본 논문에서는 단일 평면 구조를 가지는 CPW 급전 부채꼴형 UWB 안테나를 제안하였다. 방사 소자와 접지면이 마주 하는 부분은 지수 함수적으로 테이퍼 된 슬롯 형태를 이루도록 설계되었으며, 사각형 보우타이 구조 다이폴 안테나를 변형하여 다중 공진 모드를 형성하도록 함으로써 임피던스 대역폭을 확장시켜 $3.1\sim10.6GHz$ 에서 2 이하의 VSWR을 만족하는 특성을 구현하였다. 측정 결과 UWB 시스템 전 대역에서 -10 dB 이하의 반사손실을 만족하며, XZ 평면(Theta, $Phi=90^{\circ}$)에서 $40.1\sim89.9^{\circ}$의 반전력 빔 폭과 전 대역에서 $0.9\sim3.1dB$의 최대 이득을 나타내었다. 제안된 안테나는 기판 뒷면에 접지면이 없는 CPW 급전 구조를 사용하여 제작이 용이하고, 소형화가 가능하다.
소나 시뮬레이터에 적용되는 음파 전달 알고리즘은 빠른 계산 성능이 요구되며, 한국 해양 환경의 특성을 고려하여 거리와 깊이 방향의 환경 의존성을 구현할 수 있어야 한다. 이러한 요구사항을 충족하는 음파 전달 알고리즘은 음선 모델이며, 본 논문에서는 거리 종속 해양환경의 음선 알고리즘을 개발하였다. 본 알고리즘에서는 사각 격자법과 층법으로 음선을 추적하여 음속 구조의 깊이 방향 의존성을 고려하였으며, 거리 방향은 split-step 개념을 적용하여 음속구조의 거리 방향 의존성을 구현하였다. 고유음선은 음선 묶음의 보간법을 통해 계산되었으며, 가우시안 보간 함수가 적용되었다. 소나의 시계열 수신 신호는 음원 신호와 고유 음선 주파수 해의 푸리에 변환을 이용하여 모의되었다. 최종적으로 제안된 음파 알고리즘을 검증하기 위해 Pekeris 도파관, 쐐기, 심해의 환경에서 전달손실 결과를 BELLHOP, SNUPE, KRAKEN, OASES 등 검증된 모델의 결과와 비교하였으며, 결과적으로 만족스런 결론을 얻을 수 있었다.
TV파와 같은 수명편파용 광대역 전파흡수체를 설계하기 위해 평판 페라이트층 위에 핀형 페라이트를 적충한 전파흡수체를 제안하였다. 제안한 전파홉수체를 등가재료정수법을 이용하여 최적 치수를 구하고, 이 때의 전파흡수능을 기존의 흡수체의 흡수능과 비교하였다, 둥가재료정수법이라는 근사법의 타당성을 확인하기 위하여 Hashin-Strikman의 경계치를 이용한 경우의 실효유전율과 비교하였다. 나아가서, 등가재료정수법에 의한 전파흡수능과 도파관모델로 근사하여 FDTD법으로 구한 전파홉수능을 비교한 결과, 이들은 서로 잘 일치함을 확인하였다. 따라서, 제안한 단일편파용 전파흡수체는 30 MHz-5830 MHz의 광대역 특성을 가지며, 이러한 구조의 전파흡수체를 설계 또는 해석하는 데에는 등가재료정수법으로도 충분히 유효함이 입증되었다.
마이크로스트립 단일선로, 직각벤드 및 결합선로의 산란행렬을 multipart r$\xi$twork model을 이용하여 1-18GHz 범위에서 계산했다. 단일선로는 평면형 도파관 모텔을 이용하여 해석했다. 직각벤드의 경우는 두개 의 사각형 부분으로 나누어져 각 부분은 단일선로와 같은 방법으로 해석되며, 각 부분의 임피던스 행렬은segmentation 방볍을 이용하여 연결된다. 결합선로 사이의 전자계 결합의 해석에는 Green 함수를 이용하는 기 존의 방법보다 계산시간이 적게 소요되는 새로운 방법이 이용되었다 상기의 세가지 구조에 대한 수치해석 결 과는 SuperCompact의 결과와 잘 일치하며, 이는 상기의 방법이 복잡한 단일 및 결합선로 불연속구조의 해석에 유용하게 사용될 수 있음을 보여준다
고주파를 이용하여 금속 표면의 원형 프레스 결함, 원형 관통 결함 및 선형 프레스 결함 등을 조사하였다. 본 실험에서는 3kHz 변조된 9.2GHz의 주파수를 사용했으며, 조사 방법으로는 반사법, 투과법, 주파수 고정법 등을 이용하였다. 고주파가 원형 프레스 결함과 원형 관통 결함에서 반사 신호의 크기가 큰 폭으로 변했다. 원형 프레스 결함에서는 반사신호에 의한 결함의 크기가 원래 크기의 2.5배로 확대되어 측정되었으며, 원형 관통 결함에서는 결함의 크기가 두 배로 확대되어 측정되었다. 또한, 선형 결함에서 고주파 반사신호의 크기는 결함폭의 증가와 함께 커졌으며, 결함 깊이가 2.4mm일 때 결함폭이 50mm에서, 결함 깊이가 1.2mm 및 0.45mm에서는 결함폭이 55mm일 때 각각 최대값을 나타냈다.
본 논문에서는 코프래너 도파관(CPW)으로 급전된 소형 슬롯 안테나 설계방법에 대하여 연구하였다. 폭이 좁은 직사각형 슬롯에 삽입된 T형 튜닝 스트립의 위치, 폭, 길이를 조절하여 슬롯 안테나와 CPW 급전선이 임피던스 정합되도록 하였다. 슬롯의 길이 변화로 공진 주파수를 조절할 수 있고, 슬롯을 구부려서 소형화할 수 있다. 소형 슬롯 안테나의 공진 주파수와 임피던스 특성이 반 파장 슬롯 안테나와 비교하여 큰 변화가 없으므로 소형화 설계가 용이하다. 2.45 GHz ISM 대역용으로 소형 슬롯 안테나를 설계하고, FR4 기판(비유전율=4.4, 두께 0.8 mm) 상에 제작한 후 특성을 실험하였다. 측정된 결과들은 시뮬레이션과 잘 일치하여 본 연구의 타당성을 검증하였다. 제작된 소형 슬롯 안테나의 정재파비(SWR)가 2이하인 대역폭은 200 MHz(=2.32-2.52 GHz)로서 ISM 대역(2.4-2.48 GHz)용으로 적합하다. 측정된 복사패턴은 모노폴과 유사하게 E-면에서 8자형 지향성 패턴을 보이고, H-면내에서는 거의 무지향성 패턴을 보이며, 이득은 2.0 dBi 이므로 무선 랜, RFID, 휴대단말기용 안테나 등으로 응용이 적합할 것으로 기대된다.
Ka 대역 (26.5~40 GHz)용 전파흡수체의 자성손실재로 Ti-Co가 치환된 M형 바륨 페라이트($BaTi_{0.5}Co_{0.5}Fe_{11}O_{19}$)를 제조하고, 페라이트-고무 복합체에서 자기적 성질 및 전파흡수특성에 관해 조사하였다. M형 바륨 페라이트에서 Ti-Co가 치환됨에 따라 보자력의 감소가 급격히 일어났다. 이는 c 축으로 강한 자기이방성을 갖던 M형 바륨 페라이트의 자기이방성이 a-b 면내 자기이방성으로 변화함에 기인한다. 이에 따라 자연공명주파수를 Ka 주파수 대역으로 이동시킬 수 있었고, 복소투자율의 주파수 분산특성의 제어가 가능하였다. Ti-Co가 치환된 M형 바륨 페라이트 복합체의 경우 Ka 대역에서 임피던스 정합조건을 만족시킬 수 있었다. 흡수대역폭 증가에 페라이트/고무 함량비(F/R)의 조절이 매우 중요함을 제시하였다. F/R = 4의 함량비에서 ?20㏈ 이하의 반사손실을 갖는 흡수대역폭이 7 GHz 정도로 매우 우수한 광대역 전파흡수특성을 보였다. F/R 비가 증가할수록 정합주파수 및 정합두께는 감소하였으나, 흡수대역폭은 줄어들었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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