• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제13권4호
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• pp.259-262
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• 2013

This paper analyzes the effects of metamaterial slabs with negative permeability when applied to a two-loop wireless power transmission (WPT) system, both in theory and electromagnetic (EM) simulations. The analysis of magnetic flux focusing provided here assumes quasi-magnetostatics or magnetostatics. The slab structures with negative permeability have been realized using the periodically arrayed ring resonators (RRs) at 13.36MHz. Some examples with ideal lossless slabs of -1, -2, and -3 showed a great enhancement of WPT efficiencies when compared with the free space cases. However, practical lossy slabs made of planar copper RRs did not show significant enhancement of WPT efficiencies due to the relatively high losses in the ring resonator (or in the slab consisting of RRs) near the resonant frequency.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2003년도 하계학술연구발표회 및 한.일 공동심포지엄
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• pp.60-61
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• 2003

Theoretical considerations on a giant magneto-impedance (GMI) effect in amorphous ribbons (i.e., thin films) have been made in terms of the expressions of effective permeability and impedance derived in the frame of classical electrodynamics and ferromagnetism. The dependence of GMI effect on the external do magnetic field (H$\_$ext/) and the frequency of alternating current are simulated and discussed in the knowledge of energy conversion consisting of the current energy loss, the ferromagnetic energy consumption, and the magnetic energy storage in the film. The obtained results are summarized as follow: (a) As frequency f< 20 ㎒, the real part of effective permeability (${\mu}$′) changes slightly. The peak of the ${\mu}$′curve always locates at H$\_$ext/=H$\_$ani/ - the anisotropy field. However, the peak value of ${\mu}$′ tends to increase with increasing frequency in the frequency range of 11-20 ㎒. (b) In the frequency range, f= 21-23 ㎒, a negative peak additionally appears. Meanwhile, both the positive and negative peak values rapidly increase with increasing frequency and their peak positions shift towards a high H$\_$ext/. (c) The positive peak value of ${\mu}$′ starts to decrease at f= 29 ㎒ and its negative peak does so at about 35 ㎒. Then, both peaks keep such a tendency and their peak positions move to high H$\_$ext/, as increasing frequency. (d) The dependence of the imaginary part of effective permeability (${\mu}$") on the external dc magnetic field and the frequency of the alternating field indicates that there is only one peak involved in ${\mu}$" for the whole frequency range. (e) The impedance vs. magnetic field curves at various frequencies show that there is a critical value of frequency around f= 18-19 ㎒ where the transition between two frequency regimes occurs; the one (low frequency) in which ${\mu}$′ predominantly contributes to the GMI effect and the other (high frequency) in which ${\mu}$" determines the GMI effect.

• Journal of Magnetics
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• 제1권1호
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• pp.24-30
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• 1996

The relationship between effective permeability and the remanence ratio of an Fe-based amorphous alloy (Metglas 2605S3A) is investigated over a wide frequency range, in an effort to understand magnetization behavior of the alloy. In the frequency range from 1 to 200 kHz, the permeability is maximum at the remanence ratio of 0.4-0.5 and, at frequencies over 500 kHz, the correlation with negative coefficients emerges indicating that the permeability decreases with the remanent ratio, except for the ribbon coated with an insulating layer of MgO which exhibits both high values of the effective permeability and remanence ratio. It is considered from the correlation results that the boundary at which the dominant magnetization mechanism changes from domain wall motion to spin rotation is near 500 kHz. The core loss is also investigated as a function of annealing time when the samples are annealed at a fixed temperature of $435^{\circ}C$. The core loss in most cases decreases with the annealing time, the degree of the loss may consist of the hysteresis loss and anomalous eddy current loss. The two loss components are considered to be of similar magnitudes at low frequencies while, at high frequencies, the dominant contribution to the total loss is the anomalous loss.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권8호
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• pp.28-34
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• 2008

MRI(magnetic resonance imaging)의 신호검출기로 활용 가능한 간단한 형태의 자기장 검출기를 제안하였다. 제안된 검출기는 SRR(split ring resonator)이라고 하는 음의 투자율을 구현하는데 최초 사용되었던 일종의 LC 공진회로와 간단한 루프안테나를 유도성 결합시킨 것으로 기존의 MRI 신호검출기에 비해 단순한 구성으로 유사한 감도를 가질 수 있음을 확인하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.26-32
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• 2012

본 논문에서는 4개의 ELC 공진기 구조를 사용하여 메타 흡수체 구조의 단위 셀을 설계하였다. 제안된 구조의 단위 셀의 크기는 $9mm{\times}9mm{\times}2mm$ 이다. 메타 흡수체의 대역폭 확장을 위하여 흡수체 단위 셀은 서로 다른 크기를 갖는 2 쌍의 ECL가 사용되었다. 제안된 흡수체는 전계가 ELC 갭에 수평하게 여기되고 자계가 단위 셀 면에 수직으로 여기 될 경우에 음의 유전율과 음의 투자율 특성을 나타낸다. 제안된 단위 셀은 8.53 GHz, 9.08 GHz에서 공진을 하며 각 주파수에서 90%이상의 흡수율을 갖는다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.402-405
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• 2012

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.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제10권6호
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• pp.2307-2314
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• 2015

In this paper, a discontinuous conduction mode (DCM) frequency control algorithm is proposed to reduce the input current ripple of a multi-phase interleaved boost converter. Unlike conventional variable duty and constant frequency control, the proposed algorithm controls the switching frequency to regulate the output voltage. By fixing the duty ratio at 1/N in the N-phase interleaved boost converter, the input current ripple can be minimized by ripple cancellation. Furthermore, the negative effects of the diode reverse recovery current are eliminated because of the DCM characteristic. A frequency controller is designed to employ the proposed algorithm considering the magnetic permeability change. The proposed algorithm is analyzed in the frequency domain and verified by a 600 W three-phase boost converter prototype that achieved 57% ripple current reduction.

• 한국광학회지
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• 제15권2호
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• pp.89-99
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• 2004

금속에서의 흥미로운 광학적 특성들은 주로 표면 폴라리톤(surface polaritons: SP)의 기여에 의해 나타난다. 물질상수(유전율과 투자율)가 모두 음수인 왼손잡이 물질(left-handed materials: LHM)의 표면에서도 두 종류의 SP인 표면 전기-폴라리톤(surface electric-polariton: SEP), 또는, 표면 자기-폴라리톤(surface magnetic-polariton: SMP)이 형성되어 군속도와 위상속도가 서로 반전되는 경우가 발생한다. 본 논문에서는 금속물질과 LHM와 같은 메타물질(metamaterials)의 경계면에서 발생하는 SP의 전파특성을 분산관계를 통하여 분석하였다. 임의의 물질상수를 갖는 두 매질의 경계면에서 SEP와 SMP가 생성될 수 있는 일반화된 조건을 도출하였으며, 양쪽 매질을 통해 전파하는 에너지 비율의 차이에 의해 군속도와 위상속도가 반전된다는 물리적인 원인을 제안하였다. 도출된 SP 생성조건을 이용하여 금속물질과 메타물질의 경계면에서 전파하는 SEP와 SMP의 분산관계를 구하고, 주파수에 따라 다양한 SP의 전파특성이 나타날 수 있음을 보였다. SEP 및 SMP 분산관계로부터 구한 정량화 된 전파특성은 SP가 존재하기 위한 매질의 일반화된 조건과 에너지 전파 비율의 계산으로부터 얻은 결과와 일치함을 확인하였다. 특히, 두 매질 중 어느 한 매질이 LHM이 아니더라도 SP은 위상속도와 군속도가 반전되어 전파될 수 있음을 밝혀내었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.235.1-235.1
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• 2015

Artificially-engineered materials, whose electromagnetic properties are not available in nature, such as negative reflective index, are called metamaterials (MMs). Although many scientists have investigated MMs for negative-reflective-index properties at the beginning, their interests have been extended to many other fields comprising perfect lenses. Among various kinds of MMs, metamaterial absorbers (MM-As) mimic the blackbody through minimizing transmission and reflection. In order to maximize absorption, the real and the imaginary parts of the permittivity and permeability of MM-As should be adjusted to possess the same impedance as that of free space. We propose a dual-wide-band and polarization-independent MM-A. It is basically a triple-layer structure made of metal/dielectric multilayered truncated cones. The multilayered truncated cones are periodically arranged and play a role of meta-atoms. We realize not only a wide-band absorption, which utilizes the fundamental magnetic resonances, but also another wide-band absorption in the high-frequency range based on the third-harmonic resonances, in both simulation and experiment. In simulation, the absorption bands with absorption higher than 90% are 3.93 - 6.05 GHz and 11.64 - 14.55 GHz, while the experimental absorption bands are in 3.88 - 6.08 GHz and 9.95 - 13.84 GHz. The physical origins of these absorption bands are elucidated. Additionally, it is also polarization-independent because of its circularly symmetric structures. Our design is scalable to smaller size for the infrared and the visible ranges.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권11호
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• pp.1128-1134
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• 2014

본 논문에서는 자계 집속을 위해 메타 물질 slab을 포함하는 무선 전력 전송 성능을 공진기의 유효 Q-factor와 결합계수 예측식을 사용하여 요소적으로 분석하였다. 구체적으로, 메타 물질이 갖는 손실을 고려한 등가회로를 제안하고, 이를 이용하여 무선 전력 전송 시스템을 분석하였다. 손실이 없는 이상적 또는 저손실 메타 물질이 시스템에 삽입될 경우, 음의 투자율로 인한 자계 집속으로 인해 전송 효율이 대폭적으로 개선될 수 있다. 하지만 음의 투자율을 구현하기 위해 RR (Ring Resonator) 또는 SRR(Split Ring Resonator)로 메타 물질을 설계할 경우, 구조에 의한 손실로 효율 증가에 악영향을 끼치게 된다. 점 자하 소스가 아닌 실제의 루프 공진기에 손실이 있는 메타 물질을 사용하여 전송 효율을 향상시키기 위해서는, 메타 물질의 폭을 송수신 공진기 간 거리의 반 이하에서 최적화하여야 한다. 손실 탄제트가 0.001인 메타 물질이 두 공진체 사이에 삽입되었을 때는 그 폭과 두 공진기 사이의 거리의 비가 약 0.35일 때 전송 효율이 93%(메타물질 사용하지 않은 경우는 53 %)로 최대가 되었으며, 손실 탄젠트가 0.2(실제 손실과 유사)를 갖는 메타 물질이 삽입될 경우, 그 비가 약 0.25에서 약 61 %의 최대 전송효율을 나타내었다.