• 한국광학회지
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• 제31권1호
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• pp.31-36
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• 2020

본 논문에서는 온도 변화에 따라 절연체-금속 상전이 특성을 보이는 이산화바나듐(VO₂)를 식각한 도선과 금속 도선을 조합한 밴드-전환형 테라헤르츠 메타물질을 제시하였다. 갭을 가지는 금속 사각 구조 가운데 식각된 VO₂ 도선을 위치시킨 구조와 VO₂ 상전이 특성을 이용하여 제안된 메타물질의 가변성을 확보하였다. 설계한 VO₂ 기반 메타물질은 VO₂의 절연체-금속 상전이 특성에 따라 공진 주파수가 1.4 THz에서 0.7 THz으로 전환되었다. 이때, 제안한 메타물질의 절대 투과율은 0.7 THz와 1.4 THz에서 각각 78.5%와 65.8%로 높은 변화율을 가지고, 전환이 가능한 두 공진 주파수 중간 대역에서 40%와 60% 사이의 안정적인 투과율을 보이면서 균일하게 90도의 높은 차등 위상 변위 특성을 보였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.664-670
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• 2014

일반적으로 메타물질의 성질은 무한히 배열된 단위 셀 구조로 해석한다. 그러나 실제 응용 구조의 설계/구현 과정에서 메타물질은 유한하게 배열할 수밖에 없고, 유한 배열의 효과를 해석하는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 유한한 대형 배열 메타물질 구조의 산란 특성을 full-wave 해석 없이 계산하기 위한 방법을 제안하였다. 제안한 모델은 다음과 같다. TM 편파에 대해 유한히 배열한 메타물질 구조의 표면 전류와 무한 배열 표면 전류 비를 4차 다항식으로 근사하였다. 다항식의 계수를 금속 패치의 물리적 길이에 대한 함수로 계산하여, 임의의 I-모양 메타물질이 균일하게 배열된 유한 배열 구조의 전류 분포를 쉽게 계산할 수 있다. 그리고 제안된 전류 분포 모델을 기반으로 예측한 표면 전류를 통해 유한한 메타물질 배열 구조의 산란파를 계산하였다. 또, 제안한 모델을 이용하여 계산한 레이더 반사 단면적(Radar Cross Section: RCS)을 측정 결과와 비교함으로써 제안한 모델의 정확도를 실험적으로 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.406-409
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• 2012

메타 물질에서의 전자기파 유도 에너지 전달 제어에 관한 연구가 마이크로파 영역에서 실험 및 전산 모사를 통해 이루어졌다. 제시된 메타 물질은 기판을 사이로 두 개의 링 타입 공진기가 비대칭적으로 배열된 구조이고, 전자기파의 유도 에너지 전달이 편광 상태에 크게 의존함을 확인할 수 있었다. 본 연구는 마이크로파 제어 및 관련 응용 분야에 새로운 가능성을 제시할 수 있을 것이다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.402-405
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• 2012

본 논문에서는 non-bianisotropy 특성을 갖는 IDC(Interdigital Capacitor)를 이용한 메타 물질(metamaterial) 단위셀 구조를 제안하였다. IDC 단위 셀에 유도되는 자기 공진으로 인하여 SRR(Spilt Ring Resonator)와 같이 특이한 유효 매질 파라미터 값들이 나타내게 된다. 제안된 단위 셀은 기존의 SRR 단위 셀 구조에 비하여 전기적으로 더 작게 설계할 수 있다. 도파관 측정법을 이용하여 얻은 응답 특성을 통해 추출된 셀의 유효 파라미터 값은 시뮬레이션을 통해 얻어진 결과와 유사한 특성을 보였다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제12권1호
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• pp.26-31
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• 2012

We have proposed a metamaterial lens that enables sub-wavelength focusing, which is shorter than an operating wavelength. Our lens is a two dimensional array of a unit cell consisting of a metallic dual-plate printed on a dielectric substrate. The unique dual-plate structure provides negativeness both in permittivity and permeability, with no help from conventional additional structures, which are normally printed on the opposite of metallic patterns. Therefore, we can focus a source (or an image) in a tiny distance shorter than the free space wavelength (${\lambda}$) at the frequencies of interest. Furthermore, since the proposed geometry does not need separate supplementary structures to acquire negative permittivity or permeability, our lens is much simpler than conventional metamaterial lenses, which is a strong point in practical applications. We have validated sub-wavelength focusing ability in a 6 GHz frequency band through an experiment of near field scanning, which provided the width of about 0.19 ${\lambda}$ at a half maximum of a peak value of an measured image. The width of the focused image through the lens is more than 4 times shorter than that without the lens, which confirms the validity of our design approach.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.893-899
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• 2010

본 논문에서는 변형된 원형 버섯 구조의 메타 재질을 이용하여 새로운 대역 통과 여파기의 설계법을 제안한다. 0차 공진(Zeroth-Order Resonance: ZOR) 특성을 보이는 반원 형태의 버섯 구조 셀을 공진기로 이용하며, 각각의 이웃하는 0차 공진기 사이에 갭을 두어 용량성 결합을 유도한다. 제안된 메타 재질 대역 통과 여파기 설계법은 회로 해석 및 3차원 모의 실험과 측정을 통하여 해석 및 설계 목표와 비교 분석되어 그 타당성을 증명하였다. 0차 공진의 특수한 전계 분포 및 분산도를 통하여 메타 재질임을 증명하였으며, 대역 통과 여파기의 소형화에 대하여도 논의된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.19-24
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• 2017

본 논문에서는 스크린 인쇄 방식으로 제작된 의복용 메타물질 흡수체를 제안한다. 제안된 흡수체의 단위구조의 도체 패턴 모양은 의류 브랜드인 샤넬 로고를 차용하였으며, FEM 방식의 시뮬레이션 툴을 사용하여 성능을 검증하였다. 또한, 성능을 검증하기 위해 일반적인 직물 원단 위에 전도성 잉크를 스크린 프린팅 방식으로 인쇄하여 시제품을 제작한 뒤, 벡터 회로망 분석기와 두 개의 도파관을 이용하여 반사계수를 측정하였다. 그 결과, 제안된 흡수체는 10.8 GHz에서 약 93 %에 가까운 흡수율을 갖는 것을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제47권2호
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• pp.62-66
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• 2010

본 논문은 높은 Q 특성을 갖는 이중 H자 형태의 메타 전자파구조의 공진기를 적용한 발진기를 제안하였다. 제안된 발진기는 고성능의 주파수합성부에 적용하기 위한 것으로 저위상잡음 및 높은 출력 전력을 요구한다. 특히 이중 H자 형태의 메타 전자파구조(DHM)는 전기장의 커플링을 강하게 하여 발진 주파수에서 높은 Q 값을 갖도록 설계되었다. 이러한 특성을 통해 우수한 위상잡음 특성을 얻을 수 있다. 이중 H자 형태의 메타 전자파구조를 이용한 발진기는 레이더 시스템의 주파수 합성부에 적용하기 위한 X 대역 내 발진을 형성하였으며 출력 전력은 4.33 dBm, 위상잡음은 100 kHz 옵셋에서 -108 dBc를 얻을 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제25권5호
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• pp.279-285
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• 2014

본 논문에서는 온도 변화에 따라 절연체-금속 상전이 특성을 보이는 이산화바나듐($VO_2$)과 메타물질을 이용하여 전기적으로 제어 가능한 테라헤르츠 변조기를 제시하였다. 변조기 기능을 하는 메타물질 구조가 $VO_2$의 도전율 변화에 영향을 주는 열을 전기적으로 조절할 수 있는 히터의 역할도 동시에 할 수 있는 정사각고리 구조의 메타물질을 설계하였다. 설계한 $VO_2$기반 메타물질 변조기의 전파 투과량은 정사각고리 메타물질에 직접 연결된 전압 인가용 도선을 통한 인가 전압 변화로 조절이 가능하다. $VO_2$의 도전율 변화에 따라 전파 투과계수는 470 GHz 에서 0.27에서 0.80으로 안정적으로 조절되었고, 13% 주파수 대역폭에서 투과계수 변화폭이 일정하게 유지되었다.

• 전기학회논문지
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• 제61권8호
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• pp.1159-1163
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• 2012

In this paper, a new method is suggested to reduce the size of a wide-band array antenna. The power-divider for the feeding structure is made compact as ${\lambda}/8$ with the help of a novel Metamaterial UWB bandpass filter. This power divider is clearly different from others in that the proposed design uses microstrip structured Composite Right and Left-Handed (CRLH) filters, while others use two dielectric layers or long tapered transmission lines. In order to validate the proposed design method, the circuit and full-wave simulated results of the power divider with the Metamaterial UWB filters are compared to each other, and the Metamaterial properties of the structure are shown with the electric field at the ZOR and dispersion diagram. Furthermore, the antenna performance of the fabricated antenna with the power divider is measured and compared with the prediction. Also, the size reduction effect by the proposed scheme is addressed.