에, 그리고 가시 모양의 제3형($Bs_3$)은 제7 마디에만 분포되어 있음이 확인되었다.

• Applied Microscopy
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• 제40권4호
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• pp.237-244
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• 2010

주머니 형태의 흡입식 포충낭을 형성하는 통발속(Utricularia) 식물은 포충낭에 발달하는 감각모 및 다양한 분비모로 능동적인 식충의 기능을 수행한다. 본 연구에서는 물속에 서식하는 수생형 통발(U. japonica)과 땅속에 서식하는 지생형 땅귀개(U. livida)2종 포충낭의 형태적 분화 특성을 광학 및 전자현미경을 이용하여 연구하였다. 이들 2종의 포충낭 내부 및 외부 표피조직에 발달하는 먹이 감지구조 및 감각모와 분비모의 분화양상은 서식환경에 따라 매우 상이하였다. 수생형 통발의 포충낭 입구에는 분지된 안테나 및 부속지들이 위치하고, 덧문에는 감각모 4개가 분포하였다. 포충낭의 외부 표피조직에는 반구형의 작은 단세포 분비모들이 산재하나 내부로 향한 입구 부위에는 무병 및 capitate형 분비모들이 점액물질을 분비하여 덧문을 여닫으며 먹이 포획을 하였다. 포충낭 내부 전체 표피표면에는 4분지모들이 밀생하나, 2분지모들은 덧문 하단의 일부 조직에만 수직으로 발달하였다. 반면, 지생형 땅귀개의 포충낭 입구에는 내부를 향하면서 좁아지는 누두상의 먹이 접촉 및 감지구조를 형성하였다. 이들의 배축면에는 다세포성 비분비모들이 규칙적으로 배열하나 향축면에는 여러형태의 분비모가 밀생하여 입구를 피복하며 덧문은 외부로 노출되지 않았다. 덧문에는 2개의 감각모가 발달하며 포충낭 내부에는 H-자 형태의 4분지모가 소수 발달하였고, 2분지모는 덧문 하단 표면에 수평으로 배열하였다. 먹이 유입 시 이들 분비모에서는 다량의 분비물질이 분비되어 포충낭 내부 전체표면을 피복하였다. 이상의 결과는 수생 및 지생 통발 2종 포충낭의 형태 분화 및 구조적 특성이 이후 흡입식 포충낭에서의 식충기작 및 세포수준에서의 미세구조 연구에서 유용한 중요 자료가 될 것으로 생각된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제41권4호
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• pp.189-194
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• 2017

이동형해상감시레이더는 해안을 따라 이동하며, 해역을 감시하는 기능을 수행한다. 초기 레이더의 방향은 차량의 선수방향으로 정렬되어 있기 때문에 전개지 이동 후 신속하게 표적의 방위각을 획득하기 위해서는 변경된 차량의 선수방향을 아는 것이 중요하다. 차량의 선수방위각은 자이로 컴퍼스, GPS 컴퍼스 혹은 전자 컴퍼스로 획득할 수 있다. 그 중에서 전자 컴퍼스는 가격이 저렴할 뿐만 아니라, 부피가 작고, 안정화 시간이 짧아서 빠른 기동성을 요구하는 이동형해상감시레이더에 적합하다. 하지만, 지자계 센서를 사용하다보니 주변 자장의 영향으로 오차가 발생될 수 있으며, 발생된 오차는 초기 위성의 자동추적을 어렵게 하고, 레이더의 탐지정확도를 떨어뜨린다. 따라서 본 논문에서는 이동형해상감시레이더 및 정지 위성간의 두 위치좌표로부터 측지학적 역 문제 해석을 통해 기준 방위각을 산출하고 이를 위성 안테나가 실제 지향한 방위각과 비교 산출하여 얻어진 보정값을 레이더에 반영하는 자동보정절차를 제안하고 제안된 방법을 실제 운용 중인 이동형해상감시레이더에 적용함으로써 운용가능성 및 편리성을 검증하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권7호통권361호
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• pp.9-15
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• 2007

본 논문에서는 UHF 대역 수동 RFID 태그(UHF-band passive RFID tag) 칩 제작에 필수적인 요소인 쇼트키(Schottky) 다이오드를 CMOS 공정으로 제작하고 크기에 따른 특성을 분석하였으며 이를 이용하여 전압체배기를 설계하였다. 쇼트키 다이오드는 Titanium-Silicon 접합을 이용하여 제작되었으며, $4{\times}10{\times}10\;{\mu}m^{2}$의 면적을 가지는 쇼트키 다이오드는 $20\;{\mu}A$의 전류 구동에 대해 약 0.15 V의 순방향 전압 강하의 우수한 특성을 나타내었다. 역방향 파괴전압(breakdown)은 약 -9 V로 수동 RFID 태그칩의 전압체배기에 사용될 수 있는 충분한 값을 나타내었다. 제작된 쇼트키 다이오드의 소신호 등가모델을 이용하여 다이오드의 크기에 따른 순방향 전압강하와 입력 임피던스간의 trade-off에 대해 분석하였다. 이를 이용하여 제작된 6-단 전압체배기는 900 MHz 주파수, 200mV 최대 입력 전압에 대해 1.3 V이상의 출력 전압 특성을 나타내어 인식거리가 비교적 큰 수동형 태그에 적합한 특성을 나타내었다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권7호
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• pp.26-36
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• 2014

IMT-Advanced 시스템을 효율적으로 서비스하고 시스템 효율을 증대시키기 위해서는 능동위상 배열구조의 안테나 시스템이 요구된다. 능동위상 배열 구조는 다수의 송수신 모듈과 다수의 복사소자로 구성되어 시스템의 효율을 증대시킬 수 있으며, 시스템을 구현하기 위해서는 초소형 고효율 송수신 모듈이 핵심이다. 최종 출력과 밀접한 관련이 있는 송신모듈의 전력증폭기는 기지국 시스템의 효율을 결정하는 핵심요소이다. 본 논문에서는 IMT-Advanced 능동위상배열 시스템에 적합한 초소형 고효율 송수신 모듈을 설계하고 구현하고자 하였다. 송수신 모듈은 온도보상 회로를 구현하여 이득 오차를 줄였으며, 선형화기는 소형화를 위하여 아날로그 방식으로 구현하였다. 초소형 고효율 전력증폭기를 구현하기 위해서 GaN MMIC Doherty 구조로 구현하였다. 구현된 송수신모듈은 $40mm{\times}90mm{\times}50mm$ 크기로 구현되었으며, LTE band 7에서 47.65 dBm의 출력을 가졌다. 실제 운용전력인 37 dBm에서 40.7%의 효율과 12 dB이상의 선형성 개선도를 보였다. 수신부의 잡음지수는 1.28 dB이하로 설계규격을 만족하였으며, 송수신 모듈의 이득과 위상은 6 bit로 제어로 최대 오차는 각각 0.38 dB와 2.77 degree를 보였다.

• Applied Microscopy
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• 제37권2호
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• pp.73-82
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• 2007

다지류 노래기의 안테나는 다양한 환경 자극을 감지하는 탁월한 기능을 가지고 있다. 안테나의 구조적 특성은 감각하는 자극의 종류와 밀접한 연관을 가지고 있으므로 본 연구는 띠노래기목의 평안노래기(Cawjeekelia pyongana)를 실험재료로 하여 다지류 안테나 표면의 미세구조를 주사전자현미경(FESEM)으로 관찰하였다. 노래기의 안테나는 8개의 마디로 이루어져 있었고, 큐티클의 표면에는 후각과 기계적 감각을 담당하는 다양한 종류의 감각기들이 형성되어 있었다. 평안노래기 안테나의 감각기들은 말단마디에 형성된 4개의 대형 원추말단(Ac) 감각기와 관상 감각모(Ts), 모상 감각모(Cs), 추상 감각모(Bs) 등 3종류의 감각모들로 이루어져 있음이 확인되었다. 관상 감각모는 제1마디를 제외한 전체 마디에 걸쳐 관찰되었고, 모상 감각모는 제4마디부터 제7마디까지, 그리고 추상 감각기는 제5마디부터 제7마디까지의 표면 함몰부에서만 관찰되었다. 추상 감각기는 그 미세구조적 특징에 따라 길이가 긴 제1형$(Bs_1)$과 길이가 짧은 제2형$(Bs_2)$, 가시 모양의 제3형$(Bs_3)$으로 다시 세분되었다. 제1형은 제5마디에만 분포되어 있었고, 제2형은 제5마디 및 제6마디에, 그리고 제3형은 제7마디에만 분포되어 있음이 확인되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.465-473
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• 2019

본 논문은 4면 선체 고정형 위상 배열 레이더를 부착하기 위한 2개의 분리된 마스트를 해군 함정에 정확하게 탑재하기 위한 기계적 정렬 방법과 정렬을 위한 3D 스캐너를 활용한 계측 방법에 대해 연구하였다. 선체 고정 위상 배열레이더는 초고주파를 사용하므로 짧은 파장으로 인해 작은 위치오차에도 이로 인한 소자의 위상차이가 발생할 수 있고 배열 안테나가 선체 고정식이므로 4개의 배열 면에 대해 회전형 레이더 보다 높은 정도 관리(accuracy control)가 필수적이다. 육상 공장에서 제작된 2개의 레이더용 마스트에 대한 편평도 확인 방법, 마스트들을 함정에 탑재하기 위해 정렬을 하는 방법과 4개의 array 부착용 Pad 가공 면에 대해 정렬하는 방법을 도출하였다. 이에 대한 도구로 3D 레이저 스캐너에 의한 측량과 측량 결과를 3D CAD와 비교하기 위한 소프트웨어 활용의 방법이 사용된다. 이 논문은 한국 해군함정에서 분리된 마스트에 4면 선체 고정 위상 배열 레이더를 설치하고 기계적 정렬 방법을 도출한 최초의 사례로서 의미가 있다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제8권4호
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• pp.262-269
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• 2005

역사유물은 지질구조와는 달리 일정한 방향성이 없이 매몰되어 있는 경우가 많으므로 고적지 탐사를 위해서는 근본적으로 2차원 보다는 3차원 물리탐사가 바람직하다. 그러나 3차원 GPR 탐사는 매우 조밀한 측선설정과 아울러 대단히 많은 자료를 획득하여야 하므로 자력, 전자탐사와 같이 유적지 탐사에 많이 응용하는 다른 탐사방법에 비하여 상대적으로 현장탐사기간이 길어질 뿐만 아니라 많은 경비가 소요된다. 이 연구에서는 두 조의 송, 수신 안테나와 안테나 이동 궤적을 연속적으로 자동 기록할 수 있는 측량 시스템을 이용하여 소규모의 3차원 GPR 자동연속 탐사 시스템을 구성하였다. 3차원 측선을 미리 측량함 또한 상당한 기간과 경비가 소요되므로 미리 설정하지 않은 임의의 경로를 따라 자료를 취득하는 개념을 도입하였다. 이와 병행하여 개발한 자료취득 시스템으로 획득한 자료를 효율적으로 전산처리하고 영상화하는 소프트웨어 또한 개발하였다. 개발한 시스템을 이용하여 부여 외곽 백제 유적지로 추정되는 지역에서 3차원 GPR 탐사를 수행하였다. 약 $17,000m^2$에 걸친 지역의 3차원 GPR 탐사에 약 6 시간의 현장작업시간이 소요되었으며 이는 개발한 시스템의 효율성을 입증한다. 미리 설정한 격자망 측선이 아닌 임의의 측선 경로를 따라 자료를 획득하였음에도 불구하고 고분해능 3차원 지하 영상의 획득이 가능하였으며, 이로부터 경작지, 수로, 인공 구조물 또는 유물 등의 존재를 알려주는 이상대들을 파악할 수 있었다. 이 연구를 통하여, 3차원 GPR 탐사 또한 국부적인 이상대의 규명뿐만 아니라 광역적인 유적지 조사에도 다른 물리탐사와 마찬가지로 쉽게 활용될 수 있다는 결론을 얻을 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제8권4호
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• pp.270-279
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• 2005

일본 문부과학성의 연구 지원하에 지뢰 탐지를 위한 GPR 시스템 개발에 관한 연구를 수행하였다. 2005 년도까지 두 종류의 새로운 지뢰탈지 GPR 시스템 원형의 개발을 완성하였으며 이를 ALIS (Advanced Landmine Imaging System)와 SAR-GPR (Synthetic Aperture Radar-Ground Penetrating Radar)이라고 명명하였다. ALIS는 금속탐지기와 GPR을 결합한 새로운 형태의 휴대용 지뢰탐지 시스템이다. 센서의 위치를 실시간으로 추적하는 시스템을 장착하여 센서에 감지된 신호를 실시간으로 영상화할 수 있도록 하였으며, 센서 위치의 추적은 센서의 손잡이에 장착한 CCD 카메라만을 이용하여 가능하도록 고안하였다. 그리고 GPR과 금속탐지기 신호를 CCD 카메라에 포착된 영상에 중첩하여 동시에 영상화하도록 설계하였기 때문에 매설된 탐지 목적물을 용이하게 그리고 신뢰할 만한 수준으로 탐지하고 구별할 수 있다. 2004년 12월에 아프가니스탄에서 ALIS의 현장 검증 실험을 수행하였으며, 이를 통해 이 연구에서 개발한 시스템을 이용하여 매설된 대인지뢰를 탐지할 수 있을 뿐만 아니라 대인지뢰와 금속 파편의 구분 또한 가능함을 보였다. SAR-GPR은 이동 로보트에 장착한 지뢰탐지 시스템으로 GPR과 금속탐지기 센서로 구성된다. 다수의 송, 수신 안테나로 구성된 안테나 배열을 채택하여 개선된 신호처리 기법의 적용을 가능하며, 이를 통해 좀 더 나은 지하 영상의 획득이 가능하다. SAR-GPR에 합성개구 레이다 알고리듬을 채용함으로써 원하지 않는 클러터(clutter)신호를 억제하고 불균질도가 높은 매질 내부에 매설된 목적물을 영상화할 수 있다. SAR-GPR은 새로이 개발한 휴대용 벡터 네트워크 분석기를 이용한 스텝 주파수 레이다 시스템(stepped frequency radar system)으로 6 개의 Vivaldi 안테나와 3 개의 벡터 네트워크 분석기로 구성된다. SAR-GPR의 크기는 $30cm{\times}30cm{\times}30cm$, 중량은 17 kg 정도이며 소형 무인 차량의 로보트 팔에 장착된다. 이 시스템의 현장 적용 실험은 2005 년 3 월 일본에서 성공적으로 실시된 바 있다.