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Experimental Verification of Electromagnetic Cloak Based on Quasi-Conformal Mapping

준등각 맵핑 기반 전자기파 투명화 구조의 실험적 검증

  • Kim, Yongjune (Department of Electrical and Electronic Engineering, Yonsei University) ;
  • Seo, Ilsung (Agency for Defense Development) ;
  • Koh, Il-Suek (Department of Electronic Engineering, Inha University) ;
  • Lee, Yongshik (Department of Electrical and Electronic Engineering, Yonsei University)
  • 김용준 (연세대학교 전기전자공학과) ;
  • 서일성 (국방과학연구소 제4기술본부) ;
  • 고일석 (인하대학교 전자공학과) ;
  • 이용식 (연세대학교 전기전자공학과)
  • Received : 2015.09.22
  • Accepted : 2015.11.03
  • Published : 2016.07.07

Abstract

A design method is proposed to minimize the scattering cross section(SCS) of the electromagnetic cloak based on the quasi-conformal mapping. Often times in such cloaking structures, parts that require refractive index below one are approximated with free space because of the difficulty involved with realization. In this process, preformance degradation is inevitable. In this work, the size of the cloak is optimized to compensate for the deterioration, and thus to minimize the scattering cross section of a diamond shaped conductor. Proposed cloak is fabricated using a 3D printer, and verified by measuring the cloaking performance of a diamond shaped aluminum target.

본 논문에서는 준등각 맵핑 기반 전자기파 투명화 구조의 산란 단면적(Scattering Cross Section: SCS)을 최소화 시키는 설계 방법을 제시한다. 준등각 맵핑에 기반하여 설계한 전자기파 투명화 구조를 사각형 형태로 잘라낸 뒤 경계면 밖의 굴절률과 내부의 1미만인 굴절률을 자유 공간으로 근사하는 방법을 사용함으로써 구현하기 어려운 굴절률 문제를 해결하였다. 사각형 형태의 크기는 시뮬레이션을 통해 전자기파 투명화 구조를 적용한 마름모형 금속 물체의 산란 단면적이 최소가 되도록 최적화하였다. 설계된 자유 공간형 전자기파 투명화 구조를 3D 프린터를 이용하여 제작, 산란파 저감 특성을 전자기장 스캐너를 이용하여 실험적으로 검증하였다.

Keywords

References

  1. J. B. Pendry et al., "Controlling electromagnetic fields", Science 312, pp. 1780-1782, 2006. https://doi.org/10.1126/science.1125907
  2. D. Schurig et al., "Metamaterial electromagnetic cloak at microwave frequencies", Science 314, pp. 977-980, 2006. https://doi.org/10.1126/science.1133628
  3. J. Li et al., "Hiding under the carpet: A new strategy for Cloaking", Phys. Rev. Lett., vol. 101, pp. 203901, 2008. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.101.203901
  4. H. F. Ma et al., "Compact-sized and broadband carpet cloak and free-space cloak", Opt. Express, vol. 17, pp. 19947-19959, 2009. https://doi.org/10.1364/OE.17.019947
  5. C. A. Balanis, Advanced Engineering Electromagnetics, 2nd edition, Wiley, 2012.