터치스크린 패널의 회로 모델링 및 분석

변기식(Kisik Byun),민병욱(Byung-Wook Min) 한국전자파학회 2014 한국전자파학회논문지 Vol.25 No.1

본 논문에서는 대면적 정전식 터치스크린 구동 회로를 설계하기 위하여 여러 가지 터치스크린 패널 구조의 회로 모델을 제안하고, 그 모델의 사용 가능한 주파수 영역을 분석하였다. 터치스크린 패널 한 개 셀의 2D EM 시뮬레이션 결과를 이용한 전체 패널의 circuit 시뮬레이션을 통하여, 23인치 대면적 패널의 가장 긴 채널과 짧은 채널을 5개의 RC 소자의 회로 모델로 근사하였다. EM/circuit 시뮬레이션과 5개 소자의 RC 모델의 S 파라미터 비교를 통해, 5개 소자 모델이 130 ㎑까지 10도 이내의 채널 위상 차이를 가지는 것을 확인하였다. 7개 RC 소자를 사용한 모델을 통하여 10도 이내의 채널 위상 차이를 가지는 모델의 주파수 영역을 200 ㎑까지 확장하였다. A simple RC circuit model of large-scale touch screen panels is developed and the frequency range of the RC model is analyzed. 2D EM simulation results of a single touch cell are cascaded for a 23 inch touch panel using a circuit simulator, and the shortest and longest channels of the full panel are modeled with a 5-element RC circuit. The 5-element RC circuit can model the touch screen panel upto 130 ㎑ with the channel phase error of 10°. 7-element RC circuit model is also proposed and the frequency range for the channel phase error of 10° is extended to 200 ㎑.

HMIC 기술을 적용한 소형화 경량화 광대역 전력증폭기 개발

변기식(Kisik Byun),최진영(Jin-Young Choi),박재우(Jae Woo Park) 한국산학기술학회 2018 한국산학기술학회논문지 Vol.19 No.11

본 논문에서는 고유전율 인쇄회로기판 상의 좁은 면적 내에 패키지(Package) 되지 않은 마이크로파(Microwave) 부품을 고밀도로 집적하는 HMIC (Hybrid Microwave Integrated Circuit) 기술을 적용하여 모듈(Module)의 크기를 소형화, 경량화하고 동시에 근접한 소자 상호간의 전자기적 간섭을 최소화 하는 구조 설계 및 제작 기술을 적용하여 광대역 주파수 범위에서 균일한 전기적 성능을 갖는 광대역 전력증폭기를 개발한 내용을 다루었다. 제작한 광대역 전력 증폭기의 성능을 측정한 결과, 동작 주파수 범위에서 소신호 이득은 32 ∼ 36 dB 범위 내에 이득평탄도 ±1.5 dB를 갖음을 확인하였다. 또한, 출력전력은 동작 주파수 범위에서 30 dBm 이상을 만족하였으며, 잡음 지수는 7 dB 이내로 측정되어 목표규격을 만족하는 특성을 나타내었다. OIP3(Output Third Order Intercept Point)는 39 dBm 이상을 만족함을 확인하였다. 제작한 광대역 전력 증폭기는 전자전 체계의 재밍(Jamming) 발생 장치의 고출력 증폭기를 전기적으로 구동하기 위하여 필요한 목표 성능을 모두 만족함으로써 실제 적용이 가능하며, 향후 마이크로파 대역의 유사 전력 증폭기를 설계하는데 도움이 될 것으로 기대한다. This paper presents the development of compact and lightweight broadband power amplifier module using HMIC (Hybrid Microwave Integrated Circuit) technology that could be high-density integration for many non-packaged microwave components into the small area of a high dielectric constant printed circuit board, such as a ceramic substrate, also using the special design and fabrication schemes for the structure of minimized electromagnetic interference to obtain the homogeneous electrical performance at the wideband frequency. The results confirmed that the small signal gain has a gain flatness of ± 1.5 dB within the range of 32 to 36 dB. In addition, the output power satisfied more than 30 dBm. The noise figure was measured within 7 dB, and OIP3 (Output Third Order Intercept Point) was more than 39 dBm. The fabricated broadband power amplifier satisfied the target specification required to electrically drive the high power amplifiers of jamming generators for electronic warfare, so the actual applicability to the system was verified. Future studies will be aimed at designing other similar microwave power amplifiers in the future.

네트워크 분석을 이용한 플렉시블 태양전지 최근 연구동향 분석

변기식(Kisik Byun),임재성(Jae Sung Lim),박재우(Jae Woo Park) 한국산학기술학회 2018 한국산학기술학회논문지 Vol.19 No.6

본 연구에서는 "플렉시블 태양 전지(Flexible Solar Cell)"에 대한 학술 문헌(논문) 데이터 베이스를 대상으로 네트워크 분석을 진행하고 이를 바탕으로 "플렉시블 태양 전지(Flexible Solar Cell)"의 최근 연구 동향을 분석하였다. 네트워크 분석에 사용된 데이터는 2013년부터 2017년까지의 최근 5년 간의 학술 논문을 대상으로 하였으며, 주요 분석 기법으로는 키워드 빈도 수 출현 기반 분석 및 중심성 분석 (연결 정도 중심성, 근접 중심성, 매개 중심성)을 적용하였다. 네트워크 분석 결과, "전지(cell)"은 중심성 척도가 0.8 이상으로, 전체 키워드 중 80% 이상과 연결되어 있어, 플렉시블 태양 전지 (Flexible Solar Cell) 분야의 연구 중심으로 식별이 되었다. "페로브스카이트(Perovskite)"와 "CIGS(CuInGaSe2)"는 “전지(cell)"의 하위 그룹의 중심으로 식별되었다. 이러한 분석 결과는 최신 기술인 "CIGS/페로브스카이트 탠덤 태양 전지"를 의미하고 있음을 확인 할 수 있었다. 향후 분석 기법을 보다 최적화/정교화하게 된다면 현재의 기술 동향 예측을 통해서 관련 연구 분야의 기술기획 및 연구 방향성 제시에 큰 도구로 활용 될 것이라 기대한다. The purpose of this research was to introduce a network analysis method for analyzing the recent trend of the flexible solar cell using a scholarly database. Based on the five years from 2013 to 2017, we used centrality analysis of research papers via measurement of degree centrality, closeness centrality, and betweenness centrality. The results of network analysis show that cell has a centrality value above 0.8, which means that cell is connected with 80% of the total keywords, so it is recognized as the center of flexible solar cell research. The analysis results also indicate that perovskite and copper indium gallium diselenide (CuInGaSe2, or CIGS) are the center of the subgroup for cell. We recognize that the result refers to recent new technology called the CIGS/perovskite tandem solar cell. We hope that the network analysis method will be the appropriate and precise tool for technology and research planning via elaboration and optimization.

디지털 화상 장치를 이용한 섬유제품류 간이 색차판별에 관한 연구

박재우(Jae Woo Park),변기식(Kisik Byun),조성용(Sung-Yong Cho),김병순(Byung-Soon Kim),오준호(Jun-Ho Oh) 한국산학기술학회 2019 한국산학기술학회논문지 Vol.20 No.8

섬유제품에 대한 품질관리 대상은 소재에 대한 물리적 성능 특성 이외에도 색상, 착용감 등의 주관적 판단 인자들이 있다. 색상은 소비자들이 별도의 측정 장비 없이도 주관에 따라 판단 할 수 있는 대표적인 품질인자이다. 따라서 산업현장에서는 색상에 대한 통계적 품질관리를 위하여 색차계를 이용한 정량화를 통해 품질관리에 적용하고 있다. 하지만, 국내 섬유관련 업체는 대다수가 중소 · 영세업체기 때문에 육안검사에 의존한 색차관리를 수행하고 있으며, 그로 인해 검사자 개인성향 및 작업 수행방식에 따라 많은 차이를 보이게 된다. 따라서 본 논문에서는 이러한 산업현장의 실정에 부합하는 품질관리 기법 개발을 목표로, 사무기기 중의 하나인 디지털 화상 장치를 이용한 간이 색차판별 가능성에 대한 연구를 수행하였다. 연구결과, 일반 평판 스캐너를 활용한 이미징 분석 기반의 색차판별법은 기존의 측색계를 이용한 판별법과 비교하여 높은 상관관계(R²=0.969)를 보여주고 있었으며, 이를 통해 공정 간 및 로트별 색차관리에 대한 현장 간이판별이 가능함을 확인하였다. 또한 색차를 구성하고 있는 각 요소(△L, △a, △b)에 대한 분석을 통해서 공정관리 요소식별이 가능함을 확인 할 수 있었다. 향후, 본 연구의 결과를 기반으로 하여 판정기법을 좀 더 정교화/최적화하게 된다면, 산업현장에서 충분히 색차계를 대체 할 수 있는 방법으로까지 발전 할 수 있으리라 판단된다. Textile quality management targets the physical properties of fabrics and the subjective discriminations of color and fitting. Color is the most representative quality factor that consumers can use to evaluate quality levels without any instruments. For this reason, quantification using a color discrimination device has been used for statistical quality management in the textile industry. However, small and medium-sized domestic textile manufacturers use only visual inspection for color discrimination. As a result, color discrimination is different based on the inspectors` individual tendencies and work procedures. In this research, we want to develop a textile industry-friendly quality management method, evaluating the possibility of rapid color discrimination using a digital imaging device, which is one of the office-automation instruments. The results show that an imaging process-based color discrimination method is highly correlated with conventional color discrimination instruments (R²=0.969), and is also applicable to field discrimination of the manufacturing process, or for different lots. Moreover, it is possible to recognize quality management factors by analyzing color components, △L, △a, △b. We hope that our rapid discrimination method will be a substitute technique for conventional color discrimination instruments via elaboration and optimization.

저장물자 환경시험을 위한 한국적 온도기준 적합성 연구

이일로(Il Ro Lee),변기식(Kisik Byun),조성용(Sung-Yong Cho),김경필(Kyung Pil Kim),박재우(Jae Woo Park) 한국산학기술학회 2020 한국산학기술학회논문지 Vol.21 No.8

효율적인 무기체계 연구개발을 위한 체계공학 과정에서는 개발단계 진행을 위한 의사결정 판단 자료로서 시험평가결과를 활용하고 있다. 무기체계는 운용 상 자연환경에 노출되는 빈도가 높기 때문에 개발 및 운용시험 평가 시 환경시험이 필수적으로 요구되어진다. 현재 우리 군에서는 MIL-STD-810과 MIL-HDBK-310 그리고 AECTP 200의 기후환경 기준을 기반으로 한국적 무기체계 운용온도를 도출하여 개발 및 운용시험 평가 시 활용하고 있다. 본 연구에서는 2014년 도출된 한국적 무기체계 운용온도 기준을 기반으로 하여 최근 대두되고 있는 지구온난화에 대한 영향성 등을 반영하여 저장물자 환경시험을 위한 한국적 온도기준 적합성 연구를 수행하였다. 분석대상은 1960년에서부터 2020년 3월까지 국내 101개 관측소에서 60년 간 매 정시마다 측정된 온도정보를 이용하였으며, 혹서기 8월과 혹한기 1월에 대한 백분율 발생빈도(0.5%, 1%, 5%, 10%)와 표준편차 발생빈도(3σ, 2σ, 1σ)를 도식화 및 수치화 하였다. 분석결과, 대한민국의 혹서기의 최대 극값은 41℃였으며, 0.5%의 발생빈도는 37.0℃로 식별되었다. 혹한기의 경우에는 최대 극값 -32.6℃, 0.5% 발생빈도 -21.1℃로 식별되었다. 기존의 육상 일반 무기체계 추천 온도 범위(-30 ~ 40℃)를 고려하였을때, 대한민국 지역의 운용확률은 99.999%로 확인되었으며, 이는 최근의 이상이변에 따른 이상 기후 현상에도 불구하고 한국적 무기체계 운용온도 기준은 저장물자 환경시험에 적합함을 확인 할 수 있었다. The T&E (Test and Evaluation) results were applied for a judgment basis to decide the developmental process of system engineering for efficient weapon system R&D (Research and Development). During the OT&E (Operational Test and Evaluation) and DT&E (Development Test and Evaluation), an environmental test is essential for weapon system development owing to their highly exposed operational conditions. Based on the MIL-STD-810, MIL-HDBK-310, and AECTP 200, the ROK armed forces recommended operating temperatures for the ROK weapon system and applied this to the DT&E and OT&E. This study examined the compatibility of Korean temperature guidelines for stockpile material considering recent climate change. Moreover, this study analyzed the data from hourly measured temperatures on 101 observatories during 60 years, from 1960 to 2020, and percentage (0.5%, 1%, 5%, and 10%) and the σ (3σ, 2σ, and 1σ) frequency of occurrence on rigorous hot (August) and cold (January) periods, respectively. The results indicate that the highest temperature was 41℃, and the 0.5% frequency of occurrence was 37.0℃. In the case of the cold period, the lowest temperature was -32.6℃ and the 0.5% frequency of occurrence was -21.1℃. By considering the previously recommended operating temperature range for a general ground system, -30 ~ 40℃, regional operation probability is recognized 99.999%. Despite the recent abnormal climate change from global warming, the Korean temperature guidelines are compatible with the stockpile material environmental test.

전투복 성능개선에 따른 품질기준 적절성 연구

이민희 ( Minhee Lee ),변기식 ( Kisik Byun ),홍성돈 ( Seongdon Hong ) 한국품질경영학회 2017 한국품질경영학회 학술대회 Vol.2017 No.1

K5 방독면 공정품질 수준에 관한 연구

김석기(Suk Ki Kim),변기식(Kisik Byun),이상엽(Yeob Lee),박재우(Jae Woo Park),인치연(Chi Yeon In) 한국산학기술학회 2021 한국산학기술학회논문지 Vol.22 No.1

본 연구는 최근 전력화가 완료되어 양산이 진행 중인 K5 방독면에 대한 공정품질 수준을 평가하기 위하여 통계적 공정관리 기법을 활용하여 양산 단계 및 로트 별 분석을 수행하였다. 렌즈의 접착강도는 K5방독면의 기술적 요구사항 중 유일하게 생산 공정 간 평가하는 항목으로, 초도 및 2차 양산간 획득된 고무안면부와 렌즈 사이의 접착정도를 측정한 시험결과를 바탕으로 기술통계 및 통계적 공정관리 기법을 적용하여 분석하였다. 기술통계 분석결과에 따르면 초도 양산 대비 2차 양산 공정에 대한 결과가 더 좋음을 나타내고 있었다. 통계적 공정관리 기법인 관리도 분석과 공정능력지수에 대한 양산 단계 별 분석결과, 공정품질 수준 또한 양산이 진행됨에 따라 향상되고 있음을 확인 할 수 있었다. 이는 공정이 점차 안정화 되고 업무 숙련도에 의해 개선이 되고 있음을 보여주고 있었다. 이에 초도 및 2차 양산 간 획득된 성능시험 결과를 바탕으로 향후 3차 양산을 위한 기초자료로서 활용하고자 한다. 더불어 린6시그마의 DMAIC [Define(정의)-Measure(측정)-Analyze(분석)-Improve(개선)-Control(관리)] 방법론을 통해서 K5방독면의 품질향상 등의 목표달성을 수행할 예정이다. This study investigated the process quality level of a K5 gas mask, which recently acquired its operational capability, through statistical process analysis for the mass production stages and their lots. The tensile adhesion strength was the only operating requirement in the manufacturing process of the K5 gas mask. For this purpose, the results of tensile adhesion strength between the lens and facial rubber during the initial and second mass production stages were analyzed using conventional statistical and statistical process analysis methods. The conventional statistical results indicated that the second mass production stage was better than the initial mass production stage. In cases of a control chart and process capability of tensile adhesion strength, the process quality level was also improved by following the mass production stages. The improvement was caused by process stabilization and work skill elevation. These results and methods are expected to be conducted and utilized in the third mass production stage. Moreover, quality improvement of K5 gas mask mass production can be achieved using the Lean 6 sigma procedure, MDAIC (Define, Measure, Analyze, Improve, Control).

분산분석을 이용한 방탄조끼의 방탄성능 평가에 관한 연구

박재우(Jae Woo Park),변기식(Kisik Byun),조성용(Sung-Yong Cho),김석기(Suk Ki Kim),여용헌(Yongheon Yeo),권재욱(Jae Wook Kwon) 한국산학기술학회 2021 한국산학기술학회논문지 Vol.22 No.1

방탄조끼는 전투원의 안전과 생명에 직결되는 군수품으로서, 방탄성능에 대한 요구조건의 충족여부가 무엇보다 중요하다. 우리 군에서는 방탄조끼의 요구 성능을 미 법무성 사업연구소(National Institute of Justice, NIJ)에서 발간한 NIJ STD-0101.06에서 규정하는 Level IIIA 수준으로 요구하고 있으며, 매 로트마다 수락시험을 진행하고 있다. 방탄성능을 평가하는 요소로 사격 시 관통여부 뿐만 아니라, 미 관통 시에도 후면 지지재료의 후면변형 기준인 44 mm이하에 대한 충족여부도 고려하여 요구 성능에 대한 일치/불일치를 평가하고 있다. 후면변형은 지지재료의 물리적 성질과 탄속에 따른 충격량의 변화 등과 같이 다양한 시험요인이 시험 결과에 영향을 미치게 되는데, 본 연구에서는 이러한 외부인자의 영향성을 제거하기 위한 데이터 처리 시 분산분석을 도입하여 동일한 조건을 갖는 데이터를 추출 하였고, 이를 통해 방탄성능에 대한 분석을 수행하였다. 분석결과, 후면변형과 탄속, 환경처리 유/무 그리고 방호면적과의 상관관계를 확인하였을 뿐만 아니라, 로트별 후면변형 구간 추정을 통해서 양산 공정분석을 수행하였다. 이를 통해서 방탄성능 평가에 대한 새로운 방법론을 제시하고, 향후 품질보증 관련 활동에 적용하기 위한 새로운 패러다임을 제시하고자 하였다. A body armor vest is a form of munition related directly to the safety and life of combatants. Therefore, it must meet the requirements for ballistic resistance. The ROK demands the performance of body armor vest meet the Level IIIA specified by the NIJ STD-0101.06 published by the US National Institute of Justice. This study performed acceptance tests on body armor vests. The factors for evaluating the ballistic resistance evaluated were not only whether it penetrates when shooting but also whether the BFS (Backface Signature) depth does not exceed 44 mm when it does not penetrate. The factors were assessed to determine if they were consistent or not. The BFS depth is affected by various test factors, such as the physical properties of the backing material and the changes in the amount of impact with the bullet velocity. In this study, an analysis of the bulletproof performance was performed by extracting the data with the same conditions using ANOVA to remove the influence of these external factors. The analysis revealed a correlation between the BFS depth, bullet velocity, vest conditions, and protection area. The mass production process was analyzed by estimating the Interval of BFS on each lot. Through this, a new methodology for ballistic resistance evaluation and paradigm for future quality assurance is suggested.

개정된 마찰 견뢰도 시험법 적용을 위한 선행연구

홍성돈 ( Seongdon Hong ),이민희 ( Minhee Lee ),변기식 ( Kisik Byun ) 한국품질경영학회 2017 한국품질경영학회 학술대회 Vol.2017 No.2