• Composites Research
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• 제22권3호
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• pp.44-54
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• 2009

본 논문에서는 퍼콜레이션 이론적 관점에 기초한 복소 유전율의 수치모델을 제시하고, 전기 전도성이 뛰어난 카본 블랙을 혼합한 유리섬유/에폭시 복합재료 적층판의 복소 유전율을 이용하여 이 깃을 검증하였다. 제시된 모델은 카본 블랙의 함유율이 퍼콜레이션 임계함유율 보다 높고, 주파수가 충분히 높아서 복합재료의 교류 전기전도도가 주파수에 비례하는 구간에서의 복소 유전율을 모사한다. 복합재료의 복소 유전율은 벡터회로망분석기와 7 mm 동축관을 이용하여 $0.5\;GHz\;{\sim}18\;GHz$ 대역에서 측정되었다. 제시된 모델은 퍼콜레이션 이론에서 유용하게 사용되는 축척(눈금잡이) 법칙의 함수형태와 실험을 통하여 구한 상수들로 구성되어 있으며, 복소 유전율을 주파수와 가본 블랙의 함유율의 함수로 나타내었다. 제시된 모델은 복소 유전율을 측정결과와의 비교를 통하여 검증되었다.

• Composites Research
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• 제27권5호
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• pp.190-195
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• 2014

본 연구에서는 MWNT(Multi-walled carbon nanotube)의 응집크기와 복소유전율의 관계를 수치해석적인 방법을 통하여 접근하였다. 이를 위하여 3-roll-mill 장비를 사용하여 1 wt% MWNT가 첨가된 에폭시 시편을 제작하였다. 제작된 시편은 X-band(8.2~12.4 GHz)에서 네트워크 분석기와 자유공간 측정 장비를 이용하여 복소유전율을 측정하였다. 측정된 복소유전율과 복소유전율 혼합 모델을 이용하여 에폭시와 MWNT 응집으로 이루어진 해석모델의 유전율을 결정하였다. 해석 모델은 앞서 말한 것과 같이 에폭시와 MWNT의 응집으로 이루어져 있으며, 정육면체 에폭시 내에 구 형태의 MWNT 응집을 가정하였다. 이에 따라 에폭시와 MWNT의 부피비율은 고정되며, 변수는 응집의 크기로 한정하였다. 수치해석은 상용 전자기 해석프로그램인 CST를 사용하였다. CST로부터 모델의 S-parameter를 얻었고, 복소유전율은 Nicolson 방법을 사용하여 얻었다. MATLAB으로 코드를 만들어 S-parameter 로부터 복소유전율을 얻었다. 수치해석 결과 응집의 크기가 작아질수록 복소유전율 값이 높아지는 모습을 살펴볼 수 있었으며, 이는 나노 입자의 이용에 있어서 분산도는 기계적인 특성뿐 아니라 전자기적 특성인 복소유전율에도 영향을 미친다고 볼 수 있으며, 같은 나노 입자 함량에서 분산도가 좋을수록 높은 복소유전율을 기대할 수 있다.

• 한국전자파학회:학술대회논문집
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• 한국전자파학회 2001년도 종합학술발표회 논문집 Vol.11 No.1
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• pp.300-303
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• 2001

개방단말 동축선 프로브는 임의의 매질에 접촉하여 복소 유전율을 구하므로 사용이 용이한 측정법이다. 복소 유전율의 측정 과정은 두 단계로 구성된다. 먼저 프로브의 개구면을 미지의 매질에 접촉시켜서 반사계수를 측정한다. 다음에는 반사계수를 환산모델에 대입하여 복소 유전율을 구한다. 그러나 실제 측정시 발생하는 오차들에 대해 취약하다는 단점을 가지고 있다. 정확성을 떨어뜨리는 주요 오차 요인으로는 프로브의 개구면과 측정매질 사이의 공극으로 인한 불완전 접촉오타와 프로브의 제작 한계로 인한 오차를 들 수 있다. 본 논문에서는 이런 오차상황에서 유한 차분 시간영역법으로 반사계수를 계산하고나서 환산모델에 의해 복소 유전율로 환산함으로써 오차에 대한 환산모델들간의 안정성을 살펴보고자 한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.9-15
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• 2011

마이크로스트립 선로를 이용하여 기판의 유전율을 광대역에서 빠르고 쉽게 측정하는 방법을 제시하였다. 산란계수를 이용하여 1차 반사계수와 1차 전송계수를 구하여 기판의 복소 유전율과 복소 투자율을 계산하는 과정을 보였다. 기존에 유전율을 알고 있는 기판에 제작한 마이크로스트립 라인의 산란계수를 회로망분석기를 이용하여 측정하여 기판유전율을 확인하였다. 이 방법은 유전율을 모르는 기판의 유전율을 측정하는데 적용가능하다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제14권9호
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• pp.955-960
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• 2003

본 논문에서는 이동 가능한 프로브(probe)가 있는, 종단된 동축 슬롯 선로(Coaxial slotted line)를 샘플 液의 흘더로 사용하여, 이동 통신 단말기 의 송신 주파수帶에서의 복소 유전율을 측정할 수 있는 시스템을 제작하였으며, 이를 이용하여 IEEE Std 1528-200X에 서 제안한 기준 액체들(Reference Liquids)의 복소 유전율을 측정 비교하여 봄으로써, 측정 시스템의 타당성을 조사하였다.

• Composites Research
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• 제24권2호
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• pp.38-45
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• 2011

본 논문에서는 유리섬유 강화 복합재 적층판으로 이루어진 단일층 Dallenbach layer의 전파흡수체의 최적화 기법을 제시하고 그 성능을 분석하였다. 복합재 적층판의 전기적 특성을 제어하기 위해서 탄소나노튜브(CNT)를 혼합한 프리프레그를 사용하였다. 최적화 설계 기법은 유전자 알고리즘을 사용하였으며, 이를 이용하여 다양한 주파수에서 흡수체를 설계하고, 복합재의 두께 및 CNT 함유율을 최적화하였다. CNT 함유율의 최적화를 위해서는 복합재의 복소 유전율의 수치적 모델이 사용되었다. 전파흡수체의 최적설계에서 주파수에 따라서 CNT 함유율은 비례하여 증가하고, 흡수체의 두께는 반비례하여 감소한다. 흡수체의 -10 dB 흡수대역폭은 흡수체가 설계된 중심주파수에 비례하여 증가한다. 설계된 흡수체의 검증을 위해서 10 GHz에서 중심주파수를 갖는 흡수제를 제조하고 그 성능을 평가하였다. 복합재 적층판의 복소 유전율과 전파흡수체의 반사손실은 벡터회로망분석기와 7 mm 동축관을 이용하여 측정하였다. 복합재의 두께와 복소 유전율에 있어서의 측정된 값과 예측치의 차이에 의해서 중심주파수의 이동, 중심주파수에서의 반사손실의 감쇄, 흡수대역폭의 감소가 발생하였다.

• Composites Research
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• 제19권5호
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• pp.28-33
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• 2006

본 논문에서는 카본 블랙, 탄소나노섬유, 탄소나노튜브를 혼합한 유리섬유/에폭시 복합재료 적층판의 복소 유전율과 그 특성이 전자파 흡수체 설계에 미치는 영향에 대한 연구를 수행하였다. 실험은 벡터회로망분석기와 7 mm 동축관을 이용하여 0.5 GHz$\sim$18 GHz의 주파수 영역에서 수행하였다. 실험결과는 복합재료의 복소 유전율이 첨가된 탄소나노소재의 함유율과 그 특성에 강하게 영향을 받는 것으로 나타났다. 복소 유전율의 실수부와 허수부는 탄소나노소재의 함유량에 따라 증가하지만, 탄소나노소재의 형태에 따라서 그 증가율이 모두 다르게 나타났다. 이러한 상이한 증가율은 단층형 흡수체의 설계에 있어서 두께에 영향을 준다. 이러한 영향은 단층형 흡수체를 설계하기 위한 복소 유전율의 해와 실험으로부터 얻은 세가지 종류의 복합재료의 복소 유전율을 함께 배치한 Cole-Cole 선도를 이용하여 평가되었다. 설계결과를 바탕으로 각각의 탄소나노소재를 이용하여 -10 dB의 흡수대역이 모두 3 GHz이면서 두께가 서로 다른 흡수체를 개발하였다.

• 전자공학회논문지D
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• 제36D권8호
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• pp.19-26
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• 1999

개방단말 동축선 프로브의 제작오차가 프로브에 접촉된 매질의 복소유전율 측정에 얼마나 강한 영향을 미치는 지를 살펴보기 위한 수치계산을 수행하였다. 몇 가지 종류의 유전체를 접촉시킨 개방단말 동축선 프로브의 반사계수는 FDTD 방법을 적용해 수치계산 하였다. 이러한 계산된 반사계수들을 새로운 가상의 전송선 모델에 적용시켜 복소유전율로 확산하였는데, 본 논문에서 사용한 방법은 기존의 방법보다 물리적으로 더 의미가 있는 방법이다. 개방단말 프로브에 약간의 제작오차가 있을 때에도 복소유전율에는 큰 오차가 발생함을 알 수 있었다.

• 한국자기학회지
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• 제20권4호
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• pp.143-148
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• 2010

92.6%Fe-6.5%Si-0.9%Cr(wt%) 연자성 합금 박편을 폴리머 중에 분산시킨 준마이크로파 대역의 전자파 노이즈 흡수용 복합시트를 제조할 때, 시트 두께에 따른 전자파 전력손실(전송손실) 및 전자기적 특성과 내부 미세구조의 변화를 조사하였다. 시트두께 0.3~0.5 mm의 범위에서, 시트가 두꺼울수록 1~5 GHz의 주파수 대역에서 투과 파라미터 $S_{21}$의 값이 현저하게 낮아지면서 전력손실의 크기가 매우 증가하였다. 이 때 복소 투자율 및 자기 손실계수는 시트 두께가 변하여도 거의 비슷한 값을 가져 전력손실의 변화에 별 기여를 하지 못한 것으로 관찰되었다. 한편 복소 유전율은 시트의 두께에 따라 상당한 변화를 보여 1~5 GHz 대역에서 시트 두께가 두꺼우면 유전율 허수부의 크기가 증가하였는바, 내부 미세구조의 변화에 기인하는 것으로 추정되는 이러한 복소 유전율의 변화가 두꺼운 복합 시트의 큰 전력손실 즉 우수한 전자파 흡수 특성의 주된 원인인 것으로 판단되었다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제38권7호
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• pp.22-27
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• 2001

본 논문에서는 자체 설계 및 제작한 개방단말 동축선 프로브를 이용하여 분말(설탕, 밀가루)과 고체(테플론, 아크릴)와 같은 다양한 유전체에 대하여 복소 유전율을 측정하였다. 측정장치로 프로브를 동축선을 통하여 벡터 회로망 분석기(VNA)와 연결하였다. 동축선의 끝단까지는 OSL(개방, 단락, 부하) calibration kit를 이용하여 교정하였다. 동축선 끝단에 프로브를 삽입함으로 발생하는 위상차이는 증류수에 대하여 수치계산한 반사계수를 이용하여 보상하였다. 측정매질의 표면에 프로브를 접촉시켰을 때 측정한 반사계수를 가상의 원추형 선로 모델에 대입하여 복소 유전율을 환산하였다. 30 MHz부터 3 GHz에 걸친 광대역 주파수 범위에서 여러 가지 분말과 고체에 대하여 본 논문의 방법으로 측정한 복소 유전율을 한국표준과학연구원(KRISS)에서 잔송선로법으로 측정한 결과와 비교하였다.