• 제목/요약/키워드: 호이겐스 원리

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2차원 프레넬 존 플레이트 안테나 해석 (2-Dimensional Analysis of Fresnel Zone Plate Antenna)

  • 김태용;조형국
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2011년도 춘계학술대회
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    • pp.55-57
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    • 2011
  • 위성 TV 시스템, 전파 망원경, 측지 시스템 등에 응용 가능한 프레넬 존 플레이트 렌즈 안테나의 수신 이득 특성을 해석하기 위하여 TLM법으로 계산을 수행하였다. TLM법에 의한 계산결과를 확인하기 위하여 키르히호프 및 PO법에 의한 광학 해와 비교하였다. 계산 결과, 12 GHz대의 FZPL의 중심축 상에서의 수신 특성은 설계 초점거리에 비하여 약 25% 전방에서 형성되는 것을 알 수 있었다.

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TEM 관련 이론해설 (1): 프레넬 회절과 프라운호퍼 회절 (Fresnel Diffraction and Fraunhoffer Diffraction)

  • 이확주
    • Applied Microscopy
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    • 제32권2호
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    • pp.81-90
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    • 2002
  • 회절 현상의 기초가 되는 호이겐스 원리로부터 키르히호프 공식을 유도하고 이어 이를 응용한 프레넬 회절과 프라운호퍼 회절에 대한 수학적인 도출을 소개하였다. 프레넬 회절은 후에 CTEM 영상 이론에 기반이 되고 프라운호퍼 회절은 수학적으로 Fourier 변환을 나타내어 전자회절 패턴이론과 HRTEM 영상이론에 기반을 이루게 된다. 다른 각도에서 개발된 Born 시리즈에 의한 산란 현상에 관한 이론도 소개하였다. 본회에서 소개된 이론은 후에 소개될 이론의 기반이 되면서 자주 사용되므로 일반물리학에서 많이 소개되고 있는 회절 현상에 대하여 이 기회에 이론적인 실력을 단단히 쌓았으면 한다.

광선 추적법을 이용한 우주 환경에서의 안테나 전파 특성 예측 (Prediction of Antenna Propagation Characteristic in Space Environment Using Ray Tracing Method)

  • 김창성;박용배
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제27권11호
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    • pp.1023-1026
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    • 2016
  • 우주 환경에서의 굴절률 변화를 고려하여 안테나의 전파 특성을 계산한다. 대류권, 성층권, 전리권의 유효 굴절률을 계산하고, 대기권을 통과하면서 굴절되고 감쇠되는 전파 특성을 계산하기 위해 광선 추적법, 기하광학법, 호이겐스의 원리를 이용한다.

타원형 프레넬 존 플레이트 안테나 특성 (Characteristics of Elliptic Fresnel Zone Plate Antenna)

  • 김태용;조형국
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
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    • pp.49-50
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    • 2011
  • 프레넬 존 플레이트 렌즈면에 임의 각으로 신호가 도래하는 경우, 기존 Soret 타입과 같은 원형 FZPL의 경우는 수신 감도가 떨어지는 문제가 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 타원형 프레넬존 플레이트 렌즈 구성을 통하여 해결하였다. 기학광학 근사법으로 해석한 결과는 키르히호프의 근사식에 의한 결과와 측정치와 비교하였을 때 수신감도 특성이 개선되는 것을 확인하였다.

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광 지연선로를 이용한 스퀸팅이 없는 위상배열 안테나의 근접장 서브파장 포커싱 (Squint-less Phased Array Antenna Near-field Subwavelength Focusing with True-time Optical Delay Line)

  • 정영진
    • 한국광학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.94-100
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    • 2019
  • 본 연구에서는 광 지연선로를 이용한 스퀸팅(squinting)이 없는 위상배열 안테나의 근접장 미세파장 포커싱(subwavelength focusing)을 디자인하고 전산모사를 통해 검증하였다. 마이크로파 파장에서 위상배열 안테나의 수치적 계산을 위해 호이겐스-프레넬(Huygens-Fresnel) 원리를 적용하였다. 제안하는 시스템은 첩 광섬유 격자(chirped fiber grating)에 기반한 광 지연선로를 이용하여 빔 스퀸팅이 생기지 않는다는 것을 전산모사를 통해 확인하였다. 그리고 개별 안테나의 배열은 광학렌즈시스템에서 회절 소자로 간주할 수 있음에 착안해 높은 개구율(numerical aperture)을 구현하고 미세파장 포커싱을 얻었다. 또한, 위상배열 안테나의 안테나 사이 거리를 반파장 이하로 줄여 사이드 로브를 억제할 수 있음을 보였다.

Phased Array트랜스듀서에 있어서 구성 압전소자수의 변화에 따른 초음파 빔 전파 특성의 수치 해석 (Numerical Analysis of Ultrasonic Beam Profile Due to the Change of the Number of Piezoelectric Elements for Phased Array Transducer)

  • 최상우;이준현
    • 비파괴검사학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.207-216
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    • 1999
  • 일반적인 하나 또는 두개의 압전소자를 사용하는 트랜스듀서에 비하여 다수의 압전소자를 사용하는 어레이 트랜스듀서는 각 압전소자에 가해지는 펄스의 지연시간을 제어함으로써 초음파 빔을 임의의 지점에 집속시킬 수 있고 기계적 구동없이 임의의 방향으로 조향시켜 실시간 주사를 할 수 있는 장점이 있다. 페이즈드 어레이 트랜스듀서의 설계조건은 압전소자의 수. 압전소자의 크기 그리고 압전소자 사이 간격 등 여러가지가 있으며, 본 연구에서는 그 중에서 압전소자수의 변화에 따른 초음파 빔의 특성을 호이겐스의 원리를 이용한 수평횡파의 시뮬레이션을 통하여 평가하였다. 그 결과 초음파 빔은 조향각이 증가 할수륵 음압이 감소하며, 초음파 빔 특성도 점차적으로 분산됨을 알 수 있었고 또한, 초점거리가 증가할수록 초점에서의 집속효과는 감소하고, 압전소자의 수가 증가되면 집속효과는 향상됨을 알 수 있었다.

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직물의 세부 구조 및 굴곡이 웨어러블 광섬유의 발광 효과에 미치는 영향 (Influence of Detailed Structure and Curvature of Woven Fabric on the Luminescence Effect of Wearable Optical Fiber Fabric)

  • 양진희;조현승;곽휘권;오윤중;이주현
    • 감성과학
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    • 제21권4호
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    • pp.55-62
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    • 2018
  • 웨어러블 광섬유 직물의 주요 요건은 의류에 적용하기 위해 높은 유연성을 전제로 해야 한다는 점과 인체의 평평한 부위뿐만 아니라 굴곡이 있는 구간에서도 발광 효과, 즉 휘도를 유지해야 한다는 점이다. 따라서 본 연구에서는 위 조건을 충족하는 웨어러블 광섬유 직물의 세부 구조를 직조(weaving) 타입과 자수(computer embroidery) 타입의 2가지로 제작하였고, 이를 토대로 다음의 두 가지 조건에서 실험을 실시하였다. 첫째, 굴곡이 없는 평평한 상태에서의 웨어러블 광섬유 직물을 1cm간격으로 총 10개의 측정점을 좌표화하여 그 휘도를 측정하였다. 둘째, 인체 부위 중 입체적 굴곡이 발생하는 팔뚝 부위에 가로 방향으로 웨어러블 광섬유 직물을 배치하고 1cm 간격으로 총 10개의 측정점을 좌표화하여 그 휘도값을 측정하였다. 그 결과 직조(weaving) 타입의 경우, 평평한 상태에서의 휘도값은 최대 $5.23cd/m^2$, 최소 $2.74cd/m^2$, 평균 $3.56cd/m^2$, 표준편차 $1.11cd/m^2$로 나타났고, 팔뚝 부위에서의 휘도값은 최대 $7.92cd/m^2$, 최소 $2.37cd/m^2$, 평균 $4.42cd/m^2$, 표준편차 $2.16cd/m^2$로 나타났다. 또한 자수(computer embroidery) 타입의 경우, 평평한 상태에서의 휘도값은 최대 $7.56cd/m^2$, 최소 $3.84cd/m^2$, 평균 $5.13cd/m^2$, 표준편차 $1.04cd/m^2$로 나타났고, 팔뚝 부위에서의 휘도값은 최대 $9.62cd/m^2$, 최소 $3.63cd/m^2$, 평균 $6.13cd/m^2$ 표준편차 $2.26cd/m^2$ 나타났다. 즉, 자수(computer embroidery) 타입의 경우가 직조(weaving) 타입의 경우에 비해 더 높은 발광 효과를 보였는데 이는 자수(computer embroidery) 타입의 세부 구조가 배면 소재로 인해 빛의 손실을 줄일 수 있었기 때문으로 사료된다. 또한 두 타입 모두에서 팔뚝부위의 휘도가 평평한 상태에 비해 각각 124%, 119%로 나타나, 인체의 굴곡에도 본 웨어러블 광섬유 직물의 발광효과가 우수하게 나타남을 알 수 있었다. 이는 빛의 파동설을 정의한 호이겐스의 원리(Huygens' principle), 빛 파면의 진행 방향과 이루는 각도(${\theta}$)의 크기에 커지면 이와 비례하여 빛의 세기도 커진다는 호이겐스-프레넬-키르히호프 원리(Huygens-Fresnel-Kirchhoff principle)와 일치하는 결과이다.