• 한국항공우주학회지
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• 제42권1호
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• pp.82-89
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• 2014

본 논문에서는 공진기 각진동에 의한 출력을 제거하기 위하여 복조방법을 사용하는 링레이저 자이로의 시간 양자화 오차를 감소시키기 위한 방법을 논의하였다. 링레이저 자이로에는 맥놀이 주파수를 검출하는 과정에서 발생하는 각도 양자화오차와 lock-in 현상을 해결하기 위하여 변조한 각진동을 출력으로부터 복조하는 과정에서 발생하는 시간 양자화오차가 있다. 시간 양자화 오차는 링레이저 자이로의 샘플링 주기가 자이로 각진동 주기에 동기된 복조방법을 사용하기 때문에 발생한다. 일반적으로 자이로 각진동 주기는 항법계산 주기에 비하여 길기 때문에, 탑재체의 자세를 빠른 속도로 업데이트 해야만 하는 고기동 환경에서는 시간양자화 오차에 의한 항법오차가 발생된다. 본 논문에서는 이러한 샘플링 시간 양자화오차를 줄이기 위하여 이중 복조방법을 제안하고, 시뮬레이션을 통하여 동적환경에서의 오차 감소현상을 확인하였다.

• 한국생산제조학회지
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• 제22권1호
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• pp.107-111
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• 2013

The gyroscopes have been used as a suitable inertial instrument for the navigation guidance and attitude controls. The accuracy as very sensitive sensor is limited by the lock-in region (dead band) due to the frequency coupling between two counter-propagating waves at low rotation rates. This frequency coupling gives no phase difference, and an angular increment is not detected. This problem can be overcome by mechanically dithering the gyroscope. This paper presents the design method of mechanical dither by the theoretical considerations and the verification of the theoretical equations through FEM applications. As a result, comparing to the past result, the maximum prediction error of resonant frequency was within 3 percent and peak dither rate was within 5 percent. It was found that the theoretical equations can be feasible for the mechanical performance of dither.

• 한국광학회지
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• 제23권5호
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• pp.203-210
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• 2012

사냑간섭계 원리를 이용한 자이로는 연구의 계기가 된 발명 또는 연구시기에 따라서 크게 3세대로 구분되어질 수 있다. 사냑간섭계 원리를 이용한 첫 번째 자이로인 링레이저 자이로는 레이저의 발명에 의해서 1960년대 부터 연구되어 왔으며, 사냑간섭계 원리를 이용한 2세대 자이로인 광섬유 자이로는 통신용 광섬유의 발명에 의해서 1970년대부터 연구되어 왔다. 원자의 파동성이 입증된 1990년대 후반에는 차기세대 자이로 개발을 위한 원자간섭계 연구가 시작되었다. 본 논문은 이러한 세 분류의 사냑간섭계 원리를 이용한 자이로의 동작원리, 응용분야, 그리고 발전전망에 대하여 논의하였다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제16권4호
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• pp.485-491
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• 2002

The gyroscopes have been used as a suitable inertial instrument for the navigation guidance and attitude controls. The accuracy as very sensitive sensor is limited by the lock-in region (dead band) by the frequency coupling between two counter-propagating waves at low rotation rates. This frequency coupling gives no phase difference and an angular increment is not detected. This problem can be overcome by the mechanical dithering. The purpose of the mechanical dithering is to suppress the dead band, oscillate the monoblock about the rotation axis and add an external rotation rate. This paper presents the theoretical considerations of the mechanical performances of dither on the basis of the loading condition and angular characteristics due to the piezoelement deformation and the validity of theoretical equations are compared through FEM (Finite Element Method) simulations.

• 한국광학회지
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• 제14권6호
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• pp.649-656
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• 2003

본 논문에서는 몸체진동형 링레이저 자이로에서 레이저 공진기에 인가되는 입력 각속도가 lock-in 영역에 있을 때 발생하는 맥놀이신호 위상오차의 크기는 맥놀이신호의 위상에 관계된다는 것을 수치해석적인 계산을 통하여 확인하였다. 그리고 그 오차가 누적되지 않고 통계적 평균값이 영이 되도록 하기 위하여 몸체진동의 진폭을 변화시키는 몸체진동잡음 인가방식에 대한 요구조건을 연구하였다. 그 결과 몸체진동잡음에는 진폭을 증가시키고 감소시키는 진폭경사가 필요하고 여기에 유사 백색잡음을 첨가해주어야 하며 진폭경사의 기울기 및 진폭의 최대값과 최소값을 불규칙적으로 변화시켜야 됨을 알 수 있었다. 그리고 이러한 조건을 만족하는 것과 그렇지 않은 몸체진동잡음을 이용하여 자이로를 동작시키면서 주변온도의 변화에 의하여 나타나는 출력변화를 비교함으로서 몸체진동잡음에 의하여 오차가 누적되는 특성을 확인하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제17권4호
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• pp.531-536
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• 2014

There are trapping and stripping methods as the technique to remove the dither motion from RLG(Ring Laser Gyro) output. V/F converter output of angular sensor to measure the dither motion is used in stripping method. But bias and scale factor error is always included in V/F converter output and is a critical limiting factor for the wide application of stripping method to RLG. Therefore there have been many researches to solve this problem. The method to accurately estimate the bias and scale factor error of V/F converter using measurements of the angular sensor acquired at data sampling rate of INS is presented in this paper. To this end, stripping technique based on model of dither motion is newly applied.

• 전기학회논문지
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• 제57권2호
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• pp.256-260
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• 2008

The Ring Laser Gyro makes use of the Sagnac effect within a resonant ring cavity of A He-Ne laser and has more accuracy than the other Gyros. The Low Earth Orbit satellite for observatory use require the high accuracy Gyro to control and determine the altitude because of the need of payload pointing accuracy. In this paper, The theory of the Path Length Control is explained. The electrical design of Path Length Controller is described. The Design for Path Length Controller is composed of the demodulator, Integrator, Phase shifter, High Voltage Amplifier. We apply the circuit to 28cm square ring laser gyro and get the test results.

• 항공우주기술
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• 제6권1호
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• pp.109-113
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• 2007

위성에는 자세제어를 위하여 광학식 자이로가 사용되고 있다. 여러 종류의 자이로중 타자이로에 비해 RLG는 정밀도는 높으나 레이저 방전현상을 이용하므로 방전관 전극의 수명이 곧 자이로의 수명을 결정짓는 요소이다. 그래서 현재는 비교적 짧은 4년의 수명을 목표로 하는 저궤도 위성의 자세제어를 위하여 장착되어 사용되고 있다. 링 레이저 자이로 (RLG)의 전자모듈 전원은 크게 레이저를 발진시키기 위한 전압과(Discharge 전압), Lock-in을 보상하는 Dither를 구동하는 전압(Dither 구동 전압)과 광경로를 일정하게 유지하기 위해 미러를 구동하는 전압(PLC 구동 전압)인 고전압계통의 전원과 로직회로와 아날로그 회로를 구동하는 저전압 계통의 전원으로 나눌 수 있다. 본 논문에서는 Flyback Converter를 이용하여 헬륨-네온 레이저의 플라즈마를 생성하고 발진을 유지하는 Discharge전압을 포함하는 자이로 전력계 설계과정을 제시한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권8호
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• pp.788-795
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• 2011

본 논문에서는 각종 탑재체에 가장 광범위하게 사용되는 중급성능의 레이저 관성항법 장치에 적용 가능한 소형 링레이저 자이로를 설계하기 위한 요구규격을 제시한다. 이를 위하여 우선 중급성능 관성항법장치 구성을 위하여 요구되는 링레이저 자이로의 요구 성능규격을 분석하였다. 그리고 이를 만족시키기 위하여 해외기술 조사 및 이론적으로 분석을 통하여 링레이저 자이로 시스템을 설계한 결과를 제시하였으며 요구 기술을 정리하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1503_1504
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• 2009

MEMS 구조물은 ${\mu}m$단위의 크기로 만들어지므로 각속도계와 같이 정밀한 센서를 만들 때에는 노이즈 문제를 해결하지 않으면 신호를 측정할 수가 없다. MEMS 구조물의 미세한 진동에 의해 발생되는 수 pico-coulomb의 전하를 측정해야하므로 구동 신호가 검출 전극에서 Feed-through되어 나타나는 경우 그 크기가 구동에 의한 신호보다 100배 이상 크기 때문에 원하는 신호를 검출할 수 없다. 본 논문에서는 이러한 Feed-through 현상에 의한 노이즈를 줄이기 위하여 Guard-ring을 이용한 blocking 방법과 dummy port를 이용한 canceling 방법을 고안하고 Feed-through reduction 회로를 설계, 제작, 실험하여 그 효과를 확인하였다. 그 결과 구동신호가 6Vpp, 30kHz일 때, -53.186dBm이었던 Feed-through 신호가 -77.107dBm으로 줄어드는 것을 확인하였다. 또한 노이즈를 제거하지 않은 경우 측정할 수 없었던 Q-factor를 Feed-through reduction 회로를 사용하여 측정한 결과 진공 패키징된 Si 기반 자이로스코프가 공진주파수 약 7.018kHz에서 Q-factor가 약 2500임을 확인하였다.