Transparent Rectangular Patch Antenna Using Square Metal Mesh Transparent Electrode

This paper reports the transparent electrode, which would be applied to transparent displays and smart glasses. Herein, a squared metal mesh with the most widely used copper wire in microwaves is studied for the alternating thin-film-type transparent and conducting indium tin oxide(ITO), with a low conductivity(sheet resistance > $5{\Omega}/sq.$). The electromagnetic performance of a patch antenna with metal mesh is analyzed. This paper presents the results of the optical(OT, optical transparent) and electrical(sheet resistance) characteristics of a squared metal mesh, which is a basic design. To improve the OT, copper wire(w=0.2 mm) is used in fabricating the squared metal mesh and the relationship between the OT and the antenna performance(radiation gain, radiation pattern) was analyzed according to the mesh size(l=1, 2 mm). The measurement results show that the antenna performance and the optical characteristic are in inverse proportion to each other. In real applications, the optical and electrical characteristics, and the costs of production are to be considered.

정방형 메탈메쉬 투명전극을 이용한 투명 사각 패치 안테나

본 논문은 향후 투명 디스플레이, 스마트글래스(smart glass) 등의 그 활용도가 증가 추세에 있는 투명전극과 관련된 논문이며, 본 논문에서는 투명 안테나 등의 투명 고주파 수동소자 설계 시, 투명 디스플레이 등에 가장 많이 사용되고 있는 ITO(Indium-Tin-Oxide)을 이용한 박막형(thin film type) 투명전극의 낮은 전기적 특성(면저항>$5({\Omega}/sq)$)으로 인한 성능저하를 개선하고자, 고주파 소자에 가장 일반적으로 사용되는 도체인 구리선(copper wire)으로 구현되는 정방형 메탈메쉬(square metal mesh)를 이용하여 투명전극을 구현하고, 이를 기본 단위로 하여 투명 패치 안테나를 구현하였고, 그 성능을 비교 분석하였다. 본 논문에서는 투명전극의 기본 설계 블록인 정방형 메탈메쉬의 광학적 특성(광 투과도) 및 전기적 특성(면저항)을 측정 및 분석하였고, 이를 이용하여 투명 패치 안테나를 설계, 측정, 분석하였다. 또한, 정방형 메탈메쉬는 광 투과도를 높이기 위해 얇은 구리선(w=0.2 mm)을 사용하였으며, 망(mesh) 크기(l=1, 2 mm)에 따른 광 투과도와 안테나 성능(방사이득, 방사패턴)과의 관계를 분석하였다. 투명 안테나 성능 측정 결과, 안테나 성능은 정방형 메탈메쉬의 광학적 특성과 반비례하며, 실제 활용 시에는 광학적 특성, 전기적 특성, 제작비용을 종합적으로 고려하여, 응용에 따른 투명 안테나의 활용이 필요하다.