• 한국전자파학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.920-926
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• 2008

본 논문에서는 확장된 대역폭을 갖는 소형 epsilon negative(ENG) zeroth-order resonance(ZOR) 안테나를 제안하였다. 대역폭을 유지하고 ENG ZOR 안테나의 면적을 줄이기 위해서 안테나 패치 위에 패턴을 새겼고 meandered via를 삽입함으로써 매우 큰 병렬 인덕턴스를 발생시켰다. 동일한 면적, 공진 주파수에서 동작하는 ENG ZOR 안테나에 직선 via 대신 meandered via를 삽입하게 되면 유효 유전율의 분포의 기울기가 공진 주파수 근방에서 더 낮아지고 따라서 대역폭은 넓어진다. 결과적으로 제안한 meandered via를 가진 ENG ZOR 안테나는 직선 via를 가진 나선 구조 ENG ZOR 안테나와 동일한 면적을 가짐에도 불구하고 1.38배의 대역폭을 가지고 있는 것을 확인하였다. 또한, meandered via를 가진 ENG ZOR 안테나는 일반적인 mushroom ZOR 안테나보다 64 %의 면적감소를 보였다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제11권3호
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• pp.201-206
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• 2011

This paper presents a miniaturized epsilon negative (ENG) zeroth-order resonance (ZOR) patch antenna with an improved bandwidth. The miniaturization and the broad bandwidth of the ENG ZOR patch antenna are achieved by using a meandered via and a high permeability substrate instead of a straight via and a dielectric substrate. The use of a meandered via allows miniaturization of the ENG ZOR patch antenna without narrowing the bandwidth. The use of a high permeability substrate allows further miniaturization of the ENG ZOR patch antenna and improvement of the bandwidth. A high permeability substrate consisting of a multi-layered substrate is designed to have a small material loss. The antenna (kr=0.32) has a 10 dB fractional bandwidth of ~1 %, which is 1.74 times as broad as that of an antenna with a dielectric substrate.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.886-892
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• 2010

본 논문에서는 epsilon negative(ENG) 영차 공진과 $TM_{010}$-모드를 결합하여 넓은 대역폭을 갖고, 지향성 방사 패턴을 갖는 하이브리드 안테나를 제안한다. ENG 영차 공진을 얻기 위해 버섯 구조를 이용하였고, $TM_{010}$ 모드를 얻기 위해 패치 안테나를 이용하였다. 이 두 개의 안테나 사이에 갭을 주어 하나의 동축 선로 급전 구조로 두 개의 안테나를 결합하였다. ENG ZOR 주파수는 4 GHz, $TM_{010}$의 주파수는 3.9 GHz로 설계하였다. 두 주파수가 근접해 있기 때문에 이중 공진을 형성할 수 있고, 따라서 대역폭을 확장시킬 수가 있다. ENG ZOR 안테나는 전방향성의 방사 패턴을 갖지만, ENG ZOR 주파수와 $TM_{010}$의 주파수가 매우 근접해 있기 때문에 전방향성의 방사 패턴의 널 부분을 $TM_{010}$ 모드 방사가 보상해줄 수 있어 제안된 안테나는 지향성 방사 패턴을 갖는다. 제안된 안테나는 버섯 구조의 단위 셀을 각각 4개, 3개, 2개로 줄여나가면서 3가지 종류로 설계하여 특성을 분석하였다. 각각의 제안된 안테나는 비대역폭 $4.29{\sim}4.95 %$, 이득 3.16~5.57 dBi, 효율 62.4~94.2 %의 특성을 가지고 있다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제13권3호
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• pp.195-197
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• 2013

A compact ($0.26{\times}0.05$ ${\lambda}_0$ at 2.27 GHz) metamaterial-based zeroth-order resonant antenna system consisting of epsilon-negative (ENG) and mu-negative (MNG) structures is proposed. Although the spacing between the ENG and MNG antennas is only 0.09 ${\lambda}_0$, the isolation is relatively high (27.6 dB at 2.27 GHz). Furthermore, the envelope correlation is only 0.015. The radiation efficiencies of the proposed two radiators are also very high (90% on average).

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.997-1002
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• 2009

본 논문에서는 microstrip line에서 광대역 특성을 갖는 ENG(Epsilon Negative) ZOR(Zeroth-Order Resonant) 안테나를 설계, 제작, 측정 및 비교, 분석하였다. 제안된 안테나는 mushroom 구조를 이용하여 설계하였고, 영차 공진 단일 셀의 공진 주파수는 12 GHz이다. 안테나 크기는 $7.65{\times}1.31{\times}2.37\;mm$(or $0.306{\times}0.053{\times}0.095\;{\lambda}_0$ at 9.2 GHz)이다. 설계 방법은 방사 손실을 고려한 전송 이론 모델링을 바탕으로 설계하였다. 정합을 위한 결합 커패시터를 사용해서 안테나 공진 주파수가 9.2 GHz로 낮아졌으며, 이 주파수에서 측정된 대역폭은 1,831 MHz(20.0%)이며, 최대 이득은 7.1 dBi이다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권8호
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• pp.69-74
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• 2008

본 논문에서는 유전율($\varepsilon'$)과 투자율($\mu'$)이 양수인 double-positive (DPS) 물질에서 정의된 전파 상수를 epsilon-negative(ENG) 물질 (${\varepsilon}'<0,\;{\mu}'>0$), mu-negative (MNG) 물질 (${\varepsilon}'>0,\;{\mu}'<0$), 그리고 double-negative (DNG) 물질 (${\varepsilon}'<0,\;{\mu}'<0$)으로 확장하여 유도하였다. 이와 함께 유전율 손실(${\varepsilon}"$)과 투자율 손실(${\mu}"$)이 전파 상수에 미치는 영향을 분석하여 이 물질에서 전파가 right-handed (RH) 혹은 left-handed (LH)로 동작하는지를 규명하였다. DPS와 DNG 물질은 ${\varepsilon}"$와 ${\mu}"$의 값에 상관없이 각각 RH 그리고 LH 매질로 동작한다. 반면 ENG와 MNG 물질은 (${\varepsilon}'{\mu}"+{\varepsilon}"{\mu}'$)의 부호가 양수이면 RH, 음수이면 LH 매질로 동작하는 특이한 특성을 가진다.

• 한국전자파학회지:전자파기술
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• 제20권2호
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• pp.59-67
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• 2009

본고를 통해 초고주파 이론과 공학 분야는 물론 물리학, 재료공학의 기초 학문 분야에서도 지대한 관심을 모으고 있는 Metamaterial(MTM) 구조에 대해 조명하고자 한다. 먼저 MTM의 핵심이라고 할 수 있는 Left-Handedness(LH) 왼손 전파 법칙과 LH 발생 재질인 Double Negative(DNG) 재질에서의 전파 특성을 상대 유전율과 상대 투자율 평면에서 확인하고, 일반 매질인 Double Positive(DPS)형인 오른손 전파 법칙 Right-Handedness(=RH) 매질과의 결합(Composite Right-and Left-Hnaded=CRLH)에서 얻어지는 특징들을 살펴본다. 특히 DPS와 DNC의 결합에서 얻을 수 있는 음의 공진과 0차 공진(Zero-Order Resonance)을 언급하고 ZOR을 응용한 RF 부품의 소형화와 특성 개선사례를 소개한다. 또한, 안테나와 전자파 산란 특성에 MTM의 특수한 성질을 이용하여, 크기를 줄이거나 표면파를 억제하거나 혹은 방사 개구를 확대 또는 렌즈 특성을 얻어낸 사례도 언급된다 그리고 LH 특성은 아니지만 MTM 계열인 ENG(Epsilon Negative), MNG(Mu Negative), ENZ(Epsilon Near Zero)를 응용한 예들을 보이고, MTM 관점에서 FSS(Frequency Selective Surface )의 특성을 논의하고, 그간에 발표된 대표적 MTM 연구 결과에 대한 소개를 마치고자 한다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제1권3호
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• pp.3-8
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• 2008

본 논문에서는 H 평면에서 전방향성 방사패턴을 갖고 저자세를 갖는 평면형 안테나를 제안하였다. 전기적 소형 모노폴 안테나가 갖는 캐패시턴스 성분에 인덕티브 성분의 ENG(Epsilon Negative) 쉘 구조를 부설함으로써 임피던스를 매칭시켰다. ENG 쉘 구조는 4개의 계단형 L-슬롯으로 대칭된 인덕티브 로딩 구조로 이루어져 있다. 실제측정 결과 제안된 안테나의 임피던스 대역폭 ($VSWR{\leq}2$)은 150MHz (2.5 ~ 2.65GHz)를 나타내었고 최대 방사 이득은 중심 주파수 2.56GHz에서 1.12dBi를 나타내었으며 전방향성 방사패턴을 나타내었다. 제안된 안테나는 저자세 높이와 전방향성 방사를 요구하는 시스템에 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권8호
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• pp.8-14
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• 2008

본 논문에서는 via가 있는 버섯구조를 이용한 ENG ZOR 안테나와 DGS 구조를 이용한 via-free ENG ZOR 안테나의 접지면 크기의 변화에 따른 입력저항, 대역폭, 방사효율의 영향에 대하여 이론적 연구를 수행하였다. Via-free ZOR 안테나가 via가 있는 버섯구조 ZOR 안테나보다 접지면 크기에 영향을 더 받는 것으로 확인되었다. DGS가 적절하게 동작하기 위해서는 최소 크기의 접지면이 요구되어지므로 via-free 안테나의 방사특성은 일정 크기 이상의 접지면이 확보되어야 좋아질 수 있다. Via가 있는 안테나는 기판의 높이가 높아질수록 대역폭과 방사효율이 좋아지고, via-fee 안테나의 경우 높이가 높아질수록 대역폭과 방사효율이 떨어지는 것으로 관찰되었다. 또한, via-free ZOR 안테나의 경우 via가 있는 버섯구조 ZOR 안테나와 비교하여 대역폭이 좁고 방사효율은 떨어지지만 소형화에 유리함을 알 수 있었다.