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문제 정의
- 본 논문에서는 위에서 언급한 메타 인공물질을 갖는 SRR을 이용하여 기존의 SRR보다 Qe값이 더 높은 새로운 SRR을 제안한다. 새롭게 제안한 SRR의 특징은 공진 주파수가 고정된 상태에서 크기를 조절할 수 있고 Qe값이 높으며, 경제적이고 제작이 용이하면서 동시에 2단 필터로도 응용이 가능하도록 설계를 하였다.
- 과 는 에서 제안한 MT-SRR의 설계에 필요한 전체의 주파수 영역에서 음의 투자율의 실수(Real)와 허수(Imaginary) 및 왼손물질의 위상응답 특성에 관한 실험결과를 증명하기 위해 제시를 하였다.
- 본 논문은 와 같이 왼손 물질의 메타 인공물질을 이용한 새로운 형태의 MT-SRR을 이용하여 2단의 대역통과 필터를 설계하였다.
- 그러므로 에서는 MT-SRR과 기존의 논문에서 발표되었던 SIR (Stepped Impedance Resonator)과 SRR을 함께 비교한 Qu값에 대해 제시를 한다.
- 제안한 MT-SRR의 경우는 X-밴드(I-밴드) 대역에서의 결과이므로 유사 주파수 대역에서의 비교 논문 들은 부족한 실정이다. 그러므로 본 공진기의 성능 비교를 하기 위해서 SRR과 밀접한 관계를 갖는 공진기와 일반적인 공진기를 함께 제시한 것이다. 뿐만 아니라 필터의 경우는 크기를 줄이는데 있어 고유전율을 갖는 기판을 사용하여 단가 면에서 단점이 있으며, 반사손실도 우수하지 않다.
- 그렇기 때문에 MT-SRR은 공진 주파수에서 위상응답 특성이 이론 과 마찬가지로 실질적으로 만족해야 하는데 와 같이 일반적인 오른손 물질(RH:Right Handed)을 갖는 구조물은 -90°의 위상 응답을 갖고 위상변화가 선형적으로 동작하는 데에 반해, 왼손물질로 동작하는 구조물은 비선형적인 기울기의 위상응답을 갖고 동작하게 되므로 이와 같은 왼손 물질의 특성을 갖고 동작하는 구조물의 동작 여부에 대해 증명하기 위하여 과 와 같은 실험 결과를 제시 하였다.
가설 설정
- SRR의 동작 여부는, <그림 1>과 같이 두 사각 개방 루프에서 외부의 시변자계(time varying magnetic field)가 가해지면, 두 사각 개방 루프(loop)에 전류가 유기 되는데, 유기된 전류는 두 사각 개방 루프에 의해 인덕턴스(Inductance)가 발생하게 되고, 루프 사이에는 유기된 전류에 의하여 전압 분포가 <그림 1>과 같이 되며, 안쪽과 바깥쪽의 사각 개방 루프 사이에는 캐패시턴스(Capacitance) d₁이 발생하게 된다. 또한 루프의 끝단에 위치한 개방 루프 부분에는 캐패시턴스 d₂가 발생되므로 총 캐패시턴스는 루프 사이의 캐패시턴스 d₁과 끝단의 개방구조에 대한 캐패시턴스 d₂의 합으로 등가회로와 같이 직렬로 연결되어 있다고 가정 할 수 가 있다. SRR의 등가회로는 LC공진 회로와 같으므로 공진 주파수는 식 (1)과 같게 된다 [13].
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