• 제목/요약/키워드: acoustic device

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SAW 대역 통과 필터용 ZnO 박막의 특성 개선 연구 (Performance Improvement of ZnO Thin Films for SAW Bandpass Filter)

  • 이승환;강광용;유윤식
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권12호
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    • pp.1219-1227
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    • 2014
  • 펄스 레이저 증착(Pulsed laser Deposition: PLD) 및 RF 스퍼터링 증착(Sputtering Deposition)의 단계적 적용을 통해, 표면탄성파 대역 통과 필터(Surface Acoustic Wave Bandpass Filter: SAW-BPF)용 ZnO 박막을 성장시켰다. PLD 방법으로 성장된 ZnO 박막위에 RF sputtering 방법을 사용하여 ZnO 박막을 재증착시켰으며, 성장된 ZnO 박막의 물성을 분석하기 위하여 XRD, SEM 및 AFM 분석장비를 사용하였다. 두 가지 증착 방법이 단계적으로 적용되어 성장된 ZnO 박막의 경우, 결정성과 배향성이 우수하게 유지되면서 표면거칠기가 향상되었다. 분석 결과, ${\omega}$-scan의 반치폭과 표면거칠기의 RMS 값은 각각 $0.79^{\circ}$와 1.108 nm였다. 그리고 성장된 양질의 ZnO 박막을 사용하여 SAW-BPF를 제작하여 측정한 결과는 응답 특성의 중심주파수가 260.8 MHz, 대역폭은 2.98 MHz, 그리고 삽입손실은 36.5 dB이었다.

하이드로폰을 이용한 산림유역 소류사 유출량 산정 및 현장 적용성 검토 (Evaluation of Field Application and Estimation of Bedload Discharge in the Forest Watershed using the Hydrophone)

  • 서준표;김기대;우충식;이창우;이헌호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권12호
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    • pp.807-818
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    • 2020
  • 본 연구에서는 산림유역의 소류사 유출량을 산정하기 위해 음향센서를 이용한 하이드로폰을 사용하였다. 하이드로폰의 수로실험과 현장실험을 통해 반응 특성을 분석하고 정량적 소류사 유출량을 산정하여 실측된 유출량과 비교·분석하였다. 하이드로폰 반응은 유량 변화에 따라 펄스값이 변하였지만 모래에는 반응하지 않았다. 입자 크기와 무게에 따라서 펄스값이 다르게 나타났는데 크기와 무게에 따라 적합한 반응을 나타내는 특정 채널이 있었다. 또한 무게와 부피 변화에 따른 반응도 적합하게 나타났지만 특히, 무게 추정에 적절한 것으로 분석되었다. 현장에 설치된 하이드로폰에 대해서 자동충격전달 장치를 이용하여 채널별 반응 특성 분석으로 센서의 정상작동 여부 및 채널별 출력값의 적합성을 확인하고 소류사 유출량 산정을 위해 적합한 채널을 선정하였다. 하이드로폰 펄스와 평균유량을 이용하여 소류사 유출량 산정식을 개발하고 개발된 식과 현장에 실측된 유출량과 비교한 결과 전체적으로 실측값과 유사하게 나타났다. 하이드로폰을 산림유역의 소류사 모니터링에 활용한다면 유출되는 소류사량의 무게를 정량적이고 지속적으로 산정하는데 효율적인 것으로 검토되었다. 국내 산림유역에서 음향센서가 내장된 하이드로폰을 이용하여 소류사 등 토사유출 모니터링에 활용성을 검증함으로써 관련 분야의 연구 및 기술개발 증진에 도움이 될 것으로 기대된다.

에지 컴퓨팅 환경에서 비콘을 활용한 특수건물 화재 경보 시스템 개선 방안 연구 (A Study on the Improvement of Fire Alarm System in Special Buildings Using Beacons in Edge Computing Environment)

  • 이태규;최경서;신연순
    • 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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    • 제11권7호
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    • pp.217-224
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    • 2022
  • 오늘날 기술과 산업의 발전으로 특수건물이 늘어남에 따라 특수건물 내 화재 사고가 증가하고 있다. 그러나 정보통신기술의 빠른 발전에도 불구하고 낙후되고 실효성을 갖추지 못한 실내 화재 경보 시스템을 사용함으로 인해 인명 피해가 꾸준히 발생하고 있다. 본 연구에서는 음향경보를 이용하는 기존 실내 화재 경보 시스템이 건물 내 인원들에게 충분한 경보를 전달하지 못하는 '경보의 사각지대 문제'를 개선하고자 에지 컴퓨팅과 비콘을 활용한 화재 경보 시스템을 설계하고 구현하였다. 제안하는 개선된 화재 경보 시스템은 말단 센서 노드와 에지 노드, 사용자 애플리케이션, 서버로 구성된다. 말단 센서 노드는 실내 환경 데이터를 수집하여 에지 노드로 전송하고, 에지 노드는 전송받은 정보를 기반으로 화재 발생 여부를 모니터링 한다. 또한 에지 노드는 비콘 신호를 지속적으로 발생시켜 신호 범위 내의 사용자 애플리케이션이 설치된 스마트기기의 정보를 수집하여 서버 데이터베이스에 저장하고, 화재 발생 시 수집한 기기들의 정보를 바탕으로 모든 재실 인원에게 애플리케이션 푸시 형태로 화재 경보를 전송한다. 구현한 화재 경보 시스템의 적용 가능성을 검증하기 위해 강의실이 밀집한 대학교의 한 건물에서 신호 유효 범위 측정 실험을 진행한 결과, 에지 노드의 비콘 신호 범위 내에서 정상적으로 기기 정보를 수집하고, 수집한 정보를 바탕으로 특정 사용자들에게 신속하게 화재 경보를 전송함을 확인하였다. 이를 통해 수시로 변하는 출입자들의 정보를 유동적으로 수집하고, 이를 바탕으로 사용자와 매우 인접한 스마트기기로 경보를 전송함으로써 '경보의 사각지대 문제'를 해결하는데 적용할 수 있음을 확인하였다. 또한 실험 결과 분석을 통해 제안하는 화재 경보 시스템을 실내 공간의 특징에 따라 효과적으로 적용하는 방안을 제시하였다.

MFSK를 이용한 잠수정의 거리 및 방향 예측알고리즘 구현 (Implementation of an Algorithm for the Estimation of Range and Direction of an Underwater Vehicle Using MFSK Signals)

  • 김시문;이판묵;이종무;임용곤
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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    • pp.249-256
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    • 2004
  • KRISO/KORDI is currently developing a deep-sea unmanned underwater vehicle (UUV) system which is composed of a launcher, an ROV, and an AUV. Two USBL acoustic positioning systems will be used for UUV's navigation. One is for the deep sea positioning of all three vehicles and the other is for AUV's guidance to the docking device on the launcher. In order to increase the position accuracy MFSK(Multiple Frequency Shift Keying) broadband signal will be used. As the first step to the implementation of a USBL system, this paper studies USBL positioning algorithm using MFSK signals. Firstly, the characteristics of MFSK signal is described with various MFSK parameters: number of frequencies, frequency step, center frequency, and pulse length. Time and phase delays between two received signals are estimated by using cross-correlation and cross-spectrum methods. Finally an USBL positioning algorithm is derived by converting the delays to difference of distances and applying trigonometry. The simulation results show that the position accuracy is improved highly when both cross-correlation and cross-spectrum of MFSK signals are used simultaneously.

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다양한 유량 측정기기와 ADCP를 이용한 유량 비교 분석 (Analysis and Comparison of Flow Rate Measurements Using Various Discharge Measuring Instrument and ADCP)

  • 지주연;박승용;이광우;박경민;황순홍;김동호;이영준
    • 한국환경과학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.251-257
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    • 2013
  • Discharge data examine the process of hydrologic cycle and used significantly in water resource planning and irrigation and flood control planning. It makes high quality discharge data, they carry out research on standard and method of discharge measurement, and equipment improvement. Now various flow meters are utilized to make discharge data in Korea. However, accuracy of equipment and exprerimental research data from measurement are not enough. ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler) have been introduced and utilized for flow measurements since the end of 1980's. ADCP flow method is a formal method for flow measurement can easily applyd to relatively large rivers gradually recognized. This equipment can measure the non-contact three-dimensional velocity and water depth data very quickly and efficiently. Also, spatial and temporal resolution of the data is more accurate than any other flow measurement methods which measure flow rate by velocity - area measurement method. In this paper, the velocity is measured using various flow meter and verified the effectiveness by applying from the ADCP in Geum-river. Various flow meters which are med for discharge measurements are VALEPORT002, FLOW TRACKER, PRICE AA and ADCP. The average of five times flow measurement result by ADCP was $10.412m^3/s$, with a standard deviation of 0.68. The repeat test by ADCP and comparison between ADCP and other flow devices to verify the most import factor, flow measurement accuracy. In the result, repeat test of the ADCP showed similar values, flow values were similar to other velocity device results and the average error is 7.7%.

3C-SiC 버퍼층이 AlN 박막형 SAW 특성에 미치는 영향 (Effect of a 3C-SiC buffer layer on SAW properties of AlN films)

  • 황시홍;정귀상
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.235-235
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    • 2009
  • This paper describes the influence of a polycrystalline (poly) 3C-SiC buffer layer on the surface acoustic wave (SAW) properties of poly aluminum nitride (AlN) thin films by comparing the center frequency, insertion loss, the electromechanical coupling coefficient ($k^2$), andthetemperaturecoefficientoffrequency(TCF) of an IDT/AlN/3C-SiC structure with those of an IDT/AlN/Si structure, The poly-AlN thin films with an (0002)-preferred orientation were deposited on a silicon (Si) substrate using a pulsed reactive magnetron sputtering system. Results show that the insertion loss (21.92 dB) and TCF (-18 ppm/$^{\circ}C$) of the IDT/AlN/3C-SiC structure were improved by a closely matched coefficient of thermal expansion (CTE) and small lattice mismatch (1 %) between the AlN and 3C-SiC. However, a drawback is that the $k^2(0.79%)$ and SAW velocity(5020m/s) of the AlN/3C-SiC SAW device were reduced by appearing in some non-(0002)AlN planes such as the (10 $\bar{1}$ 2) and (10 $\bar{1}$ 3) AlN planes in the AlN/SiC film. Although disadvantages were shown to exist, the use of the AlN/3C-SiC structure for SAW applications at high temperatures is possible. The characteristics of the AlN thin films were also evaluated using FT-IR spectra, XRD, and AFM images.

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16~18세 청소년기 음성의 음향음성학적 특성 (Acoustic Characteristics on the Adolescent Period Aged from 16 to 18 Years)

  • 고혜주;강민재;권혁제;최예린;이미금;최홍식
    • 말소리와 음성과학
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    • 제5권1호
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    • pp.81-90
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    • 2013
  • During adolescence the mutational period is characterized by the changes in the laryngeal structure, the length of the vocal cords, and a tone of voice. Usually, adolescents at 15 or 16 reach the voice of adults but the mutational period is sometimes delayed. Therefore, studies on the voice of adolescents between 16 ~ 18 right after the mutational period are required. Accordingly, this paper attempted to provide basic data about the normal standard for patients with voice disorders during this period by evaluating the vocal characteristics of males and females between 16 ~ 18 with an objective device bycomparing and analyzing them by sex and age. The study was conducted on a total of 60 subjects composed of each 10 subjects of each age. The vocal analysis was conducted by MPT (Maximum Phonation Time) measurement, sustained vowels and sentence reading. As for /a/ sustained vowels, fundamental frequency, hereinafter referred to as $F_0$, jitter, shimmer, noise-to-harmonic ratio, hereinafter referred to as NHR were measured by using the Multi-dimensional voice program (MDVP) among the Multi-Speech program of Computerized Speech Lab (Kay Elemetrics). The sentence reading, mean $F_0$, maximum $F_0$ and minimum $F_0$ were measured using the Real-Time Pitch (RTP) Model 5121 among the Multi-Speech program of Computerized Speech Lab (Kay Elemetrics). As a result, according to sex, there were statistically significant differences in $F_0$, jitter, shimmer, mean $F_0$, maximum $F_0$, and minimum $F_0$; and according to age, there were statistically significant differences in MPT. In conclusion, the voice of the adolescents between 16 ~ 18 reached the maturity levels of adults but the voice quality which can be considered on the scale of voice disorders showed transition to the voice of an adult during the mutational period.

인지기능의 정량적 평가를 위한 측정 모델 소프트웨어 개발 및 실험적 검증 연구 (An Empirical Study on Quantitative Evaluation of Cognitive Function)

  • 류완석;김형건;정성택
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제21권1호
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    • pp.42-51
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    • 2010
  • 뇌 기능 연구 분야에서는 MRI, PET, MEG 영상 시스템 등을 이용한 인지기능에 대한 정량적 평가 연구가 계속적으로 이루어 지고 있다. 최근에는 컴퓨터 기술을 응용하여 인지 기능의 정량적 분석을 효과적으로 하고자 시도되고 있다. 본 연구에서는 터치 스크린을 이용하여 인지 기능의 정량적 평가를 할 수 있는 소프트웨어 패키지를 구현하였다. 여기서 구현된 내용은 집중력, 숫자 기억력, 조합 기억력, 위상 기억력, 시각 및 근육 반응, 청각 반응 등으로 되어 있다. 우리는 구현된 소프트웨어에 대하여 실험적 검증과정을 거치고자 20~59세까지의 연령 및 성별에 따른 80명을 대상으로 실험을 수행하였다. 남녀 모두 40세 이후의 연령에서 인지기능의 감쇄가 일어나는 결과를 정량적 획득하였다. 본 연구에서는 고가 장비인 영상 시스템뿐만 아니라 상대적으로 간소화된 소프트웨어를 이용하여서도 인지기능의 정량적 평가가 가능함을 보여주고 있다. 이러한 방법을 적용하여 다양한 그룹의 인지 기능의 정량적 평가 및 비교를 수행하는 데 비용과 시간을 줄일 수 있을 것으로 보인다.

공기 중 광대역 초음파 방사용 압전 박막 기반 초소형 초음파 트랜스듀서의 설계 (Design of piezoelectric micro-machined ultrasonic transducer for wideband ultasonic radiation in air)

  • 안홍민;진재혁;문원규
    • 한국음향학회지
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    • 제39권2호
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    • pp.87-97
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    • 2020
  • 본 논문에서는 공기 중 광대역 초음파 방사용 압전 박막 기반 초소형 초음파 트랜스듀서(piezoelectric Micro-machined Ultrasonic Transducer, pMUT)의 설계 연구가 진행되었다. 하나의 트랜스듀서로 광대역을 달성하는 방법 중 하나는 다공진 시스템으로 설계하는 것이다. 새로운 pMUT은 박막 구조의 앞면과 뒷면에 적절한 음향 구조를 추가하여 다공진 시스템을 구현하도록 설계되었다. 박막 앞쪽은 도파관 구조로 모델링된 방사 파트로, 박막 뒷쪽은 음향 공동으로 모델링된 패키징 파트로 이루어져있다. 박막 파트, 방사 파트, 패키징 파트로 구성된 새로운 pMUT은 집중 변수 모델로 설계되었으며, 최종적으로 유한요소해석으로 검증되었다. 최종 설계된 pMUT은 102 kHz ~ 132 kHz (-3 dB)의 주파수 대역을 달성하였다.

경찰 오토바이 시뮬레이터의 동역학에 관한 연구 (A Study on the Dynamics of Police Motorcycle Simulator)

  • 안동혁;조성현;김희철
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제15권3호
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    • pp.533-542
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    • 2020
  • 본 연구에서는 기동 순찰대 오토바이 가상훈련 시스템 구현의 개발 기술을 바탕으로 PC를 기반으로 한 모터사이클 시뮬레이터를 개발하였다. 모터사이클 시뮬레이터를 현실감 있게 직접 운전하고 있다는 느낌을 받도록 하기 위해서는 운전자와 시뮬레이터 사이에서 상호 신뢰성 있는 신호의 전달 및 조작 느낌이 중요하다. 이를 위해서 실차와 동일한 조작 느낌을 생성하기 위하여 실차의 각 서브시스템이 모터사이클 시뮬레이터에 그대로 적용될 수 있는 방법에 대한 연구를 수행하여 시스템을 구축하였으며, 이러한 결과를 바탕으로 운전자에게 현실감 있는 조작 느낌을 제공할 수 있는 피드백 큐 생성 방법을 개발하였다. 차량 동역학은 차량 시뮬레이터에 탑승한 운전자가 운전 중 조작하는 조향 휠, 가감속 페달 등으로부터 입력을 받아 실시간으로 차량의 운동을 예측하고, 그 결과를 시각, 음향 시스템에 전달하여 필요한 시각 및 운동 큐를 생성케 하는 시뮬레이터의 중심요소이다. 시뮬레이션 동역학 주요 요구내용에 대해 정리하고자 한다.