무선 센서네트워크의 메타물질 안테나

전문가 제언

○ 무선 센서네트워크(WSN)는 온도 음향 진동 오염 등과 같은 환경상황을 감지하기 위해 공간적으로 분산된 노드형 애드혹(adhoc) 자율센서로 구성되며 최근 군 전술정보 수집을 위한 응용이 확장되고 있다.

 

○ 노드크기는 사용 안테나에 좌우되며 안테나의 소형화는 복사전력을 감소한다. 센서형상에 무관하게 많이 사용되는 마이크로스트립 패치 안테나는 소형으로 가볍고 공정이 단순하며 비용도 저렴하다.

 

○ 안테나 소형화를 위하여 유전율이 높은 기판사용과 음의 굴절계수(메타물질)를 갖는 유전체기술이 사용된다. 최근 기판 위에 스플릿 링 공진기(Split Ring Resonator: SRR)를 복수 적층하는 새로운 구조가 제안되어 기존 단층 공진기보다 안테나 용량 성분을 증가시켜 방사효율을 높게 하면서 안테나 소형화를 가능하게 한다.

 

○ 전장감시와 적의 이동방향추적 그리고 산악지역 통신 중계와 같은 군 전술장비에 메타물질 안테나를 적용하여 장비와 센서를 소형화함으로서 은닉성 향상과 전력소모를 극소화하여 센서의 생존성을 획기적으로 향상시킨다.

 

○ 미국은 지난 2012년 국립과학재단 산하에 메타물질연구센터를 설립하고 메타물질 안테나 상용화를 추진하고 있다. 중국 또한 2010년 민간 메타물질 연구소를 설립하여 20억 위안이상 투자하고 있다.

 

○ 국내에는 KAIST, 기계연과 대학에서 메타물질 설계기법과 새로운 메타물질 개발을 연구하고 있으나 단순 금속기반 수준으로 매우 미흡한 수준이다. 또한 메타구조 연구는 2차원의 고가의 소 면적 공정이 대부분으로 상용화를 위해 저가의 대 면적 공정연구가 필요하다.

 

○ 최근 메타물질 연구는 전파분야에서 음파, 탄성파, 지진파 등으로 확장되면서 다양한 설계 및 제조 방법을 연구하고 있으며 향후 그래핀, 탄소나노튜브 등 신소재를 이용한 지능형 메타물질 연구개발이 요구된다.

저자

M. Shanmugapriya, M. A. Maluk Mohamed, Johnson William,

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

전기·전자

연도

2015

권(호)

57(1)

잡지명

Microwave and Optical Technology Letters

과학기술
표준분류

전기·전자

페이지

120~124

분석자

조*래

분석물

• 무선센서 네트워크의 메타물질 안테나.pdf [471,701 byte]

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