• 제목/요약/키워드: Effective Permittivity

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준정근사계산법을 이용한 탄성표면파 변환기의 특성 해석 (The Analysis of SAW IDT Characteristics Using Quasi-Static Approximation)

  • 이동도;정영지;이재경;황금찬
    • 전자공학회논문지A
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    • 제30A권11호
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    • pp.88-98
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    • 1993
  • In this paper, the effective permittivity in the piezoelectric material is numerically obtained and greens function is derived from that. It is shown that the admittance and the transfer function of an interdigital transducer is represented by electrostatic charge distribution using Quasi-static approximation. To prove the validity of the quasi-static approximation, numerical results for the uniform IDT of a filter mounted on 128 $^{\circ}$ rotated Y-cut X-propagating Lithium Niobate are compared with the measured ones.

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$(Ba_{0.93}Sr_{0.07}O)-0.5Sm_2O_3-4.5TiO_2$계 세라믹스의 불순물 첨가에 따른 마이크로파 유전특성 (Effect of Impurity Addition on the Microwave Dielectric Properties of $(Ba_{0.93}Sr_{0.07}O)-0.5Sm_2O_3-4.5TiO_2$ Ceramics)

  • 김태중;장재훈;이희영
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2002년도 하계학술대회 논문집 Vol.3 No.2
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    • pp.1148-1151
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    • 2002
  • Dielectric ceramics with nominal composition of $(Ba_{0.93}Sr_{0.07}O)-0.5Sm_2O_3-4.5TiO_2$ was prepared using the conventional mixed oxide process-derived powder. Effect of $SiO_2$, $MnO_2$ and $Al_2O_3$ impurity addition on the microwave properties was examined in some detail. Measured relative permittivity $(\varepsilon_r)$ values were in the range of 53 to 59 and showed little dependence on impurity addition. In contrast, quality factor $(Q{\cdot}f)$ and temperature coefficient of resonant frequency $(\tau_f)$ values were greatly influenced by the type and the amount of impurities. It was found that 0.1~0.2wt% addition of $Al_2O_3$ was most effective for improving the properties, where ${\varepsilon}_r$, $Q{\cdot}f$ and $\tau_f$ values were 57.7, 10000, and +7ppm/$^{\circ}C$, respectively.

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정방형 마이크로스트립 패치 안테나의 정확한 설계 방식 (Accurate Design Method for Rectangular Microstrip Patch Antenna)

  • 육종관;이홍민;박한규
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제26권7호
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    • pp.13-20
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    • 1989
  • 주파수에 따른 유효 유전율의 변화를 기존의 설계식에 첨가함으로써 C-ban와 X-band 이상의 넓은 주파수 범위에서도 적용할 수 있는 정방형 마이크로스트립 패치 안테나의 설계 방식을 제안하였다. 제안된 설계 방식을 이용하여 동일한 두께와 유전율을 갖는 마이크로웨이브 기판위에 7개의 안테나를 각 주파수별로 제작하여 실험함으로써 기존의 설계식들이 갖는 부정확성을 극복할 수 있음을 확인하였다. 7GHz에서 15GHz에 이르는 주파수 범위에서 실험한 결과 공진주파수는 예측한 주파수에서 오차가 ${\pm}1%$ 이내인 범위에 들어옴을 알 수 있었으며, 또한 제작한 안테나의 방사패턴도 이론값과 거의 일치하였다.

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누설전류 감소 및 Subthreshold Slope 향상을 위한 Tunneling FET 소자 최적화 (Optimization of Tunneling FET with Suppression of Leakage Current and Improvement of Subthreshold Slope)

  • 윤현경;이재훈;이호성;박종태
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
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    • pp.713-716
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    • 2013
  • 전체 채널 길이는 같지만 드레인과 게이트사이의 진성영역 길이(Lin), 드레인 및 소스의 불순물 농도, 유전율, 유전체 두께가 다른 N-채널 Tunneling FET의 특성을 비교 분석하였다. 사용된 소자는 SOI 구조의 N-채널 Tunneling FET이다. 진성영역 길이는 30~70nm, 드레인 dose 농도는 $2{\times}10^{12}cm^{-2}{\sim}2{\times}10^{15}cm^{-2}$, 소스 dose 농도는 $1{\times}10^{14}cm^{-2}{\sim}3{\times}10^{15}cm^{-2}$, 유전율은 3.9~29이고, 유전체 두께는 3~9nm이다. 소자 성능 지수는 Subthreshold slope(S-slope), On/off 전류비, 누설전류이다. 시뮬레이션 결과 진성영역 길이가 길며 드레인 농도가 낮을수록 누설전류가 감소한 것을 알 수 있었다. S-slope은 소스의 불순물 농도와 유전율이 높으며 유전체 두께는 얇을수록 작은 것을 알 수 있었다. 누설전류와 S-slope을 고려하면 N-채널 TFET 소자 설계 시 진성영역 폭이 넓으며 드레인의 불순물 농도는 낮고, 소스 농도와 유전율이 높으며 유전체 두께는 얇게 하는 것이 바람직하다.

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확장된 대역폭을 갖는 소형 Epsilon Negative ZOR 안테나 (Small Epsilon Negative ZOR Antenna with Improved Bandwidth)

  • 고승태;박병철;박재현;이정해
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권8호
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    • pp.920-926
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    • 2008
  • 본 논문에서는 확장된 대역폭을 갖는 소형 epsilon negative(ENG) zeroth-order resonance(ZOR) 안테나를 제안하였다. 대역폭을 유지하고 ENG ZOR 안테나의 면적을 줄이기 위해서 안테나 패치 위에 패턴을 새겼고 meandered via를 삽입함으로써 매우 큰 병렬 인덕턴스를 발생시켰다. 동일한 면적, 공진 주파수에서 동작하는 ENG ZOR 안테나에 직선 via 대신 meandered via를 삽입하게 되면 유효 유전율의 분포의 기울기가 공진 주파수 근방에서 더 낮아지고 따라서 대역폭은 넓어진다. 결과적으로 제안한 meandered via를 가진 ENG ZOR 안테나는 직선 via를 가진 나선 구조 ENG ZOR 안테나와 동일한 면적을 가짐에도 불구하고 1.38배의 대역폭을 가지고 있는 것을 확인하였다. 또한, meandered via를 가진 ENG ZOR 안테나는 일반적인 mushroom ZOR 안테나보다 64 %의 면적감소를 보였다.

세 층 마이크로스트립 유전체 기판을 이용한 방향성 결합기 설계에 관한 연구 (A Study on the Design of the Directional Coupler using Three Layer Microstrip Substrate)

  • 천동완;김원기;박정훈;김상태;신철재
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.513-520
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    • 2001
  • 본 논문에서는 세층 마이크로스트립 유전체 기판을 이용한 방향성 결합기를 제안하고, 설계방법을 제시하였다. 제안된 구조는 re-entrant mode 결합기의 구조를 수정하여. 결합이 이루어지는 두 전송선로의 위에 한 층의 매질을 추가시키고 그 위에 부동도체를 위치시킨 형태이다. 이러한 구조는 기 모드 정전용량의 증가로 인해 높은 결합도를 얻을 수 있고, 각 모드별 유효 유전율의 차이가 크지 않기 때문에 정재파비, 격리도, 위상차 등에서도 우수한 특성을 얻을 수 있다. 우, 기 모드 해석 방법을 통해 임피던스, 유효 유전율, 결합계수 등을 계산하여 결합기를 설계하였다. 시뮬레이션 및 측정결과 제안된 구조가 기존의 구조보다 2dB 정도 높은 결합도를 가지고, 정재파비, 격리도, 위상 특성 또한 우수함을 알 수 있었다.

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Resonance Characteristics of THz Metamaterials Based on a Drude Metal with Finite Permittivity

  • Jun, Seung Won;Ahn, Yeong Hwan
    • Current Optics and Photonics
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    • 제2권4호
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    • pp.378-382
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    • 2018
  • In most previous investigations of plasmonic and metamaterial applications, the metallic film has been regarded as a perfect electrical conductor. Here we demonstrate the resonance characteristics of THz metamaterials fabricated from metal film that has a finite dielectric constant, using finite-difference time-domain simulations. We found strong redshift and spectral broadening of the resonance as we decrease the metal's plasma frequency in the Drude free-electron model. The frequency shift can be attributed to the effective thinning of the metal film, originating from the increase in penetration depth as the plasma frequency decreases. On the contrary, only peak broadening occurs with an increase in the scattering rate. The metal-thickness dependence confirms that the redshift and spectral broadening occur when the effective metal thickness drops below the skin-depth limit. The electromagnetic field distribution illustrates the reduced field enhancement and reduced funneling effects near the gap area in the case of low plasma frequency, which is associated with reduced charge density in the metal film.

Novel Planar Metamaterial with a Negative Refractive Index

  • Kim, Dong-Ho;Choi, Jae-Ick
    • ETRI Journal
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    • 제31권2호
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    • pp.225-227
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    • 2009
  • A new planar metamaterial (MTM) with simultaneous negative values of permittivity (${\varepsilon}$) and permeability (${\mu}$) is proposed. Our MTM is composed of two identical copper patterns etched on both sides of dielectric laminate, which is very thin and easy to fabricate. Unlike conventional MTMs, the proposed structure shows a negative refractive index (NRI) behavior with respect to a normally incident wave. To explain the underlying principle of the NRI characteristics, an equivalent resonant circuit model based on surface current density distribution is investigated. An eigenmode analysis and a three-dimensional wave simulation for the stacked MTM prism are also performed to verify the existence of negative refraction. The experimental results from the transmission and reflection measurement ensure the validity of our design approach and show good agreement with the theoretically predicted effective medium parameters.

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Analysis Method of Transmission Characterization for Multi-layered Composite Material Based on Homogenization Method

  • Hyun, Se-Young;Song, Yong-Ha;Jeoun, Young-Mi;Kim, Bong-Gyu
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.59-65
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    • 2021
  • In this paper, the transmission characteristics of the multi-layered composite material with wire mesh and honeycomb core for aircraft applications have been analyzed with the proposed method. The proposed method converts the conductive wire mesh into effective layer, while for the dielectric honeycomb core, effective permittivity has been derived based on volume fraction with the proposed method. The proposed method has been verified through comparison with full-wave simulation and revealed excellent. In addition, the calculation time of the proposed method is a few order of magnitude faster in comparison with the full-wave simulation.

A Novel Epsilon Near Zero Tunneling Circuit Using Double-Ridge Rectangular Waveguide

  • Kim, Byung-Mun;Son, Hyeok-Woo;Hong, Jae-Pyo;Cho, Young-Ki
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제14권1호
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    • pp.36-42
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    • 2014
  • In this paper, an epsilon near zero (ENZ) tunneling circuit using a double-ridge rectangular waveguide (RWG) is proposed for the miniaturization of a waveguide component. The proposed ENZ channel and is located in the middle of the input-output RWG (IORWG). The ratio of the height to the width of the channel waveguide is very small compared to the IORWG. By properly adjusting the ridge dimensions, the tunneling frequency of the proposed ENZ channel can be lowered to near the cut-off frequency of the IORWG. For the proposed ENZ tunneling circuit, the approach adopted for extracting the effective permittivity, effective permeability;normalized effective wave impedance, and propagation constant from the simulated scattering parameters was explained. The extracted parameters verified that the proposed channel is an ENZ channel and electromagnetic energy is tunneling through the channel. Simulation and measurement results of the fabricated ENZ channel structure agreed.