유전체로 충진된 확산기를 이용한 전자파 잔향실 내의 전자기장 균일도 향상 연구

김혜광,이중근,임욱채,Kim Hye-Kwang,Rhee Joong-Geun,Lim Wook-Chae 한국전자파학회 2005 한국전자파학회논문지 Vol.16 No.12

본 논문은 MWO(Microwave Oven)의 동작 주파수로 사용되는 2.45 GHz 대역에서, 전자파 잔향실 내의 전기장특성 향상 및 시험 공간 확장에 관한 연구이다. 잔향실 내부에서의 전자기장 균일성을 확보하기 위하여, Sch-roeder 방식의 Quadratic Residue 확산기(diffuser)를 사용하였고, 전자기장 분포 해석을 위해 FDTD(Finite Difference Time Domain) 수치 해석 방식을 이용하였다. 잔향실 내부의 확산기는 도체로만 설계된 것(Type 1)과 유전체 및 도체를 같이 사용한 것(Type 2, 3)으로 설계하였다. 해석 결과 유전체를 사용한 확산기는, 유전체 없는 확산기의 전기장 특성을 유지하면서 확산기의 물리적 크기를 줄일 수 있었고, 특히 Type 3 확산기에서는 동일한 물리적 공간에 더 많은 주기의 확산기를 설계할 수 있어, 시험 공간 확장, 잔향실의 편파 특성, 편차 및 공차등의 성능이 가장 좋은 것을 확인하였다. Analysis on the field uniformity inside of a reverberation chamber was done at 2.45 GHz which is an operating frequency of MWO(Microwave Oven). The Schroeder's Quadratic Residue Diffuser was designed for the chamber, and 3 different types of diffusers have been investigated using the finite-difference time-domain(FDTD) method for the field characteristics of each type. Type 2 and 3 diffusers were filled with dielectric material, and the size of these could be designed smaller than Type 1, without degradation of field characteristic. Type 3 diffuser shows better results among the three types of diffusers in view of increased test region and better field uniformity.

수온 상승에 따른 게바다말의 광합성 및 호흡률 변화

김혜광,김종협,김승현,suonan zhaxi,이근섭 한국환경생물학회 2022 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.40 No.3

Photosynthesis and respiration of seagrasses are mainly controlled by water temperature. In this study, the photosynthetic physiology and respiratory changes of the Asian surfgrass Phyllospadix japonicus, which is mainly distributed on the eastern and southern coasts of Korea, were investigated in response to changing water temperature (5, 10, 15, 20, 25, and 30°C) by conducting mesocosm experiments. Photosynthetic parameters (maximum photosynthetic rate, Pmax; compensation irradiance, Ic; and saturation irradiance, Ik) and respiration rate of surfgrass increased with rising water temperature, whereas photosynthetic efficiency (α) was fairly constant among the water temperature conditions. The Pmax and Ik dramatically decreased under the highest water temperature condition (30°C), whereas the Ic and respiration rate increased continuously with the increasing water temperature. Ratios of maximum photosynthetic rates to respiration rates (Pmax : R ) were highest at 5°C and declined markedly at higher temperatures with the lowest ratio at 30°C. The minimum requirement of Hsat (the daily period of irradiance saturated photosynthesis) of P. japonicus was 2.5 hours at 5°C and 10.6 hours at 30°C for the positive carbon balance. Because longer Hsat was required for the positive carbon balance of P. japonicus under the increased water temperature, the rising water temperature should have negatively affected the growth, distribution, and survival of P. japonicus on the coast of Korea. Since the temperature in the temperate coastal waters is rising gradually due to global warming, the results of this study could provide insights into surfgrass responses to future severe sea warming and light attenuation. 우리나라 동해와 남해 연안에 주로 분포하는 게바다말의 수온 상승에 따른 탄소수지 변화를 예측하기 위하여 5°C에서 30°C까지의 수온에서 5°C 간격으로 광합성과 호흡률을 측정하였다. 광합성 매개변수 중 광합성 효율 (α)을 제외한 최대광합성률 (Pmax)과 보상광도 (Ic), 포화광도(Ik)가 수온이 상승함에 따라 증가하였으며, 호흡률 (R) 또한 수온 상승에 따라 증가하였다. 가장 높은 수온 (30°C)에서 Pmax와 Ik는 급격히 감소하였으나, 반면에 Ic와 호흡률은 지속적으로 증가하였다. Pmax : R ratio는 가장 높은 수온(30°C)에서 최소값을, 가장 낮은 수온 (5°C)에서 최대값을 보였다. 이러한 결과를 토대로 게바다말이 양의 탄소수지를 유지하기 위해 필요한 일일 포화광도 시간 (Hsat)을 계산한 결과, 5°C에서는 2.50시간 이상, 30°C에서는 10.61시간 이상이 요구되어, 수온이 상승할수록 더 많은 시간의 포화광도 (Hsat)가 요구되는 것으로 나타났다. 따라서 수온이 꾸준히 상승되어 여름철 고수온이 장기간 지속되면 우리 연안 게바다말 생육지의 분포에 부정적인 영향을 미칠 것으로 판단되었다.

경사진 QRD를 이용한 전자파 잔향실 내 전자기장 균일도 향상을 위한 연구

이병준,김혜광,이중근,Lee, Byoung-Jun,Kim, Hye-Kwang,Rhee, Joong-Geun 한국전자파학회 2007 한국전자파학회논문지 Vol.18 No.6

Schroeder 방식의 QRD(quadratic Residue Diffuser) 구조에서 더욱 진화한 경사진 QRD를 사용하여 전자파 잔향실(reverberation chamber) 내의 전자기장 균일도를 향상시켰다. FDTD(Finite-Difference Time-Domain) 수치 해석방식을 이용하여 $2{\sim}3GHz$ 대역에서의 전자파 잔향실 내의 전자기장의 분포를 해석하였다. QRD 경사 각도의 조절과 경사 방향을 전환하여 전자파 잔향실 내부의 시험 공간에서의 E_x,\;E_y,\;E_z$ 샘플의 표준편차 및 공차가 각각 0.3 dB, 2.5 dB 향상되고 전체적으로 전자기장 분포의 균일성이 확보되었다. The field uniformity inside the reverberation chamber has been improved using sets of quadratic residue diffuser (QRD). The electromagnetic field inside the reverberation chamber with the dimension of $100{\times}80{\times}80cm$ has been analyzed by the finite-difference time-domain(FDTD) method. The calculated fields in a $40{\times}30{\times}30cm$ test volume have been sampled to obtain a standard deviation and field uniformity. Results show that the standard deviation of the calculated field and uniformity have been improved by varying angles and orientation of the inclined surfaces of the QRDs installed inside the reverberation chamber.

다중 유전체로 구성된 평탄형 Diffuser가 부착된 잔향실 내의 전자기장 분포에 관한 연구

김영렬,김혜광,이중근,Kim, Young-Ryoul,Kim, Hye-Kwang,Rhee, Joong-Geun 한국전자파학회 2007 한국전자파학회논문지 Vol.18 No.5

본 논문은 전자파 장해 및 복사 내성 측정의 대용 시험 시설로서 활용될 수 있는, 다중 유전체로 구성된 평탄형 QRD(Quadratic Residue Diffuser)를 사용한 전자파 잔향실에 대한 연구이다. 잔향실은 $2.5{\sim}3$ GHz 대역에서 사용 가능하도록 설계되었으며, 기존 QRD의 특성을, 다양한 유전체를 이용하여 낮은 평탄형 구조물로 구현하였고, 이를 적용한 전자파 잔향실 내부에서의 전자기장 특성 변화 및 시험 공간 확장에 관해서 비교 분석하였다. 잔향실 내부의 전자기장 분포 해석을 위해서 FDTD(Finite-Difference Time-Domain) 수치 해석 방식을 이용하였다. 잔향실 내에 새로 제안된 확산기를 사용하면, 기존 확산기에 비해 물리적인 크기가 줄어들 뿐만 아니라 전자기장 균일도, 편파 특성 및 공차 등의 성능이 비슷하거나 우수해짐을 확인하였다. 따라서 다중 유전체로 구성된 평탄형 확산기를 사용한 잔향실이 기존의 QRD를 사용한 잔향실에 비해 전자기적 성능 및 공간 활용면에서 우수한 시험시설임을 확인하였다. This paper presents the characteristics of electromagnetic field uniformity in a reverberation chamber with flat diffusers composed of multiple dielectric materials that can be used as an alternative facility for the analysis, test and evaluation of electromagnetic interference and immunity. The field characteristics and the size of the test volume inside the reverberation chamber with the new diffuser of multiple dielectric materials are simulated and analyzed at $2.5{\sim}3$ GHz band. The FDTD method is used to analyze the field characteristics. The field uniformity, polarization characteristics and tolerance are improved by the new diffuser with smaller physical size. The reverberation chamber with flat diffusers composed of multiple dielectric materials shows better electromagnetic performance and larger test volume than normal chamber.

동해 연안 왕거머리말의 수직분포 제한 요인

김종협,김혜광,김승현,김영균,이근섭,KIM, JONG-HYEOB,KIM, HYEGWANG,KIM, SEUNG HYEON,KIM, YOUNG KYUN,LEE, KUN-SEOP 한국해양학회 2020 바다 Vol.25 No.4

Although most species in genus Zostera inhabit shallow coastal areas and bays with weak wave energy, the Asian eelgrass, Zostera asiatica is distributed in deep water depth (8-15 m) unlike other seagrasses on the eastern coast of Korea. To examine factors limiting distribution Z. asiatica in relatively deep coastal areas, a transplantation experiment was conducted on October 2011, in which Z. asiatica shoots were transplanted from the reference site (donor meadow, ~9 m) to the shallow transplant site (~3 m). We compared shoot density, morphology, and productivity of Z. asiatica as well as environmental factors (underwater irradiance, water temperature, and nutrients) between the reference and transplant sites from October 2011 to September 2012. Shoot density and shoot height of transplants dramatically decreased within a few months after transplantation, but were similar with Z. asiatica in the reference site during spring. Shoot productivity were significantly higher in the transplant site than in reference site because of high light availability and nutrient concentrations. Transplants showed photoacclimatory responses such as higher rETR_max and E_k and lower photosynthetic efficiency in the transplant site than those in the reference site. Most of Z. asiatica transplant in the shallow transplant site disappeared in summer, which may be due to the high wave energy and physical damages induced by typhoons (TEMBIN and SANBA) in August and September 2012. According to the results of this study, Z. asiatica could not survive in shallow areas despite of more favorable light and nutrient conditions. Thus, Z. asiatica may restrictively occur in deep areas to avoid the intense physical stresses in the shallow area on the east coast of Korea.

헬리컬 구조를 이용한 IMT-2000 단말기용 소형 인쇄기판형 안테나 설계

김성철,이중근,김혜광 한국전자파학회 2003 한국전자파학회논문지 Vol.14 No.5

본 논문은 IMT-2000 단말기용 인쇄기판형 안테나를 설계 및 제작하였다. 안테나는 FR-4($\varepsilon_{{\gamma}}$/=4.6) PCB 기판에 비아 홀(Via-hole)과 라인을 이용한 헬리컬 구조이며, 급전방식은 GCPW(Grounded Co-Planer Waveguide)로 구현하였다 상용 RF-Tool인 안소프트(Ansoft)사의 HFSS를 사용하여 안테나 구조를 설계하고,주파수 특성 및 복사 특성을 측정한 결과는 설계 주파수 대역인 1.920~2.170 GHz을 만족하였고, 2.045 GHz에서 공진하였으며, 321 MHz의 대역폭(VSWR<2.0) 특성을 나타내었다. 이때 안테나의 복사이득은 -l dBi 임을 확인할 수 있었다. 복사이득은 -l dBi 임을 확인할 수 있었다. In this paper, a PCB(Printed Circuit Board) antenna for IMT-2000 is designed and analyzed. The antenna has a helical structure with via-holes and lines on FR-4($\varepsilon$$\sub$${\gamma}$/=4.6 ) PCB, and the type of feeding is GCPW(Grounded Co-Planar Waveguide). Using HFSS of Ansoft, the antenna was designed and the measured results of frequency and radiation characteristic,3 with VSWR<2.0 are satisfied within operating frequency band of 1.920∼2.170 GHz. And it has resonating frequency of 2.045 GHz and a bandwidth of 321 MHz. The radiation gain of the antenna was measured to be -1 dBi.

한반도 연안에 분포하는 새우말의 탄소수지 계절적 변동

김승현,김종협,김혜광,구진우,김기영,이근섭 한국해양학회 2024 바다 Vol.29 No.1

탄소수지는 다양한 환경조건에서 식물의 생리적 상태를 평가할 수 있는 중요한 지표 중 하나이다. 우리 동해 연안에 분포하는 새우말의 수온 변화(5–30°C)에 따른 광합성률과 호흡률을 측정하여, 전체 식물 탄소수지의 계절적 변동을 추정하였다. 수온 처리에 따라 최대총광합성률은 유의한 차이를 보였지만, 광합성 효율은 유의한 차이를 보이지 않았다. 새우말의 최대총광합성률은 수온이 상승함에 따라 증가하여 20°C에서 최대값(101.65 μmol O2 g–1 DW h–1)을 보인 후 30°C에서 급격히 감소하였다. 수온 변화에 따른 새우말의 포화광도, 보상광도와 호흡률은 모두 유의한 차이를 보였다. 새우말의 포화광도는 20–25°C까지(121.59–124.50 μmol photons m–2 s–1) 증가하다가 30°C에서 급격히 감소하였다. 보상광도와 호흡률은 수온이 증가할수록 점차 증가하였다. 최대총광합성률과 호흡률의 비율은 5°C에서 가장 높았고, 30°C에서 급격히 감소하였다. 광합성 매개변수, 호흡률 및 생체량을 통해서 추정된 새우말 전체 식물의 탄소수지는 겨울과 봄에 증가하고, 여름과 가을에 감소하는 뚜렷한 계절적 경향을 보였으며, 봄에 생장이 가장 활발하고, 수온이 가장 높은 시기에 급격히 감소하는 새우말의 생장 패턴과 일치하였다. 새우말은 늦여름부터 겨울까지 음의 탄소수지를, 봄에서 초여름까지 양의 탄소수지를 보였다. 기후 변화에 의한 지속적인 수온 상승은 우리 동해 연안 암반생태계에 분포하는 잘피생육지의 구조와 기능에 영향을 미칠 것으로 판단된다. The carbon balance serves as a valuable indicator of a plant’s physiological status under diverse environmental conditions. We investigated the photosynthetic and respiratory responses of the Asian surfgrass Phyllospadix iwatensis along the northeast coast of the Korean peninsula in response to changing water temperature (ranging from 5°C to 30°C) to estimate the seasonal whole-plant carbon balance through a series of incubation experiments. The maximum gross photosynthetic rate (Pmax) showed a significant difference among the temperature treatments, while there was no significant difference in photosynthetic efficiency (α). The maximum gross photosynthetic rate of P. iwatensis reached its peaks at 20°C treatment (101.65 μmol O2 g–1 DW h–1) but decreased rapidly at 30°C. The saturation irradiance (Ik), compensation irradiance (Ic), and respiration rate (R) of P. iwatensis exhibited significant differences among the temperature treatments. The saturation irradiance increased up to 20–25°C (121.59–124.50 μmol photons m–2 s–1) and sharply decreased at 30°C. The compensation irradiance and respiration rate increased steadily with rising water temperature. The ratio of Pmax to R (Pmax:R ratio) was the highest at 5°C but dramatically decreased at 30°C. The whole-plant carbon balance, calculated based on photosynthetic parameters, respiration rates, and biomass, exhibited distinct seasonal variation, increasing during winter and spring and decreasing during summer and fall, which is consistent with the highest in situ growth in spring and severely limited growth at the highest water temperature conditions. Phyllospadix iwatensis displayed a negative carbon balance during late summer, fall, and winter, but demonstrated a positive carbon balance during spring and early summer. Our findings suggest that the rising seawater temperatures associated with climate change may lead to significant alterations in the seagrass ecosystem functioning along the rocky shores of the Korean east coast.