• 제목/요약/키워드: Geometrical Optics

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위성 탑재용 다중빔 대형 반사판 안테나의 최적 설계 (Optimum Design of Multi-beam Large Reflector Antenna for Satellite Payload)

  • 윤소현;엄만석;염인복
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제5권2호
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    • pp.45-49
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    • 2010
  • 본 논문은 보편적 통신방송 서비스를 고속의 데이터 처리 속도로 개인휴대단말에 제공하기 위한 고이득의 위성 탑재용 다중빔 대형 반사판 안테나의 설계에 관해 연구한 것이다. 대형 반사판 안테나는 급전부를 배열소자로 사용한 하이브리드 형태로 다중빔을 형성하도록 한다. 다중빔의 각각은 급전 배열소자의 일부군을 사용하여 형성되며, 배열소자군의 각 소자는 적절한 신호 크기와 위상을 갖도록 최적화되어야 한다. 최적화 과정은 GO (Geometrical Optics) 및 PO (Physical Optics) 해석을 통해 이루어졌다. 또한, 요구되는 EIRP (Effective Isotropically Radiated Power) 및 개별 소자의 전력 크기를 만족하도록 배열 소자의 개수도 최적화하였다. 한반도 지역에 서비스를 제공하기 위해 15개의 다중빔을 구성하고, 최적화 설계 과정을 통해 30m 급 반사판 안테나 구조와 25개 배열 소자로 구성되는 급전부를 설계하였다.

New parametric approach to decomposition of disk averaged spectra of potential extra terrestrial planet I. Surface type ratio of the Earth

  • Ryu, Dong-Ok;Seong, Se-Hyun;Yu, Jin-Hee;Oh, Eun-Song;Ahn, Ki-Beom;Hong, Jin-Suk;Lee, Jae-Min;Kim, Suk-Whan
    • 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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    • 한국우주과학회 2010년도 한국우주과학회보 제19권1호
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    • pp.34.2-34.2
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    • 2010
  • We built 7 potential extra-terrestrial planets including the full 3D Earth model with various surface types and 6 planet models, each with uniform surface characteristics. The surface types include ice, tundra, forest, grass, ground and ocean. We then imported these 7 planets into integrated ray tracing(IRT) model to compute their disk averaged spectra and to understand the spectral behavior depending on the geometrical view, illumination phase and seasonal change. The IRT computation show that the 6 planets with uniform surfaces exhibit clear spectral differences from that of the Earth. We then built a phase and seasonal DAS database for the 6 uniform surface planets and used them for parametric spectral decomposition technique to derive the Earth DAS. This computation resulted in the first potential solution to the surface type ratio of the Earth compared to the measured earth surface type ratio. The computational details and the implications are discussed.

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중집광형 태양광 집광장치 용 선형 프레넬 렌즈의 최적화설계연구 (Linear Fresnel Lens Optimization for Middle Concentrated Photovoltaic)

  • 송제헌;유진희;이준호;장원근;이동길
    • 한국광학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.213-216
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    • 2013
  • 본 논문에서는 25배 태양광 집광장치에 적용될 선형 프레넬 렌즈의 최적화에 대해 서술한다. 이 선형 프레넬 렌즈는 각기 다른 패턴을 가진 $10{\times}10$ mm 크기의 선형 프레넬 렌즈가 $5{\times}5$의 형태로 결합된 렌즈이다. 각 프레넬 렌즈는 같은 크기의 태양전지로 태양광이 입사할 수 있도록 최적화되어 있다. 최적화된 프레넬 렌즈의 설계치는 패턴높이 35 ${\mu}m$, 구배각 $4^{\circ}$, 모서리 라운드 1 ${\mu}m$로 각각의 선형 프레넬 렌즈에 모두 같은 값이 부여되었지만 사면경사각은 $14.1^{\circ}{\sim}31.2^{\circ}$로 각기 다르다. 이렇게 설계된 선형 프레넬 렌즈의 태양광 집광효율은 80%이상이며 기존의 25배 집광용 단일 프레넬 렌즈보다 오정렬 및 제작공차 측면에서 강력한 성능을 가진다. 설계된 선형 프레넬 렌즈의 민감도 분석을 통해 모서리 라운드가 1 ${\mu}m$씩 증가할수록 집광효율이 ~5%씩 저하되는 것을 파악하였고 이에 모서리 라운드가 최소한의 수치로 유지되어야 함을 확인하였다.

누진 가입도 렌즈의 규격 비교 (Comparison of Progressive Addition Lenses Standards)

  • 문병연;백선목;유동식
    • 한국안광학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.1-7
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    • 2009
  • 국산 누진가입도렌즈의 품질향상을 위하여, 누진가입도렌즈의 광학적, 기하학적 요소를 측정하고, 국제규격에 따른 품질을 평가하였다. 방법: 국내시장에서 판매되고 있는 국내외 브랜드의 누진가입도렌즈를 대상으로 굴절력, 중심두께, 프리즘 굴절력을 측정하여, 국제규격에 따라 비교, 분석하였다. 결과: 국내 브랜드 제품들이 해외브랜드 제품과 대등한 품질을 보였으나, 국제규격의 허용기준에 미치지 못하는 경우가 있었다. 결론: 누진가입도렌즈는 세심한 주의가 요구되므로, 국산제품이 세계시장에서 더 높은 경쟁력을 가지기 위해서는 보다 엄격한 품질관리가 필수요소인 것으로 생각된다.

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Development of radar cross section analysis system of naval ships

  • Kim, Kook-Hyun;Kim, Jin-Hyeong;Choi, Tae-Muk;Cho, Dae-Seung
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제4권1호
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    • pp.20-32
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    • 2012
  • A software system for a complex object scattering analysis, named SYSCOS, has been developed for a systematic radar cross section (RCS) analysis and reduction design. The system is based on the high frequency analysis methods of physical optics, geometrical optics, and physical theory of diffraction, which are suitable for RCS analysis of electromagnetically large and complex targets as like naval ships. In addition, a direct scattering center analysis function has been included, which gives relatively simple and intuitive way to discriminate problem areas in design stage when comparing with conventional image-based approaches. In this paper, the theoretical background and the organization of the SYSCOS system are presented. To verify its accuracy and to demonstrate its applicability, numerical analyses for a square plate, a sphere and a cylinder, a weapon system and a virtual naval ship have been carried out, of which results have been compared with analytic solutions and those obtained by the other existing software.

Research on a Method for the Optical Measurement of the Rifling Angle of Artillery Based on Angle Error Correction

  • Zhang, Ye;Zheng, Yang
    • Current Optics and Photonics
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    • 제4권6호
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    • pp.500-508
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    • 2020
  • The rifling angle of artillery is an important parameter, and its determination plays a key role in the stability, hit rate, accuracy and service life of artillery. In this study, we propose an optical measurement method for the rifling angle based on angle error correction. The method is based on the principle of geometrical optics imaging, where the rifling on the inner wall of the artillery barrel is imaged on a CCD camera target surface by an optical system. When the measurement system moves in the barrel, the rifling image rotates accordingly. According to the relationship between the rotation angle of the rifling image and the travel distance of the measurement system, different types of rifling equations are established. Solving equations of the rifling angle are deduced according to the definition of the rifling angle. Furthermore, we added an angle error correction function to the method that is based on the theory of dynamic optics. This function can measure and correct the angle error caused by the posture change of the measurement system. Thus, the rifling angle measurement accuracy is effectively improved. Finally, we simulated and analyzed the influence of parameter changes of the measurement system on rifling angle measurement accuracy. The simulation results show that the rifling angle measurement method has high measurement accuracy, and the method can be applied to different types of rifling angle measurements. The method provides the theoretical basis for the development of a high-precision rifling measurement system in the future.

반도체 와이어 본딩 검사용 다중배치 현미경 광학계에 대한 공차분석 (Tolerance analysis of Multi-Configurative Microscopic System for Inspecting the Wire-Bonding Status of Semiconductor Chips)

  • 류재명;이해진;강건모;정진호;백승선;조재흥
    • 한국광학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.149-158
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    • 2006
  • 가우스 괄호법을 이용한 굴절능 배치 방법과 등가렌즈 설계법으로 기존에 설계한 반도체와이어 본딩 검사용 다중배치 현미경 광학계에 대한 공차 분석을 하였다. 축상 대칭 공차인 곡률과 두께에 대한 공차는 회절 한계에 의한 초점심도 내에서 후방초점거리(BFL)가 변하도록 결정하였고, 축 비대칭 공차인 decenter와 tilt에 대한 공차는 0.7 field에서 공간주파수 50 lp/mm에서의 MTF(Modulation Transfer Function) 변화가 5% 이내가 되도록 시행착오 방법으로 정하였다. 이 결과 공차분포확률에 관계없이 MTF의 감소율이 5% 미만 되는 곳에 가장 많은 확률로 공차가 분포하므로 위와 같은 방법으로 공차를 부여하면 원하는 본 광학계의 결상 성능을 만족시킬 수 있음을 확인하였다.

국내 안경렌즈 광학적 요소 신뢰성 조사 (The Research on the Optical Reliability of Spectacle Lens in Korea)

  • 김태훈;예기훈;성아영
    • 한국안광학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.43-48
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    • 2008
  • 목적: 본 연구는 국내에 유통되고 있는 시력보정용 안경렌즈를 대상으로 국제표준 규격인 ISO와 식품의약품 안전청 의료기기에 대한 기준규격을 사용하여 기하광학적 특성에 대한 신뢰성을 평가하였다. 방법: 실험에서는 총 8개 회사 398개의 렌즈를 사용하였고, 굴절률별로 중굴절(1.55~1.56), 고굴절(1.60~1.61) 초고굴절(1.67)로 분류하여 실험하였다. 결과: 전체 렌즈에서 굴절력의 적합률은 85.18%로 나타났으며, 두께의 적합률은 90.00%, 표면검사의 적합률은 85.18%, 크기의 적합률은 96.23%, 광학적중심점의 위치 적합률은 99.50%로 나타났다. 결론: 기하광학적 특성에 대한 실험결과, 굴절력에 대하여 규격의 허용오차 범위를 벗어나는 제품이 많이 발견되었다. 프리즘 굴절력, 표면검사, 광학중심점의 위치항목에서는 기준 오차가 비교적 적은 것으로 나타났다. 렌즈의 크기, 렌즈의 두께에 대한 실험에서는 대부분의 표기율과 적합율이 허용오차 범위를 벗어나는 것으로 나타났다.

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3차원 영상출력을 위한 ELC 렌즈의 기하광학적 해석 방법 및 최적 설계 (A Geometrical Analysis Method of ELC Lens for The 3D Display for Optimum Design)

  • 김봉식;김건우;백승조;박우상
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제26권6호
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    • pp.457-461
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    • 2013
  • In this paper, a novel method based on geometrical optics is proposed to calculate the optical characteristics of an electric field driven liquid crystal (ELC) lens. For an optimally designed ELC lens, effective refractive index is calculated and then ray tracing is carried out using Huygens' principle. From the results, the intensity distribution at the optimum viewing distance (OVD) is obtained. To confirm the validity of our work, the result is compared with that calculated by the extended Jones matrix method (EJMM). As a result, it turns out that the novel method provides more simple and rigorous simulation results than the EJMM.