인공유전체의 테라헤르츠대역 응용

전문가 제언

○ 인공유전체(artificial dielectric)는 배열형태로 제조된 합성기판으로 구성되며 기판간격은 균일하고 격자형 구조로서 격자간격은 매우 작다. 이것은 1950년대 초고주파 대역에서 처음으로 개념화되어 최근 시제된 인공유전체의 유전율과 투자율은 매우 실용적으로 불규칙 격자와 불 균일 매질에서 구현가능 함이 입증되었다.

 

○ 인공유전체는 1970년대 초고주파 레이더기술에 응용되었다. 이것은 자연에 존재하는 유전체와 유사한 특성을 갖도록 인공적으로 제조되어 초고주파 부품의 경량화와 최근 메타물질을 이용한 새로운 형태의 렌즈가 구현되어 미래의 통신과 레이더 성능이 크게 향상된다.

 

○ 두 개의 평행금속판 사이의 공간에서 전파되는 전자파는 금속판 표면과 평행한 전계모드에서 특정 파장속도를 갖는 유전체 특성을 모방하여 도파관은 유효 굴절계수를 갖는 인공유전체가 된다.

 

○ 유효굴절계수는 동작주파수와 금속판 이격거리에 좌우되며 0과 1사이의 값으로 설정된다. 이것은 주어진 이격거리에서 주파수를 변화하든지 또는 주어진 주파수에서 이격거리를 변화시킨다. 전자는 주어진 동작주파수에서 계수가 일정하여 균일매질이 되며 후자는 계수가 공간적으로 변화하여 불 균일 매질이 된다.

 

○ 도파관 기반의 인공유전체 개념은 아직 연구단계이지만 기존 도파관의 전파 전송특성에 음의 굴절률을 갖는 유전체를 도입하여 고주파 부품기능의 다양화와 사용주파수 확장으로 미래 군 통신과 레이더 시스템의 운용성을 크게 향상시킬 수 있다.

 

○ 선진국에서는 슈퍼렌즈와 투명망토 등 메타물질과 도파관을 이용하여 음의 굴절율을 갖는 인공유전체 연구에 경쟁적으로 투자하고 있다. 국내에는 KAIST와 일부대학에서 음의 굴절율과 테라헤르츠 메타물질 등을 연구하고 있으나 매우 미약하며 인공유전체의 응용다양성이 입증됨으로서 연구투자 가치가 활성화되어야 한다.

저자

Rajind Mendis, Daniel M. Mittleman

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

전기·전자

연도

2014

권(호)

15(7)

잡지명

IEEE microwave magazine

과학기술
표준분류

전기·전자

페이지

34~42

분석자

조*래

분석물

• 인공유전체의 테라헤르츠대역 응용.pdf [478,554 byte]

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