구형 도파관 기법을 이용하여 다양한 모양을 가진 주기적인 metamaterial (MTM) 셀의 복소유전율과 투자율을 시뮬레이션으로 추출하였다. 이 도파관은 PEC 벽과 PMC 벽으로 구성된 가상적인 것이고, 고려된 MTM 셀의 모양은 thin wire (TW), single split-ring resonator (SSRR), double SRR (DSRR), modified SRR, 그리고 TW와 DSRR이 결합된 구조이다. TW는 음의 유전율/양의 투자율, SRR은 양의 유전율/음의 투자율, 그리고 TW와 DSRR을 합친 구조는 유전율과 투자율이 동시에 음이 되는 영역이 나타남을 확인하였다. 각 셀의 파라미터에 따른 유전율과 투자율의 변화를 살펴보았다. 추가적인 연구로서 상기 도파관 기법의 단점을 보완하는 시 영역 신호를 이용한 추출 방법을 소개했다.
구형 도파관 기법을 이용하여 다양한 모양을 가진 주기적인 metamaterial (MTM) 셀의 복소 유전율과 투자율을 시뮬레이션으로 추출하였다. 이 도파관은 PEC 벽과 PMC 벽으로 구성된 가상적인 것이고, 고려된 MTM 셀의 모양은 thin wire (TW), single split-ring resonator (SSRR), double SRR (DSRR), modified SRR, 그리고 TW와 DSRR이 결합된 구조이다. TW는 음의 유전율/양의 투자율, SRR은 양의 유전율/음의 투자율, 그리고 TW와 DSRR을 합친 구조는 유전율과 투자율이 동시에 음이 되는 영역이 나타남을 확인하였다. 각 셀의 파라미터에 따른 유전율과 투자율의 변화를 살펴보았다. 추가적인 연구로서 상기 도파관 기법의 단점을 보완하는 시 영역 신호를 이용한 추출 방법을 소개했다.
The complex permittivity and permeability of various periodic metamaterial (MTM) cells are extracted by simulating a fictitious rectangular waveguide consisting of PEC and PMC walls. The shapes of the MTM cells include a thin wire (TW), a single split-ring resonator (SSRR), a double SRR (DSRR), a mo...
The complex permittivity and permeability of various periodic metamaterial (MTM) cells are extracted by simulating a fictitious rectangular waveguide consisting of PEC and PMC walls. The shapes of the MTM cells include a thin wire (TW), a single split-ring resonator (SSRR), a double SRR (DSRR), a modified SRR, and a combined structure of the TW and the DSRR. The TW falls on a negative-$\varepsilon$/positive-$\mu$ region, the SRRs on a positive-$\varepsilon$/negative-$\mu$ region, and the combined structure on a negative-$\varepsilon$/negative-$\mu$ region. We also investigate how the permeability and permeability are affected by the dimension parameters of the MTM cells. Another extraction technique utilizing time domain signals is developed overcoming some limitations that the waveguide technique can not handle.
The complex permittivity and permeability of various periodic metamaterial (MTM) cells are extracted by simulating a fictitious rectangular waveguide consisting of PEC and PMC walls. The shapes of the MTM cells include a thin wire (TW), a single split-ring resonator (SSRR), a double SRR (DSRR), a modified SRR, and a combined structure of the TW and the DSRR. The TW falls on a negative-$\varepsilon$/positive-$\mu$ region, the SRRs on a positive-$\varepsilon$/negative-$\mu$ region, and the combined structure on a negative-$\varepsilon$/negative-$\mu$ region. We also investigate how the permeability and permeability are affected by the dimension parameters of the MTM cells. Another extraction technique utilizing time domain signals is developed overcoming some limitations that the waveguide technique can not handle.
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문제 정의
본 논문에서는 유전율과 투자율을 추출하는 방법을 소개하고 대표적인 MTM 단위 셀의 유전율 및 투자율을 추출하였다. 가상의 도파관을 이용하여 구조 파라미터를 추출하는 방법으로 TW, SSRR, DSRR, MSRR 그리고 TW와 DSRR을 합친 단위 셀의 구조 파라미터를 추출하였다.
본 논문에서는 참고 문헌⑹에서 유도된 수식을 리뷰하고, 이 방법으로 대표적인 MTM의 구조 파라미터를 추출하고 그 특징을 분석한다. 또한 시 영역 신호를 이용하여 구조 파라미터를 추출하는 방법을 살펴보고 이 방법을 검증한다.
제안 방법
추출하였다. 가상의 도파관을 이용하여 구조 파라미터를 추출하는 방법으로 TW, SSRR, DSRR, MSRR 그리고 TW와 DSRR을 합친 단위 셀의 구조 파라미터를 추출하였다. TW는 음의 유전율을 가지는 ENG 물질로 동작하며, SSRR, DSRR, MSRRe 음의 투자율을 가지는 MNG 물질로 동작한다.
SSRR, DSRR, 그리고 MSRR의 파라미터 변화에 따른 유전율 투자율 변화를 정리하였다* SRR의 경우 투자율이 1 보다 높은 magnetoe-dielectric 영역이 나타남을 확인하였다. 가상의 도파관을 이용한 시뮬레이션 방법은 실제 구조를 정확하게 모델링할 수 없는 단점이 있는데, 이를 보완하여 실제 구조의 구조파라미터를 추출할 수 있는 시 영역 신호를 이용한 추출 방법을 개발하였고 이를 검증하였다.
그 특징을 분석한다. 또한 시 영역 신호를 이용하여 구조 파라미터를 추출하는 방법을 살펴보고 이 방법을 검증한다.
이론/모형
이 유전율 투자율 추출 시뮬레이션을 검증하기 위해 Lorentz 모델回의 물질을 넣고 앞 절에서의 수식을 이용하여 유전율 투자율을 추출했다 가상의 도파관 시뮬레이션을 위해 사용한 시뮬레이션 툴은 CST사의 MWS ver. 2006b 이다. 그림 3(a)는 물질의 원래 유전율 및 투 자율값이며, 그림 3(b)는 주줄한 유전율 및 투자율 값이다.
성능/효과
이 가상의 도파관의 필드 분포는 TEM wave가 입사하는 무한한 크기의 물질의 필드분포와 동일하다. 따라서 이 가상의 경계조건을 사용함으로써 TEM wave가 진행하는 가상의 도파관을 만들 수 있을 뿐 아니라, 단위 셀로 무한한 크기의 물질을 시뮬레이션할 수 있어 빠른 시간 내에 투과 및 반사 계수를 얻을 수 있다.
참고문헌 (14)
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