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4분의 1 파장 초크 구조를 이용한 동축형 대역억제필터
한대현(Dae Hyun Han) 한국정보전자통신기술학회 2018 한국정보전자통신기술학회논문지 Vol.11 No.3
전자빔과 상호작용하는 공동공진기를 위한 동축형 대역억제필터를 설계하고 제작하였다. 제안한 필터는 공동공진기의 기본모드에 대해 4분의 1 파장 길이의 초크를 가진다. 동축형 대역억제필터의 등가회로를 제시하고 각 부분의 ABCD 파라미터를 구하여 필터 전체의 ABCD 행렬을 구했다. ABCD 행렬로부터 산란행렬을 구하여 MATLAB으로 필터를 시뮬레이션하였다... 동축형 대역억제필터 구조를 HFSS를 이용하여 시뮬레이션을 수행하여 등가회로로 시뮬레이션이 유용함을 확인하였다. 설계한 동축형 대역억제필터는 6-1/8 플랜지를 가지는 필터를 제작하였다. 제작한 필터는 6-1/8 플랜지에서 N 형 플랜지로 변환하는 변환기를 사용하여 측정하였다. 제작된 필터의 삽입손실은 공동공진기의 기본모드에서 25 dB 이상이고 1차 고차모드에서 0.25 dB 보다 작다. 측정측정 결과는 시뮬레이션한 결과와 잘 일치하며 설계 규격을 만족한다. A coaxial band rejection filter is designed and fabricated for a beam interacting cavity. The proposed filter has a quarter wavelength choke for the dominant mode of the cavity. The equivalent circuit of the coaxial band rejection filter is presented and the ABCD parameter os each part is derived to obtain the ABCD parameter of the entire filter. The scattering matrix was obtained from the ABCD matrix and the was simulated by MATLAB using the obtained scattering matrix. The coaxial band rejection filter structure was simulated using HFSS, and the results confirmed the simulation using the equivalent circuit was useful. The designed coaxial band rejection filter was fabricated with 6-1/8 flange. The fabricated filter was measured using a transition from 6-1/8 flange to N-type flange. The insertion loss of the fabricated filter is greater than 25 dB in the dominant mode of the cavity and less than 0.25 dB in the first higher order mode. The measurement results are in good agreement with the simulated results and meet the design specification.
한대현(Dae-Hyun Han),박승복(Seung-Bok Park),강래형(Lae-Hyong Kang) 대한기계학회 2014 大韓機械學會論文集A Vol.38 No.10
본 논문에서는 분극 시간에 따라 압전 페인트 센서의 특성이 어떻게 변하는지 평가하고, 그 결과를 기술하였다. 연구에 사용된 압전 페인트 센서는 유연 압전 재료인 Pb(Ni1/₃Nb2/3)O₃?Pb(Zr, Ti)O₂(PNN-PZT)와 에폭시 수지를 무게비 1:1로 혼합하여 제작하였다. 센서 시편은 몰드를 사용하여 40×10×1㎣ 크기로 제작하였고, 윗면과 아랫면에 실버 페이스트를 사용하여 전극을 제작하였다. 분극작업 시 온도는 상온으로, 분극 전계는 4kV/mm 고정한 상태에서 분극 시간을 달리함으로써 분극조건을 달리하였다. 분극 특성은 충격 망치를 이용하여 충격을 시편에 가했을 때 충격 망치에서 측정되는 힘과 압전 페인트 센서에서 출력되는 전압을 비교하여 살펴보았다. 그 결과, 상온에서 분극전계가 4kV/mm인 경우, 30분 정도 분극 처리를 한 경우 가장 최적의 분극 조건임을 확인하였다. In this study, the piezoelectric characteristics of a piezoelectric paint sensor were investigated in relation to the poling time. This piezoelectric paint sensor was composed of PNN-PZT powder and epoxy resin with a 1:1 weight ratio. The dimensions of the paint specimen were 40 × 10 × 1 ㎣, and the top and bottom sides were both coated with a silver paste to create electrodes. During the poling treatment, the poling time was controlled to examine the effect of the piezoelectric properties, while the poling temperature was fixed at room temperature and the electric field was set to 4 kV/mm. The piezoelectric properties were measured by comparing the output voltage from the paint sensor to the force signal from an impact hammer when the impact hammer hit the specimen. In conclusion, the optimal poling conditions were found to be an electric field of 4 kV/mm and a poling time of around 30 min at room temperature.
한대현 ( Dae Hyun Han ),강래형 ( Lae Hyong Kang ),( Jordan Thayer ),( Chales Farrar ) 한국복합재료학회 2015 Composites research Vol.28 No.4
본 연구는 복합재료 구조물에 전기-기계 변환 기능을 융합한 센서-구조 일체형 복합재료 구조물 제작 방법에 관한 것으로 복합재료 구조물 자체가 센서 역할을 수행할 수 있도록 하여 구조 스스로 충격이나 진동 신호를 감지하고 손상 위치 또는 손상 정도를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 다기능 복합 구조물에 관한 연구이다. 복합재 구조물에 전기-기계 변환 기능을 부여하기 위해 복합재 제작에 사용되는 에폭시 수지 대신 전기-기계 변환기능을 갖는 Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-Pb(Zr, Ti)O2 (PNN-PZT) 분말과 에폭시 수지를 1:30 wt% 혼합하여 제작된 스마트 수지를 사용하였다. Hand Lay-up 공법과, VARTM(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) 성형 방법을 이용하여 유리섬유에 스마트 수지를 함침시켜 센서-구조 일체형 복합재료 구조물을 제작하였다. 구조물을 센서로 사용하기위해 시편의 윗면과 아랫면에 전도성 도료를 사용하여 전극을 제작하였고, 고전압 앰프를 이용하여 상온에서 30분간 4kV/mm의 전계로 분극 처리를 수행하였다. 이후 충격망치를 사용하여 시편에 충격을 가했을 때 출력되는 전기 신호와 충격망치 신호를 비교하여 충격 신호 감응 및 감도를 측정하고 그 결과를 기술하였다. A composite structure was fabricated with embedded impact detection capabilities for applications in Structural Health Monitoring (SHM). By embedding sensor functionality in the composite, the structure can successfully perform impact localization in real time. Smart resin, composed of Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-Pb(Zr, Ti)O2 (PNNPZT) powder and epoxy resin with 1:30 wt%, was used instead of conventional epoxy resin in order to activate the sensor function in the composite structure. The embedded impact sensor in the composite was fabricated using Hand Lay-up and Vacuum Assisted Resin Transfer Molding(VARTM) methods to inject the smart resin into the glass-fiber fabric. The electrodes were fabricated using silver paste on both the upper and bottom sides of the specimen, then poling treatment was conducted to activate the sensor function using a high voltage amplifier at 4 kV/mm for 30 min at room temperature. The composite’s piezoelectric sensitivity was measured to be 35.13 mV/N by comparing the impact force signals from an impact hammer with the corresponding output voltage from the sensor. Because impact sensor functionality was successfully embedded in the composite structure, various applications of this technique in the SHM industry are anticipated. In particular, impact localization on large-scale composite structures with complex geometries is feasible using this composite embedded impact sensor.