• 제목/요약/키워드: Terahertz Transmitter and Receiver

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소형 CW Sub-THz 시스템을 이용한 테라헤르츠 이미징 (Terahertz Imaging Using Compact Continuous Wave Sub-Terahertz System)

  • 장진석;권일범;윤동진;서대철
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제21권4호
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    • pp.340-351
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    • 2010
  • 전기적인 장치를 기반으로 한 테라헤르츠 송신기(Terahertz Transmitter: Tx)를 이용하여 0.34 THz의 전자기파를 발생시키는 소형 CW sub-THz 이미징 시스템을 제시하였다. Tx에 의해 발생된 0.34 THz의 전자기파는 테라 헤르츠 수신기(Terahertz Receiver: Rx)를 이용하여 샘플의 진폭(magnitude)과 위상(phase) 정보를 각각 측정하였다. 이 논문에서는 보다 좋은 이미지 해상도를 얻기 위하여 데이터 수집 시 이미지의 분해능(resolution)에 영향을 미치는 주사 스테이지(scanning stage)의 시간 지연과 스텝 거리를 변수로 두어 다양한 샘플들을 주사하여 그 결과를 측정, 비교하였다. 또한 플라스틱, 종이, 나무 등 다양한 샘플들의 이미징 측정을 통해 테라헤르츠 파의 응용 가능성을 확인하였다.

소형 CW Sub-THz 이미징 시스템을 이용한 물체의 비파괴 이미징 (Nondestructive Imaging of an Object Using the Compact Continuous-Wave Sub-Terahertz Imaging System)

  • 장진석;권일범;윤동진;서대철
    • 비파괴검사학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.352-358
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    • 2010
  • 전기적인 장치를 기반으로 한 테라헤르츠 송신기(terahertz transmitter; Tx)를 이용하여 0.34 THz의 전자기파를 발생시키는 소형 CW sub-THz 이미징 시스템을 제시하였다. Tx에 의해 발생된 0.34 THz의 전자기파를 point by point 스캔방식으로 샘플에 투과시켰고, 여기서 얻어진 데이터는 테라헤르츠 수신기(terahertz receiver; Rx)를 이용하여 진폭(magnitude)과 위상(phase) 정보로 측정한 후 이를 영상화하였다. 이 논문에서는 보다 좋은 이미지 해상도를 얻기 위하여 데이터 수집 시 이미지의 분해능(resolution)에 영향을 미치는 주사 스테이지(scanning stage)의 시간지연과 스텝거리를 변수로 두어 다양한 샘플들을 주사하여 그 결과를 측정, 비교하였다. 또한 플라스틱, 종이, 나무 등 다양한 샘플들의 이미징 측정을 통해 테라헤르츠 파의 응용 가능성을 확인하였다.

전기적 광학적 변화가 테라헤르츠 전자기 펄스의 모양에 미치는 영향 (The characteristics of terahertz electromagnetic pulses by electrical and optical parameters.)

  • 전태인
    • 한국광학회지
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    • 제12권6호
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    • pp.503-506
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    • 2001
  • 펨토초 레이저로 여기 되는 transmitter chip에 DC 전압을 최소 573171서 최대 90Vell가지 변화시켜 테라헤르츠 전자기 펄스의 크기와 스펙트럼의 변화를 관찰하였다 전압이 증가괼수록 상대적 스펙트럼의 크기가 고주파 쪽으로 증가되었고 신호 대 잡음비 역시 250:1에서 10,000:1로 개선할 수 있었다 이를 이용한 테라헤르츠 시스템의 재정렬로 테라헤르츠 스펙트럼 을 최대 4 THz 가지 확장 할 수 있었다 또한 dipole 안테나를 이용한 테라헤르츠 전자기 펄스의 검출에서 입사되는 detection 레이저빔이 silicon on sapphire (SOS) receiver chip 뒤 표면에 반사되어 dipole 안테나로 입사될 때 두 개의 테라 헤르츠 펄스가 일정한 시간간격을 두고 동시에 발생됨을 알 수 있었다.

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Design and Experiment Results of High-Speed Wireless Link Using Sub-terahertz Wave Generated by Photonics-Based Technology

  • Kim, Sungil;Ahn, Seung-Ho;Park, Seong Su
    • ETRI Journal
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    • 제35권4호
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    • pp.578-586
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    • 2013
  • Using a sub-terahertz (sub-THz) wave generated using a photonics-based technology, a high-speed wireless link operating at up to 10 Gbps is designed and demonstrated for realization of seamless connectivity between wireless and wired networks. The sub-THz region is focused upon because of the possibility to obtain sufficient bandwidth without interference with the allocated RF bands. To verify the high-speed wireless link, such dynamic characteristics as the eye diagrams and bit error rate (BER) are measured at up to 10 Gbps for non-return-to-zero pseudorandom binary sequence $2^{31}-1$ data. From the measurement results, a receiver sensitivity of -23.5 dBm at $BER=10^{-12}$ is observed without any error corrections when the link distance between the transmitter and receiver is 3 m. Consequently, we hope that our design and experiment results will be helpful in implementing a high-speed wireless link using a sub-THz wave.

Terahertz Time Domain Spectroscopy, T-Ray Imaging and Wireless Data Transfer Technologies

  • Paek, Mun-Cheol;Kwak, Min-Hwan;Kang, Seung-Beom;Kim, Sung-Il;Ryu, Han-Cheol;Choi, Sang-Kuk;Jeong, Se-Young;Kang, Dae-Won;Jun, Dong-Suk;Kang, Kwang-Yong
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제10권3호
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    • pp.158-165
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    • 2010
  • This study reviewed terahertz technologies of time domain spectroscopy, T-ray imaging, and high rate wireless data transfer. The main topics of the terahertz research area were investigation of materials and package modules for terahertz wave generation and detection, and setup of the terahertz system for time domain spectroscopy(TDS), T-ray imaging and sub-THz wireless communication. In addition to Poly-GaAs film as a photoconductive switching antenna material, a table-top scale for the THz-TDS/imaging system and terahertz continuous wave(CW) generation systems for sub-THz data transfer and narrow band T-ray imaging were designed. Dielectric properties of ferroelectric BSTO($Ba_xSr_{1-x}TiO_3$) films and chalcogenide glass systems were characterized with the THz-TDS system at the THz frequency range. Package modules for terahertz wave transmitter/receiver(Tx/Rx) photoconductive antenna were developed.

InGaAs 반도체 박막의 테라헤르쯔(THz) 발생 및 검출 특성 연구 (A Study on THz Generation and Detection Characteristics of InGaAs Semiconductor Epilayers)

  • 박동우;김진수;노삼규;지영빈;전태인
    • 한국진공학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.264-272
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    • 2012
  • 본 논문에서는 InGaAs 반도체에 기반한 테라헤르쯔(THz) 송/수신기(Tx/Rx) 제작을 위한 기초 연구로서, InGaAs 박막의 THz 발생 및 검출 특성에 관한 결과를 보고한다. THz 발생과 검출 특성 조사에는 각각 MBE 장비로 고온(HT) 및 저온(LT)에서 성장한 InGaAs 박막이 사용되었으며, THz 발생에는 photo-Dember 표면방출 방법이 시도되었다. HT-InGaAs 기판 위에 제작한 전송선(Ti/Au)의 가장자리에 Ti:Sapphire fs 펄스 레이저(60 ps/83 MHz)를 조사하여 THz파를 발생시켰으며, 이때 THz 검출에는 LT-GaAs가 사용되었다. 시간지연에 따른 전류신호를 Fourier 변환하여 얻은 THz 스펙트럼의 주파수 범위는 약 0.5~2 THz이었으며, 여기 레이저 출력에 대한 신호의 세기는 지수함수적 변화를 보였다. THz 검출 특성에 사용한 LT-InGaAs Rx에는 쌍극자(5/20 ${\mu}m$) 구조의 안테나가 탑재되어 있으며, 차단 주파수는 약 2 THz이었다.

테라헤르츠 대역 주파수에서 근거리 무선 통신 응용을 위한 채널 모델 및 무선 링크 성능 분석 (Channel Model and Wireless Link Performance Analysis for Short-Range Wireless Communication Applications in the Terahertz Frequency)

  • 정태진
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제20권9호
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    • pp.868-882
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    • 2009
  • 본 논문에서는 현재 주목을 받고 있는 테라헤르츠 대역의 주파수에서 근거리 무선 통신 응용을 위한 채널 모델과 무선 링크의 성능 분석에 대하여 서술한다. 10 Gbps 이상의 전송 속도를 실현하기 위해서는 주파수 대역폭이 기존의 밀리미터파에서 사용하는 주파수 대역폭보다 더 넓은 대역폭이 필요하며, 이 대역폭을 얻기 위해서는 테라헤르츠 주파수 대역으로 자연적으로 옮겨가지 않을 수 없다. ITU-R P.676-7 모델을 이용하여 테라헤르츠 대역의 대기 전파 감쇠 특성 분석 결과, 중심 주파수 220, 300, 350 GHz에서 약 68, 48, 45 GHz의 주파수 대역폭이 가용하며, 스펙트럼 효율이 1 이하인 변조 방식으로도 10 Gbps 이상의 데이터 속도를 얻을 수 있음을 시뮬레이션을 통하여 확인하였다. 간략화 PDP 모델을 이용하여 실내 공간의 건물 재질에 따른 지연 특성을 분석하였다. 실내 공간의 크기 $6\;m(L){\times}5\;m(W){\times}2.5\;m(H)$에서 콘크리트 벽의 경우 TE 편파에서 RMS 지연 확산은 9.23 ns였다. 이 결과는 참고문헌의 Ray-Tracing 시뮬레이션에서 얻은 10 ns 이내에 근접한다. 옥내 무선 링크 성능 분석 결과, 수신기의 감도는 BPSK 변조 방식을 사용하는 경우 대역폭 $5{\sim}50\;GHz$에 대하여 $-56{\sim}-46\;dBm$이고, 안테나 이득은 10 m 링크에서 $26.6{\sim}31.6\;dBi$였다. AWGN 채널과 LOS 환경을 가정할 때 송신기 출력 -15dBm에서 캐리어 주파수 220, 300, 350 GHz일 때 최대 달성 가능한 데이터 속도는 각각 30, 16, 12 Gbps였다. 이 결과는 BPSK 변조 방식을 사용하여 1 m 링크에서 얻은 결과이다. BER은 $10^{-12}$으로 가정하였고, 송신기 출력을 증가시키면 더욱 높은 데이터 속도를 얻을 수 있다.