• Title, Summary, Keyword: 빔이론

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Topology Optimization of Beam Splitter for Multi-Beam Forming Based on the Phase Field Design Method (페이즈 필드 설계법 기반의 다중 빔 형성을 위한 빔 분배기 위상최적설계)

  • Kim, Han-Min
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.32 no.3
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    • pp.141-147
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    • 2019
  • In this paper, a systematic beam splitter design for multi-beam forming is proposed. The objective of this research is to a design beam splitter that splits and focuses scattering microwaves into intense beams in multiple directions. It is difficult to split multi-beam to non-specific directions with theoretical approaches. Therefore, instead of using transformation optics(TO), which is a widely used process for controlling electromagnetic wave propagation, we used a systematic design process called the phase field design method to obtain an optimal topological structure of beam splitter. The objective function is to maximize the norm of electric field of the target areas of each direction. To avoid island structure and obtain the structure in one body, volume constraint is added to the optimization problem by using augmented Lagrangian. Target frequency is set to X-band 10GHz. The optimal beam splitter performed well in multi-beam forming and the transported electric energy of target areas improved. A frequency dependency test was conducted in the X-band to determine effective frequency range.

Bessel Beam of Annular Output with the Nd:YAG Laser (Nd:YAG 레이저의 원고리형 출력에 의한 Bessel 빔)

  • 김현태;김기식;박대윤
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • pp.310-311
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    • 2000
  • Jo Bessel 빔은 무회절 빔으로서 빔이 전파해 가면서 강도 분포의 변화가 없는 빔이다.$^{[1]}$ 이 베셀빔을 구현하기 위해서는 무한대의 크기를 갖는 수렴렌즈를 사용하여야 하기 때문에 완벽한 베셀빔을 구현할 수는 없다. 그러나 원고리형 슬릿$^{[3]}$ , Axicon 및 Computer -Generated Hologram(CGH)을 사용하여 근사적인 Bessel 빔을 만들 수 있다. 본 실험에서는 Negative Branch Unstable Resonator(NBUR) 고리형 Nd:YAG 공진기와 scraper 출력경을 사용하여 원고리형 출력광을 얻으며, 이에 의한 Bessel 빔을 구현 하기 위한 이론적인 배경과 이의 전산시늉을 시도하고, 실험결과와의 비교, 분석하였다. (중략)

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A Theoretical Study on the Photothermal Displacement Method for Wave Shape of Pump Beam (가열빔의 파형에 따른 광열변위법에 대한 이론적 연구)

  • 전필수
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.9 no.2
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    • pp.138-145
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    • 2000
  • 고체재료의 열확산계수나 열전도계수와 같은 열물성을 비접촉식 방법으로 측정하기 위하여 광열변위법에 대한 이론적인 해석을 수행하였다. 가열빔의 파형을 코사인파, 삼각파 그리고 사각파로 가정하여 2차원 열전도 방정식과 열탄성 방정식의 엄밀해를 구하였고, 이를 가열빔으로부터 직접 구한 실제파의 결과와 비교하였다. 코사인파의 결과가 다른 파형에 비하여 실제파와 가장 유사한 것으로 보아 비교적 해석이 복잡한 실제파를 코사인파로 가정하여도 무방하다.

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양성자 빔을 이용한 의료용 방사성동위원소 C-11과 Tc-99m 개발

  • Kim, Jae-Hong;Lee, Ji-Seop;Park, Hyeong;Jeon, Gwon-Su
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • pp.235-235
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    • 2011
  • 진단용 또는 의료용 동위원소들은 안정한 표적물질에 높은 에너지의 양성자가 조사 될 때 핵반응에 의해서 생성된다. 양성자를 충분한 에너지로 가속하기 위해서 이용되는 사이클로트론의 주요 부분은 (1) 진공시스템, (2) 자석시스템, (3) RF 시스템, (4) 외부 이온원, (5) 수직 축 방향빔의 수평방향 전환 시스템, (6) 빔 인출 장치, 그리고 빔전송과 표적장치로 구성된다. 인출된 빔은 표적까지 손실 없이 전송 될 수 있도록 빔 라인에 설치된 광학적 요소에 의해 집속되어 전송된다. 방사성동위원소의 생산량은 양성자 빔의 특성과 표적 물질의 종류에 따라 결정된다. 즉, 표적 물질에 조사하는 입자의 종류, 적절한 핵반응 선택, 최소량의 불순핵종과 원하는 방사핵종의 최대수율을 얻을 수 있는 최적 에너지 범위결정, 표적 물질의 냉각능력과 입자전류의 세기 등을 고려 하여야 한다. 동위원소 생산에 있어서 예측되는 수율은 입자전류와 비례하며, 에너지에 대한 핵반응 단면적 즉, 여기함수를 적분하여 아래와 같이 얻을 수 있다. 주 생성핵종의 생산 효율을 최대로 높이고 불순 핵종의 생성량을 최소로 감소시키기 위해서는 정확한 여기 함수 자료를 바탕으로 최적 입자를 결정하여야 한다. 또한 이론적인 생산 수율은 입자 전류에 정비례하지만, 입자 전류가 클경우 생산수율은 이론적인 수율보다 적다. 입자빔의 불균일성, 표적의 방사선 피폭에 의한 손상, 높은 입자전류에 의해 발생하는 열로 인하여 생성 핵종이 증발하여 생산 수율이 감소된다. 본 발표에서 방사핵종 C-11과 Tc-99m을 개발하기 위한 최적 조건에 관한 연구결과를 보고하고자 한다.

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두꺼운 복합재료 채널 빔의 거동에 관한 연구

  • 최용진;전흥재;변준형
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • pp.57-57
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    • 2004
  • 복합재료는 단독재료로서는 가질 수 없는 높은 비강성, 비강도 등의 우수한 재료 특성을 가지고 있으므로 산업분야가 다양해지고 경량화를 요구함에 따라 우주/항공 방위 산업, 자동차, 스포츠 등의 여러 분야에 사용되어 지고 있으며, 현재 1 차 구조재로서의 연구가 활발히 진행되어 지고 있다 그러나 복합재료 보 이론의 경우 현재까지 얇은 복합재료 보의 거동에 관한 연구는 활발히 진행되어 왔으나, 아직 두꺼운 복합재료 보의 거동에 관한 이론의 정립은 미비한 상태이며 구조재로서의 복합재료 보를 적용하기 위해서는 두꺼운 복합재료보를 적용하기 위해서는 두꺼운 복합재료 보 이론 모델의 개발이 시급한 실정이다.(중략)

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A Design of Gaussian Beam Guiding System for Cassegrain Antennas (카세그레인 안테나용 가우시안 빔 가이딩 시스템 설계)

  • Han, Seog-Tae;Lee, Jeong-Won;Kang, Jiman;Chung, Moon-Hee;Je, Do-Heung
    • The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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    • v.26 no.10
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    • pp.851-868
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    • 2015
  • A radio telescope which has been dominantly used for millimeter and submillimeter wave radio astronomy is a cassegrain antenna. A various receivers with specified observing bandwidths are installed on cassegrain antenna so as to carry out to investigate a diverse radio astronomy. A beam guiding system should be required so that a various receiver can be conducted their own observational frequency bands. The beam guiding system based on Gaussian beam transmission theory consists of quasi-optical circuit used such ellipsoidal mirror, dielectric lens and feed horn. In this paper, not only Gaussian beam transformations based on Gaussian beam theory are presented, but also design techniques for quasi-optical circuit are given. By using proposed design techniques, both Gaussian beam quasi-optical circuits to be used for cassegrain antenna and design results are also described. Properties of key focusing elements such ellipsoidal mirror and dielectric lens and feed horn are also discussed. It is expected that beam guiding system to be applied cassegrain antenna could be easily designed by using proposed design techniques.

Effect of Airgun Intervals on marine Seismic Acquisition (탄성파 탐사에서 건 간격이 미치는 영향)

  • 유해수
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • pp.483-486
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    • 1998
  • 한국해양연구소 온누리호에 장착된 에어건 배열에서 건 간격에 따른 빔 패턴 변화를 확인하였으며 남극해역에서 획득된 탐사자료와 비교하였다. 컴퓨터 모의과정과 배열 이론을 이용하여 신호진폭 및 빔 폭 변화 등을 시간 및 주파수 영역에서 분석하였다. 154 Hz에서 송이배열 (cluster array) 및 폭 배열 (wide array)의 빔 폭 변화는 배열 형태보다는 건 간격에 큰 영향을 받고 있어 배열 형태가 달라도 빔 폭은 서로 유사하게 변한다. 건 간격이 클수록 송이배열이 90$^{\circ}$의 빔 패턴에서 주엽 (mainlobe)이 최대치가 되는 것과는 달리 폭배열은 0$^{\circ}$에서 최대치를 나타내며 부엽 (sidelobe)은 건 간격과 무관하게 나타난다. 두 배열의 선형간섭이 점차 줄어드는 건 간격은 2.43 m이다. 남극해 탐사자료는 건 간격이 증가함에 따라 주신호 진폭은 약하게 기포는 강하게 증가한다. 이러한 결과는 빔 패턴 변화에서도 마찬가지로 나타나는데 건 간격이 클수록 주엽의 빔 폭이 점차 좁아져 강한 빔 패턴을 나타냄으로서 남극 탐사자료와 서로 잘 일치한다.

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Theoreticel Analysis and Design of the Low-Energy Large-Aperture Electron Beam Generator (저에너지 대면적 전자빔 발생장치의 이론적 해석 및 설계에 관한 연구)

  • 우성훈;이광식
    • Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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    • v.13 no.3
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    • pp.40-47
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    • 1999
  • We have established a pulsed low-energy large-aIXTture electron beam(LELAEB) generation system with an energy of 2OO[keV], current of 1[A], pulse repetition rate of 200[Hz], and several tens of ${\mu}s$ pulse width. The system is characterized by a cold cathode that is simpler than the hot cathode. Electron beam does not need to be scanned over target objects because of large beam aIXTture of $300[\textrm{cm}^2]$. Electron source is secondary electrons that are generated when the ions from the glow discharge collide on the cathode surface. In this paper, We report about the design and manufacture of LELAEB generation system based on the theoretical analysis in order to study lXlssibility of increasing the efficiency of IELAEB accelerator. We also report on the possibility of large aperture beam current generation and the current density uniformity based on the experiIrental results.esults.

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A study of high power generator for electron beam (전자빔을 이용한 대 용량 전력 발생 장치 연구)

  • Kim, Won-Sop
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • pp.197-198
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    • 2008
  • 지파도파관의 분산관계를 구하기 위해서는 마이크로파 발생장치의 발진구조 원리에 대한 정확한 분석이 필요하다. 이것은 파를 지연시키는 지파구조와 도파관을 이론적으로 분석 성가해야 하는데 이는 매우 어렵다. 본 연구에서는 이론과 실험을 병행하여 분석하였으며 이는 공진점을 측정하여 분산관계를 확인하는 방법을 통하여 톱니파형 도파관의 전자계특성을 평가하였다.

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Design of Cylindrical Composite Shell for Optimal Dimensions (최적 단면 치수를 가지는 복합재료 중공빔의 설계)

  • Chun Heong-Jae;Park Hyuk-Sung;Choi Yong-Jin
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.18 no.3
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    • pp.219-226
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    • 2005
  • In this study, the problem formulation and solution technique using genetic algorithms for design optimization of laminate composite cylindrical beam section are presented. The hollow cylindrical beams we usually used in the wheel chair. If the weight of wheel chair is reduced, it will lead to huge improvement in passenger's mobility and comfort. In this context, the replacement of steel by high performance and light weight composite material along with optimal design will be a good contribution in the process of weight reduction of a wheel chair. An artificial genetics approach for the design optimization of hollow cylindrical composite beam is presented. On applying the genetic algorithm, the optimal dimensions of hollow cylindrical composite beams which have equivalent rigidities to those of corresponding hollow cylindrical steel beams are obtained. Also structural analysis is conducted on the entire wheel chair structure incorporating Tsai-Wu failure criteria. The maximum Tsai-Wu failure criteria index is $0.192\times10^{-3}$ which is moth less than value of 1.00 indicating no failure is observed under excessive loading condition. It is found that the substitution of steel by composite material could reduce the weight of wheel chair up to 45%.