• 제목/요약/키워드: 위상 측정기

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수중에서 진동하는 구조물로부터 방사되는 음에 기인한 레이저 도플러 진동측정기 광선의 위상변화에 대한 분석 (Analysis of the Phase Change of a Laser Beam in a Laser Doppler Vibrometer Due To the Sound Field Radiated From Structures Vibrating Underwater)

  • 길현권
    • 한국음향학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.178-182
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    • 2008
  • 레이저 도플러 진동 측정기를 사용하여 수중 구조물의 진동을 측정하는 경우, 구조물의 표면으로부터 레이저 광선이 겪는 위상 변화를 감지함으로써 진동을 측정하게 된다. 이 경우 레이저 광선은 진동하는 구조물 표면으로부터 방사되는 방사 음장을 통과하게 되며, 이러한 방사 음장에 의한 굴절률 변화에 의하여서도 레이저 광선은 위상 변화를 겪게 된다. 구조물의 진동을 측정하기 위하여서는 표면 진동 자체에 의한 레이저 광선의 위상 변화만을 감지하여야 하지만, 방사 음장의 굴절률 변화에 의한 레이저 광선의 위상 변화가 추가로 발생하여 진동 측정값에 오차를 발생시키게 된다. 이러한 오차는 공기중에서는 무시할 수 있을 정도로 작은 값이지만, 특히 수중에서는 구조물의 진동 측정값에 상당한 오차를 발생시킬 수 있게 된다. 본 논문에서는 수중에서의 방사 음장에 의한 레이저 광선의 위상 변화를 분석하였다. 예로써 수중에서 진동하는 무한 원통형 구조물로부터 방사 음장에 의한 레이저 광선의 위상 변화를 예측하고 분석하였다.

광 위상지연기를 이용한 온도측정 (Temperature measurements using optical retarder)

  • 전상민;김용평
    • 한국광학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.240-244
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    • 2002
  • 광 위상지연기에서 두 편광축 사이의 위상차가 온도의 함수라는 현상을 이용하여 새로운 온도측정기를 제안하였다. 특정한 파장의 입력광이 일정한 길이의 광 위상지연기를 통과하면 온도에 따라 그 편광상태가 바뀌게 된다. 이때의 편광성분을 진행방향에 수직한 두 축 성분으로 분리하여 그 출력을 비교하면 광 위상지연기의 온도를 결정할 수 있다. 본 연구에서는 광 위상지연기로 길이 100mm의 편광유지 광섬유를 이용하여 온도측정기를 구현하였다. 온도에 대한 위상차 변화율은 0.236$^{\circ}C$$_{-1}$이었고, -2.6$^{\circ}C$~3.4$^{\circ}C$에서 $\pm$0.038$^{\circ}C$의 측정오차를 보였다.

광섬유 편광간섭계를 이용한 광파장 측정 (Optical Fiber Wavemeter Using a Polarization Interferometer)

  • 이현우;이영주;김용평
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2000년도 제11회 정기총회 및 00년 동계학술발표회 논문집
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    • pp.86-87
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    • 2000
  • 지금까지 광파장 측정기로는 회절격자를 이용한 스펙트로미터$^{[1]}$ , 간섭계형 측정기$^{[2]}$ , 퓨리어변환 스펙트로미터$^{[3]}$ 등이 개발되어 왔다. 이러한 측정 방법들은 정밀도면에서 안정적이나 시스템의 부피가 크고, 복잡하며, 광학적 정렬의 어려움이 있다. 또한 WDM 파장영역인 1550nm 부근에서 회절격자를 이용한 스펙트로미터는 고가의 광검출기를 사용하여야 한다. 최근에는 기존의 광학적 정렬이나 기계적인 움직임이 없이 측정가능한 방법에 대한 연구가 활발하다. 본 논문에서는 위상지연기로 쓰인 Polarization Mantaining Fiber(PM-fiber)내에서 입사광의 파장에 따라 fast축과 slow축 방향 편광성분의 위상차가 파장의 함수인 것을 이용해 이 위상차에의한 서로 다른 편광성분의 Power의 차이를 측정함으로써 파장을 결정하는 저가의 휴대용 광파장 측정장비의 구현방법을 제시하였다. (중략)

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광섬유 위상지연기를 이용한 광파장 측정 (Measurements of optical wavelength using an optical fiber retarder)

  • 이현우;김용평
    • 한국광학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.5-9
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    • 2001
  • 위상지연기에서 편광 사이의 위상차가 파장의 함수임을 이용하여 파장측정기를 구현하였다. 특정한 파장의 입력광이 일정한 길이의 위상지연기를 통과하면 파장에 따라 그 편광상태가 바뀌게 된다. 이때의 편광성분을 진행방향에 수직한 두축성분으로 분리하여 그 출력을 비교하면 입력광의 파장을 결정할 수 있다. 본연구에서는 위상지연기로 복굴절률 $3\times10^{-4}$인 길이 100nm의 편광유지 광섬유를 이용하여 파장측정기를 제작하였다. 실험결과, 1554.38nm~1557.19nm의 파장영역에서 이론값과 잘 일치하는 측정결과를 얻을 수 있었으며 분해능은 0.08nm이었다 또한 온도가 동작 특성에 미치는 영향을 이론 및 실험적으로 분석하였다.

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진폭 변조 거리 측정 시스템을 위한 정밀 위상차 측정부 개발 (The Phase Difference Measurement Module Development for Amplitude Modulated Range Measurement System)

  • 노형우;박정호;강일흥;최문각;김강욱
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제22권2호
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    • pp.182-190
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    • 2011
  • 진폭 변조를 이용한 거리 측정 시스템은 반송파를 진폭 변조하여 송수신한 신호의 진폭 변조 신호의 위상차를 사용하여 거리를 측정하게 된다. 진폭 변조 거리 측정 시스템에서 문제가 되는 안테나 간의 누설 신호 및 불요 신호에 의한 측정 오차를 최소화하기 위해 능동반사기를 사용하여 주파수 대역을 바꾸어 송신하는 방식이 제안되었다. 본 논문에서는 모호성이 없는 측정 거리를 확장하면서도 정밀한 측정을 가능하게 하는 새로운 위상측정부의 구현에 대해 설명하고 있다. 즉, 8 MHz 및 1 MHz의 두 개의 변조 주파수를 교차적으로 선택하여 변조함으로써, 150 m까지의 거리를 2 cm 이하의 오차로서 측정할 수 있게 하였다. 위상측정부는 정밀한 위상 측정을 위하여 높은 변조 주파수는 JK 플립플롭 위상차 측정기를 사용하고, 낮은 변조 주파수일 경우는 XOR 위상차 측정기를 사용하였다.

일체식 엑스선 간섭계를 이용한 나노미터 표준확립 (Establishment of nanometer length standardization using the monolithic x-ray interferometer)

  • 김원경;정용환;박진원;김재완;엄천일;권대갑
    • 한국결정학회:학술대회논문집
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    • 한국결정학회 2002년도 정기총회 및 추계학술연구발표회
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    • pp.35-35
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    • 2002
  • 나노미터 표준을 확립하기 위하여 일체식 엑스선 간섭계에 광간섭계를 결합시킨 복합간섭계를 구성하였다. 복합간섭계는 광간섭계의 Zero crossing 지점부터 표준시편이 올려진 미소이동대의 이동거리를 변화된 위상값으로 읽고 그 변화량을 고분해능 변위 측정기인 엑스선 간섭계로 읽어들이는 구조로 구성된다. 본 연구에서는 미소이동대의 위치 변화와 관련된 광간섭계의 위상 안정도, 엑스선 간섭계 및 미소이동대의 위치 안정도 등이 나노미터 영역의 길이 측정에 매우 중요한 요인이 되므로, 미소이동대의 위치 변화시 정지상태에서의 위상 잠김 (phase locking) 안정도를 측정하였다. 마이켈슨 레이저간섭계의 한쪽 팔을 고정시키고 다른 한 팔은 미소이동대 위에 반사거울을 설치하여 미소이동대의 움직임을 측정하였다. 보다 안정된 위상잠김 상태를 확보하기 위하여 PID feedback loop controller를 사용하였다. 측정 결과 위상 변동폭이 0.022 degree 이하의 높은 위상잠김 안정도를 확보하였으며, 이를 길이단위로 환산하면 정지상태에서 약 0.02 nm 이하의 위치 안정도를 나타낸다.

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펄스 초음파 도플러 속도계의 제작에 관한 연구 (Construction of Ultrasound Pulsed Doppler Velocimeter)

  • 현석봉;김수용;이재수
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제5권1호
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    • pp.25-39
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    • 1994
  • 심장 벽의 운동속도와 혈관내 혈구의 유속을 측정하기 위해, 단일 채널 3.1MHz 펄스 도플러 속도계를 제작하였다. 도플러 속도계에 사용된 초음파 펄스의 폭과 펄스 반복주파수(PRF)는 각각 1$\mu$s과 6kHz이고, 후방 산란된 반향신호의 도플러 편이는 완전간섭성(coherent) 복조방식을 이용하여 위상 측정기에 감지된다. 위상 측정기의 출력신호로부터 레인지 게이트와 샘플 홀더, 대역여파기를 이용하여 작은 영역내에 있는 초음파 산란체의 평균속도에 해당하는 도플러 신호가 얻어진다. 도플러 신호의 평균 주파수는 영점교차의 카운터에 의해 측정되며 시간의 함수로 산란체의 순간 속도를 디스플레이한다. 채널 수와 거리 분해능을 증가시키면 혈관내의 혈류속도 분포도와 총 유량 그리고 혈류가속도를 측정할 수 있다.

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Metamaterial 하이브리드 Rat-Race Coupler를 이용한 소형화된 광대역 코릴레이터 (Compact and Wideband Correlator with Metamaterial Hybrid Rat-Race Coupler)

  • 김양현;서철헌
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제46권2호
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    • pp.147-151
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    • 2009
  • 본 논문에서는 주파수 측정기의 핵심 소자이며 위상 비교 방향 탐지기의 핵심 소자인 위상 변별기를 설계하였다. Microwave Frequency대역 분류를 기준으로 하여 C-Band의 주파수 신호를 처리하는 광대역 Correlator를 설계하였다. 위상 번별기를 구성하는 광대역 2단 2way Power Divider를 설계하였으며, $180^{\circ}$ Metamaterial Hybrid Rat-Race Coupler와 $90^{\circ}$ Hybrid Coupler를 설계하여, 일반적인 위상변별기와 비교하여, Compact하며, 광대역인 특성을 얻을 수 있었다. 위상 변별기의 구성은 광대역 소자를 사용하였으며 그 외 Phase를 맞추기 위한 Delay Line을 구성하였다.

GSM 신호 측정기의 소프트웨어 구현 (Software Implementation of GSM Signal Measurements)

  • 홍대기;강성진
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제10권9호
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    • pp.2369-2378
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    • 2009
  • 본 논문에서는 GSM (Global System for Mobile Communication) 단말의 성능을 측정하기 위한 측정기의 기능을 소프트웨어로 구현하고 GSM 신호 발생기를 통해 발생된 신호를 이용해 구현된 소프트웨어 측정기의 성능을 평가해본다. 일반적으로 통신신호 측정기는 매우 정밀한 정확도를 필요로 하므로 정확도가 충분히 높지 않은 일반 통신 모뎀 수준의 수신 알고리듬을 직접적으로 측정기에 적용할 수는 없다. 본 논문에서는 GSM 신호의 정밀한 측정을 위한 새로운 GSM 신호의 수신 알고리듬을 제안한다. 제안된 GSM 수신 알고리듬에는 2단계(개략적 단계, 미세 단계)의 파라미터(심볼 타이밍, 주파수 오프셋, 반송파 위상) 추정방식을 사용하였다. 또한 수신신호의 보간을 이용하여 수신 신호 샘플의 개수를 증가시킴으로서 측정의 정확도를 향상시켰다. 본 논문에서 제안된 GSM 신호 측정 방식은 하드웨어를 구현하기 전에 소프트웨어를 이용하여 사전에 측정 성능을 검증하는데 사용될 수 있다. 또한 구현된 소프트웨어 알고리듬을 속도측면에서 최적화함으로서 직접 GSM 신호 측정을 위한 상용 시스템으로도 이용할 수 있다.

헤테로다인 변위 측정 간섭계의 고속, 고분해능 위상 측정 (High-speed, High-resolution Phase Measuring Technique for Heterodyne Displacement Measuring Interferometers.)

  • 김승우;김민석
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.203-206
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    • 2002
  • One of the ever-increasing demands on the performances of heterodyne interferometers is to improve the measurement resolution, of which current state-of-the-art reaches the region of sub-nanometers. We propose a new scheme of phase-measuring electronics that reduces the measurement resolution without further increase in clock speed. Our scheme adopts a super-heterodyne technique that lowers the original beat frequency to a level of 1 MHz by mixing it with electrically generated reference signal. The technique enables us to measure the phase of Doppler shift with a resolution of 1.58 nanometer at a sampling rate of 1 MHz. To avoid the undesirable decrease in the maximum measurable speed caused by the lowered beat frequency, a special from of frequency up-down counting technique is combined with the super-heterodyning. This alloys performing required phase unwrapping simply by using programmable digital gates without 2$\pi$ ambiguities up to the maximum velocity of 2.35 m/s.

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