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로이유리의 전도성 금속박막을 이용한 발열유리 제작에 관한 연구
오재곤(Chaegon Oh) 한국산학기술학회 2018 한국산학기술학회논문지 Vol.19 No.1
본 논문은 로이유리(Low emissivity glass) 표면에 증착되어 있는 금속박막의 전도 특성을 이용하여 발열유리(Heatable glass)를 제작하는 방법에 대해 제안한다. 로이유리의 발열량은 로이유리 표면저항에 의한 주울(Joule) 열에 의존하므로 소재의 표면저항을 측정함으로써 예측 및 설계가 가능하다. 본 연구에서는 저방사층이 11nm인 소프트로이유리 시료에 각 50mm 간격으로 은(Ag) 전극을 형성시키고, 4단자법으로 면저항을 측정하여 로이유리의 소비전력과 발열량을 예측한 후에, 제작 및 실험을 통해 발열성능을 확인하였다. 기존의 발열유리 제작방법은 크게 두 가지로 일반유리(Normal glass)에 니크롬(Nichrome) 열선을 삽입하는 방법과, 일반유리에 전도성 투명박막을 증착하는 방법이 있다. 니크롬 열선 삽입 방식은 발열성능은 우수하나 유리 고유의 투명성을 저해하고, 전도성 투명박막을 증착하는 방법은 투명성은 양호하나 공정이 복잡하여 실용성이 저하된다. 본 논문에서는 주로 건축물의 단열효과 향상을 위해 사용되는 로이유리를 이용하여 로이유리 전면에 코팅되어 있는 전도성 금속박막에 레이저 빔을 조사하여 원하는 발열성능을 가지는 발열유리를 제작하는 방법을 제안한다. 제안된 방법은 기존의 니크롬 열선을 삽입하는 방법에 비해 투명성이 양호하고, 전도성 투명박막을 증착하는 방법에 비해 제작과정이 보다 수월함을 확인하였다. 아울러, 레이저를 조사하여 로이유리의 표면 박막을 패터닝(Patterning) 하는 형태에 따른 발열특성의 비교와 로이유리에 적합한 레이저 출력조건을 제시하고자 한다. This paper proposes a method for fabricating heatable glass using the conduction characteristics of metal thin films deposited on the surface of Low-e(Low emissivity) glass. The heating value of Low-e glass depends on the Joule heat caused by Low-e glass sheet resistance. Hence, its prediction and design are possible by measuring the sheet resistance of the material. In this study, silver electrodes were placed at 50 mm intervals on a soft Low-e glass sample with a low emissivity layer of 11 nm. This study measured the sheet resistance using a 4-point probe, predicted the power consumption and heating value of the Low-e glass, and confirmed the heating performance through fabrication and experience. There are two conventional methods for manufacturing heatable glass. One is a method of inserting nichrome heating wire into normal glass, and the other is a method of depositing a conductive transparent thin film on normal glass. The method of inserting nichrome heating wire is excellent in terms of the heating performance, but it damages the transparency of the glass. The method for depositing a conductive transparent thin film is good in terms of transparency, but its practicality is low because of its complicated process. This paper proposes a method for manufacturing heatable glass with the desired heating performance using Low-e glass, which is used mainly to improve the insulation performance of a building. That is by emitting a laser beam to the conductive metal film coated on the entire surface of the Low-e glass. The proposed method is superior in terms of transparency to the conventional method of inserting nichrome heating wire, and the manufacturing process is simpler than the method of depositing a conductive transparent thin film. In addition, the heat characteristics were compared according to the patterning of the surface thin film of the Low-e glass by an emitting laser and the laser output conditions suitable for Low-e glass.
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위상이 다른 4개의 클럭을 이용한 시추공 레이다 수신기용 ETS 샘플러 설계
유영재(Young-jae Yoo),오재곤(Chaegon Oh) 한국산학기술학회 2018 한국산학기술학회논문지 Vol.19 No.1
시추공 레이다는 지하자원 및 지질탐사 목적으로 사용되는 레이다로서 수 ns의 펄스폭을 갖는 전자파를 송신하고 탐사 대상으로부터 반사되어 입력되는 수십에서 수백MHz의 반사파를 수신하기 위하여 고속 샘플러가 반드시 필요하다. 수십MHz의 샘플링 클럭 주파수로도 수GHz급의 샘플링 성능을 낼 수 있는 ETS(Equivalent-Time Sampling)는 시추공 레이다용 수신기의 샘플러로 사용이 적합하다. ETS 샘플러 설계에 있어 가장 중요한 요소인 샘플링 클럭 지연을 제어하는 방법으로 본 연구에서는 하나의 클럭 소스에 대해 각 90°씩 위상 차이를 가지는 4개의 클럭을 이용한 방법을 제시하였다. 제안하는 방법은 기존의 지연 발생기를 이용하는 방법보다 설정한 구간 내에서 데이터를 획득하는 시간이 1/23로 단축 가능하다. 구현된 샘플러를 기존 시추공 레이다의 수신기에 적용하면 단축된 샘플링 시간으로 인해 추가로 64회 누적이 가능해져 지하 터널 탐사를 위한 수신신호 품질 개선 효과를 얻을 수 있다. 또한, 목표 샘플링 범위를 만족하기 위해서 여러 개의 샘플링 클럭지연제어 로직을 사용하는 기존 방식에 비하여 하나의 지연제어 로직을 사용함으로써 그간 반드시 필요하였던 보정 과정의 생략이 가능하다. 그 결과 시스템의 구조를 단순화할 수 있었으며 균일한 샘플러의 구현이 가능하였다. Borehole radar is a radar used for underground resources and geological exploration purposes. It needs a high-speed sampler to transmit electromagnetic waves with a pulse width of several ns and to receive reflected waves of several tens to several hundreds of MHz reflected from the object to be surveyed. ETS (Equivalent-Time Sampling), which can achieve sampling performance of several GHz with a sampling frequency of several tens of MHz, is suitable for use as a sampler of a borehole radar receiver. In this paper, we propose a method to control the sampling clock delay, which is the most important factor in ETS sampler design, using four clocks with phase difference of 90° for one clock source. The proposed method can reduce the time required to acquire the data within the set interval by 1/25 than the conventional method using the delay generator. When the implemented sampler is applied to the receiver of existing borehole radar, it is possible to accumulate 58 additional times due to the shortened sampling time. In addition, by using one delay control logic compared with the conventional method using several sampling clock delay control logic in order to satisfy the target sampling range, it is possible to omit the correction process which was necessary in the past. As a result, the structure of the system can be simplified and a uniform sampler can be realized.
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