*성* 스토어

*성*

개인

팔로워0 팔로우

소개

등록된 소개글이 없습니다.

전문분야 등록된 전문분야가 없습니다.

판매자 정보

학교정보

입력된 정보가 없습니다.

직장정보

입력된 정보가 없습니다.

자격증

입력된 정보가 없습니다.

판매지수

판매중 자료수

22개
전체 판매량

67개
최근 3개월 판매량

0개
자료후기 점수

평균A
자료문의 응답률

-

전체자료 22개

Ultra-Wideband LNA with Cascaded Feedback and Common-Source Stages

Nowadays, the need of broadband transceiver is rapidly increasing, so we review the design method of RF front-end for UWB receiver and design RF front-end that support UWB (UWB PHY layer of IEEE 802.15.3a). This paper shows the design of an Ultra Wide-Band (UWB) Low Noise Amplifier (LNA) for the frequency range 3.1 GHz to 10.6 GHz to base on 0.18μm RF CMOS technology. The amplifier adopts the shunt-feedback and common-source for the two-stage architecture, including broadband matching techniques to achieve the input and output impedance matching. The shunt-feedback improves the stability and noise figure (NF), and common-source does output matching. The input matching is used to the inter-stage.

공학/기술| 2004.12.14| 4페이지| 2,000원| 조회(927)

LNA, feedback, UBW, shunt, 초고&#51

미리보기

닫기
[무선통신, 전파] Multi-band OFDM

Hanyang UniversityMicrowaveIC Antenna lab.14, November, 2003UWB OFDM 응용대략적인 Multi-band OFDM3.1~10.6GHz에서 528MHz의 대역폭을 갖은 여러 개의 Bands각 Band간에 OFDM modulation 전송 방법OFDM carrier들은 128-point IFFT/FFT를 이용.QPSK의 위상은 서로간의 정밀도를 저하 시킬 수 있다.정보 bits는 겹친 모든 Band의 전달 사이에 존재하며 Multi-path나 Interference에 영향을 적게 해준다.60.6ns의 Cycle Prefix지원되어 Multi-path는 Worst channel 환경에 강함.9.5ns Interval Guard를 두어 각 band간에 Data 전송을 용이.Hanyang UniversityMicrowaveIC Antenna lab.14, November, 2003UWB OFDM 응용OFDM 수학적 표현Complex baseband signal-rk 는 OFDM의 kth의 basband signal 0과 TSYM사이에서의 nonzero 영역.-N은 OFDM symbol의 수.- TSYM 은 symbol의 격자.- fk 은 Kth 대한 current frequency.Hanyang UniversityMicrowaveIC Antenna lab.14, November, 2003UWB OFDM 응용OFDM 수학적 표현Kth는 각 구간에 대해-The structure of each component of rk(t) as well as the offsets Npreamble, Nheader, and Ndata will be described in more detail in the following sections.Hanyang UniversityMicrowaveIC Antenna lab.14, November, 2003UWB OFDM 응용rk는 Cn 상수에 대한 inverse Fourier transform의 형태Hanyang UniversityMicrowaveIC Antenna lab.14, November, 2003UWB OFDM 응용Band Plan (2)10032 MHz9504 MHz8976 MHz8448 MHz7920 MHz7392 MHzCenter Frequency (fc)6864 MHz6336 MHz5808 MHz5016 MHz4488 MHz3960 MHz3432 MHzCenter Frequency (fc)9768 MHz9240 MHz8712 MHz8184 MHz7656 MHz7128 MHzLower Frequency (fl)10296 MHz9768 MHz9240 MHz8712 MHz8184 MHz7656 MHzHigher Frequency (fh)6600 MHz6072 MHz5544 MHz4752 MHz4224 MHz3696 MHz3168 MHzLower Frequency (fl)7128 MHz6600 MHz6072 MHz5280 MHz4752 MHz4224 MHz3696 MHzHigher Frequency (fh)*************BAND_ID (nb)1098BAND_ID (nb)Center frequency fc와 band number nb의 관계식Hanyang UniversityMicrowaveIC Antenna lab.14, November, 2003UWB OFDM 응용Multi-mode Multi-band OFDM DevicesBands에서 multiple group를 가지며 multiple modes에 용이Multi-band OFDM devices를 위한 different modeOptional7Bands 1–3, 6–9 (A,C)2Bands 1–3 (A)Frequency of Operation3Number of BandsMandatory1Mandatory / OptionalModeGroup B와 D에서의 modes의 개수가 증가 가능Hanyang UniversityMicrowaveIC Antenna lab.14, November, 200dard PLCP로 사용.standard PLCP preamble대신 streaming-mode PLCP 사용Hanyang UniversityMicrowaveIC Antenna lab.14, November, 2003UWB OFDM 응용PLCP Preamble (2)Multiple overlapping piconet 경우, 서로의 piconet에서 다른 계층의 preamble를 이용Low cross-correlation 값으로 4 계층의 preambles를 정의Preambles는 length 8 sequence에 의한 length 16 sequence를 spread 하므로써 산출11-11-11-1-111-1-1111111-1-111-1-11-11-1-1-1-1-11211-11-1-11-1-1-11-1-1-11131-1-1-1-1-111-1-11-11-1-114Sequence APreamble Pattern1-111-1-1-1111-1-1-111-112-1-1-111-1113-1-11-1-11114Sequence BPreamble PatternHanyang UniversityMicrowaveIC Antenna lab.14, November, 2003UWB OFDM 응용Preamble + Header + Band Extension = 15.625 μsBurst preamble + Header+ Band Extension = 10.9375 μsMode 2 (7-band)Multi-band OFDM: PLCP Frame Format (1)PLCP(the physical layer convergence procedure) frame formatChannel estimation sequence {CE6, CE7, …, CE13}- OFDM training symbol.IFFT이긴 하지만 frequency-domain sequence를 통과함으로써 산출.time-domain output에 Cyclic prefix나 guard interval를 추가.Hanyang Unive003UWB OFDM 응용Simultaneously Operating Piconets (3)Assumptionschannel environments 의 multi-path 함수로써, 동시에 동작하는 piconet 실행* Acquisition limited. ** Numbers based on July results. Currently running simulations to obtain updated numbers.Receiver에서 결과는 SIR estimation를 합산Mode 2 DEV (7-band) operating at a data rate of 200 Mbps1.391.130.30CM3 (dint/dref)1.971.620.30CM4 (dint/dref)1.451.150.30CM2 (dint/dref)1.601.250.30CM1 (dint/dref)3 piconets**2 piconets**1 piconet*Channel EnvironmentHanyang UniversityMicrowaveIC Antenna lab.14, November, 2003UWB OFDM 응용Signal Robustness/CoexistenceAssumptionsReceived signal is 6 dB above sensitivity110 Mb/s and a Mode 1 DEV (3-band)에 1024 byte packet 에서 아래 list 값은 간격이나 per 8%가 요구되어진 power levelSIR  -9.0 dBModulated interfererSIR  -7.9 dBTone interfererdint  0.2 meterIEEE 802.11a @ 5.3 GHzdint  0.2 meterIEEE 802.11b @ 2.4 GHzValueInterferer802.11a/b and Bluetooth에서 범위Band들이 완전이 벗어남Hanyang UniversityMicrowaveIC Antenna lab.14, November, 2003UWB OFDM 응용PH14, November, 2003UWB OFDM 응용Multi-band OFDM Advantages (1)Suitable for CMOS implementation (all components).Antenna and pre-select filter are easier to design (can possibly use off-the-shelf components). Early time to market!Low cost, low power, and CMOS integrated solution leads to: Early market adoption!Hanyang UniversityMicrowaveIC Antenna lab.14, November, 2003UWB OFDM 응용Multi-band OFDM Advantages (2)Inherent robustness in all the expected multipath environments.Excellent robustness to ISM, U-NII, and other generic narrowband interference.Ability to comply with world-wide regulations:Bands and tones can be dynamically turned on/off to comply with changing regulations.Coexistence with current and future systems:Bands and tones can be dynamically turned on/off for enhanced coexistence with the other devices.Scalability with process:Digital section complexity/power scales with improvements in technology nodes (Moore's Law).Analog section complexity/power scales slowly with technologyw}

공학/기술| 2003.12.16| 60페이지| 2,000원| 조회(900)

multi, OFDM, band, RX, TX

미리보기

닫기
[RF] DCR

Direct Conversion(Homodyne) Receiver DC Offset 보안 대책Homodyne 방식 개요가장 이상적인 FDC는 그림 3와 같은 Homodyne 구조로 RF 주파수를 IF로 변환하지 않고 직접적으로 baseband로 변환하는 구조라 할 수 있다. 이러한 구조는 hardware의 구성이 간단하고 전력소모가 적다는 장점이 있으나 많은 문제점을 가지고 있다. Homodyne 구조는 새로운 구조는 아니며 무선통신 기술의 초기에 사용되었던 구조지만 많은 기술적인 한계들을 회피하기 위한 기술로 Heterodyne구조가 개발되어진 것이며 최근 부품 소재 및 IC 설계/공정 기술의 발달로 Homodyne 구조의 구현에 대한 가능성이 높아짊으로써 이에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다고 생각할 수 있다. 그러나 이러한 homodyne 방식은 아래에 설명하는 많은 기술적 난제들이 남아있다.그림 3 Homodyne Receiver 구조문제점Self-MixingMixer는 입력된 두 개의 주파수의 합과 차 성분을 출력하는 블록이므로 동일한 주파수를 갖는 두 입력이 가하여지는 경우에는 DC 성분을 출력하게 된다. Direct Frequency Conversion 구조에서 RF의 중심 주파수와 Local Oscillator의 LO입력이 동일한 주파수를 사용하므로 모든 Frequency selective network이 같은 주파수로 설정되어있게 된다. 그러므로 coupling에 의하여 그림 4와 같이 local oscillator의 신호가 RF 입력 측으로 일부 인가되거나 RF신호의 일부가 LO 입력 측으로 인가됨으로서 동일한 주파수가 인가되며 그 차에 해당하는 DC 성분이 발생하게 된다. 이러한 문제점은 Heterodyne 구조에서는 RF단과 LO의 주파수 selective network의 주파수가 다르므로 크게 영향을 주지 않으나 Direct Frequency Conversion 구조에서는 중요한 제약 요소가 된다. 일차적인 해결 방법으로는 shielding과 isolation을 강화하는 방법이 있으며 이러한 경우에도 self-mixing 문제는 남아 있게 된다. 이를 해결하기 위하여 Time Division Multiplexing을 사용하는 통신시스템에서는 각 slot간에 offset을 측정하고 packet이 들어오는 동안에 offset을 제거하는 방식을 채용 할 수 있다. 그러나 CDMA와 같이 시간 slot을 사용 할 수 없는 경우에 대하여는 source coding을 통하여 낮은 주파수 성분에 정보를 싣지 않고, 수신부에서 high pass filter를 이용하여 offset을 제거하는 방법이 시도되고 있다.I-Q MismatchDirect Frequency Conversion 구조에서 그림 3과 같이 quadrature구조를 사용하는 경우 local oscillator의 신호는 크기가 동일한 90도 위상차를 갖는 신호로 분리되어 각각 I, Q채널 mixer에 인가된다. 이때 두 신호의 크기가 정확하게 일치하지 않거나 위상차가 정확하게90도가 되지 않는 경우에는 그림 5와 같이 Symbol constellation이 찌그러지게 되고 오류가 발생할 확률이 높아지게 된다. 낮은 주파수에서는 이러한 매칭을 비교적 손쉽게 얻어낼 수 있으나 Direct Frequency Conversion의 경우에는 주파수가 높아 이러한 매칭이 어려워 성능 열화가 있게 된다.그림 4 Self-Mixing그림 5 IQ mismatch의 영향Even order distortion 과 Feedthrough수신하고자 하는 주파수 대역에 인접한 두 개의 interference신호가 존재하는 경우 이러한 신호는 RF 단의 frequency selective network을 통과하여 LNA에 도달하게 된다. 이때 LNA는 완전한 선형성을 가지고 있지 못하므로 그림 6와 같이 이러한 두 신호 성분의 차에 해당하는 성분이 생성되며 이 성분은 Mixer를 통과하여 Mixer의 출력 측에까지 나타날 수 있다. 두 interference신호가 근접한 경우에는 비교적 낮은 주파수에 harmonic distortion이 나타나게 되고 이는 수신하고자 하는 signal bandwidth내에 들어올 수 있다. 이러한 문제점은 Heterodyne 구조의 경우 mixer의 출력이 IF 주파수이며 이를 bandpass filter를 통과시키므로 harmonic distortion이 다음 단으로 전달되지 않으나, direct frequency down conversion에서는 Mixer의 출력이 baseband이므로 harmonic distortion과 신호가 중첩되게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 LNA의 선형성을 향상시키고 LNA 전단의 channel selection filter의 성능을 개선하여야 한다.그림 6 Even order distortion 과 FeedthroughFlicker Noise반도체 소자는 낮은 주파수에서 매우 큰 잡음을 발생시키며 이를 flicker noise라 한다. Mixer를 설계함에 있어서 이러한 잡음을 최소화하기 위해서는 트랜지스터의 크기를 증가 시켜야 하나 이는 사용주파수를 제한하는 요소가 된다. 반도체 소자를 사용하는 mixer의 출력에도 이러한 flicker noise 성분이 나타나게 된다. Direct frequency down conversion의 경우 mixer의 출력이 baseband 주파수이므로 flicker 잡음은 그림 7과 같이 신호성분과 중첩되게 된다. Heterodyne 구조의 경우 첫 번째 mixer의 출력이 IF 주파수이며 bandpass filter를 통과하게 되므로 이러한 낮은 주파수에서 발생하는 flicker잡음은 큰 영향을 주지 않는다. Heterodyne구조에서도 base band로 출력하는 마지막 mixer는 이와 같은 flicker noise를 출력하나 낮은 주파수에서 동작하므로 비교적 큰 트랜지스터를 사용할 수 있어 flicker 잡음의 영향을 줄일 수 있다.그림 7 Flicker Noise의 영향Oscillator Frequency PullingOscillator에 발진 주파수와 근접한 주파수를 갖는 외부 신호가 인가되는 경우 그림 8과 같이 oscillator의 발진 주파수가 인가된 신호의 주파수쪽으로 천이되는 현상이 일어나며 이러한 현상을 Oscillator Frequency Pulling이라 한다.그림 8 Oscillator Frequency Pulling수신하고자 하는 신호와 인접한 주파수에 그림 9 와 같이 강한 간섭신호가 있는 경우 에는 local oscillator의 주파수에 영향을 주게 되며 경우에 따라서는 RF단에서 인가되는 신호와 local oscillator의 발진 주파수가 locking되어 DC 성분이 발생하게 된다.문제 해결 방안그림 9 Frequency Locking이러한 문제점을 해결하기 위하여 그림 10과 같이 oscillator의 발진 주파수를 사용하고자 하는 주파수 와 다른 주파수를 사용하고 mixer를 사용하여 필요로 하는 주파수를 생성한 후 이를 mixer의 LO신호로 사용하는 방법이 있다. 그러나 이러한 방법의 경우 hardware복잡성이 heterodyne 구조에 상응하여 direct frequency conversion이 갖는 장점을 잃게 된다.다른 방법으로는 첫째 고역통과 여파기능을 이용하는 것이다. 커패시터의 AC커플링 효과를 이용.(AC coupling(wideband sys.), Differential architecture)-time in-varying둘째, DC feedback 회로를 출력 단에 첨가. (feedback loop)-time in-varying 셋째, ADC부분에서 지저대역 신호를 복조와 하양변환 후에 코딩함으로써 작은 DC에너지를 갖게 한다. 넷째, LO 신호의 하모닉 성분을 이용하여 RF 신호와의 신호차이를 크게 하는 것이다. (different LO)-time in-varyingTime varying에서는 high ip2 LNA and mixer/harmonic mixer 등 또는 less problematic in FSK modulation 등이 있다.첫 번째 방법으로 CMOS에서의 DC offset 방안self-mixing에 의한 최소의 DC offset 최소로 했다. 일반적으로 사용하는 structures에 quadrature 위상보다 45°차이로 두 LO를 다르게 한다. 이 상태에서는 device mismatch동안 dynamic 범위가 증가함에 VGA와 DC offset를 조절할 수 있다.

공학/기술| 2003.09.24| 5페이지| 1,000원| 조회(569)

direct, DCR, homodyne

미리보기

닫기
[수학적 기상원리] 수학의재치

수학의 재치(완벽한 기상관측은 가능한걸까? 에대해서...)인류는 기후와 밀접한 관계를 가지고 의식주를 해결하고 문화를 창출하면서 살아왔다. 지구상에는 무더운 적도지역, 추운 극지역, 비가 많은 지역, 건조한 사막지역, 고산지역 등 다양한 기후특성을 가진 지역들이 분포하고 있다. 이들 지역에 사는 인간들은 각기 그 지역의 기후에 적응하면서 그들 나름대로의 문화를 형성해왔다. 그만큼 기후는 인간의 삶에 중요한 영향을 미친다. 옛날에는 사람들이 날씨에 적응하면서 살아왔지만 지금은 기상예보를 통해서 미리 날씨에 대비할 수 있게 됐다. 기후변화에 대한 수많은 노력과 연구를 통해 기후를 예측하는 것이 어느 정도 가능해 지기는 했지만 자연의 오묘한 조화를 완벽하게 예측하는 일은 불가능하다. 특히 이상기상에 따른 기상재해를 완전하게 피하기는 어렵다. 기후변화와 그 영향의 실체를 알게 된 것은 세계기상기구(WMO)와 유엔환경계획(UNEP)이 공동으로 설립한 IPCC(기후변화에 관한 정부간 협의회)의 종합 평가보고서를 통해서다.보고서에 따르면 최근 200년 동안 급속한 산업화로 사람들이 배출한 온실가스(이산화탄소, 메탄, 아산화질소, 염화불화탄소 등)의 증가로 인해 지구온난화가 일어나고 있다.지구평균 지표기온이 19세기 말 이후 0.3∼0.6 정도 상승했으며 이로 인해 극지방의 빙하가 녹고 해수면 수위가 과거 100년 동안 10∼25㎝ 상승했다. 따라서 인간을 비롯한 생태계에 지대한 영향을 미칠 것으로 예상됐다. 엘니뇨와 라리냐 등과 같은 현상과 더불어 세계 곳곳에서 막대한 인명과 재산의 피해를 가져오는 기상재해가 속출하는 것도 이 때문이라고 과학자들은 보고 있다.그러면 인류는 기상재해를 앉아서 당하기만 하는가? 그렇지는 않다.1992년 브라질 리오에서 154개국 정상급들이 참석한 모임에서 기후변화 협약을 맺고 온실가스를 줄이기 위한 노력을 지속 전개하기로 약속했다. 수많은 과학자들도 불확실한 미래를 예측하고 최상의 대책을 마련하기 위해 노력하고 있으므로 미래는 그리 어둡지만은 많으면 많을수록 계산량이 기하급수적으로 늘어나므로 슈퍼컴퓨터가 필요하다. 이 조건에 대한 극단적인 예를 유명한 수학자 로렌쯔의 ‘나비효과’에서 볼 수 있다. 중국북경에서 나비가 한번 날개 짓을 한 영향으로 다음 해 뉴욕에서 폭풍이 몰아칠 수 있다는 이론이다. 로렌쯔의 혼돈이론에 따르면 아무리 훌륭한 컴퓨터를 동원해도 날씨를 100% 정확하게 맞출 수는 없다.그러면 아예 날씨를 바꿀 수는 없을까?좋은 생각이지만 자연 현상인 날씨를 인위적으로 변경시키는 ‘기상조절’이 쉬운 일은 아니다. 그러나 지난 반세기 동안 미국, 러시아, 중국, 이스라엘 등 과학 선진국에서 인공증우, 안개소산, 우박억제 등의 기상조절 기술을 꾸준히 개발해 왔다. 이러한 기상조절은 우리 인간이 인위적으로 유리하게 날씨를 바꾸는 것으로서 보다 적극적으로 날씨에 대처하는 첨단 기술이다.인공증우 기술은 구름층은 형성돼 있으나 대기 중에 응결핵 혹은 빙정핵이 적어서 구름 방울이 빗방울로 자라지 못할 때 인위적으로 구름씨를 뿌려 특정지역에 비를 더 많이 내리게 하는 것으로 미국, 러시아, 중국 등에서는 많은 실험을 통해서 가능성을 확인했다. 세계기상기구 자료에 의하면 기상조절에 관한 연구 프로그램을 수행하고 있는 나라는 총 27개국이다. 러시아는 1932년 세계 최초로 인공비연구소(IAR)를 설립해 지속적으로 기상조절에 관한 연구를 하고 있다. 인공증우, 안개소산, 우박억제 등에 관한 기술이 상당량 축적된 것으로 알려져 있다. 안개소산 기술은 공항이나 고속도로 등에서 안개로 인해 항공운항 및 차량통행에 지장이 있을 때 인위적으로 안개를 없애는 것으로 가장 실용화된 기상조절기술이다. 앞으로 이 기술이 실용화되면 안개로 인한 항공기 결항과 고속도로의 교통사고 및 차량통행 제한은 사라질 것이다. 현재 러시아는 이탈리아와 공동으로 안개소산 실험연구를 알프스산맥 부근의 고속도로에서 수행 중이다.우리가 생각할 수 있는 기상조절 기술은 태풍이나 허리케인 혹은 토네이도와 같은 악기상 현상이 나타났을 때 이것을 약화’의 대명사로 일컬어지고 있다. 날씨를 정확히 예측하기란 불가능한 것일까? 일기현상의 과학적 분석노력 주술이나 경험에 의존하던 일기현상에 대해 과학적인 분석이 시작된 것은 대기상태를 관측할 수 있는 근대적인 측량기기들이 발명되면서 시작됐다.인류가 바다로 진출하면서 일기현상을 예측하고 과학적으로 설명하려는 노력이 계속됐지만 20세기 초까지의 날씨는 주로 경험에 의해 예측됐다. 경험에 의한 예측은 그러나 아주 제한적이어서 모든 날씨에 적용할 수 없다.과학자들은 대기의 변화에 따라 나타나는 기상변화를 예측하는데 수학과 물리학, 역학 이론을 적용하기 시작했다. 1922년 영국의 리처드슨은 날씨가 미·적분 방정식에 의해 수치적으로 계산될 수 있다는 것을 보여줬다. 기상학자 줄 차니와 수학자 폰 노이만은 1950년 인류 최초의 컴퓨터 에니악(ENIAC)으로 세계 최초의 24시간 날씨 예보를 시도했다. 에니악에 의한 날씨예보 실험의 성공으로 날씨 예측의 문제는 결정론적 방법으로 가닥을 잡았다.수치예보의 한계 수치예보란 대기를 정육면체로 이루어진 가상의 격자식 그물로 구분해 놓고 각 점에 기초 관측자료를 입력시켜 예측결과를 뽑아내는 방식이다. 수치예보는 현재까지 예보를 향상시킬 수 있는 유일한 수단으로 여겨진다.반면 대기의 모든 물리현상을 정확히 표현하는 것은 불가능하기 때문에 수치예보에는 한계가 있다. 대기는 예측이 어려운 카오스(혼돈)현상이 나타나는 비선형 행태의 속성을 지닌다. 공기라는 유체가 무작위로 움직이는 대기에서 똑같은 상황은 거의 일어나지 않는다. 해양, 고원, 산, 빙하, 사막 등의 관측자료를 골고루 얻을 수도 없다. 초기자료에 오차가 포함되는 한 완전한 예측은 불가능하다.산적한 연구과제들 과학자들은 수많은 불명확함이 존재함에도 불구하고 예측결과를 실제에 최대한 가깝게 풀어내려는 노력을 기울여 왔다. 새로운 방정식의 도입과 정확도를 높이는 수치 해법으로 계산오차를 줄였고, 정확도가 높은 관측장비, 레이더 및 인공위성 등의 첨단 관측장비 이용으로 관측자료의 분다. 미국에 비해 100번에 3∼5번 꼴로 부정확한 예보를 하고 있는 셈이다.첨단과학의 상징인 인공위성과 슈퍼컴퓨터를 동원해도 날씨를 정확히 알아맞히지 못하는 이유는 무엇일까.서울대 대기과학과 강인식 교수는 『대기중에는 불확실한 요인이 너무 많아 날씨를 쉽게 예측하지 못한다』고 설명한다.슈퍼컴퓨터가 초당 12억회 이상의 연산처리 능력이 있지만 수집한 데이터에 변수가 많아 정확한 예측은 근본적으로 불가능하다는 것이다. 결론적으로 정확한 일기예보는 현대과학의 능력 밖이라는 게 강교수의 지적이다. 대기과학자들은 그동안의 실험 결과 대기 변화를 그럭저럭 예측할 수 있는 기간이 통상 14일 정도라는 사실을 밝혀냈다.즉, 대기의 초기 자료들을 이용해 날씨를 예측하는 일은 이 기간을 넘어서면 의미가 없다는 얘기다.과학자들은 날씨예측의 이같은 어려움을 나비효과로 설명한다.나비효과란 뉴욕에서 나비 한마리가 날개를 살랑거리면 다음달쯤 서울에서는 태풍이 일 수 있다는 이론이다. 대기현상은 이처럼 초기 조건에 매우 민감하기 때문에 시간이 지날수록 날씨예측의 정확도는 급격히 낮아진다는게 대기과학자들의 주장이다.그렇다고 대기과학이 답보상태로만 있는 것은 아니다.현재 대기과학 수준으로 수백㎞ 이상의 큰 덩어리로 진행되는 대기패턴을 충분히 설명할 수 있으며 수학적으로도 기술할 수 있다고 과학자들은 말한다. 따라서 슈퍼컴퓨터가 이 수학방정식을 풀어내고 대기패턴의 초기 상태를 정확히 파악할 수 있다면 1주일간의 날씨변화는 비교적 쉽게 예상할 수 있다.문제는 대기패턴을 예상한다고 해서 곧바로 정확한 일기예보를 할 수 있는 것은 아니라는 데 있다.비나 눈·강풍·한파 등 날씨를 일으키는 개별 시스템은 수㎞에서 수십㎞에 걸쳐 나타나고 대기패턴은 이같은 시스템이 발달할 때 에너지를 공급하는 산파역할을 할 뿐이다. 결국 대기패턴의 예보는 일기예보의 필요조건이지만 충분조건은 아니라고 과학자들은 말한다.이들 개별 날씨 시스템이 대기패턴과 상호작용하는 메커니즘은 과학적으로 아직 완전하게 규명되지 않고 있다.간 계산기를 지휘하는 오케스트라의 지휘자에 비유됐다.현재 진행중인 컴퓨터 기술의 발전 양상은 가히 폭발적이다. 시중에 시판되는 고급 퍼스널 컴퓨터는 과거 10년 전의 대형 컴퓨터보다 훨씬 빠른 속도로 자료를 처리한다. 주요 기상예측센터에서 운영하는 슈퍼컴퓨터는 초당 1백억번 이상의 연산을 처리하고 있다. 이런 속도로 나가면 2000년 초에 초당 수조 단위의 계산을 처리해내는 컴퓨터가 나온다는 추측도 나오고 있다.영국 레딩시에 위치한 유럽 중기예측센터는 전세계 기상기관에서 가장 평판이 높은 일기예보를 매일 내는 유럽 공동출자 연구기관이다. 1백28개나 되는 첨단 전자두뇌 (Computer Processor)들이 각각 맡고 있는 지역의 대기 방정식을 쉬지 않고 계산하고 있다. 리처드슨의 꿈은 이제 슈퍼컴퓨터의 전자 오케스트라로 환생한 셈이다.사이버 공간에서 대기운동을 재현하거나 예측하는 컴퓨터 프로그램을 흔히 수치모델이라 부른다. 사이버 공간 속의 대기는 양파 껍질처럼 여러개의 층으로 나뉜다. 각 층이 다시 바둑판처럼 여러개의 작은 면적으로 분할되면 대기는 수많은 작은 상자로 재구성된다. 이 상자들은 컴퓨터가 분석할 수 있는 최소 단위로 상자 속의 공기들은 단일한 성질을 갖는 하나의 계산점이 된다. 컴퓨터가 분해할 수 있는 단위 상자의 체적이 작아질수록 사이버 공간은 보다 많은 계산점들로 채워지게 되어 보다 정교하게 대기의 움직임을 재현할 수 있다. 고감도 필름을 이용하면 보다 선명한 화질을 얻을 수 있는 것과 같은 이치다.컴퓨터의 계산능력은 유한하다. 모델의 해상도를 강화하면 예측하고자 하는 지역의 범위가 줄어든다. 특정 대기현상을 자세하게 계산하려면 다른 현상은 소홀히 다루어질 수밖에 없다. 예측대상에 따라 적합한 모델도 달라진다. 전지구(全地球)모델은 5∼10일간의 기류예측에 쓰인다. 앞으로 5일 이상의 기상을 예측하려면 지구 반대편의 기상상태를 알지 않으면 안된다. 고층의 강풍대를 타고 서에서 동으로 전파하는 대기파동의 속도가 하루에 최고 3천㎞에 이르기 .

자연과학| 2002.10.26| 9페이지| 1,000원| 조회(595)

수학, 기상, 예측, 수학의기상, 수학재치

미리보기

닫기
[냉각장치] 냉각장치란

냉각장치의 기능1. 냉각장치의 기능엔진은 연소실내에서 연료와 공기의 혼합가스를 연소시켜 동력을 발생시킨다.그런데 가솔린엔진의 경우 이 연소 에너지중 실제로 동력으로서 사용되는 것은 대략 25∼30% 정도에 지나지 않는다. 나머지 약 70%는 기계적인 손실과 배기가스와 열로서 대기중에 방출되고 있다. (그러나 이러한 경우 열에너지는 히터로, 또한 배기에너지는 터보챠저로 이용되는 경우도 있다.) 엔진은 아이들링 상태(엔진공회전상태)에서도 오버히트(과열상태)를 일으킬 수 있다.오버히트가 심한 경우에는 실린더헤드가 변형을 일으키며, 피스톤을 소착시키는 등 엔진에 있어서 치명적인 손상을 주는 경우도 있다. 이것을 방지하고, 엔진이 안정적으로 작동할 수 있도록 적정온도를 유지시켜 주기 위해 냉각장치 가설치되어 있다2. 냉각장치의 구성부품피스톤이 왕복하는 통을 실린더라고 부른다. 실린더수에 따라 단기통, 2기통, 3기통으로 부르고 있다. 승용차용으로서는 3, 4, 5, 6, 8 실린더 등이 사용되고 있다. 또한 실린더의 배치는 직렬형은 6기통정도까지가 가장 많으며, 수평대향형은 직렬형에 대해 전후길이를 줄일 수 있는 반면 폭을 크게 할 수 있다. V형은 직렬형과 수평대향형의 중간정도로서 6기통 이상의 엔진에 많이 적용되고 있다.워터쟈켓(WATER JACKET)실린더블록과 실린더헤드에 설치된 냉각수통로로서, 이통로로 냉각수가 흐름으로써 주위의 열을 뺏아 주위를 냉각시켜주며, 반면 냉각수는 온도가 올라간다.라디에타워터쟈켓을 빠져나온 고온의 냉각수는 라디에타라고 불리는 방열장치 속으로 유입된다. 라디에타는 아래그림과 같이 파도모양을 한 철판(핀)이 부착되어 있다.이 핀에 의해 핀내부를 통과하는 냉각수의 방열면적이 대폭적으로 증가하며, 주행바람과는 별도로 장착되어 있는 냉각팬의 작동으로 냉각수의 열이 방출되도록 되어 있다. 따라서 라디에타 통과를 끝낸 냉각수의 수온은 급격히 내려간다. 또한 라디에타는 가압식으로서 수온이 100도를 넘어 비등하더라도, 냉각수가 끓어 넘치지 않는다.워터펌프(WATER PUMP)워터쟈켓과 라디에타 사이의 냉각수를 강제적으로 순환시켜주는 역할을 한다. 플로펠라 형상의 펌프를 엔진으로 구동시킨다.냉각팬워터펌프와 같은 축에 설치되어 라디에타로 공기를 불어 넣어주는 역할을 한다. 또한 엔진본체를 냉각시켜 주는 역할도 한다.전동팬FF차에는 엔진을 바디와 직각되게 장착하는(횡치엔진)경우가 많으므로 바다 앞부분에 장착되어 있는 라디에타와 크랭크샤프트 (팬)의 방향이 일치하지 않는다.따라서 엔진의 힘으로 벨트를 돌림으로써 팬을 회전시키는 것이 곤란하다. 그래서 옆의 그림과 같은 전동식 팬이 장착되어 있다. 이 방식에 의하면 라디에타의 장착위치가 상당히 자유로워 진다. 또한 수온을 감지하여 팬을 회전시키는 것이 가능하므로 오버히터(과열현상)과 오버쿨링(과냉현상)의 방생을 방지할 수가 있다.또한 자동차가 운행중에는 주행바람이 라디에타를 통과하기 때문에 냉각수 온도는 자연히 내려가게 된다. 따라서 팬이 작동하지 않음으로써 엔진 힘을 절약하는데도 도움이 된다. 일반적인 냉각팬에도 라디에타를 통과하는 바람의 온도를 감지하여 팬의 회전을 제어시키는 팬클러치가 설치되어 있다.서모스타터엔진에는 안정된 작동에 필요한 온도범위가 있어, 그 온도보다 높거나, 낮을 경우에는 엔진상태가 나빠진다. 이 엔진의 온도는 냉각수의 온도를 조정함으로써 조절할 수 있다. 서모스타터는 냉각수 온도가 낮을 경우에는 우터쟈켓에서 라디에타로 통하는 통로를 닫아서 엔진내부로 냉각수가 순환되도록 해준다. 그래서 냉각수온도가 80도 정도를 초과하면 라디에타와의 통로를 열어서 냉각수를 유입시킴으로써 수온을 조정해주는 역할을 한다.이외에 냉각수가 고온이 되어 팽창할 때 일시적으로 냉각수를 모아두는 서브탱크도 있다.3. 자동차 냉각장치의 원리자동차 엔진에서 발생되는 연소가스는 2.000 C가 넘는다. 이 온도가 각 부품에 그대로 전달되면 많은 부작용을 일으킬 것은 뻔한 일. 이런 부작용을 방지하는 것이 바로 냉각장치이다. 자동차 엔진열은 적당히 냉각되어야 최대의 출력을 얻을 수 있다. 엔진을 너무 과다하게 냉각시키면 열효율이 크게 떨어져 출력손실은 물론 연료도 낭비하게 된다. 안개 모양으로 분사시킨 연료는 증발시켜 오나전 가스화해야 하는데 지나치게 냉각될 경우 가스화가 잘 이루어지지 않기 때문에 불완전 연소가 된다. 덜 연소된 가스는 엔진오일과 희석되어 오일의 점도를 떨어뜨리고 이것은 다시 실린더 윤활도 어렵게 해 실린더의 마모를 촉진시킨다.엔진을 냉각시키는 방식은 외기의 온도를 엔진에 직접 접촉시키는 공냉식과, 냉각수를 엔진내부에 순환시키는 수냉식 방식이 있다. 공냉식의 경우 실린더 주위에 바람과 접촉면적이 많도록 쿨링핀을 설치하고 있는데 이 쿨링핀은 열전도율이 좋은 재질을 이용해 제작된다. 이런 공냉식은 실린더수가 적은 오토바이 엔진 등에 주로 사용된다.수냉식의 경우 물펌프(워터펌프)를 돌려 실린더 블록이나 실린더 헤드의 물통로와 방열판인 라디에이터에 물을 순환시키고 팬을 돌려서 식힌 다음 다시 이 물을 각 부위에 재순환시키는 일을 반복 한다. 자동차에는 이 방식이 주로 사용되는데 물펌프와 라디에이터 그리고 갭, 섬머스탯과 연결 호스, 부동액 등으로 구성된다.수압형성이 목적으로 워터펌프로도 불리는 물펌프는 엔진 앞쪽에 보이는 일반 벨트에 의해 구동되며 프로펠러 날개를 회전시킨다. 물통로에는 엔진의 과냉을 방지하고 온도를 일정하게 유지하기 위한 부품이 설치되어 있는데 이를 수온조절기 혹은 섬머스텟이라고 한다. 이 섬머스텟은 추운 겨울철 엔진의 온도를 자동차의 워밍업 온도인 85~95 C에 빨리 도달시키기 위해 물통로를 잠시 막았다가 워밍업이 된 후 물이 순환하도록 한다. 섬머스텟이 고장나서 항상 열려 있으면 엔진은 과냉이 되고, 반대로 항상 닫혀있다면 엔진과열이 일어나게 된다.엔진열을 밖으로 방열시키는 일은 라디에이터에서 한다. 이 부품은 구리로 만들어진 관에 물을 통과시키고 여기에 공기와 접촉이 많은 핀을 만들어 열을 발산토록 했는데, 그 모양이 벌집과 유사하다. 엔진에서 데워진 뜨거운 물은 열전도가 뛰어난 알루미늄 라디에이터를 통과하는 동안 적당히 냉각되며 식혀진 냉각수는 다시 물통로를 재순환하도록 만들어져 있다. 라디에이터 옆에는 보조 물통이 있어 항상 수위표시가 된 부분까지 물을 보충해 놓아야 물 부족으로 인한 엔진과열이 방지된다. 그러나 여긱에 너무 많은 물을 보충하면 차량에서 발생한 수압으로 인해 밖으로 넘치게 된다.

공학/기술| 2002.10.26| 4페이지| 1,500원| 조회(1,030)

냉각, 냉각장치, 냉각기능, 냉각종류

미리보기

닫기