고속 무선 근거리 통신망 채널접근제어 프로토콜 성능분석

신형철,이정규,Shin, Hyung-Cheol,Lee, Jong-Kyu 대한전자공학회 1999 電子工學會論文誌, S Vol.s36 No.12

In this paper, the performance of HIPERLAN(HIgh PErformance Radio Local Area Networks) CAC(Channel Access Control) of ETSI(European Telecommunication StandaTds Institute) in Europe, as High speed wireless LAN, is analyzed and estimated by mathematical approaches. The CAC protocol of HIPERLAN is the EY-NPMA(Elimination Yield-Nonpreemptive Priority Multiple Access) which is transmitted after prioritization, elimination and yield phase. We analyzed channel contention phase composed of elimination and yield phase and then throughput is inspected by simulation. This result is useful to design and implement of HIPERLAN protocol. 본 논문은 현재 유럽의 ETSI(European Telecommunication Standards Institute)의 고속 무선 근거리 통신망인 HIPERLAN(HIgh PErformance Radio Local Area Networks)의 채널접근제어 프로토콜의 성능을 분석하고 평가한다. HIPERLAN의 채널접근제어 프로토콜은 EY-NPMA방식으로 우선 순위 단계, 제거 단계와 양보단계로 구성된 채널 경쟁 기간을 통해 데이터를 전송한다. 제거 단계와 양보 단계로 구성된 채널 경쟁 단계를 해석적 분석을 한 후 이를 이용하여 처리율을 분석하고 시뮬레이션을 통하여 검증하였다. 이는 HIPERLAN 프로토콜 설계 및 구현시 유용하게 사용될 것이다.

12m급 FRP 쌍동선의 구조강도 평가

신형철(Hyung-Cheol Shin),김호경(Ho-Kyeong Kim),고대은(Dae-Eun Ko) 한국산학기술학회 2023 한국산학기술학회논문지 Vol.24 No.10

최근 다양한 목적의 소형 무인선박에 대한 기술개발 관련 연구가 활발히 진행됨에 따라 소재 및 구조 안전성에 대한 중요성도 증대되고 있다. 소형 선박에는 물성이 우수하고 경량 선체 제작이 용이한 FRP(Fiber Reinforced Plastic) 복합재료가 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 선체는 FRP 복합재료, 양 선체의 연결부는 알루미늄 합금을 채용한 12미터급 쌍동선에 대한 구조 안전성 평가를 수행하였다. 구조해석을 위해 복합재료 적층판을 구성하는 각 소재의 물성치를 직접 입력하는 방법을 사용하였으며, 이 적층판 시편에 대한 인장시험 결과와 비교하여 10% 내외의 오차로 등가 탄성률을 추정할 수 있었다. 이러한 복합재료 적층판 모델링 방법은 다양한 적층 사양으로 복잡한 기계적 성질을 가질 수 있는 최종 적층판의 물성치를 있는 그대로 반영함으로써, 실제 복합재료 선박의 구조해석에 있어서 인장강도와 굽힘강도 등 모든 강도를 동시에 고려할 수 있으므로 구조안전성을 신뢰도 있게 평가 가능하다. 한국선급의 고속경구조선 규칙 및 적용지침에 따라 주요 하중 조건을 선정하여 구조해석을 수행하였으며, 평가 대상선은 요구 강도를 만족함을 확인하였다. Recently, as research on technology development for small unmanned ships for various purposes has been actively conducted, the importance of material and structural safety is also increasing. Fiber Reinforced Plastic (FRP) composite materials with excellent physical properties and easy to manufacture lightweight hulls are widely used in small ships. In this paper, structural safety evaluation was conducted on a 12-meter catamaran that employs FRP composite materials for the hull and aluminum alloys for the connections of both hulls. For structural analysis, a method of directly entering the physical properties of each material constituting the composite laminate was used, and the equivalent elasticity could be estimated with an error of about 10% compared to the tensile test results of this composite laminate. This composite laminated plate modeling method can reliably evaluate structural safety by reflecting the physical properties of the final laminated plate that can have complex mechanical properties with various lamination specifications. Structural analysis was performed by selecting major load conditions in accordance with the rules and application guidelines of Korean Register for high-speed light craft, and it was confirmed that the evaluation target ship met the required strength.

규칙파 시나리오에 의한 멤브레인형 단열구조의 슬로싱 강도 평가

신형철(Hyung-Cheol Shin),이현호(Hyun-Ho Lee),박태현(Tae-Hyun Park) 대한조선학회 2011 대한조선학회 학술대회자료집 Vol.2011 No.6

본 연구에서는 멤브레인형 LNG 화물 탱크의 단열 구조에 대해, 규칙 운동 시나리오에 의한 슬로싱 충격 강도 평가법을 제시한다. LNG 운반선의 화물 탱크 적재량 10%H 및 95%H에 대해, 불규칙 운동 시나리오를 대체하면서 계산 효율성을 높일 수 있는 규칙 운동 시나리오를 제시하고, 두 방법에 대해 슬로싱 유동 및 충격 압력, 구조 응답 등을 비교하였다. 제안된 규칙 운동에 의한 슬로싱 충격 강도 해석은 기존의 불규칙 운동에 의한 결과와 유사하고, 해석 효율성을 높이면서 안전성 평가 관점에서 타당하다고 판단된다. 또한, 구조-유체 연성 해석의 결과는 초기 입력으로 부여하는 유동 분포 및 속도와 더불어, 유동과 구조물 강체 운동과의 상대 속도에 지배됨을 확인하였다. 새로 제안된 해석법이 기존 평가법과 부합하는 결과를 도출할 수 있기 때문에, 규칙파 시나리오를 기반으로 하는 슬로싱 강도 평가법이 실제 선박 건조에도 적용 가능하다고 예상된다. 향후에는 규칙 운동 시나리오의 선정 방법을 개선하여, 적재량이 일정치 않은 LNG 화물 탱크에 대해 경제적이고 합리적인 방법으로 슬로싱 충격 강도를 평가할 수 있을 것으로 기대한다.

수중 폭발 충격을 받는 잠수함 액화 산소 탱크의 구조-유체 연성 해석

신형철(Hyung-Cheol Shin),김규성(Jae-Hyun Kim),김재현(Gyu-Sung Kim),전재황(Jae-Hwang Jeon) 대한기계학회 2004 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2004 No.11

We performed the underwater explosion analysis for the liquefied oxygen tank - a kind of fuel tank of a mid-size submarine. and tried to verify the structural safety for this structure. First. we reviewed the theory and application of underwater explosion analysis using Structure-Fluid Interaction technique and its finite element modeling scheme. Next. we modeled the explosive and sea water as fluid clements. the LOX tank as structural elements and the interface between two regions as ALE scheme. The effect on shock pressure and impulse of fluid mesh size and shape are also investigated. As the analysis result. the shock pressure due to explosion propagated into the water region and hit the structure region. The plastic deformation and the equivalent stress highly appeared at the web frame und the shock mount of LOX structure hut these values were acceptable for design criteria.

D 형 러그의 구조 안전성 평가법 개발

신형철(Hyung-Cheol Shin),박준석(Jun-Seok Park),김을년(Ul-Nyeon Kim) 대한조선학회 2011 대한조선학회 학술대회자료집 Vol.2011 No.11

For the block transpotation and loading, the D-type lug is widely used in the heavy industry compaies. Therefore, it is demanded to develop the method of structural safety assessment for lug sysetem. In this study, the strength analyses were performed using elasto-plastic FE model and accomplished a test using the loading actuator. And then, the analysis results and the test results are compared. FE model is composed of lug, welding bead, shackle and shackle pin. FE analyses considering material/geometrical non-linearity and contact conditions were carried out. Following in the field work environments, the ultimate strength were presumed in in-phase and out-phase loading directions. As the loading and unloading test results, elasto-plastic displacements of the lug were measured, and compared with analysis results. From these processes, safety assessment is predictable considering the residual plastic deformation.

전자선 석판 기술에서 디지타이징과 노광후굽기 최적화를 통한 40 nm 급 패턴 제작에 관한 연구

한상연,신형철,이귀로,Han, Sang-Yeon,Shin, Hyung-Cheol,Lee, Kwy-Ro 대한전자공학회 1999 電子工學會論文誌, D Vol.d36 No.10

본 논문에서는 전자선 직접 묘화 시스템을 이용하여 50 nm 이하의 패턴 폭을 가지는 패터닝 결과를 얻기 위한 실험을 수행하였다. SAL601 negative E-beam PR(Photo Resist)를 이용하여 실험을 진행하였고, E-beam 장비의 특성을 최대로 이용하기 위해서 PR의 두께를 100nm로 줄이고, field 크기를 200 ${um}m$로 줄여 실험하였으며, 또한 SAL601 PR의 경우 작은 선폭을 얻기 위해 중요한 요인 중에 하나인 PEB (Post Expose Bake) 온도와 시간을 줄이면서 실험을 진행하였다. 여기에 디지타이징 방식의 최적화를 통하여 50 nm 이하의 패턴 폭을 가지는 단선 패터닝 결과를 얻었다. 이 공정을 이용하여 단전자 메모리 소자에 응용 가능한 50 nm 급의 silicon 양자선과 silicon 양자점을 제작하였다. 이는 현재 많이 연구되고 있는 단전자 기억소자 및 국소 채널 MOS소자 제작에 유용할 것이다. We experimented on the sub 50nm patterning using E-beam lithography system. SAL601 negative E-beam resist was used for this experiment. In order to utilize the maximum ability of E-beam system, firstly, we reduced the PR thickness to 100nm, and the field size to 200 ${um}m$. Then PEB (Post Expose Bake) time/temperature, which is one of the very important factors when SAL601 is used, were reduced for minimum line width. In addition, digitizing is optimized for better results. Quantum wire and quantum dot which can be used for nanoscale memory device, such as single electron memory device, are fabricated using these developed lithography techniques.

Design Optimization of a One-Stage Low Noise Amplifier below 20 GHz in 65 nm CMOS Technology

센예호,이재홍,신형철,Shen, Ye-Hao,Lee, Jae-Hong,Shin, Hyung-Cheol The Institute of Electronics and Information Engin 2009 電子工學會論文誌-CI (Computer and Information) Vol.46 No.6

20 GHz 이하의 주파수 범위에서 저잡음 증폭기의 성능지수를 최대화하기 위해 65 nm RF CMOS 기술을 이용하여 제작된 입력 트랜지스터의 바이어스 전압과 폭을 최적화하였다. 만일 13 GHz 보다 동작 주파수가 높을 경우, 보다 높은 이득을 확보하기 위해 2단 증폭기의 적용이 필요하였다. 또한 5 GHz 보다 낮을 경우, 제한된 범위 내에서의 전력소모를 제어하기 위해, 입력 트랜지스터의 게이트와 소스사이의 추가적인 커패시터를 삽입하였다. 본 논문은 20 GHz 이하에서 동작하는 1단 LNA의 전반적인 성능을 검토하였고, 본 접근법은 다른 CMOS LNA 설계 기술에 적용가능하다. One-stage low noise amplifier (LNA) using 65 nm RF CMOS technology below 20 GHz is designed to find the optimal bias voltage and optimal width of input transistor so that the maximum figure of merit (FoM) has been achieved. If the frequency is higher than 13 GHz, the amplifier needs two-stage to achieve the higher gain. If the frequency is lower than 5 GHz, one additional capacitor between gate and source should be added to control the power under the limitation. This paper summarizes one-stage LNA overall performances below 20 GHz and this approach can also be applied to other CMOS technology of LNA designs.

Size-Efficient 3 GHz CMOS LNA

전희석,윤여남,송익현,신형철,Jhon, Hee-Sauk,Yoon, Yeo-Nam,Song, Ick-Hyun,Shin, Hyung-Cheol The Institute of Electronics and Information Engin 2007 電子工學會論文誌-CI (Computer and Information) Vol.44 No.10

본 논문에서는 vertical shunt symmetric inductor를 이용하여 CMOS LNA의 설계에 있어서 회로의 면적을 줄이는 설계기술 및 구현에 관한 내용을 제시하고자 한다. 본 연구에 있어서 vertical shunt symmetric inductor는 LNA의 입력단과 출력단을 3GHz로 정합하기 위해서 사용되었다. 이렇게 구현된 보다 면적에 있어서 효율적인 증폭기를 0.18um digital logic공정으로 구현되었다. 본 논문에서는 일반적으로 LNA에서 사용하고 있는 inductor를 이용하는 경우와, vertical shunt symmetric inductor를 이용하여 LNA를 설계하는 경우에 대한 부분을 비교하였고, 최종적으로 면적에 효율적인 회로설계 기술을 제시하고자 한다. This paper presents the implementation technique to reduce circuit area occupation in designing Low Noise Amplifier (LNA) using vertical shunt symmetric inductor. We applied a vertical shunt symmetric inductor to match the input and output in 3 GHz CMOS LNA to reduce the circuit area. This size efficient amplifier has been designed in a $0.18\;{\mu}m$ digital logic CMOS process. In this paper, the case of conventional asymmetric inductor, and vertical shunt symmetrical inductor with a relatively higher number of turns have been compared in order to efficient a size efficient CMOS LNA design method while still retaining the circuit operation characteristics.

경추의 골절 및 탈구에 대한 전방 금속판 내고정술

정재윤(Jae-Yoon Chung),신형철(Hyeong-Cheol Shin),김형순(Hyung-Soon Kim) 대한정형외과학회 1988 대한정형외과학회지 Vol.23 No.6

Analysis and Suppression of the Corner Effect in a Saddle MOSFET Including Quantum Confinements Effects

셰드,김희상,라흐만,이종호,박병국,신형철,Pervez, Syed Atif,Kim, Hee-Sang,Rehman, Atteq-Ur,Lee, Jong-Ho,Park, Byung-Gook,Shin, Hyung-Cheol The Institute of Electronics and Information Engin 2010 電子工學會論文誌-CI (Computer and Information) Vol.47 No.3

Saddle MOSFET의 모서리의 효과에 대한 고전역학과 양자역학적 시뮬레이션의 비교분석을 3차원 수치 시뮬레이터를 사용하여 수행하였다. 비교분석 결과 양자역학적 시뮬레이션에서는 실리콘 핀의 단면에서의 정확한 최대 전자 밀도의 위치와 크기를 제공함으로써 소자의 정확한 설명을 제공하는 것을 보여 주었고, 이를 이용하여 모서리 효과 및 그것이 소자의 문턱전압의 특성을 미치는 영향의 정확한 분석이 실행되었다. 또한, 모서리 효과를 억제하기 위해서 실리콘 핀의 모서리를 둥글게 하거나 구석의 바디도핑을 낮추는 두 가지 가능한 기법을 제시했다. A comparative analysis of quantum-mechanical and classical simulation regarding corner effect in a Saddle MOSFET has been carried out using a 3-D numerical simulator. The comparison has shown that quantum simulation gives correct description of device by providing accurate peak E-density position and magnitude at the Si-fin cross-section, hence accurate analysis of corner effect and its impact on device threshold voltage (Vth) characteristics is carried out. Moreover, rounding the Si-fin comers or lowering the body doping have been shown as two possible techniques to suppress the undesirable corner effect.