• 제목/요약/키워드: Metamaterial Transmission Line

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CPW 구조를 이용한 metamaterial 전송선로 특성에 관한 연구 (A study of metamaterial transmission line characteristics using CPW structure)

  • 김진수;황희용
    • 산업기술연구
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    • 제28권B호
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    • pp.251-255
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    • 2008
  • Metamaterial are artificial structures that can be designed to exhibit specific electromagnetic properties not commonly found in nature. Metamaterial transmission lines are usually fabricated with a microstrip structure and it's equivalent circuit is composed of two series capacitances and a shunt inductance. However microstrip structure need a via hall for realizing a shunt inductance. To eliminate via hall, we proposed a CRLH transmission line using a CPW structure, and obtained equivalent circuit values, line parameters.

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Metamaterial 전송선로를 이용한 4출력 90° 위상 분배기 (4 Way Quadrature Divider Using Metamaterial Transmission Lines)

  • 조학래;김정표;구경헌
    • 한국항행학회논문지
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    • 제22권2호
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    • pp.141-147
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    • 2018
  • 본 논문에서는 $90^{\circ}$ 위상차를 갖는 GNSS (global navigation satellite system)용 광대역 4출력 분배 회로를 제안한다. 제안하는 분배회로는 1개의 발룬과 2개의 $90^{\circ}$ 위상 분배기로 이루어진다. 발룬은 wilkinson 분배기와 두 출력단에 각각 ${\pm}90^{\circ}$ metamaterial 전송선 위상 천이기를 이용하여 구현된다. $90^{\circ}$ 위상 분배기의 경우, 발룬과 구조는 같으나, 두 개의 출력단에 각각 ${\pm}45^{\circ}$ metamaterial 전송선 위상천이기가 적용된다. Metamaterial 전송선은 LCL-TL (LC loaded transmission line) 단위 셀을 이용하여 구현하였으며, 요구되는 위상 천이 특성을 구현하기 위해 5셀을 갖도록 하였다. 구현된 4출력 $90^{\circ}$ 위상 분배기는 GNSS 대역인 1.165 -1.61 GHz의 넓은 대역에서 각 포트별 $90^{\circ}{\pm}10^{\circ}$의 위상차를 갖는다.

Varactor-Loaded Split-Ring Resonator(VLSRR) 기반의 가변 Metamaterial 전송 선로를 이용한 광대역 전압 제어 발진기 (Broadband VCO Using Electronically Controlled Metamaterial Transmission Line Based on Varactor-Loaded Split-Ring Resonator)

  • 최재원;서철헌
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제44권11호
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    • pp.54-59
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    • 2007
  • 본 논문에서는 varactor-loaded split-ring resonator (VLSRR)를 기반으로 한 가변 metamaterial 전송 선로를 이용한 광대역 전압 제어 발진기를 제안하였다. 우선, 마이크로스트립 라인에 결합된 VLSRR이 주파수 조절 특성을 갖는 metamaterial 전송선로를 만들 수 있음을 증명하였다. 음의 유효 투자율은 VLSRR에 의해 공진 주파수 상에서 협대역으로 얻어지는데, 버랙터 다이오드들의 연결을 통해 주파수가 조절될 수 있다. 1.8 V의 공급 전압을 갖는 전압 제어 발진기는 주파수 조절 범위 $5.407\;{\sim}\;5.84\;GHz$에서 $-108.84\;{\sim}\;-105.5\;dBc/Hz$ @ 100 kHz의 위상 잡음 특성을 얻는다. Power-frequency-tuning-normalized (PFTN)이라고 불리우는 figure of merit (FOM)은 20.144 dB이다.

CRLH 전송선로를 이용한 공통 모드 억압 평형 필터 (Common-Mode Suppression Balanced Filter based on Composite Right/Left-Handed Transmission Line)

  • 김영;윤정호;윤영철
    • 한국항행학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.571-577
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    • 2011
  • 본 논문은 차동 모드로 동작하는 메타 재질 구조를 바탕으로 평형 필터 설계를 제안한 것이다. 이 메타 재질 구조는 차동 모드 동작에서는 Composite Right/Left-Handed(CRLH) 메타 재질로 동작하여 필터 특성을 갖지만, 공통 모드에서는 통과대역이 차단되는 성질을 갖는 평형 CRLH 단위 셀로 구성되었다. 이러한 차동모드 특성을 갖는 단위 셀을 직렬로 4단을 연결하여 필터를 구성하였으며, 제안된 메타 재질의 특성은 차동 모드 평형 필터로 동작하고, 공통 모드에서는 차단되는 특성을 실험 결과를 통하여 확인하였다. 메타 재질을 이용한 평형 필터는 대역폭이 960 MHz~1000 MHz, 4.1dB의 삽입손실을 갖는 특성을 얻었다.

Complementary 나선형 공진 구조와 인터디지털 구조 기반의 메타물질 전송 선로를 이용한 저위상 잡음 전압 제어 발진기 (Low Phase Noise VCO using Metamaterial Transmission Line Based on Complementary Spiral Resonator and Interdigital Structure)

  • 최재원;서철헌
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제48권2호
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    • pp.95-104
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    • 2011
  • 본 논문에서는 complementary 나선형 공진 구조와 인터디지털 구조 기반의 메타물질 전송 선로가 전압 제어 발진기의 위상 잡음을 줄이기 위해서 제안되었다. 이와 같은 메타물질 전송 선로는 접지 면에 식각된 complementary 나선형 공진 구조의 배열과 신호 면의 인터디지털 전송 선로를 적용하여 구현되었다. 신호 면의 인터디지털 전송 선로는 인터디지털 구조가 없는 일반적인 전송 선로보다 더 높은 공진 Q 특성을 얻기 위해서 사용되었다. 제안된 메타물질 전송 선로의 공진 특성과 Q 특성의 고유 포화 특성이 신호 면의 전송 선로의 폭, complementary 나선형 공진 구조의 크기, complementary 나선형 공진 구조 사이의 전류 방향, complementary 나선형 공진 구조의 단위 셀 쌍의 수를 변화시킴으로써, 그리고 인터디지털 구조의 유무에 의해서 분석되어졌다. 제안된 전압 제어 발진기의 위상 잡음과 주파수 조절 범위는 -127.50~-125.33 dBc/Hz @ 100 kHz와 5.744~5.852 GHz이다.

헬름홀츠 공명기들로 구성된 음향 메타물질의 파동전파 특성 (Wave Propagation Characteristics of Acoustic Metamaterials with Helmholtz Resonators)

  • 권병진;조충희;박광춘;오일권
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제23권2호
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    • pp.167-175
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    • 2013
  • The wave propagation characteristics of an acoustic metamaterial composed of periodically repeated one-dimensional Helmholtz resonator array was investigated considering the effects of dimensional changes of the resonator geometry on the transmission coefficient and band gap. The effective impedance and transmission coefficient of the acoustic metamaterials are obtained based on the acoustic transmission line method. The designed acoustic metamaterials exhibit band gaps and negative bulk modulus that are non-existent properties in the nature. The band gap of the acoustic metamaterial is strongly dependent on the geometry parameters of Helmholtz resonators and lattice spacing. Also, a new type of metamaterial that is periodically constructed with two different resonators was designed to open the local resonance band gap without change of Bragg scattering.

CRLH 전송 선로 리키 웨이브 안테나를 이용한 평형 믹서 (Balanced Mixer Based on Composite Right/Left-Handed Transmission Line Leaky-Wave Antenna)

  • 김영
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권9호
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    • pp.985-991
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    • 2008
  • 본 논문은 차동과 공통 모드로 동작하는 메타 재질 구조를 바탕으로 평형 믹서 수신기를 제안한 것이다. 이 메타 재질 구조는 리키 웨이브 안테나로 동작하며, 순수 공통 모드는 억압한다. 이러한 특성은 낮은 LO 누설전력과 높은 RF-LO 고립도를 갖고 있어 LO과 RF 경로에 추가적인 여파기가 필요로 하지 않는다. 이 메타 재질은 차동 모드 동작에서는 Composite Right/Left-Handed(CRLH) 메타 재질처럼 동작하고, 공통 모드에서는 차단되는 성질을 갖는 단위 셀을 기초로 설계하였다. 제안된 메타 재질의 차동과 공통 모드 특성은 실험 결과를 통하여 증명하였다. 메타 재질을 이용한 수신기는 $1.96{\sim}2.40$ GHz의 주파수 범위에서 동작하는 안테나와 평형 믹서를 집적화시켜 제작하였고, 2.4 GHz에서 21.1 dB의 믹서의 변환 손실을 얻었다.

A Novel Compact Metamaterial Zeroth Order Resonant Bandpass Filter for a VHF Band and Its Stopband Improvement by Transmission Zeros

  • Kahng, Sungtek;Jang, Geonho
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제13권4호
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    • pp.263-266
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    • 2013
  • A novel compact and low-loss VHF bandpass filter is presented with enhanced stopband performance using metamaterial zeroth order resonator (ZOR) characteristics. An in-line ZOR filter is initially suggested and changed to have transmission zeros (TZs) due to source-load coupling for effective improvement of the isolation from UHF wireless channels. The proposed filter is smaller than 1/10 of the conventional filters in terms of size and has relatively very low insertion loss (< 1 dB for the electromagnetic (EM) simulation and < 3 dB for the measurement) and return loss (<-20 dB) in the passband due to the approximately 80% size reduction and the higher isolation in the stopband due to the TZs. The circuit and EM simulation are in good agreement with the measurements.

CRLH 전송선로의 비선형 위상 특성을 이용한 이중대역 평형 믹서 (Dual-Band Balanced Mixer using Nonlinear Phase Characteristic of CRLH Transmission Line)

  • 정연우;김영;윤영철
    • 한국항행학회논문지
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    • 제15권1호
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    • pp.97-103
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    • 2011
  • 본 논문은 비선형 위상 특성을 갖고 있는 CRLH 전송선로를 이용하여 이중대역 평형 믹서를 제안한 것이다. 이 메타 재질 구조의 믹서는 이중대역에서 낮은 LO 누설 전력과 높은 RF-LO 고립도를 갖고 있어, LO와 RF 경로에 추가적인 여파기가 필요하지 않는다. 이 평형 믹서는 이중대역에서 동작하는 발룬과 윌킨슨 분배기를 이용하여 구현하였으며, 이중대역 특성은 CRLH 전송선로의 비선형 위상 특성을 이용하였다. 제안한 메타 재질을 이용한 평형 믹서는 실험을 결과를 통해서 증명하였으며, 870 MHz와 1660 MHz의 주파수에서 동작하도록 제작하여, 870 MHz에서 15.2 dB, 1660 MHz에서 21.2 dB의 변환 손실을 얻었다.

Magneto-Dielectric Material을 이용한 소형 Composite Right/Left-Handed Transmission Line Metamaterial 안테나 (A Small Composite Right/Left-Handed Transmission Line Metamaterial Antenna Using a Magneto-Dielectric Material)

  • 장경덕;김재희;김기호;성원모;박위상
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.223-230
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    • 2008
  • 본 논문에서는 magneto-dielectric material을 이용하여 CRLH-TL 안테나를 소형화 시키는 방법을 제안하였다. 제안된 안테나는 patch와 via를 이용하여 구현한 mushroom 구조의 CRLH-TL 안테나에 SRR을 이용한 magneto-dielectric material을 장하한 구조이다. 시뮬레이션을 통해 SRR의 동작 특성을 살펴보았고, SRR을 이용하여 기판의 투자율 값을 증가시킬 수 있음을 확인하였다. 또한, magneto-dielectric material을 이용함으로써 CRLH-TL 안테나의 공진 주파수를 감소시킬 수 있음을 확인하였다. -1차 공진 모드에서 7.13 %, 0차 공진 모드에서 23.9 %의 주파수 감소 효과를 얻을 수 있었다. 0차 공진 모드에서 동작하는 안테나를 제작하여 반사 손실과 방사 패턴을 살펴보았다. 제작된 안테나의 동작 주파수는 1.888 GHz이며, 측정된 대역폭은 0.48 %이고, 이득은 0.534 dBi, 효율은 51.7 %이다.