• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제13권2호
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• pp.104-112
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• 2013

A novel miniaturized artificial magnetic conductor (AMC) is proposed for dual-band operation. An AMC unit cell that employs four slots in the metallic patch is used to achieve miniaturization as well as easy control of the second/first resonant frequency ratio, which can be varied from 1.5 to 3.26 by simply changing the slot shape for a given metallic patch size. A dual-band antenna composed of a wideband monopole suspended over the proposed AMC surface is designed and tested to validate this approach. The measurements result in a satisfactory and good matching condition for the dual-band antenna.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제13권2호
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• pp.113-119
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• 2013

We developed a transformed, symmetrical, mushroom-like surface without via holes in cells focused on a 2.4-GHz WLAN band. Each slot in the novel type structure plays a key role in modeling at the desired frequencies. The designed artificial magnetic conductor (AMC) has several advantages, including a small size, a wider bandwidth, a short reflecting distance to the antenna, and easy fabrication because there are no via holes. Overall dimensions of the AMC cell are 21 mm $(Width){\times}21mm$ $(Height){\times}2.6mm$ (Thickness), and the bandwidth is about three times wider (11.7%) compared to that of a conventional AMC (4.0%). For evaluating the performance of the proposed structure, a reflector, which periodically consists of the designed AMC cells, was developed. The antenna with the investigated AMC reflector not only works within a quarter of the wavelength because of the extremely high wave impedance generated by the AMC cells on the surface of the structure but also reduces the specific absorption rate (SAR). Electromagnetic field (EMF) exposure to a human phantom was analyzed by applying the designed reflector to the 2.4-GHz dipole antenna in a tablet PC. The calculated peak SAR averaged over 1 g was 0.125 W/kg when the input power was 1 W and the antenna was located at 20 cm from the human phantom. However, the SAR value was only 0.002 W/kg (i.e., 98.4% blocked) when the designed reflector was inserted in front of the antenna.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.610-616
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• 2010

본 논문에서는 주파수 선택 구조를 기반으로 하는 인공 자기 도체 구조를 설계하기 위하여 최적화 알고리즘 중 하나인 particle swarm optimization(PSO) 기법을 이용하였다. 주파수 선택 구조로서 Jerusalem Cross를 갖는 인공 자기 도체의 등가 회로 모델에 PSO를 적용하여, 원하는 공진 주파수 대역을 갖는 최적의 설계값을 얻어낼 수 있음을 확인하였다. 우선 유도한 등가 회로 모델로부터 공진 주파수와 반사 계수 위상 특성을 구하여 상용 소프트웨어로 얻은 값과 일치하는 것을 확인하여 본 논문의 유효함을 확인하였으며, 이로부터 원하는 공진 주파수에 대해 최적화 과정을 통하여 설계 파라미터를 추출하였다. 본 논문에서 유도한 최적화 과정을 이용한 주파수 선택 구조 기반 인공 자기 도체 구조 설계 방법을 이용하여 여러 다른 종류의 주파수 선택 구조 형태를 갖는 인공 자기 도체 구조뿐만 아니라, 인공 자기 도체 구조를 이용한 소형 안테나 접지면 설계 등 마이크로파 회로 설계에 유용하게 사용할 수 있다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.1233-1242
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• 2009

본 논문에서는 도체 판 대신 인공 자기 도체를 반사판으로 이용하여 방사 특성이 개선되고 두께를 줄인 PCS용 기지국 안테나 구조를 제안하였다. 반사판으로 도체 판을 사용하는 기존 기지국 안테나의 경우, 도체 판 끝부분에서 기생 방사가 발생하고 이는 안테나의 후방사를 증가시켜 기지국 안테나의 방사 특성을 악화시킨다. 하지만 인공 자기 도체를 사용하면 표면에서의 높은 임피던스에 의해 표면파가 억압되어 후방사를 크게 줄일 수 있다. 그리고 부엽 특성도 개선되어 서비스 지역이 겹치는 문제를 막을 수 있다. 뿐만 아니라, 인공 자기 도체 표면에서의 $0^{\circ}$ 반사 위상에 의해 기지국 안테나의 두께를 또한 줄일 수 있다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권9호
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• pp.1025-1033
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• 2012

이 논문에서는 인공 자기 도체를 이용한 패브리 패롯 공진기형 안테나에서 배열 급전을 이용하여 스캔 기능을 갖는 안테나의 방사 특성을 분석하였다. 제안하는 안테나는 AMC 면의 도입으로 공진 길이가 1/4 파장으로 감소되었고, 배열 급전기의 도입에 의하여 방사되는 빔의 조향각의 제어가 가능하다. 12 GHz의 주파수에서 배열 급전 요소 간의 간격을 1.4 파장으로 하여 어퍼쳐 크기의 증대에 의하여 약 19 dB의 이득, 14 dB의 SLL 억압비 그리고 $90^{\circ}$의 급전 위상차에서 $8^{\circ}$의 스캔 각도를 얻었다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제29권1호
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• pp.23-30
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• 2020

이 논문에서는 도체 위 물질의 유전율 투자율에 따른 인공자계도체 특성을 이론적으로 고찰하고 이 인공자계도체 위에 다이폴 안테나화의 상관관계를 규명했다. 먼저 도체 위 물질이 인공자계도체로 동작하는 주파수 및 대역폭을 수식으로 유도하고, 이를 통해 유전율(ε_r), 투자율(μ_r), 그리고 물질 두께(L)가 인공자계도체의 특성에 어떤 영향이 있는지 분석했다. 물질 두께가 λ/4가 되는 주파수에서 반사계수 위상이 0°이 되므로 높은 유전율과 투자율을 가지는 물질로 인공자계도체 설계 시 두께를 줄일 수 있고, 'μ_r/ε_r' 값이 커질수록 인공자계도체 동작 대역폭은 증가(최대 200%)하며, 동작 주파수는 낮아지는 것을 밝혀냈다. 또한 물질의 손실이 존재하면 인공자계도체의 대역폭이 증가하는 것을 확인했다. 인공자계도체 위에 다이폴 안테나를 설계하고 유전율과 투자율을 변경하면서 인공자계도체 표면 반사 위상과 다이폴 안테나의 동작 주파수를 관계를 시뮬레이션을 통해 규명하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.459-467
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• 2010

인공 자기 도체 편파 변환기를 이용한 원형 편파 안테나를 소개하고 특성을 분석한다. 기존 원형 편파 안테나들의 한계였던 얇은 구조의 광대역 축비 대역폭을 구현할 수 있음을 인공 자기 도체 이론에 근거하여 이론적으로 설명하고 실험적으로 검증한다. 기존의 안테나들은 방사체 표면 전류에 의해 원형 편파 특성이 구현됨에 따라 축비 대역폭이 방사체 구조에 의존적이었던 반면, 제안된 구조는 선형 편파 다이폴 안테나를 사용하면서 접지면의 격자 구조를 통해 원형 편파 특성을 구현하였다. 이러한 인공 자기 도체 편파 변환기는 접지면에 전기적으로 인접한 다이폴 안테나가 효율적으로 방사할 수 있도록 도와줄 뿐 아니라, 표면 격자의 기하 구조에 따라 축비 대역폭을 조절할 수 있다는 장점을 동시에 가진다. 인공 자기 도체 편파 변환기를 통해 발생된 원형 편파의 축비 특성을 이론적으로 분석하고, 임피던스 정합 특성, 원형 편파 방사 패턴 및 축비 패턴, 축비 대역폭, 격리도 등을 측정하여 논의한다.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제1권2호
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• pp.43-46
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• 2012

We analyzed a periodic thick mushroom structure for use as an artificial magnetic conductor using mode-matching method. The fields in each region were represented by either Floquet modes or waveguide modes. By applying tangential electric and magnetic field continuity conditions and using matrix equations, unknown coefficients and dispersion diagram were calculated. The proposed model can account for the effects of oblique incidence. Simulation time using the method was much faster than the commercial tools. We found that the current method produces accurate results of reflection phase and dispersion diagram.

• 한국통신학회논문지
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• 제38B권9호
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• pp.744-750
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• 2013

본 논문에서는 메타물질 특성을 구현하기 위하여 고임피던스 표면을 갖는 인공자기도체(AMC) 구조를 제안하였다. 설계한 AMC 구조는 3.2GHz에 적용하는 것을 목표로 하였으며, 특성 분석을 위해 다중의 AMC 구조를 일정하게 배열한 반사판으로 제작 및 측정하였다. AMC 반사판의 표면에 형성되는 높은 임피던스로 인하여 반사 특성이 좋아지고, 간섭 및 시스템의 크기를 줄이며, 안테나의 성능을 증가시킨다. 제안된 구조는 설계된 AMC와 접지면을 잇는 via hole을 사용하지 않고, 유전체의 두께와 유전율, 구조의 특성을 이용하여 고임피던스를 구현하였다. 기존의 연구된 via hole이 없는 구조와 비교하여 대역폭이 약 150% 증가하였다. 또한, 금속(PEC) 반사판과 동일한 반사특성을 보이는 대신, 안테나와 반사판 간의 거리를 ${\lambda}/10$까지 줄일 수 있다. 실험을 통하여 안테나와의 거리가 약 10mm 지점에서 방사 특성이 3dB 증가한 것을 확인하였다. 설계된 반사판은 반사거리가 작아 휴대용 무선통신기기의 내부에 삽입이 가능하며, 안테나의 효율을 증가시키고, 후방 방사를 차폐함으로써 전자파인체흡수율을 94% 이상 획기적으로 감소시킬 수 있다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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• pp.347-348
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• 2008

We investigate the characteristics of a dipole antenna on an artificial magnetic conductor (AMC) constructed of a normal material and a ground plane. We studied how the antenna performance is affected by changes in the dipole length and the distance between the dipole and the ground plane. The relation between the reflection phase of the AMC and the input resistance of the dipole for input impedance matching is also verified.