KR101451705B1 - Multiple Split Ring Resonator Using Metamaterial having Negative Permeability - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 음의 투자율 특성을 갖는 메타물질을 이용한 다중 스플리트 링 공진기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 동일한 중심을 갖는 서로 다른 길이의 링 구조로 이루어지며 상호간에 커플링 결합하는 복수개의 금속도체패턴으로 이루어지는 링 공진패턴부 중심부에 음의 투자율 특성을 가지며 공진기의 크기를 조절하는 금속도체패턴으로 형성되는 익스텐디드 공진패턴부를 형성하여 우수한 공진특성을 제공할 수 있으며 동시에 소형화를 만족할 수 있는 음의 투자율 특성을 갖는 메타물질을 이용한 다중 스플리트 링 공진기에 관한 것이다.
The present invention relates to a multiple-split ring resonator using a meta-material having negative magnetic permeability and, more particularly, to a multi-split ring resonator having ring structures of different lengths having the same center, A resonance pattern portion having a negative permeability characteristic at the central portion of the ring resonance pattern portion formed of a pattern and formed of a metal conductor pattern for adjusting the size of the resonator is formed to provide excellent resonance characteristics and at the same time, The present invention relates to a multi-split ring resonator using a metamaterial having magnetic permeability characteristics.
최근들어 전자기적 특성을 새로운 방법으로 제어할 수 있는 특성으로 인해 메타물질(Metamaterial)에 관한 연구가 활발히 이루어 지고 있다. 일반적으로 메타물질은 구성 물질의 화학적 조성보다는 물질의 전자기적 특성이 구조에 의해서 결정되는 인위적으로 설계된 물질을 의미한다. Recently, metamaterials have been actively studied due to their ability to control electromagnetic characteristics with new methods. In general, a metamaterial is an artificially designed material in which the electromagnetic properties of the material are determined by the structure rather than the chemical composition of the constituent material.
메타물질의 대표적인 특성 중의 하나가 음의 투자율(Permeability)을 나타내는 것으로서 음의 투자율을 갖는 메타물질은 음의 투자율과 같은 특성을 이용하여 공진기의 크기를 임의로 제어할 수 있기 때문에 새로운 물질 또는 구조로 불리고 있다.One of the typical properties of a metamaterial is that it indicates a negative permeability, and a metamaterial having a negative permeability is called a new material or structure because it can arbitrarily control the size of a resonator by using characteristics such as a negative permeability have.
이러한 음의 투자율 특성을 갖는 대표적인 기술로서 공진 특성이 우수하여 전자기적 제어가 용이한 스플리트-링 공진기(Split-Ring Resonator; SRR)가 있다.As a typical technique having such a negative magnetic permeability characteristic, there is a split-ring resonator (SRR) which is excellent in resonance characteristics and is easy to perform electromagnetic control.
한편, 상기 스플리트-링 공진기를 무선통신 시스템에 사용하기 위하여 성능을 향상시키면서도 크기를 줄이기 위한 연구 및 개발이 활발히 진행되어 오고 있다.In order to use the split-ring resonator in a wireless communication system, research and development have been actively carried out to reduce the size while improving the performance.
일반적으로, 무선통신 시스템에 주로 사용 되는 공진기는 주파수 선택의 척도인 공진특성이 중요하며, 이와 같은 공진특성에 따라 무선통신 시스템의 신호 응답 성능이 좌우된다. 공진특성이 우수한 공진기는 주로 발진기, 안테나, 여파기, 및 듀플렉서에 사용되며, 과거에는 우수한 공진특성을 확보하기 위하여 유전체 공진기를 사용하기도 하였으나, 유전체 공진기는 스플리트-링 공진기와 달리 3차원 구조를 갖기 때문에 비공정 기판과의 집적화가 어렵고 부피가 큰 문제점이 있었다.Generally, the resonance characteristic, which is a measure of frequency selection, is important for a resonator mainly used in a wireless communication system, and the signal response performance of the wireless communication system depends on such resonance characteristics. In recent years, dielectric resonators have been used in order to secure excellent resonance characteristics. However, dielectric resonators have a three-dimensional structure unlike a split-ring resonator in that they have been used for oscillators, antennas, filters, and duplexers. Therefore, it is difficult to integrate the substrate with the non-process substrate and there is a problem that the volume is large.
따라서, 비공정 기판과의 집적화 및 소형화를 만족하기 위해서는 평면구조를 갖는 스플리트-링 공진기가 적합하다.Therefore, a split-ring resonator having a planar structure is suitable for satisfying integration and miniaturization with a non-process substrate.
도 1은 종래의 스플리트-링 공진기를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 스플리트-링 공진기의 등가회로를 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a view showing a conventional split-ring resonator, and FIG. 2 is a view showing an equivalent circuit of the split-ring resonator shown in FIG.
도면에 도시된 바와 같이, 종래의 스플리트-링 공진기는 기판(1)상에 형성되는 루프형태의 일부가 절단된 링 구조를 갖는 공진기로서 금속선(11) 및 스플리트 갭(12)을 포함하는 금속도체패턴(10)이다. 이때, 등가회로에 도시된 바와 같이 상기 금속선(11)은 인덕터의 역할을 하고 상기 스플리트 갭(12)은 캐패시터의 역할을 하여 입사되는 신호의 공진을 유도할 수 있으며, 두 성분(element) 중 하나의 값을 변화시킬 수 있다면 스플리트-링 공진기의 공진주파수를 변화시킬 수 있게 된다.As shown in the figure, a conventional split-ring resonator includes a
그러나, 종래의 스플리트-링 공진기는 공진특성을 높이기 위하여 금속선(11)의 폭(W)을 넓히는 방법이 사용되었으나 이와 같이 금속선(11)의 폭(W)을 넓힐 경우 공진기의 크기가 커지는 문제점이 있었다. However, in the conventional split-ring resonator, a method of widening the width W of the
이와 같은 문제점을 극복하기 위하여 종래에는 동심을 갖는 다중구조의 스플리트-링 공진기가 있었다. Conventionally, there is a multi-structure split-ring resonator having a concentric structure in order to overcome such a problem.
도 3 내지 도 4는 종래의 2단 구조의 스플리트-링 공진기와 3단 구조의 스플리트-링 공진기를 나타내는 도면이다.Figs. 3 to 4 are views showing a conventional two-stage split-ring resonator and a three-stage split-ring resonator.
도면에 도시된 바와 같이, 종래 다중 구조의 스플리트-링 공진기는 2개 또는 3개의 스플리트-링 공진기를 형성하는 금속도체패턴(21,22,31,32,33)이 동심을 가지며 상호간에 서로 일정간격 이격된 채 서로 반대의 면을 연속적으로 번갈아 마주보는 형태로 형성된다.As shown in the figure, a conventional multi-structure split-ring resonator has a structure in which
여기서, 종래의 2단 구조 스플리트-링 공진기는 금속도체패턴(21,22) 사이에 커플링 결합이 발생하기 때문에 도 1의 스플리트-링 공진기에 비해 공진특성이 개선 되지만 금속도체패턴(21,22)의 크기에 제한이 있기 때문에 결과적으로 공진기 전체크기를 줄이는데 한계가 있었다.Here, the resonant characteristics of the conventional two-stage structure split ring resonator are improved compared to the split-ring resonator of FIG. 1 because coupling coupling occurs between the
또한, 종래의 3단 구조 스플리트-링 공진기는 도 3의 이단 구조 스플리트-링 공진기에 비하여 우수한 공진특성을 유지할 수는 있지만, 이와 같이 우수한 공진특성을 유지하기 위해서는 공진기의 크기가 커지는 문제점이 있었다.In addition, although the conventional three-stage structure split-ring resonator can maintain an excellent resonance characteristic as compared with the two-stage split-ring resonator of FIG. 3, there is a problem that the size of the resonator increases in order to maintain such excellent resonance characteristics there was.
따라서, 우수한 공진특성을 제공할 수 있으며, 동시에 소형화를 만족할 수 있는 스플리트-링 공진기를 제공할 수 있는 현실적이고도 활용도가 높은 기술이 절실히 요구되는 실정이다.Accordingly, there is a serious demand for a realistic and highly utilizable technique capable of providing a split-ring resonator capable of providing excellent resonance characteristics and satisfying miniaturization at the same time.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 서로 다른 길이의 링 구조를 가지며 일정한 간격으로 이격된 채 동일한 중심을 기준으로 규칙적인 구조로 배열되는 복수개의 금속도체패턴으로 형성되는 링 공진패턴부 중심부에 상기 복수개의 금속도체패턴의 형상과는 상이한 불규칙적인 구조의 금속도체패턴으로 형성되는 익스텐디드 공진패턴부를 형성하여 우수한 공진특성을 제공함과 동시에 소형화를 만족할 수 있는 다중 스플리트 링 공진기를 제공하는데 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a semiconductor device having a plurality of metal conductor patterns having ring structures of different lengths and spaced apart at regular intervals, The ring resonance pattern portion is formed at the central portion of the ring resonance pattern portion with an extended resonance pattern portion formed by a metal conductor pattern of an irregular structure different from the shape of the plurality of metal conductor patterns to provide excellent resonance characteristics, To provide a pleated ring resonator.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 음의 투자율 특성을 갖는 메타물질을 이용한 다중 스플리트 링 공진기는, 기판; 상기 기판상에 서로 다른 길이의 링 구조로 이루어지는 복수개의 금속도체패턴이 동심을 가지고 일정한 간격으로 이격배치되어 형성되는 링 공진패턴부; 및 상기 링 공진패턴부의 중심부에 배치되고, 상기 링 공진패턴부를 구성하는 복수개의 금속도체패턴 중 최내각에 위치한 금속도체패턴과 전기적으로 연결되어 음의 투자율 특성을 가지며 공진기의 크기 및 주파수 대역 조절이 가능한 금속도체패턴으로 형성되는 익스텐디드 공진패턴부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a multiple split ring resonator using a meta-material having a negative permeability characteristic, comprising: a substrate; A ring resonance pattern portion formed on the substrate and having a plurality of metal conductor patterns having ring structures of different lengths arranged concentrically and spaced apart at regular intervals; And a ring resonator which is disposed at a central portion of the ring resonance pattern portion and is electrically connected to a metal conductor pattern located at an innermost corner among a plurality of metal conductor patterns constituting the ring resonance pattern portion to have a negative permeability characteristic, And an extended resonance pattern portion formed of a metal conductor pattern as much as possible.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 서로 다른 길이의 링 구조를 가지며 일정한 간격으로 이격된 채 동일한 중심을 기준으로 규칙적인 구조로 배열되는 복수개의 금속도체패턴으로 형성되는 링 공진패턴부 중심부에 상기 복수개의 금속도체패턴의 형상과는 상이한 불규칙적인 구조의 금속도체패턴으로 형성되는 익스텐디드 공진패턴부를 형성하여 우수한 공진특성을 제공함과 동시에 소형화를 만족할 수 있는 다중 스플리트 링 공진기를 제공하는 효과가 있다.
As described above, according to the present invention, the ring resonance pattern portion having a ring structure of different lengths and spaced apart at regular intervals and formed of a plurality of metal conductor patterns arranged in a regular structure with reference to the same center, There is an effect of providing an extended resonance pattern portion formed of a metal conductor pattern of an irregular structure different from the shape of the two metal conductor patterns to provide an excellent resonance characteristic and at the same time to provide a multisplit ring resonator capable of satisfying miniaturization .
도 1은 종래의 스플리트-링 공진기를 나타내는 도면
도 2는 도 1에 도시된 스플리트-링 공진기의 등가회로를 나타내는 도면
도 3은 종래의 2단 구조의 스플리트-링 공진기를 나타내는 도면
도 4는 종래의 3단 구조의 스플리트-링 공진기를 나타내는 도면
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 음의 투자율 특성을 갖는 메타물질을 이용한 다중 스플리트 링 공진기를 나타내는 도면
도 6은 도 5에 도시된 다중 스플리트 링 공진기의 등가회로를 나타내는 도면
도 7은 공진기의 크기 조절에 따른 실험결과를 나타내는 그래프
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 스플리트 링 공진기의 음의 투자율 메타인공물질의 위상응답 특성을 나타내는 도면
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 스플리트 링 공진기의 메타 물질에 대한 음의 투자율 특성을 나타내는 그래프
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 스플리트 링 공진기의 공진특성을 나타내는 그래프
1 is a view showing a conventional split-ring resonator;
2 is a view showing an equivalent circuit of the split-ring resonator shown in Fig. 1
3 is a view showing a conventional two-stage split-ring resonator;
4 is a view showing a conventional three-stage split-ring resonator;
5 is a view showing a multiple-split ring resonator using a meta-material having a negative permeability characteristic according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing an equivalent circuit of the multiple split ring resonator shown in Fig. 5
FIG. 7 is a graph showing experimental results of adjusting the size of the resonator
8 is a view showing a phase response characteristic of a negative permeability meta-artificial material of a multiple-split ring resonator according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph showing negative permeability characteristics for a meta-material in a multiple-split ring resonator according to an embodiment of the present invention
10 is a graph showing resonance characteristics of a multiple split ring resonator according to an embodiment of the present invention
본 명세서에서 메타물질이라 함은 자연계에서 자연적으로 존재하는 일반 물질에서는 쉽게 볼 수 없는 전자기적 특성을 지닌 인공적인 구조물을 의미하는 것으로, 이러한 메타물질의 특성은 물질 조성에서 얻어지기 보다는 공진기와 같은 구조적 요소에서 얻어지므로, 메타구조라고도 부를 수 있다. 즉, 본 발명에 있어서 메타물질은 공진기의 구조, 위상의 굴절, 및 등가회로의 형태를 변경하면서 특성을 얻는다. The term " meta-material " as used herein means an artificial structure having electromagnetic characteristics that can not be easily seen in a general material naturally occurring in nature. The properties of such a meta- Element, so it may be called a meta structure. That is, in the present invention, the metamaterial obtains characteristics while changing the structure of the resonator, the refraction of the phase, and the shape of the equivalent circuit.
본 발명에 따른 음의 투자율 특성을 갖는 메타물질을 이용한 다중 스플리트 링 공진기를 구성하는 링 공진패턴부(200)는 서로 다른 길이의 링 구조로 이루어지는 복수개의 금속도체패턴이 동심을 가지고 스플리트 갭을 구비한 형태인 SRR(Split Ring Resonator)로 구성된다. 이때, 상기 금속도체패턴은 인덕터의 역할을 하며 스플리트 갭은 캐패시터의 역할을 하여 SRR에 입사되는 전자기적 신호의 공진을 유도할 수 있다.The ring
또한, 본 발명에 따른 음의 투자율 특성을 갖는 메타물질을 이용한 다중 스플리트 링 공진기를 구성하는 익스텐디드 공진패턴부(300)은 사각형상의 익스텐디드 패치부(310) 및 익스텐디드 라인패턴부(320)로 구성되며, 여기서, 상기 익스텐디드 패치부(310)는 캐패시터의 역할을 하고 상기 익스텐디드 라인패턴부(320)는 인덕터의 역할을 한다.The extended
본 발명에 따른 음의 투자율 특성을 갖는 메타물질을 이용한 다중 스플리트 링 공진기는 상기 링 공진패턴부(200)의 크기를 줄이더라도 상기 익스텐디드 패치부(310)의 익스텐디드 패치부(310)의 크기와 익스텐디드 라인패턴부(320)의 길이를 조절하여 공진기의 동작주파수대역을 유지할 수 있기 때문에 소형화를 만족할 수 있으며, 동시에 요구되는 주파수대역에서 높은 공진특성을 얻으면서 손실을 줄일 수 있다.The multiple split ring resonator using the meta-material having the negative magnetic permeability characteristic according to the present invention can reduce the size of the ring
본 발명에 따른 음의 투자율 특성을 갖는 메타물질을 이용한 다중 스플리트 링 공진기는 저위상 잡음 발진기(Oscillator), 전압제어발진기(VCO;Voltage Controlled Oscillator), 주파수 혼합기(MIXER)를 위한 대역통과 여파기, 듀플렉서(duplexer), 다이플렉서(Diplexer), 안테나(Antenna), 위상루프고정기(PLL), 주파수합성기(Frequency synthesizer), 및 RF시스템을 위한 증폭기(Amplifier)에 적용이 가능하다.The multi-split ring resonator using the metamaterial having the negative permeability characteristic according to the present invention includes a low phase noise oscillator, a voltage controlled oscillator (VCO), a bandpass filter for a frequency mixer (MIXER) It is applicable to amplifiers for duplexers, diplexers, antennas, phase-locked loop (PLL), frequency synthesizer, and RF systems.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 음의 투자율 특성을 갖는 메타물질을 이용한 다중 스플리트 링 공진기를 나타내는 도면이다. 5 is a view showing a multiple split ring resonator using a meta-material having a negative permeability characteristic according to an embodiment of the present invention.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 음의 투자율 특성을 갖는 메타물질을 이용한 다중 스플리트 링 공진기는, 기판(100), 링 공진패턴부(200), 및 익스텐디드 공진패턴부(300)를 포함하여 이루어진다.As shown in the drawing, a multiple-split ring resonator using a meta-material having a negative permeability characteristic according to an embodiment of the present invention includes a
보다 상세하게는, 상기 기판(100)은 소정의 유전율을 갖는 유전체 기판으로서 RF신호의 매질에 해당하고, 본 발명의 실시예에 따른 기판(100)은 유전율이 2.54이고 높이 0.54mm의 범용으로 사용되는 테프론(Teflon) 기판을 사용함으로써 본 발명에 다른 다중 스플리트 링 공진기는 저비용으로 대량 생산이 가능하며, 글라스 에폭시 기판(FR-4)외에도 전도성이 매우 낮은 즉 절연체에 가까운 전기적인 특성만 만족한다면 필요에 따라 다양한 기판의 활용이 가능하다.More specifically, the
상기 링 공진패턴부(200)는 기판(100)상에 서로 다른 길이의 링 구조로 이루어지는 복수개의 금속도체패턴이 동심을 가지고 일정한 간격으로 이격배치되어 형성된다. 여기서, 상기 금속도체패턴은 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al)을 포함한 전도성이 우수한 금속을 이용하여 제조할 수 있다.The ring
본 발명의 실시예에서, 상기 링 공진패턴부(200)는 상기 복수개의 금속도체패턴 중 최내각에 위치하고 링 구조로 이루어지는 금속도체패턴 일부가 제 1 방향으로 절단된 채 형성되는 제 1 패턴(210)과, 상기 제 1 패턴(210)의 바깥쪽에 위치하고 링 구조로 이루어지는 금속도체패턴 일부가 제 2 방향으로 절단된 채 형성되는 제 2 패턴(220), 및 상기 복수개의 금속도체패턴 중 최외각에 위치하고 링 구조로 이루어지는 금속도체패턴 일부가 제 3 방향으로 절단된 채 형성되는 제 3 패턴(230)을 포함하여 이루어진다. In the embodiment of the present invention, the ring
또한, 본 발명의 일실시예에서 상기 링 공진패턴부(200)를 구성하는 제 1 패턴 내지 제 3 패턴은 기판(100)의 네 모서리에서 일정한 간격을 두고 순차적으로 이격 배치되는 사각형상의 링 구조로 형성되며 금속도체패턴의 일부가 각각 절단되어 스플리트 갭(211,221,231)을 형성한다. 여기서, 상기 스플리트 갭(211,221,231)은 서로 다른 크기를 가지면서 서로 다른 방향에 위치 할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 도면에 도시된 바와 같이, 상기 스플리트 갭(211,221,231)이 모두 동일한 크기를 가지면서 상기 제 1 방향은 상기 제 2 방향과 서로 마주봄과 동시에 상기 제 3 방향과 서로 평행하게 형성되어 상기 제 1 패턴 내지 제 3 패턴이 서로 반대의 면을 연속적으로 번갈아 갖는 형태로 구성된다.In addition, in the embodiment of the present invention, the first to third patterns constituting the ring
한편, 본 발명에 있어서 상기 링 공진패턴부(200)를 구성하는 제 1 패턴 내지 제 3 패턴의 형상을 직사각형이나 사각형상으로 한정하지는 않지만, 본 발명의 일실시예에서는 사각형상의 링 구조로 형성되기 때문에 동일한 기판의 크기에서 상대적으로 주파수대역이 낮은 저주파대역의 공진주파수를 필요로 하는 경우에 원형에 비하여 더 긴 선로길이를 확보할 수 있어 공진기의 크기를 소형화 하는데 바람직하다.In the present invention, the shapes of the first to third patterns constituting the ring
또한, 상기 링 공진패턴부(200)를 구성하는 서로 다른 길이의 링 구조로 이루어지는 복수개의 금속도체패턴 중 인접한 금속도체패턴은 상호간에 서로 커플링 결합하고, 도면에 도시된 바와 같이 상기 커플링 결합에 의하여 극성을 갖는 전압과 전계가 발생하게 되어 선로에는 자계가 발생되면서 유도전류가 흐르게 되며, 이때, 본 발명에 따른 스플리트 링 공진기의 투자율 값이 음수가 되어 전류의 흐름과 외부 자기장 에너지 방향이 반대가 되어 위상이 반대가 된다.Among the plurality of metal conductor patterns having ring structures of different lengths constituting the ring
더욱 상세하게는, 상기 링 공진패턴부(200)를 구성하는 서로 다른 길이의 링 구조로 이루어지는 제 1 패턴 내지 제 3 패턴은 각각 서로 다른 방향으로 극성을 갖고 전류가 흐르게 되며 외부에서 자기장 에너지가 공급되면 본 발명에 따른 스플리트 링 공진기를 구성하는 금속도체패턴 선로에서는 유도 전류와 유도 자기장 에너지가 발생하게 된다. 이 때, 유도 전류는 선로 위에 극성을 갖고 흐르게 되며 선로 사이의 결합구조에는 점유 캐패시턴스로 인하여 극성이 존재하므로 전위차가 발생하게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 스플리트 링 공진기에서는 외부자기장 에너지가 유도 전류가 방해하는 방향으로 발생하게 되므로 공진 주파수대역에서의 투자율은 반대의 성질로 공진을 발생하게 되어 투자율 값은 0보다 작은 음의 값으로 변하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 스플리트 링 공진기가 공진 주파수 대역에서 음의 투자율 값으로 동작하게 되어 메타물질의 특성을 만족하게 되며, 음의 투자율 특성을 갖는 메타물질을 이용한 스플리트 링 공진기는 위상이 에너지 전달방향과 반대로 흐르게 되므로 본래의 공진기 위상은 -90°의 선형적인 기울기로 동작하지만 메타물질의 특성을 갖는 공진기는 90°의 비선형적인 기울기로 동작하게 되어 결과적으로 일반물질에서 동작할 수 없는 영역에서 동작하게 되며, 결과적으로, 본 발명에 따른 스플리트 링 공진기는 공진기의 크기와 주파수가 서로 반비례 하기 때문에 공진주파수대역에서 요구하는 파장과 관계없이 공진기의 크기를 줄 일수 있는 메타물질의 기술을 적용할 수 있다.More specifically, the first to third patterns of ring structures having different lengths constituting the ring
또한, 상기 복수개의 금속도체패턴에 해당하는 제 1 패턴 내지 제 3 패턴(210,220,230)의 경우에 제 1 패턴(210)과 제 2 패턴(220), 제 2 패턴(220)과 제 3 패턴(230) 사이에 커플링 결합이 발생하며, 상기 커플링 결합량을 조절하여 높은 공진특성을 구할 수 있으며 손실을 줄일 수 있다. In the case of the first to
상기 익스텐디드 공진패턴부(300)는, 상기 링 공진패턴부(200)의 중심부에 배치되고, 상기 링 공진패턴부(200)를 구성하는 복수개의 금속도체패턴 중 최내각에 위치한 금속도체패턴(210)과 전기적으로 연결되어 음의 투자율 특성을 가지며 주파수 대역 조절이 가능한 금속도체패턴으로 형성된다.The extended
또한, 본 발명에 따른 상기 익스텐디드 공진패턴부(300)는, 상기 복수개의 금속도체패턴 중 최내각에 위치하며 링 구조를 갖는 금속도체패턴에 해당하는 제 1 패턴(210)의 빈공간 중심부에 형성되는 사각형상의 익스텐디드 패치부(310), 및 일단은 상기 익스텐디드 패치부(310)와 전기적으로 연결되고 타단은 제 1 패턴(210)의 일부와 전기적으로 연결되는 적어도 하나 이상의 익스텐디드 라인패턴부(320)를 포함한다. 여기서, 상기 익스텐디드 라인패턴부(320)는 상기 사각형상의 익스텐디드 패치부(310)의 둘레를 따라 상기 제 1 패턴(210)의 스플리트 갭(211)이 형성된 방향을 제외한 면의 중심부에 형성되며, 따라서, 본 발명의 실시예에서는 도면에 도시된 바와 같이, 상기 익스텐디드 공진패턴부(300)가 세 개의 익스텐디드 라인패턴부(320)를 포함한다.The extended
게다가, 상기 익스텐디드 공진패치부(310)는 상기 익스텐디드 라인패턴부의 길이(L1) 및 상기 익스텐디드 패치부의 둘레길이(L2)를 조절하여 주파수대역을 조절하며, 이때, 상기 익스텐디드 라인패턴부의 길이(L1)와 상기 익스텐디드 패치부의 둘레길이(L2)는 서로 반비례하게 된다.In addition, the extended
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 음의 투자율 특성을 갖는 메타물질을 이용한 다중 스플리트 링 공진기, 상기 익스텐디드 공진패턴부(300)의 크기를 조절하여 주파수대역을 조절할 수 있기 때문에 요구되는 주파수대역에서 동작하면서도 공진기의 크기를 소형화 할 수 있다.As described above, since the multiple band split ring resonator using the meta-material having the negative permeability characteristic according to the embodiment of the present invention and the frequency band can be adjusted by adjusting the size of the extended
도 6은 도 5에 도시된 다중 스플리트 링 공진기의 등가회로를 나타내는 도면이다.6 is a view showing an equivalent circuit of the multiple split ring resonator shown in Fig.
도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 음의 투자율 특성을 갖는 메타물질을 이용한 다중 스플리트 링 공진기를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.The multi-split ring resonator using meta-material having a negative permeability characteristic according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 음의 투자율 특성을 갖는 메타물질을 이용한 다중 스플리트 링 공진기를 구성하는 링 공진패턴부(200)는 인덕터의 역할을 하는 복수개의 금속도체패턴(210,220,230) 및 캐패시터의 역할을 하는 스플리트 갭(211,221,231)을 포함하여 전기적 신호의 공진을 유도할 수 있다.As shown in the figure, the ring
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 음의 투자율 특성을 갖는 메타물질을 이용한 다중 스플리트 링 공진기를 구성하는 익스텐디드 공진패턴부(300)는 캐패시터의 역할을 하는 익스텐디드 패치부(310)와 인덕터의 역할을 하는 익스텐디드 라인패턴부(320)를 포함하며, 따라서, 상기 링 공진패턴부(200)의 크기를 줄이더라도 상기 익스텐디드 공진패턴부(300)를 구성하는 익스텐디드 패치부(310)의 크기와 익스텐디드 라인패턴부(320)의 길이를 조절하여 공진기의 동작주파수대역을 유지할 수 있다.In addition, the extended
즉, 공진기를 구성하는 전체선로를 줄이게 되면 링 공진패턴부(200)의 금속도체패턴이 인덕터의 역할을 하므로 인덕턴스가 줄어들어 공진 주파수는 상승하여 변화하게 된다. 이때, 익스텐디드 패치부(310)의 크기를 줄이게 되면 익스텐디드 라인패턴부(320)의 길이는 증가하므로 결과적으로 이에 해당하는 인덕턴스 값이 상승하게 되어 공진 주파수는 낮아져서 원래의 해당 주파수대역으로 돌아오게 된다.That is, when the entire line constituting the resonator is reduced, the metal conductor pattern of the ring
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 음의 투자율 특성을 갖는 메타물질을 이용한 다중 스플리트 링 공진기는, 다중 스플리트 링 공진기를 구성하기 위하여 규칙적인 구조로 배열되는 복수개의 금속도체패턴으로 형성되는 링 공진패턴부(200) 중심부에 상기 복수개의 금속도체패턴의 형상과는 상이한 불규칙적인 구조의 금속도체패턴으로 형성되는 익스텐디드 공진패턴부(300)의 크기를 조절하여 공진기의 동작주파수대역을 유지할 수 있으며, 이로 인해 공진기의 소형화를 만족시킬 수 있다.As described above, the multiple split ring resonator using the meta-material having the negative permeability characteristic according to the embodiment of the present invention is formed into a plurality of metal conductor patterns arranged in a regular structure in order to constitute the multiple split ring resonator The size of the extended
도 7은 공진기의 크기 조절에 따른 실험결과를 나타내는 그래프이다.FIG. 7 is a graph showing experimental results according to the size adjustment of the resonator.
도 7에 도시된 도면참조부호 'a,b,lm' 에 대하여 도 5 내지 도 6을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.The reference numerals 'a, b, and lm' shown in FIG. 7 will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 6. FIG.
도면참조부호 'a' 는 본 발명의 일실시예에 따른 공진기의 전체크기를 결정하는 링공진패턴부(200)의 최외곽에 배치된 금속패턴(230)의 둘레길이를 나타낸다.Reference symbol 'a' denotes a circumferential length of the
도면참조부호 'b'는 본 발명의 일실시예에서 정사각형상을 갖는 익스텐디드 패치부(310)의 크기를 결정하는 도 5에 도시된 도면참조부호 'L1'의 길이를 나타낸다.Reference numeral 'b' denotes the length of 'L1' in FIG. 5, which determines the size of the extended
또한, 도면참조부호 'lm'은 본 발명의 일실시예에서 익스텐디드 라인패턴부(320)의 길이를 결정하는 도 5에 도시된 도면참조부호'L2'의 길이를 나타내고, 도 7에서는 도면참조부호 'a'가 가리키는 공진기 전체 크기가 줄어들었을 때 대응되어 함께 줄어드는 길이를 가리킨다. 즉, 도면에서 가리키는 도면참조부호'lm'의 경우에는 공진기 전체 크기에 대응되어 줄어드는 길이를 가르키는 것으로서 도 5에 도시된 'L1'의 크기조절에 따라 변화되는'L2'의 조절되는 길이까지 나타내지는 않는다.Reference numeral 'lm' denotes a length of 'L2' in FIG. 5 which determines the length of the extended
도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따라 공진기의 크기를 조절하는 것을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.The adjustment of the size of the resonator according to an embodiment of the present invention will now be described in more detail with reference to the drawings.
먼저, 도면에 도시된 도면참조부호 ①과 같이, 공진기 전체크기인 금속패턴(230)의 길이가 5.3mm에서 3.0mm로 줄어들게 되면 공진기의 전체크기가 줄어들게 되어 동작주파대역이 10GHz에서 대략 14.3GHz로 변하는 것을 알 수 있으며, 이에 대응되어 익스텐디드 패치부(310)의 크기가 고정된 상태에서 도면에 도시된 도면참조부호 ②와 같이 익스텐디드 라인패턴부(320)의 길이가 0.55mm에서 0.31mm로 줄어드는 것을 알 수 있다.First, when the length of the
여기서, 본 발명에 따른 공진기는 상기 도 5 내지 도 6에서 설명한 바와 같이, 크기를 줄이더라도 상기 익스텐디드 공진패턴부(300)를 구성하는 익스텐디드 패치부(310)의 크기를 조절하여 공진기의 동작주파수대역을 유지할 수 있다. 즉, 도면에 도시된 도면참조부호 ③과 같이 동작주파수대역을 14.3GHz에서 10GHz로 조절하기 위하여 도 7에 도시된 도면참조부호 'b'의 크기를 0.97mm에서 대략 0.67mm 로 조절한다. 5 to 6, the resonator according to the present invention adjusts the size of the extended
이와 같이, 본 발명에 따른 공진기는, 공진기 전체크기를 결정하는 도체패턴(230)의 둘레길이인 도면참조부호'a'의 길이는 고정된 채 공진기가 동작하는 주파수대역을 14GHz에서 10GHz로 바꾸기 위하여 익스텐디드 패치부(310)인 도면참조부호'b'의 크기를 줄이게 되고, 도면에는 도시되지 않았지만 상기 익스텐디드 패치부(310)의 크기 조절에 대응되어 도 6에 도시된 등가회로의 LC공진회로에서 인덕턴스(Lm)에 해당하는 익스텐디드 라인패턴부(320)의 크기를 증가시켜 동작주파수를 원래의 위치에 올 수 있도록 조절할 수 있다.As described above, in the resonator according to the present invention, in order to change the frequency band in which the resonator operates, from 14 GHz to 10 GHz, the length of the reference symbol 'a', which is the circumferential length of the
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 스플리트 링 공진기의 음의 투자율을 갖는 메타인공물질의 위상응답 특성을 나타내는 도면이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 스플리트 링 공진기의 메타 물질에 대한 음의 투자율 특성을 나타내는 그래프이며, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 스플리트 링 공진기의 공진특성을 나타내는 그래프이다.FIG. 8 is a view showing a phase response characteristic of a meta-artificial material having a negative permeability of a multiple split ring resonator according to an embodiment of the present invention. FIG. 9 is a cross- FIG. 10 is a graph showing resonance characteristics of a multiple-split ring resonator according to an embodiment of the present invention. FIG.
도면을 참조하여 본 발명에 따른 다중 스플리트 링 공진기의 특성을 설명하면 다음과 같다.The characteristics of the multi-split ring resonator according to the present invention will be described with reference to the drawings.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 스플리트 링 공진기는 10GHz의 공진주파수대역에서 위상응답이 +90°로 동작하는 것을 알 수 있다. As shown in FIG. 8, the multiple-split ring resonator according to an embodiment of the present invention can operate at a phase response of + 90 ° in a resonance frequency band of 10 GHz.
일반적인 다중 스플리트 링공진기의 경우에 10GHz의 공진주파수대역에서 위상 응답이 -90°로 동작한다. 따라서, 도 8을 참조하는 경우 본 발명에 따른 다중 스플리트 링 공진기는 일반적인 다중 스플리트 링공진기가 동작할 수 없는 영역에서 동작하는 것을 알 수 있으며, 이로 인해 본 발명의 일실시예에 따른 다중 스플리트 링 공진기가 메타인공물질의 음의 투자율을 갖는 위상응답 특성을 만족하는 것을 알 수 있다.For a typical multisplit ring resonator, the phase response operates at -90 ° in the resonant frequency band of 10 GHz. Therefore, referring to FIG. 8, it can be seen that a multiple-split ring resonator according to the present invention operates in a region where a general multiple-split ring resonator can not operate, It can be seen that the pleated ring resonator satisfies the phase response characteristic with the negative permeability of the meta-artificial material.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 스플리트 링 공진기는 투자율이 양(+)에서 음(-)으로 변화되어 메타물질에 대한 음의 투자율 특성을 갖는 것을 알 수 있다.9, a multiple-split ring resonator according to an embodiment of the present invention has a negative permeability characteristic with respect to a metamaterial by changing the permeability from positive (+) to negative .
도 9를 참조하면, 도면에 도시된 는 중심주파수이고, 는 음의 투자율 특성의 경계치이다.Referring to Fig. 9, Is the center frequency, Is the boundary value of the negative permeability characteristic.
도면에 도시된 바와 같이, 0GHz에서 9.8GHz 까지 투자율 값이 양의 값으로 동작하다가 공진주파수 의 동작주파수대역이 9.8GHz를 지나게 되면 메타인공물질의 영역으로 들어오게 되어 투자율값은 양(+)의 값에서 최대값으로 증가하게 된다. 이때, 증가하는 투자율 값이 공진주파수를 만나게 되면 더 이상 증가하지 못하고 투자율 0 값을 지나 최소값으로 떨어지게 된다. 또한, 공진주파수에서 투자율값이 최소값으로 떨어진 이후 공진주파수에서 멀어지게 되면 다시 투자율 0 값을 갖는 범위(-)에 도달하게 되고 투자율 값은 0을 지나 다시 양의 정수를 갖고 진행하게 된다.As shown in the figure, when the magnetic permeability value from 0 GHz to 9.8 GHz is a positive value, When the operating frequency band of 9.8GHz passes, it enters the area of the meta-artificial material, and the permeability value increases from the positive value to the maximum value. At this time, when the increasing permeability value meets the resonance frequency, it does not increase any more, and it falls to the minimum value after passing the
즉, 투자율의 해당범위가 에서 음의 크기를 거쳐 까지 음의 투자율 성질을 갖게 된다는 것을 의미하므로, 본 발명의 일실시예에 따른 음의 투자율 특성을 갖는 메타물질을 이용한 다중 스플리트 링 공진기는 10GHz 주파수대역에서 음의 투자율 특성을 만족하는 것을 알 수 있다.That is, Through the negative dimension It means that the multiple split ring resonator using the meta material having the negative permeability characteristic according to the embodiment of the present invention satisfies the negative permeability characteristic in the frequency band of 10 GHz have.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 음의 투자율 특성을 갖는 메타물질을 이용한 다중 스플리트 링 공진기는, 익스텐디드 공진패턴부(300)를 구성하는 익스텐디드 패치부(310)의 크기와 익스텐디드 라인패턴부(320)의 길이를 조절하는 방법 외에도 링 공진패턴부(200)를 구성하는 복수개의 금속도체패턴(210,220,230)의 길이와 폭을 조절하여 유효 투자율이 음의 특성을 갖도록 구현할 수 있다.The multiple split ring resonator using the meta-material having the negative magnetic permeability characteristic according to an embodiment of the present invention has the same structure as that of the extended
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 음의 투자율 특성을 갖는 메타물질을 이용한 다중 스플리트 링 공진기는, 링 공진패턴부(200)를 구성하는 복수개의 금속도체패턴 중 인접하는 금속도체패턴사이에 발생하는 커플링 결합에 의하여 외부 자기장 에너지가 인가되면 상기 링 공진패턴부를 구성하는 복수개의 금속도체패턴상에 유도 전류와 유도 자기장이 발생되고, 외부 자기장 에너지는 유도 전류 및 유도 자기장을 방해하는 방향으로 발생하여 투자율 값이 음의 정수로 변하게 됨으로써 위상 흐름이 에너지 전달 방향과 반대가 되어 메타 물질의 위상이 +90°의 비선형적인 기울기로 동작하게 되며, 결과적으로 요구되는 주파수대역에서 높은 공진특성을 얻으면서 동시에 손실을 줄일 수 있게 된다.That is, the multiple-split ring resonator using the meta-material having the negative magnetic permeability characteristic according to the embodiment of the present invention is formed in a ring
도 10을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 다중 스플리트 링 공진기의 공진특성을 설명하면 다음과 같다.The resonance characteristics of the multiple split ring resonator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 스플리트 링 공진기의 통과계수와 반사계수를 나타내는 S21 및 S11에 의하여 공진주파수가 10GHz 인 것을 알 수 있으며, 공진 주파수인 10Hz 주파수대역에서 공진주파수와 반사파의 격리도가 10dB 이상으로 측정되어 반사파가 거의 발생되지 않는 것을 나타내기 때문에 공진특성이 우수한 것을 알 수 있다.As shown in the drawing, it can be seen that the resonance frequency is 10 GHz by S21 and S11 representing the pass coefficient and the reflection coefficient of the multiple split ring resonator according to an embodiment of the present invention. In the frequency band of 10 Hz which is the resonance frequency The resonance frequency and the degree of isolation of the reflected wave are measured at 10 dB or more, indicating that almost no reflected wave is generated, and therefore, the resonance characteristic is excellent.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 음의 투자율 특성을 갖는 메타물질을 이용한 다중 스플리트 링 공진기는, 링 공진패턴부(200)를 구성하는 복수개의 금속도체패턴 중 인접하는 금속도체패턴사이에 발생하는 커플링 결합에 의하여 높은 공진특성을 얻으면서 손실을 줄일 수 있다.As described above, the multiple-split ring resonator using the meta-material having the negative magnetic permeability characteristic according to the embodiment of the present invention is formed of a plurality of metal conductor patterns constituting the ring
따라서, 본 발명은 서로 다른 길이의 링 구조를 가지며 일정한 간격으로 이격된 채 동일한 중심을 기준으로 규칙적인 구조로 배열되는 복수개의 금속도체패턴으로 형성되는 링 공진패턴부 중심부에 상기 복수개의 금속도체패턴의 형상과는 상이한 불규칙적인 구조의 금속도체패턴으로 형성되는 익스텐디드 공진패턴부를 형성하여 우수한 공진특성을 제공함과 동시에 소형화를 만족할 수 있는 다중 스플리트 링 공진기를 제공하는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, in a center portion of a ring resonance pattern portion formed of a plurality of metal conductor patterns having ring structures of different lengths and spaced apart at regular intervals and arranged in a regular structure with reference to the same center, The present invention provides an advantageous multi-split ring resonator which can provide an excellent resonance characteristic and satisfy miniaturization by forming an extended resonance pattern portion formed of a metal conductor pattern having an irregular structure different from that of the resonator pattern.
지금까지 본 발명에 대해서 상세히 설명하였으나, 그 과정에서 언급한 실시예는 예시적인 것일 뿐이며, 한정적인 것이 아님을 분명히 하고, 본 발명은 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상이나 분야를 벗어나지 않는 범위내에서, 균등하게 대처될 수 있는 정도의 구성요소 변경은 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, It is within the scope of the present invention that component changes to such an extent that they can be coped evenly within a range that does not deviate from the scope of the present invention.
1, 100 : 기판 10 : 금속도체패턴
11 : 금속선 12 : 스플리트 갭
21, 22 : 금속도체패턴 (2단 구조의 SSR)
31,32,33 : 금속도체패턴 (3단 구조의 SSR)
200 : 링 공진패턴부 210 : 제 1 패턴
211, 221, 231: 스플리트 갭
220 : 제 2 패턴 230 : 제 3 패턴
300 : 익스텐디드 공진패턴부 310 : 익스텐디드 패치부
320 : 익스텐디드 라인패턴부
1, 100: substrate 10: metal conductor pattern
11: metal wire 12: split gap
21, 22: Metal conductor pattern (SSR of two-stage structure)
31, 32, 33: Metal conductor pattern (SSR of three-stage structure)
200: ring resonance pattern part 210: first pattern
211, 221, 231: Split gap
220: second pattern 230: third pattern
300: extended resonance pattern portion 310: extended patch portion
320: extended line pattern portion
Claims (10)
상기 기판 상에 서로 다른 길이의 링 구조로 이루어지는 복수개의 금속도체패턴이 동심을 가지고 일정한 간격으로 이격배치되며, 상기 복수개의 금속도체패턴 중 최내각에 위치하고 링 구조로 이루어지는 금속도체패턴 일부가 제 1 방향으로 절단된 채 형성되는 제 1 패턴과, 상기 제 1 패턴의 바깥쪽에 위치하고 링 구조로 이루어지는 금속도체패턴 일부가 제 2 방향으로 절단된 채 형성되는 제 2 패턴과, 상기 복수개의 금속도체패턴 중 최외각에 위치하고 링 구조로 이루어지는 금속도체패턴 일부가 제 3 방향으로 절단된 채 형성되는 제 3 패턴을 포함하며, 상기 제 1 방향은 상기 제 2 방향과 서로 마주보고 상기 제 3 방향과 서로 평행하게 형성되는 링 공진패턴부와;
상기 링 공진패턴부의 중심부에 배치되고, 상기 링 공진패턴부를 구성하는 복수개의 금속도체패턴 중 최내각에 위치한 금속도체패턴과 전기적으로 연결되어 음의 투자율 특성을 가지며 공진기의 크기 및 주파수 대역 조절이 가능한 금속도체패턴으로 형성되는 익스텐디드 공진패턴부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 음의 투자율 특성을 갖는 메타물질을 이용한 다중 스플리트 링 공진기.
Claims [1]
Wherein a plurality of metal conductor patterns having ring structures of different lengths are concentrically disposed on the substrate and are spaced apart at regular intervals and a part of the metal conductor pattern located at the innermost corner of the plurality of metal conductor patterns, A second pattern formed outside of the first pattern and partially cut out in a second direction of a portion of the metal conductor pattern having the ring structure; and a second pattern formed on the second pattern, And a third pattern formed on the outermost periphery and partially formed of a ring-shaped metal conductor pattern while being cut in a third direction, wherein the first direction is opposite to the second direction and parallel to the third direction A ring resonance pattern portion formed;
A plurality of metal conductor patterns disposed in a central portion of the ring resonance pattern portion and electrically connected to a metal conductor pattern located at an innermost corner among a plurality of metal conductor patterns constituting the ring resonance pattern portion, And an extended resonance pattern portion formed of a metal conductor pattern. The multi-split ring resonator includes a metamaterial having a negative permeability characteristic.
상기 링 공진패턴부를 구성하는 서로 다른 길이의 링 구조로 이루어지는 복수개의 금속도체패턴 중 인접한 금속도체패턴은 상호간에 서로 커플링 결합하는 것을 특징으로 하는 음의 투자율 특성을 갖는 메타물질을 이용한 다중 스플리트 링 공진기.
The method according to claim 1,
Wherein adjacent metal conductor patterns of the plurality of metal conductor patterns having different ring structures constituting the ring resonance pattern portion are coupled to each other by mutual coupling. Ring resonator.
상기 커플링 결합에 의하여 극성을 갖는 전압과 전계가 발생하는 것을 특징으로 하는 음의 투자율 특성을 갖는 메타물질을 이용한 다중 스플리트 링 공진기.
The method of claim 4,
And a voltage having an opposite polarity and an electric field are generated by the coupling. The multi-split ring resonator using a meta-material having a negative permeability characteristic.
상기 복수개의 금속도체패턴 중 최내각에 위치하며, 링 구조를 갖는 금속도체패턴의 빈공간 중심부에 형성되는 사각형상의 익스텐디드 패치부; 및
일단은 상기 익스텐디드 패치부와 전기적으로 연결되고 타단은 상기 복수개의 금속도체패턴 중 최내각에 위치한 금속도체패턴의 일부와 전기적으로 연결되는 적어도 하나 이상의 익스텐디드 라인패턴부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 음의 투자율 특성을 갖는 메타물질을 이용한 다중 스플리트 링 공진기.
The resonator according to claim 1, wherein the extended resonance pattern portion comprises:
A rectangular extended patch portion located at the innermost corner of the plurality of metal conductor patterns and formed at the central portion of the hollow space of the metal conductor pattern having the ring structure; And
And at least one extended line pattern portion electrically connected to the extended patch portion at one end and electrically connected to a portion of the metal conductor pattern located at the innermost portion of the plurality of metal conductor patterns at the other end A multi - split ring resonator using meta - material with negative permeability characteristics.
상기 익스텐디드 라인패턴부의 길이 및 상기 익스텐디드 패치부의 둘레길이를 조절하여 주파수대역을 조절하는 것을 특징으로 하는 음의 투자율 특성을 갖는 메타물질을 이용한 다중 스플리트 링 공진기
7. The resonator according to claim 6, wherein the extended resonance pattern portion comprises:
And the length of the extended line pattern portion and the circumferential length of the extended patch portion are adjusted to adjust the frequency band. The multi-split ring resonator using the meta-material having the negative permeability characteristic
상기 익스텐디드 라인패턴부의 길이(L1)와 상기 익스텐디드 패치부의 둘레길이(L2)는 서로 반비례하는 것을 특징으로 하는 음의 투자율 특성을 갖는 메타물질을 이용한 다중 스플리트 링 공진기.
The method of claim 7,
Wherein the length L1 of the extended line pattern portion and the circumferential length L2 of the extended patch portion are inversely proportional to each other.
외부 자기장 에너지가 인가되면 상기 링 공진패턴부를 구성하는 복수개의 금속도체패턴상에 유도 전류와 유도 자기장이 발생되고,
외부 자기장 에너지는 유도 전류 및 유도 자기장을 방해하는 방향으로 발생하여 투자율 값이 음의 정수로 변하게 됨으로써 위상 흐름이 에너지 전달 방향과 반대가 되어 메타 물질의 위상이 +90°의 비선형적인 기울로 동작하는 것을 특징으로 하는 음의 투자율 특성을 갖는 메타물질을 이용한 다중 스플리트 링 공진기.
The method according to claim 1,
When external magnetic field energy is applied, an induction current and an induced magnetic field are generated on a plurality of metal conductor patterns constituting the ring resonance pattern portion,
The external magnetic field energy is generated in a direction that interferes with the induction current and the induced magnetic field, and the permeability value changes to a negative integer, so that the phase flow is opposite to the energy transfer direction, and the meta material operates at a nonlinear slope of + 90 ° A multi-split ring resonator using a metamaterial having a negative permeability characteristic.
저위상 잡음 발진기(Oscillator), 전압제어발진기(VCO;Voltage Controlled Oscillator), 주파수 혼합기(MIXER)를 위한 대역통과 여파기, 듀플렉서(duplexer), 다이플렉서(Diplexer), 안테나, 위상루프고정기(PLL), 주파수합성기(Frequency synthesizer), 및 RF시스템을 위한 증폭기(Amplifier)에 적용이 가능한 것을 특징으로 하는 음의 투자율 특성을 갖는 메타물질을 이용한 다중 스플리트 링 공진기.The method according to claim 1,
A low pass filter for low phase noise oscillator, a voltage controlled oscillator (VCO), a bandpass filter for a frequency mixer, a duplexer, a diplexer, an antenna, a phase-locked loop (PLL) ), A frequency synthesizer, and an amplifier for an RF system. The multi-split ring resonator using a metamaterial having a negative permeability characteristic.
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