• 제목/요약/키워드: superstrate

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Miniaturized meander-line dual-band implantable antenna for biotelemetry applications

  • Rajagopal Kangeyan;Madurakavi Karthikeyan
    • ETRI Journal
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    • 제46권3호
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    • pp.413-420
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    • 2024
  • A dual-band bio-implantable compact antenna with a meander-line structure is presented. The proposed meander-line antenna resonates at the industrial, scientific, and medical (2.4 GHz) and wireless medical telemetry (1.4 GHz) bands. The meander-line structure is selected as a radiating patch given its versatile and effective design. With a dimension of only 10 mm × 10 mm × 0.635 mm, the designed antenna is compact. Considering a skin phantom, the proposed antenna was designed, optimized, and simulated. The Rogers RT/duroid 6010 substrate material with high dielectric constant was used to fabricate the meander-line dual-band implantable antenna, which was validated experimentally. The superstrate was made of the same material. Experiments were conducted on skin-mimicking gel. The designed meander-line antenna has a high peak gain of -21 dBi at 2.4 GHz, and its maximum specific absorption rate is compliant with IEEE safety standards.

패브리 패롯 공진기형 안테나에서 뮤츄얼 커플링에 의한 스캔특성 분석 (Scan Performance Analysis by Mutual Coupling Effects in Fabry-Perot Cavity Antennas)

  • 김종성
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권10호
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    • pp.21-25
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    • 2014
  • 패브리 패롯형 공진기 안테나의 스캔특성에 대하여 공진기내에 위치하는 $4{\times}1$ thinned 배열 급전에 대하여 분석하였다. FPC 배열 안테나는 높은 이득과 낮은 부엽 레벨을 갖는다. 그러나 스캔각도는 유사 구조의 패치 배열 안테나보다 약 14-17% 작은 값을 나타낸다. 이는 FPC 구조에서 존재하는 상호 커플링 특성 때문이다. 개방형 배열과는 달리 FPC 배열 구조는 1.0 파장 간격이상의 요소간의 거리에서도 그레이팅 로브가 생성되지 않는 장점을 나타내었다.

ZnO:Al 투명전도막을 이용한 높은 개방전압을 갖는 비정질 실리콘 박막 태양전지 제조 (Amorphous silicon thin-film solar cells with high open circuit voltage by using textured ZnO:Al front TCO)

  • 이정철;안세진;윤재호;송진수;윤경훈
    • 신재생에너지
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    • 제2권3호
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    • pp.31-36
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    • 2006
  • Superstrate pin amorphous silicon thin-film(a-Si:H) solar cells are prepared on $SnO_2:F$ and ZnO:Al transparent conducting oxides(TCO) in order to see the effect of TCO/p-layers on a-Si:H solar cell operation. The solar cells prepared on textured ZnO:Al have higher open circuit voltage VOC than cells prepared on $SnO_2:F$. Presence of thin microcrystalline p-type silicon layer(${\mu}c-Si:H$) between ZnO:Al and p a-SiC:H plays a major role by causing improvement in fill factor as well as $V_{OC}$ of a-Si:H solar cells prepared on ZnO:Al TCO. Without any treatment of pi interface, we could obtain high $V_{OC}$ of 994mV while keeping fill factor(72.7%) and short circuit current density $J_{SC}$ at the same level as for the cells on $SnO_2:F$ TCO. This high $V_{OC}$ value can be attributed to modification in the current transport in this region due to creation of a potential barrier.

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공기 갭을 갖는 일축성 매질 위에 마이크로스트립 패치 안테나의 덮개층 영향 (Dielectric Cover effect of Rectangular Microstrip Patch Antenna on Uniaxial Substrates with Airgap)

  • 윤중한;안규철;곽경섭
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제38권9호
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    • pp.29-39
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    • 2001
  • 공기 캡을 갖는 일축성 이방성 매질 위의 마이크로스트립 안테나에 대해 유전체 덮개층이 미치는 영향에 관하여 연구하였다. 일축성 이방성 매질의 특성을 나타내는 텐서의 구성관계식으로부터 파수영역에서의 다이에딕 그린 함수를 유도하였으며 이 결과를 푸리에 변환을 사용하여 공간에서의 전계 적분 방정식으로 수식화하였다. 갈리킨 모멘트법을 사용하여 적분 방정식을 이산화하였으며 기저함수로는 정현적 함수를 선택하였다. 수치해석 결과의 타당성을 검증하기 위해 기존의 결과와 비교, 일치된 결과를 얻었으며 공기갭의 두께, 패치 길이 그리고 덮개층의 유전율과 두께 변화에 따라 유전체 덮개층이 공진 주파수, 대역폭과 입력 임피던스에 어떤 영향을 미치는지 제시되고 분석되었다.

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덮개층이 있는 마이크로스트립 선로를 이용한 브랜치 선로 결합기 해석 및 설계 (Analysis and Design of Branch Line Coupler using Microstrip Lines with Overlay)

  • 이승엽
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제12권5호
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    • pp.795-801
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    • 2001
  • 본 논문은 브랜치 선로 결합기를 소형화하는 방법에 대해 기술하였다. 이 방법은 덮개층이 있는 선로를 이용한 방법이다. 덮개층이 있는 선로의 주파수 변화에 따른 특성(분산 및 특성임피던스)을 해석하기 위해 스펙트럴 영역에서의 Immittance 방법과 선분할법(Method of Line)을 이용하였다. 덮개층이 있는 선로에 관한 스펙트럴 영역에서의 Green 함수를 구하고 이를 이용하여 수치적인 결과를 얻었다. 이 결과를 이용하여 덮개층을 갖는 브랜치 선로 하이브리드를 중심주파수 2 GHz에서 설계하고 제작하였다. 실험 결과 유전율 10.2dls 덮개층을 갖는 경우 기존 단일 마이크로스트립 선로로 구현된 결합기보다 31.4% 크기가 줄어들었음을 확인할 수 있었다. 이 방법은 앞으로 이동통신 빔형성 안테나의 급전선인 Butler Matrix의 크기를 줄이는 방법으로 사용 가능하리라 사료된다.

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A New Resonance Prediction Method of Fabry-Perot Cavity (FPC) Antennas Enclosed with Metallic Side Walls

  • Kim, Dong-Ho;Yeo, Jun-Ho
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제11권3호
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    • pp.220-226
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    • 2011
  • We have proposed a new method to accurately predict the resonance of Fabry-Perot Cavity (FPC) antennas enclosed with conducting side walls. When lateral directions of an FPC antenna are not blocked with metallic walls, the conventional technique is accurate enough to predict the resonance of the FPC antenna. However, when the FPC antenna has side walls, especially for case with only a short distance between the walls, the conventional prediction method yields an inaccurate result, inevitably requiring a tedious, time-consuming tuning process to determine the correct resonant height to provide the maximum antenna gain in a target frequency band using three-dimensional full-wave computer simulations. To solve that problem, we have proposed a new resonance prediction method to provide a more accurate resonant height calculation of FPC antennas by using the well-known resonance behavior of a rectangular resonant cavity. For a more physically insightful explanation of the new prediction formula, we have reinvestigated our proposal using a wave propagation characteristic in a hollow rectangular waveguide, which clearly confirms our approach. By applying the proposed technique to an FPC antenna covered with a partially reflecting superstrate consisting of continuously tapered meander loops, we have proved that our method is very accurate and readily applicable to various types of FPC antennas with lateral walls. Experimental result confirms the validness of our approach.

구형 캐비티 부착형 고이득 마이크로스트립 안테나 설계 (Design of a High Gain Microstrip Antenna with Rectangular Cavity Backed)

  • 임정섭;이문수
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제5권4호
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    • pp.822-828
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    • 2001
  • 본 논문에서는 구형 캐비티 부착형 고이득 마이크로스트립 안테나를 설계 및 제작하였다. 단일 마이크로스트립 패치는 기본적으로 이득이 낮다. 이득개선법에 따라 상층기판을 두는 기술이 캐비티 부착형 $2\times2$ 마이크로스트립 배열 안테나에 적용된다. 안테나를 설계함에 있어서 비록 캐비티가 커짐에 따라 이득이 증가하지만 캐비티 크기가 $3\times3$ 파장이면 충분하다. 방사 소자간의 길이는 1.5배의 자유공간 파장으로 한다. 안테나 방사특성은 IE3D 소프트웨어로 계산되고 측정치와 실험적으로 비교한다. 실험 결과는 최대 이득이 9.16GHz에서 18.6dBi의 이득을 가지고 이는 계산결과와 잘 일치한다.

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ZnO:Al 투명전도막을 이용한 높은 개방전압을 갖는 비정질 실리콘 박막 태양전지 제조 (Amorphous silicon thin-film solar cells with high open circuit voltage by using textured ZnO:Al front TCO)

  • 이정철;;이준신;송진수;윤경훈
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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    • pp.158-161
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    • 2006
  • Superstrate pin amorphous silicon thin-film (a-Si:H) solar cells are prepared on $SnO_2:F$ and ZnO:Al transparent conducting oxides (TCO) In order to see the effect of TCO/P-layers on a-Si:H solar cell operation. The solar cells prepared on textured ZnO:Al have higher open circuit voltage $V_{oc}$ than cells prepared on $SnO_2:F$. Presence of thin microcrystalline p-type silicon layer $({\mu}c-Si:H)$ between ZnO:Al and p a-SiC:H plays a major role by causing improvement in fill factor as well as $V_{oc}$, of a-Si:H solar cells prepared on ZnO:Al TCO. Without any treatment of pi interface, we could obtain high $V_{oc}$, of 994mv while keeping fill factor (72.7%) and short circuit current density $J_{sc}$ at the same level as for the cells on $SnO_2:F$ TCO. This high $V_{oc}$ value can be attributed to modification in the current transport in this region due to creation of a potential barrier.

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비정질 실리콘 태양전지에서 투명전도막/p층 계면 특성분석 (The characteristic analysis of TCO/p-layer interface in Amorphous Silicon Solar cell)

  • 이지은;이정철;오병성;송진수;윤경훈
    • 신재생에너지
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    • 제3권4호
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    • pp.63-68
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    • 2007
  • 유리를 기판으로 하는 superstrate pin 비정질 실리콘 태양전진에서 전면 투명전도막(TCO)과 p-층의 계면은 태양전지 변환효율에 큰 영향을 미친다. 면투명전도막(TCO)으로 현재 일반적으로 사용되는 ZnO:Al는 $SnO_2:F$보다 전기, 광학적으로 우수하고, 안개율 (Haze)높으며, 수소 플라즈마에서 안정성이 높은 특징을 갖고 있다. 그래서 박막 태양전지의 특성향상에 매우 유리하나, 태양전지로 제조했을 때, $SnO_2$보다 충진율(Fill Factor:F.F)과 $V_{oc}$가 감소한다는 단점을 가지고 있다. 본 실험실에서는 $SnO_2:F$dml F.F.가 72%이 나온 반면 ZnO:Al의 F.F은 68%에 그쳤다. 이들 원인을 분석하기 위해 TCO/p-layer의 전기적 특성을 알아 본 결과, $SnO_2:F$보다 ZnO:Al의 직렬저항이 높게 측정되었다. 이러한 결과를 바탕으로 p-layer에 $R=(H_2/SiH_4)=25$로 변화, p ${\mu}c$-Si:H/p a-SiC:H로 p-layer 이중 증착, p-layer의 boron doping 농도를 증가시키는 실험을 하였다. 직렬저항이 가장 낮았던 p ${\mu}c$-Si:H/p a-SiC:H 인 p-layer 이중 증착에서 $V_{oc}$는 0.95V F.F는 70%이상이 나왔다. 이들 각 p층의 $E_a$(Activiation Energy)를 구해본 결과, ${\mu}c$-Si:H의 Ea 가 가장 낮은 것을 관찰 할 수 있었다.

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Glass / p ${\mu}c-Si:H$ 특성에 따른 i ${\mu}c-Si:H$ 층 및 태양전지 특성 변화 분석

  • 장지훈;이지은;김영진;정진원;박상현;조준식;윤경훈;송진수;박해웅;이정철
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.31-31
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    • 2009
  • PECVD를 이용하여 제조된 미세결정질 p-i-n 실리콘 박막 태양전지에서, p 층은 태양전지의 윈도우 역할 및 그 위에 증착될 i ${\mu}c-Si:H$ 층의 'seed'층 역할을 수행하기 때문에, p층의 구조적 및 전기적, 광학적 특성은 태양전지의 전체 성능에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 $SiH_4$ 농도를 변화시켜 각기 다른 결정 특성을 갖는 p ${\mu}c-Si:H$층을 제조하고 그 위에 i ${\mu}c-Si:H$ 층을 증착하여 p층의 결정 특성변화와 그에 따른 i ${\mu}c-Si:H$ 층 및 'superstrate' p-i-n 미세결정질 실리콘 박막 태양전지의 특성 변화를 조사하였다. P층의 경우, $SiH_4$ 농도가 증가함에 따라 결정분율 (Xc)이 감소하여 비정질화되었으며 그에 따라 dark conductivity가 감소하는 경향을 나타내었다. 각기 다른 결정분율을 가지는 p 'seed' 층 위에 증착된 태양전지는, p 'seed' 층의 결정분율이 증가함에 따라 개방전압, 곡선인자, 변환효율이 경향적으로 감소하였다. 이는 p 층 결정분율 변화에 따른 p/i 계면특성 저하 및 그 위에 증착되는 i ${\mu}c-Si:H$ 층의 결함밀도 증가 등에 따른 태양전지 특성 감소 때문인 것으로 판단되며, 이를 분석하기 위하여 i ${\mu}c-Si:H$ 층의 전기적, 구조적 특성 분석 및 태양전지의 dark I-V 특성 등을 분석하고자 한다.

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