HgCdTe 64×2 중원적외선 이중대역 동시검출기를 위한 포화전류차단 회로를 갖는 BDI입력방식의 신호취득회로(ROIC)를 설계하였다. 제안된 포화차단 회로를 통해서 중적외선 신호가 포화되면 원적외선 신호도 왜곡이 일어나던 기존의 문제점을 해결함으로써 120k정도 더 넓은 온도 영역의 물체까지 측정할 수 있는 범위를 확보하고 중적외선 검출기에서 발생하는 dead pixel에 의해 원적외선 검출기의 성능은 영향받지 않는 특성을 보였다. 회로 제작에 사용한 공정은 0.Sum 2-poly 3-metal Hynix CMOS 공정이었다. 측정결과 중적외선 신호와 원적외선 신호가 동시에 처리되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 측정된 잡음의 크기는 상온에서 53uV로서 동작온도 77K의 값으로 환산시켜 보았을 때 27uV로 ROIC의 특성이95% BLIP 조건을 만족함을 알 수 있었다.
In maritime environment, it is necessary to understand the characteristics of sunglint since it may degrade the target detection performance of the infrared sensor mounted weapons. In this paper, sunglint in LWIR band is modeled using the slope distribution of the sea surface, and is verified by comparing the radiance of a simulated result with that of the real world. According to the simulation, sunglint is critical when the solar zenith angle is over $60^{\circ}$. The peak radiance of sunglint grows as the solar zenith angle increases until it reaches $83^{\circ}$ and has a large difference depending on the solar zenith angle when the wind speed is small. Finally, seasonal and temporal characteristics of sunglint effects are analyzed. In summer, sunglint is dominant in the horizon near the solar azimuth right after sunrise and before sunset. However, in winter, the influence of sunglint lasts even during the daytime since the elevation of the sun is much lower than in summer.
본 논문에서는 가시광선과 원적외선 전반의 파장대역에 걸쳐 사용 가능한 동축 듀얼카메라를 설계 및 분석하였다. 광학계는 빔 스플리터를 이용한 동축광학계 시스템으로 설계되었으며, 가시광선 광학계에서 적외선으로 인한 열 전달을 최소화하기 위해 hot mirror 타입의 빔 스플리터를 사용하였다. 원적외선 카메라는 비냉각형 검출기로 640×480의 센서 배열을 가지고, 가시광선은 1,945×1,097의 센서를 사용한다. 최적화 과정을 거친 후 최종 설계된 광학계의 정합도는 90% 이상이며, 기존에 존재하던 듀얼카메라에 비해 정합도가 향상된 효율적인 설계 결과를 얻었고, 테스트를 통해 향상된 정합도를 확인하였다.
적외선 영상은 온도 정보뿐만 아니라 파장 정보를 포함하고 있으며 이는 단일 파장의 적외선 카메라로는 분석이 불가능하다. 다중 파장 적외선 카메라는 적외선 영상에 포함된 광범위한 정보를 획득할 수 있다. 다중 파장 적외선 카메라의 한 종류인 이중대역 적외선 카메라는 시스템 구성을 쉽게 할 수 있다는 이점이 있다. 이중대역 적외선 카메라는 적외선 영상에 포함된 온도정보 뿐만 아니라 파장 정보를 획득할 수 있고 이를 통해 적외선 카메라의 탐지/식별 성능을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 중적외선 대역과 원적외선 대역을 동시에 획득할 수 있는 이중대역 적외선 검출기를 이용한 적외선 카메라의 설계에 대하여 기술한다.
현재 주목을 받고 있는 테라헤르츠 대역의 주파수를 이용한 무선통신시스템 응용기술 동향에 대하여 기술한다. 테라헤르츠 대역은 전자파 스펙트럼에서 밀리미터파 대역과 원적외선 대역의 중간에 위치하는 100GHz~10THz 사이의 주파수이다. 현재 시점에서 10년 이내에 약 15Gbps의 데이터 속도가 필요할 것으로 판단되며, 10Gbps 이상의 전송속도를 실현하기 위해서는 기존의 밀리미터파에서 사용하는 주파수 대역폭 보다 더 넓은 대역폭이 필요하며, 이 대역폭을 얻기 위해서는 테라헤르츠 주파수 대역으로 자연적으로 옮겨가지 않을 수 없다. 본 고에서는 테라헤르츠 대역의 전파 특성, 가용 주파수 대역과 무선통신시스템 응용을 위한 옥내 채널 모델, 테라헤르츠 무선통신시스템 연구동향, RF 송수신기 핵심부품 및 MMIC 기술개발 동향을 소개하고자 한다.
본 논문에서는 $7.7{\mu}m$에서 $12.8{\mu}m$ 파장 대역에 적용 가능한 비냉각 열상장비 광학계를 설계 및 분석 하였다. 최적화 과정을 통하여 설계된 원적외선 광학계의 유효초점거리는 5.44 mm를 가지며, 4면의 비구면과 2면의 회절면을 포함하였다. 광학계의 F/수는 F/1.2로 설정하였고, 시야각은 $90^{\circ}{\times}67.5^{\circ}$가 되도록 하였다. 회절면이 적용된 hybrid 렌즈를 이용하여 보다 효율적으로 고차 수차가 보정되도록 하였고, 이때 발생되는 회절 특성은 scalar 회절 효율을 이용하여 평가하였다. 또한 hybrid 렌즈에서 발생되는 회절 현상에 의한 통합 회절효율을 예측하고 배경잡음에 의한 MTF 저하를 고려하였다. 원적외선 광학계의 온도 변화에 따른 보상은 광학식 비열화를 이용하여 광학계의 MTF 성능이 초점 심도 내에서 유지되도록 하였다. 결론적으로 비냉각 열상장비에 효율적으로 적용 가능한 광학설계 결과를 얻었다.
헤르츠가 최초로 무선통신의 가능성을 보인 이후 인류는 수 킬로헤르츠 (kHz)의 주파수를 이용하기 시작하여 메가헤르츠 (MHz) 대역에서 라디오, 텔레비젼, 음성 통신 등의 엄청난 기술적 발전으로 문명에 기여해 왔다. 이 MHz 대역이 포화하기 시작하자 더 높은 주파수의 기술을 연구하여 개인 휴대통신, 위성통신 등에 기가헤르츠 (GHz) 대역을 활용하였다. 반면에 빛이라 불리는 매우 높은 주파수의 전자기파는 뢴트겐이 X-ray를 투시 촬영기에 이용한 이래 광통신 등이 발명되어 가시광선에서 적외선까지 더 낮은 주파수 쪽으로 발전·활용되어 왔다. 이러한 광파와 마이크로 전자기파 사이의 테라헤르츠 (THz)주파수 대역 (또는 원적외선 영역 혹은 T-ray라 불림)은 많은 잠재적인 응용분야에도 불구하고 용이한 신호원의 부재로 기초적인 연구도 미비한 상태이다 (그림1 참조). (중략)
원적외선인 7.6$\mu$m 과정대역에서 회절한계 성는을 만족하는 무초점 줌 망원경 광학계응 설계하였다. 기계보정식 4군 줌 방식을 적용하여 줌 대물부 설계하였으며 접안부는 고정초점 렌즈를 구성하였다. 망원경의 줌 비(zoom ratio)는 4.05로 배율을 2.0배에서 8.1배까지 연속적으로 가변할수 있으며, 총 5개의 렌즈군에 9매의 렌즈로 구성하였다. 줌 대물부는 F/1.3의 텔리포트 형태로 설계하여 최고배율 초점거리에 비해 광학계의 길이가 작아 시스템 적용성이 우수하도록 하였으며, 초점조절 렌즈를 줌밍 렌즈군의 뒤에 놓아 물체까지의 거리에 따라 초점을 조절하도록 설계하였다. 광학계에 사용된 재질은 색수차 보정을 위하여 대물부의 렌즈 1매만 ZnSe를 적용하고 나머지 헨즈는 모두 Ge을 적용하여\ulcorner며, 총 18면의 곡률중 1면만 비구면을 적용하고 나머지 면은 모주 구면을 적용하였다. 설계된 망원경의 8.1배율에서의 시야는 $\pm$2.31$^{\circ}$,대물부 유효구경은 163mm이며, 모든 배율에서 회절한계 성능을 만족하는 것으로 평가하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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