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.
본 연구에서는 ZnO계 투명전극 소재를 이용하여 RFID 태그 안테나에 적용 가능성 여부를 확인하였다. Si 기판위에 RF 스퍼터링 공정에 의해 Ga-doped ZnO 투명 마이크로스트립 스파이혈 안테나를 $2{\mu}m$를 증착하여 구현하고 그 전기적 특성을 측정하였다. HFSS 전자계 시뮬레이터를 사용하여 13.56MHz HF 주파수 대역에서 태그 안테나로서의 가능성을 검증한 후 Ga-doped ZnO 타겟을 사용한 RF 스퍼터링 공정에 의하여 스파이럴 안테나 패턴을 구현하였다. 마이크로스트립 선폭 및 선 간격을 $50\sim200{\mu}m$때 영역에서 조절하면서 안테나 패턴을 설계하였다. S 파라메터, 자기공진주파수 및 Q값을 시뮬레이션으로부터 도출하였다. Al $2{\mu}m$ 증착한 시편에 비하여 약 -10dB 정도의 이득저하가 발생하였으나 리더-태그를 밀착시킨 조건에서 1.7V (13.56MHz) 전압검출이 가능하였다.
In this paper, a new electromagnetic circuit is proposed for an optical pickup actuator with high sensitivity. Contrary to those of conventional actuators, the proposed circuit has two focusing coils which are diagonally placed at the front and rear of a moving part. The configuration which makes the effective length of the focusing coil longer and the moving part lighter, is helpful in increasing the sensitivity of the actuator. However, the asymmetry of the moving part by two focusing coils causes flexible node vibrations in quite low frequency range. This paper shows that the design modification of the moving part for the reconfiguration of mass moment of inertia can reduce the mode vibrations.
Magnetic resonance imaging has a potential to produce clear anatomical as well as functional images of human body. However, the ability to diagnose is limited by signal to noise ratio (SNR) and the resolution of current medical systems. To remove the challenges prevalent due to the use of high field scanners, dedicated radio frequency coils are used. Transverse electromagnetic coils have an advantage of providing homogeneous magnetic field throughout the region but with low signal to noise ratio while surface coils have an advantage of providing higher signal to noise ratio but with low homogeneity. This research combines both the advantage into one by utilizing transmit only transverse electromagnetic radio frequency coils (8 channel) along with receive only surface coils (by varying the number) for better imaging of brain. A 7 Tesla 32-channel close fitting helmet shaped phased-array surface coils along with the combination of 8 channel transmit only transverse electromagnetic coils provided good homogeneity as well as significant SNR improvements throughout the human brain.
Meander 형태의 인덕터를 각각 산화마그네슘 (MgO)기판과 산화 알루미늄 ($Al_2O_3$) 기판 위에 구현하여 고주파 특성을 구조 시뮬레이션을 통해 연구하였다. 고주파 시뮬레이션을 통해서 적절한 구조의 meander 형태의 인덕터를 선정하여 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션시 사용된 알루미늄 상부전극은 길이 282 nm, 폭 45 nm, 두께 100 nm, 간격은 15 nm의 구조 였으며, 5, 7, 9, 11, 13턴의 meander 형태 인덕터 소자들을 이용하여 고주파 수동소자 응용을 위한 고주파 구조 시뮬레이션을 50 MHz에서부터 30 GHz까지 수행하였다. 주파수에 따른 인덕턴스와 품질계수를 등가회로를 이용하여 계산하였다. 시뮬레이션으로부터 자기공진주파수 (SRF, self resonance frequency)가 인덕터의 턴 수가 증가함에 따라 저주파 영역으로 이동하는 것을 확인하였고, 고주파 시뮬레이션 결과에서 산란 매개변수 (S-parameter, $S_{21}$)로부터 인덕턴스와 품질계수를 추출해내었다.
본 논문에서는 1.58 ${\times}$ 0.82 ${\times}$ 0.94 $mm^3$크기의 H 형태의 솔레노이드형 RF 칩 인덕터를 코일의 직경과 권선수를 변화시키면서 제작하였고, 그들의 고주파 성능을 비교 분석하였다. 저손실 $Al_2O_3$재료를 코아로 $30{\mu}m{\sim}40{\mu}m$의 여러 직경을 가진 Cu를 코일로 사용하였다. 인덕터의 인덕턴스(L), 품질계수(Q), 저항(R), 임피던스(Z) 그리고 커패시턴스(C) 등의 주파수 특성은 HP4291B로 측정하였다. 실험결과 동일권선수에 대해 코일직경이 자을수록 L, Q, R, 그리고 Z등이 증가하였고, 그 증가폭은 권선수가 클수록 커지는 경향이 있음을 알 수 있었다. 그러나 코일직경이 작을수록 기생 커패시턴스 효과가 빨리 나타나 자기 공진주파수 효과가 감소하는 경향을 보이고 있음을 확인하였다. 코일직경이 $3{\mu}m$이고 권선수가 6인 경우에 대표적인 값들은 다음과 같다. L=31.4nH(at 250MHz), Q=49.6(at 700MHz), R=0.362${\Omega}$(at 1MHz)
완전 이식형 인공심장 개발의 일환으로 무선에너지 전송장치를 개발하였다. 본 연구에서는 피하에 이식된 2차 코일과 피부표면에 놓인 1차 코일 간의 자기 유도의 원리에 의한 전기에너지 전송시스템을 개발하였으며, 이식될 소자의 소형화 및 전송효율의 향상을 목표로 하였다. 클래스 E 공진 증폭기를 이용하여 인공심자의 구동에 요구되는 40 Watt 전송시 75% 이상의 전송 효율을 얻었다. 또한 동물 실험을 실시하여, 체내 성능을 검증하였고 체내 이식부의 생체 적합성도 확인하였다.
Embedded capacitor technology is one of the effective packing technologies for further miniaturization and higher performance of electric packaging system. In this paper, the embedded capacitors were simulated and fabricated in 8-layered printed circuit board employing standard PCB processes. The composites of barium titanante($BaTiO_3$) powder and epoxy resin were employed for the dielectric materials in embedded capacitors. Theoretical considerations regarding the embedded capacitors have been paid to understand the frequency dependent impedance behavior. Frequency dependent impedance of simulated and fabricated embedded capacitors was investigated. Fabricated embedded capacitors have lower self resonance frequency values than that of the simulated embedded capacitors due to the increased parasitic inductance values. Frequency dependent capacitances of fabricated embedded capacitors were well matched with those of simulated embedded capacitors from the 100MHz to 10GHz range. Quality factor of 20 was observed and simulated at 2GHz range in the 10 pF embedded capacitors. Temperature dependent capacitance of fabricated embedded capacitors was presented.
본 논문에서는 개구를 갖는 접지면의 높은 특성 임피던스를 이용하여 주파수에 대한 민감도가 좋고 높은 품질 계수를 갖는 미앤더 라인 인덕터들을 설계하였다. 주파수에 대한 민감도는 자기 공진 주파수 (SRF) 대신에 해석 주파수 범위에 대한 유효 인덕턴스 변화량으로 새로 정의 되었다. 등가 집중 소자 회로는 고주파 인덕터의 특성을 설명하기 위해 전개되었다. 개구 접지면을 갖는 4 nH 미앤더 라인 인덕터는 0.45 nH/GHz의 좋은 민감도와 0.7 GHz에서 86의 Q 값을 갖는다.
일반적인 나선형 인덕터의 경우에 비대칭 구조를 가짐에 따라 포트의 방향에 영향을 받게 된다. 본 논문에서는 2층이면서 대칭 구조를 가질 수 있는 나선형 인덕터를 제안하고 시뮬레이션 및 주파수 특성을 분석하였다. 기존 단층 대칭형 인덕터가 3.9~4.2nH의 인덕턴스를 갖는 것과 비교하여 제안된 2층 대칭 나선형 인덕터는 포트에 변함없이 0.3~1.2GHz 범위에서 11~12nH의 인덕턴스, 800MHz에서 약 4.4의 품질계수, 약 2.7~2.8GHz의 자기공진주파수를 가진다. 이는 기존 일반적인 나선형 인덕터가 포트에 따라 큰 차이를 갖는 것과 비교하여 포트의 방향에 대한 영향이 적은 것을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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