초록
본 논문에서 설계 및 제작된 보안 검색 시스템은 물체 및 사람으로부터 방사된 에너지를 수신하여 이미지화 하는 시스템이다. 제안한 보안 검색 시스템은 다채널 수신을 위한 집적화된 어레이 안테나를 적용하였으며, 16개의 4단 저잡음 증폭기와 디텍터, CCD/IR 카메라와 반사판 그리고 밀리미터파 렌즈로 구성된다. 본 시스템은 공기 중의 열잡음 신호를 감지해야 하므로, 높은 수신감도와 넓은 대역폭이 요구된다. 시스템에 사용된 저잡음 증폭기 모듈의 이득특성은 82GHz~102GHz의 대역에서 65.8dB의 평균 이득특성을 가진다. 또한 증폭기 모듈로부터 입력된 열잡음 신호를 DC 전압 값으로 나타낼 수 있는 검출기를 제작하였다. 제작된 검출기는 제로-바이어스 쇼트키 다이오드를 사용하여 물체에서 방사된 밀리미터파 신호를 DC 출력 전압으로 변환하는 방사 분석 센서이다. 제작된 검출기의 특성은 0dBm 입력전력에서 350~400mV/mW, 검출 가능 입력 전력 범위는 -10~13dBm으로 우수한 성능을 보였다. 제작된 보안 검색 시스템은 은닉된 금속 재질의 물체뿐만 아니라, 플라스틱 등으로 이루어진 물체들도 검색이 가능하다.
The designed and fabricated millimeter-wave security screening system receives radiation energy from an object and a human body. The imaging system consist of sixteen array antennas, sixteen four-stage LNAs, sixteen detectors, an infrared camera, a CCD camera, reflector, and a focusing lens. This system requires high sensitivity and wide bandwidth to detect the input thermal noise. The LNA module of the system has been measured to have 65.8 dB in average linear gain and 82 GHz~102 GHz in bandwidth to enhance the sensitivity for thermal noise, and to receive it over a wide bandwidth. The detector is used for direct current (DC) output translation of millimeter-wave signals with a zero bias Schottky diode. The lens and front-end of the millimeter-wave sensor are important in the system to detect the input thermal noise signal. The frequency range in the receiving sensitivity of the detectors was 350 to 400 mV/mW at 0 dBm (1 mW) input power. The developed W-band imaging system is effective for detecting and identifying concealed objects such as metal or plastic.
