haku: @keyword kuvantaminen / yhteensä: 12
viite: 7 / 12
| Tekijä: | Tamminen, Aleksi |
| Työn nimi: | On developments in submillimeter-wavelenght imaging |
| Alimillimetriaaltoalueen kuvantamismenetelmien kehittämisestä | |
| Julkaisutyyppi: | Lisensiaatintutkimus |
| Julkaisuvuosi: | 2011 |
| Sivut: | 99 Kieli: eng |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Radiotieteen ja -tekniikan laitos |
| Oppiaine: | Radiotekniikka (S-26) |
| Valvoja: | Räisänen, Antti |
| Ohjaaja: | Ala-Laurinaho, Juha ; Viikari, Ville |
| OEVS: | Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossaOppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa. Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/ Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.
Kirjautuminen asiakaskoneille
Opinnäytteen avaaminen
Opinnäytteen lukeminen
Opinnäytteen tulostus
|
| Sijainti: | P1 Ark Aalto 598 | Arkisto |
| Avainsanat: | bolometers hologram imaging indirect holographic method pyroelectric detector radar-absorbing material submillimeter wavelengths alimillimetriaallot bolometri epäsuora holografinen menetelmä hologrammi kuvantaminen pyroelektrinen detektori radioaaltoja absorboiva materiaali |
| Tiivistelmä (fin): | Tämä lisensiaatintutkimus käsittelee alimillimetriaaltoalueen kuvantamistekniikoita. Tutkimuksessa luodaan katsaus erilaisiin kuvantamismenetelmiin ja esitellään kuvanlaadun arviointiin sopivia suureita, kuten impulssivaste, resoluutio, kuvan signaalikohinasuhde (SNR) ja kohinaekvivalentti heijastuskerroinero (NE£916;R). Kirjallisuustutkimuksessa käsitellään alimillimetriaaltoalueen säteilyn etenemistä, vuorovaikutusta aineen kanssa ja vertaillaan eri kuvantamismenetelmiä. Tutkimuksen kokeellisessa osassa alimillimetriaaltokuvien laatua arvioidaan edellä mainittujen suureiden avulla. Kuvantaminen on toteutettu 310 GHz:n aktiivisella, epäsuoraan holografiseen menetelmään perustuvalla järjestelmällä, jossa kuva fokusoidaan laskennallisesti. Menetelmän etu on, että se vaatii ainoastaan sähkökentän amplitudin mittausta. Järjestelmän impulssivaste on määritetty sen askelvasteen mittauksesta. Järjestelmän kulmaerotuskyky, 0,18°, on lähellä teoreettista arvoa. Alimillimetriaaltokuvien SNR ja NEΔR on määritetty muuttuvalla järjestelmän signaalikohinasuhteella. Nain on saatu järjestelmän signaali-kohinasuhteeksi pienin arvo, 26 dB, jolla NEΔR ei ole vielä heikentynyt minimiarvostaan 0,002. Passiivisessa alimillimetriaaltoalueen kuvantamisjärjestelmässä käytettyjä antennikytkettyjä mikrobolometrejä on karakterisoitu huoneenlämmössä 325 GHz:stä 782 GHz:iin. Transition-edge -bolometri on kytketty kartiokierukka-antenniin, joka on puolestaan kytketty pii-substraattilinssiin. Ilmaisimien keilanleveys noudattaa 8.5°/THz -lakia. Suuntakuvion gaussisuus kasvaa taajuuden mukana. Bolometrien välinen vaihtelu suuntaavuudessa on alle 2 desibeliä ja niiden akselisuhde on lähes yksi. Heijastus- ja läpäisytyyppisiä vaihehologrammeja käytetään tasoaaltokentän, hiljaisen alueen, luomiseen 310 GHz:llä ja 650 GHz:llä. Hiljaisen alueen amplitudi- ja vaihevaihtelu on +-1,5 dB ja ±5° 310 GHz:n sekä ±3 dB ja ±25° 650 GHz:n hologrammeilla. Hologrammeja voidaan käyttää kompaktissa antennimittauspaikassa tai tutkapoikkipinta-alan mittauspaikassa. Tutkapoikkipinta-alan mittausta on käytetty erilaisten radioaaltoja absorboivien materiaalien heijastavuuksien määrittämiseen 310 GHz:llä ja 650 GHz:llä. Myös tavanomaisia materiaaleja, kuten mattoja, voidaan käyttää radioaaltoja absorboivina materiaaleina, sillä niiden heijastavuus voi olla samaa luokkaa kaupallisten absorbaattoreiden kanssa. Lopuksi, infrapunailmaisimien käyttöä alimillimetriaaltoalueella on tutkittu. Pyroelektristen ilmaisimien vaste voi olla lähes vakio alimillimetriaaltoalueella ja niiden mitattu herkkyys on jopa 1500 V/W. |
| Tiivistelmä (eng): | This licentiate thesis covers various technical aspects of sub-millimetre-wavelength (SMMW) imaging. The thesis includes an overview of imaging techniques and lays down parameters for image quality evaluation: point spread function (PSF), resolution, image signal-to-noise ratio (SNR) , and noise-equivalent reflectivity difference (NEΔR). In the literature review, phenomenology of SMMW propagation and interaction with matter as well as different imaging modalities are introduced. Different imaging techniques reported in the literature are compared. In the experimental part of the thesis, image quality of SMMW images is evaluated quantitatively based on the above-mentioned parameters. The images are acquired with a 310-GHz active imaging system based on indirect holographic method and computational back propagation. Advantageously, only amplitude detection is required in the method. The slanted-edge method is applied, and the point spread function of the system is estimated. Imager cross-range resolution is found to be close to theory, 0.18°. The resulting image SNR and NEΔR are evaluated at different SNR of the measurement system -setting requirement for the imaging system receiver SNR. The NEΔR is found to be 0.002 down to a system SNR of 26 dBs Antenna-coupled micro bolometers - used in a passive SMMW imaging system - are characterized at 325-782 GHz at room temperature. The bolometer detectors consist of transition-edge bolometers contacted to an equiangular spiral antenna and coupled to a 2-mm Si substrate lens. The beam width of the bolometer detectors is found to follow an 8.5°/THz -relation. The directional pattern becomes more Gaussian as the frequency is increased towards the high end of the SMMW range. The bolometer-to-bolometer gain difference is found to be 2 dB at maximum. The axial ratio of the bolometer detectors is close to unity. Reflection-and transmission-type phase holograms are used to create a planar wave front, the quiet zone (QZ), at 310 GHz and at 650 GHz. The QZ is measured to have a ripple of ±1.5 dB and ±5° at 310 GHz and ±3 dB and ±25° at 650 GHz, respectively. The holograms are suitable for use in compact antenna test ranges (CATR) or in radar-cross-section (RCS) measurements. The RCS range is used to measure reflectivity of different radar-absorbing materials (RAM) at 310 GHz and at 650 GHz. It is found that every-day materials, such as carpets, can also be used as RAM since they can have reflectivity level comparable to commercial RAM. Finally, infrared detectors are studied for use at SMMW. Pyro electric detectors can have nearly constant response and sensitivity as high as 1500 V/W at the SMMW range is measured. |
| ED: | 2011-11-07 |
INSSI tietueen numero: 42913
+ lisää koriin
INSSI