• 한국전자파학회지:전자파기술
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• 제20권2호
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• pp.59-67
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• 2009

본고를 통해 초고주파 이론과 공학 분야는 물론 물리학, 재료공학의 기초 학문 분야에서도 지대한 관심을 모으고 있는 Metamaterial(MTM) 구조에 대해 조명하고자 한다. 먼저 MTM의 핵심이라고 할 수 있는 Left-Handedness(LH) 왼손 전파 법칙과 LH 발생 재질인 Double Negative(DNG) 재질에서의 전파 특성을 상대 유전율과 상대 투자율 평면에서 확인하고, 일반 매질인 Double Positive(DPS)형인 오른손 전파 법칙 Right-Handedness(=RH) 매질과의 결합(Composite Right-and Left-Hnaded=CRLH)에서 얻어지는 특징들을 살펴본다. 특히 DPS와 DNC의 결합에서 얻을 수 있는 음의 공진과 0차 공진(Zero-Order Resonance)을 언급하고 ZOR을 응용한 RF 부품의 소형화와 특성 개선사례를 소개한다. 또한, 안테나와 전자파 산란 특성에 MTM의 특수한 성질을 이용하여, 크기를 줄이거나 표면파를 억제하거나 혹은 방사 개구를 확대 또는 렌즈 특성을 얻어낸 사례도 언급된다 그리고 LH 특성은 아니지만 MTM 계열인 ENG(Epsilon Negative), MNG(Mu Negative), ENZ(Epsilon Near Zero)를 응용한 예들을 보이고, MTM 관점에서 FSS(Frequency Selective Surface )의 특성을 논의하고, 그간에 발표된 대표적 MTM 연구 결과에 대한 소개를 마치고자 한다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권8호
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• pp.60-68
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• 2008

구형 도파관 기법을 이용하여 다양한 모양을 가진 주기적인 metamaterial (MTM) 셀의 복소 유전율과 투자율을 시뮬레이션으로 추출하였다. 이 도파관은 PEC 벽과 PMC 벽으로 구성된 가상적인 것이고, 고려된 MTM 셀의 모양은 thin wire (TW), single split-ring resonator (SSRR), double SRR (DSRR), modified SRR, 그리고 TW와 DSRR이 결합된 구조이다. TW는 음의 유전율/양의 투자율, SRR은 양의 유전율/음의 투자율, 그리고 TW와 DSRR을 합친 구조는 유전율과 투자율이 동시에 음이 되는 영역이 나타남을 확인하였다. 각 셀의 파라미터에 따른 유전율과 투자율의 변화를 살펴보았다. 추가적인 연구로서 상기 도파관 기법의 단점을 보완하는 시 영역 신호를 이용한 추출 방법을 소개했다.

• 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.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.1091-1096
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• 2009

본 논문에서는 공진 MTM-TL(Metamaterial Transmission Line) 등가 회로를 이용하여 방사 및 회로 파라미터의 추출 식을 제시하였다. 특히 개방 또는 단락 상태에서 방사 소자인 직렬 $R_0$와 병렬 $G_0$를 EM 시뮬레이션 또는 측정을 통해 얻은 S-parameterd(|$S_{11}$|)를 이용하여 추출한다, EM 시뮬레이션의 결과, 추출한 파라미터를 이용한 회로 시뮬레이션의 결과 그리고 측정 결과가 매우 일치함을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권8호
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• pp.1-7
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• 2008

본 논문에서는 손실을 고려한 Metamaterial(MTM) 전송선의 단일 셀을 구성하고, 이 전송선에서 방사효과를 갖는 파라미터들의 실제 값을 구해본다. 그리고 이 단일 셀을 이용하여 분산 다이어그램을 그려, 여러 셀을 cascade로 연결하여 공진체로 사용하기 위한 조건들을 찾아낸다. 공진체로 사용할 시 종단을 단락 또는 개방을 하게 되는데, 각각의 경우에 따라 공진 주파수를 알아내기 위해 나타나는 입력 임피던스 혹은 입력 어드미턴스에 대해서 논의한다. 이를 이용하여 공진 체의 Quality Factor와 대역폭을 구하였으며, 공진 안테나의 입력 어드미턴스를 회로 시뮬레이션과 EM 시뮬레이션에서 비교하였다. 또한 단일 셀을 이용한 안테나를 설계하여, $0.05\lambda_0\times0.12\lambda_0$의 초소형 안테나로의 설계 시 방사효과 모델링이 어떤 영향을 미치는지 분석하였다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제12권4호
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• pp.280-286
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• 2012

The conventionally classified waves are reclassified in this paper, including the waves associated with metamaterial (MTM) transmission lines. Various types of guided waves in periodic structures are analyzed for 1D Composite Right/Left Handed (CRLH) transmission lines (TL). In addition, dispersion diagrams for 1D CRLH, RH, and LH TLs are presented in terms of radiation conditions. We have refined the design equations of the conventional 1D CRLH TL and proposed a condition to realize the desired phase shift and its slope per unit cell. This condition has been applied to the conventional Wilkinson power divider and realized into MTM added $90^{\circ}$ hybrid coupler. Based on the 10 dB return loss and the $90{\pm}10^{\circ}$ phase shift, the bandwidths of the MTM added $90^{\circ}$ hybrid coupler are 82.25% and 103.5% against the conventional 23% and 52.5%, respectively.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제13권1호
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• pp.1-7
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• 2013

This paper proposes a metamaterial (MTM) absorber for 2.45 GHz band applications. The unit cell of the proposed absorber consists of an electric LC (ELC) resonator and a strip line, which are printed on opposite sides of the substrate. The ELC resonator comprises two split ring resonators (SRRs) and a connecting line with a resistor. The designed absorber exhibits an absorption of 94 % and a half-max bandwidth of 0.16 GHz at 2.45 GHz.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제13권2호
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• pp.137-139
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• 2013

A compact metamaterial (MTM)-based tunable phase shifter consisting of four unit cells with a simple DC bias circuit has been designed at 2.4 GHz. The variable series capacitors and shunt inductors that are required to be loaded periodically onto a host transmission line are realized employing only chip variable capacitors (varactors). In addition, the proposed phase shifter requires only one DC bias source to control the varactors, with the matching condition of the MTM line automatically satisfied. The measured phase shifting range is $285.2^{\circ}$ (from $-74.2^{\circ}$ to $211^{\circ}$). The measured insertion loss is approximately 1.5 dB. The circuit/electromagnetic-simulated and measured results are in good agreement.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권7호
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• pp.840-843
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• 2012

본 논문에서는 SRR의 자계 공진을 이용한 새로운 이중 대역 메타 물질 구조의 흡수체를 제안하였다. 제안된 메타 물질 구조의 단위 셀은 두 개의 OCSRR과 SRR의 구조로 이루어 졌다. 연구에서는 금속 접지 면을 갖지 않는 구조로 설계하기 위하여 평면 배열된 SRR들은 입사 전자파의 진행 방향과 평행하게 놓여졌다. FR-4 기판 양면에 총 $39{\times}39$개의 단위 셀들의 배열로 이루어진 흡수체 시작품을 제작하고 측정하였다. 제안된 금속 접지판이 없는 구조는 마이크로파 주파수대 흡수체로 응용이 가능함을 보였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.339-347
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• 2014

본 논문에서는 유연성 기판을 이용한 새로운 광대역 메타물질 구조의 흡수체를 제안하였다. 제안된 메타 물질 구조의 단위 셀은 유연성 있는 폴리이미드 기판 위의 동일 평면상에 놓여진 ELC 공진기와 cut-wire 구조로 이루어졌으며, 설계 주파수 대역 밖에서 레이더 단면적(RCS) 값을 감소시키기 위하여 제안된 구조의 금속 패턴 층은 입사 전자파의 진행 방향과 평행하게 놓았다. 총 $33{\times}45$개의 단위 셀들의 배열로 이루어진 흡수체 시작품을 제작하고, 측정한 결과, 주파수 9.06 및 15.0 GHz에서 각각 92 % 및 93 % 이상의 최대 흡수율과 75 %의 full-width at half-maximum 대역폭을 나타내었다. 제안된 금속 접지 판이 없는 메타물질 구조는 마이크로파 주파수대 광대역 흡수체로 곡면 구조에도 응용이 가능하다.