• 제목/요약/키워드: Beam focusing

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An Efficient Focusing Method for High Resolution Ultrasound Imaging

  • Kim Kang-Sik
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.22-29
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    • 2006
  • This paper proposes an efficient array beamforming method using spatial matched filtering for ultrasound imaging. In the proposed method, ultrasound waves are transmitted from an array subaperture with fixed transmit focus as in conventional array imaging. At receive, radio frequency (RF) echo signals from each receive channel are passed through a spatial matched filter that is constructed based on the system transmit-receive spatial impulse response. The filtered echo signals are then summed. The filter remaps and spatially registers the acoustic energy from each element so that the pulse-echo impulse response of the summed output is focused with acceptably low side lobes. Analytical beam pattern analysis and simulation results using a linear array show that the proposed spatial filtering method can provide more improved spatial resolution and contrast-to-noise ratio (CNR) compared with conventional dynamic receive focusing (DRF) method by implementing two-way dynamically focused beam pattern throughout the field.

초음파 선형주사 영상을 위한 합성구경 기법의 해석 (Analysis of Synthetic Aperture Techniques for Ultrasound Linear - scan Imaging)

  • 송태경
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.503-513
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    • 1999
  • 본 논문에서는 일반적인 합성구경기법에 대한 통합 모형을 제시하고 수학적인 해석을 통하여 합성구경 기법들에 대한 초음파 빔패턴의 단일 표현식을 유도하였다. 이 결과를 이용하여 기존의 합성구경 기법들에 대한 성능을 분석하고 비교하였으며, 선형주사 영상에 적합한 새로운 합성구경 기법을 제안하였다. 제안된 방법은 모든 영상점에서 양방향 동적 집속이 가능하며, 이를 실제 영상에 적용하여 의료용 초음파 B-모드 영상의 해상도를 획기적으로 개선할 수 있다. 제안된 방법에 의하여 집속된 초음파 빔패턴은 기존의 방식과 비교하여 주엽의 폭이 절반으로 감소하고 측엽의 크기는 유사하다. 컴퓨터 모사실험을 통하여 본 논문의 해석결과와 제안된 합성구경 기법의 타당성을 검증하였다.

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회전식 및 직선식 레이저 모듈 개발에 관한 연구 (A Study on the Development of the Rotary and Linear Laser Modules)

  • 심민섭;황성주;김동현;이춘만
    • 한국정밀공학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.119-123
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    • 2014
  • Recently, laser processing technologies have been developed in many different industrial fields. The laser processing technologies are widely being applied such as laser assisted machining, cladding, heat treatment and coating. In the laser modules of the laser assisted machining system, laser lens is very important for accuracy and productivity of product. As the laser beam size, shape and focusing distance change, heat input energy of preheating point can be changed, the laser module of the laser assisted machining system should be equipped with various lenses differing beam size, beam shape and focusing distance. In this study, the rotary and linear laser modules are suggested. The finite element analysis is carried out to certify the static and dynamic stabilities of the developed laser modules. Finally, the rotary and linear laser modules have been fabricated successfully using the analysis results.

3차원 대면적 연속 마이크로 레이저 패터닝을 위한 연구 (Study of 3 dimensional wide area continuous laser micro patterning)

  • 김경한;손현기;이제훈
    • 한국레이저가공학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.1-5
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    • 2015
  • For continuous laser micro patterning on three-dimensional free form surface, innovative laser system is developed. The two axis galvanometer is combined with the dynamic focusing unit to increase optical distance. Also, it is synchronized with the 3 axis mechanical system. To determine laser machining sequence, laser CAM system is developed. It can make possible of 3D surface micro patterning under $25{\mu}m$ pattern width. The uniformity of pattern width is about 2.8% and it is validated that focal plane is well conserved by the dynamic focusing unit. Velocity and positional information of 1 axis is stage is fed to the scanner control board by the encoder signal and it makes possible real time synchronization. With this system, possible patterning volume is enlarged from $40{\times}40mm^2$ to $40{\times}120{\times}30mm^3$.

Simulation of an X-ray Fresnel Zone Plate with Nonideal Factors

  • Chen, Jie;Fan, Quanping;Wang, Junhua;Yuan, Dengpeng;Wei, Lai;Zhang, Qiangqiang;Liao, Junsheng;Xu, Min
    • Current Optics and Photonics
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    • 제4권1호
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    • pp.9-15
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    • 2020
  • Fresnel zone plates have been widely used in many applications, such as x-ray telescopes, microfluorescence, and microimaging. To obtain an x-ray Fresnel zone plate, many fabrication methods, such as electron-beam etching, ion-beam etching and chemical etching, have been developed. Fresnel zone plates fabricated by these methods will inevitably lead to some nonideal factors, which have an impact on the focusing characteristics of the zone plate. In this paper, the influences of these nonideal factors on the focusing characteristics of the zone plate are studied systematically, by numerical simulations based on scalar diffraction theory. The influence of the thickness of a Fresnel zone plate on the absolute focusing efficiency is calculated for a given incident x-ray's wavelength. The diffraction efficiency and size of the focal spot are calculated for different incline angles of the groove. The simulations of zone plates without struts, with regular struts, and with random struts are carried out, to study the effects of struts on the focusing characteristics of a zone plate. When a Fresnel zone plate is used to focus an ultrashort x-ray pulse, the effect of zone-plate structure on the final pulse duration is also discussed.

주사전자현미경 렌즈의 해석을 통한 최적의 빔 특성 연구 (Optimal Electron Beam Characteristics by Lenses Analysis Using Scanning Electron Microscopy)

  • 배진호;김동환
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권1호
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    • pp.1-9
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    • 2015
  • 이 논문은 SEM(Scanning Electron Microsopy) 경통부에서 전자빔의 집속특성을 최적화하기 위한 방법을 다루고 있다. SEM 에서 물체 표면을 확대하기 위해서는 경통부를 지나는 전자빔을 효과적으로 집속하여 표면에 충돌하는 프로브 직경을 줄이는 것이 중요하다. 이 전자빔의 집속정도를 나타내는 지표가 반배율이다. 본 연구는 전자빔의 집속특성을 효과적으로 구현하기 위해 그에 영향을 끼치는 경통부의 설계 인자들을 렌즈 해석과 광선 추적을 통해 알아본다. 이 결과를 근거로 민감도 분석을 수행하여 설계 인자들이 빔의 집속에 끼치는 영향의 정도를 정량적으로 비교해 볼 수 있다. 이러한 전자빔의 특성에 따른 설계 인자의 분석은 경통부 설계에 있어 중요한 기초 정보로 활용될 수 있다.

단일 빔 집속 LUT를 이용한 AESA 레이다의 근전계 시뮬레이션 기법 (A Study on the Near-Field Simulation Method for AESA RADAR using a Single Beam-Focusing LUT)

  • 주혜선
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제28권2호
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    • pp.81-88
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    • 2019
  • 능동배열안테나는 원전계에 있는 표적과 지형 등을 탐지/추적하기 때문에 개발 간 항공기 탑재 전 시험 수행을 위해 원전계 거리 조건을 만족하게 하는 수십 미터 이상의 지상 시험장이 필요하다. 따라서 빔 조향, 표적, 클러터 및 재밍 등의 시험 수행을 위해 지상에서 높은 곳에 실험실을 구축하는 야외 실험장을 구축하는 것이 일반적이다. 하지만 야외 실험장은 주변 지형, 날씨, 외부 신호등으로 인해 시험에 영향을 받으며, 시간/공간/비용적인 제약사항이 많다. 이러한 문제를 해결하기 위해 근전계에서 빔을 집속 시키는 이론적인 방안이 제시되었지만, 이를 실험실 환경으로 구축하기 위해서는 AESA 레이다 하드웨어의 변화를 초래한다. 본 논문에서는 관련 하드웨어와 소프트웨어의 변화 없이 AESA 레이다를 구성하는 안테나 송수신 모듈의 편차를 보정하기 위해 단일 LUT를 이용해 근전계의 빔 집속을 구현하는 기법을 제안한다. 제안한 기법은 원전계 실험 환경 및 다중 LUT를 이용한 근전계 빔 집속 구현 기법보다 실험 비용을 최소화하면서도 유사한 실험 결과를 도출할 수 있는 장점이 있다.

CDMA 역방향 링크의 성능 개선을 위한 스마트 안테나 수신기 알고리즘 (A New Smart Antenna Algorithm for Improving the Performance of CDMA Reverse Link)

  • 안재민;안치준;임민중
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제40권4호
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    • pp.45-53
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    • 2003
  • 본 논문에서는 공간 푸리에 변환과 최대비 결합 알고리즘을 사용한 새로운 방식의 스마트 안테나 수신기를 제안한다. 제안된 방식은 공간 푸리에 변환을 채용하여 수신 신호를 여러 개의 입사각 방향성분으로 분리하였고, 최대비 결합 알고리즘을 사용하여 원하는 사용자 신호 성분의 신호대 잡음비가 극대화 될 수 있도록 하였다. 제안된 알고리즘을 CDMA 역방향 링크의 수신기와 결합하여 성능 개선 효과를 확인하기 위한 모의 실험을 실시하였으며 그 결과 빔 패턴에 대한 집중화 효과를 확인할 수 있었다. 이로써 제안된 방식의 스마트 안테나 시스템이 기존의 스마트 안테나 시스템과 동일한 성능 개선 효과를 가져다 줄 수 있음을 확인할 수 있었다. 모의 실험은 백색잡음 환경에서 수행되었으며 신호의 입사각에 따른 빔 패턴의 집중화 정도와 최대비 결합의 수에 따른 비트 오류 성능 개선 정도를 확인해 보았다.