초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 무선기기간 무선전력전송을 통한 상호 전력 공유의 개념을 검증하고 확립하기 위해 최적의 소형 안테나 설계 가이드 라인을 도출하고, 이에 해당하는 안테나를 설계, 제작 검증하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 radiating near-field, 그리고 lateral wave에 의한 커플링이 지배적인 환경에 적합한 극초소형, 고효율 안테나를 제안한다. 3차원 복합구조 극초소형 안테나, 초박형 고효율 자기 다이폴 안테나, 초박형 호이겐스 소스 안테나, 초박형 준등방성 안테나를 각각 설계, 제작, 검증하였다.

□ 연구개요
본 연구는 무선기기간 무선전력전송을 통한 상호 전력 공유의 개념을 검증하고 확립하기 위해 최적의 소형 안테나 설계 가이드 라인을 도출하고, 이에 해당하는 안테나를 설계, 제작 검증하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 radiating near-field, 그리고 lateral wave에 의한 커플링이 지배적인 환경에 적합한 극초소형, 고효율 안테나를 제안한다. 3차원 복합구조 극초소형 안테나, 초박형 고효율 자기 다이폴 안테나, 초박형 호이겐스 소스 안테나, 초박형 준등방성 안테나를 각각 설계, 제작, 검증하였다. 또한 이들에 의한 무선전력전송 효율의 향상 가능성을 검토하였다. 마지막으로, 대기 상태에서의 무선기기간 무선전력전송시 안테나/코일의 위치 자유도를 높이기 위한 방안으로 직교 코일을 활용한 균일 자기장 형성 가능성에 대해 연구하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구를 통해 다음의 결과를 도출하였다.
(1) 3차원 프린팅 기술을 활용한 극소초형, 고효율 다이폴 안테나 설계 방안 도출 및 제작 검증. 이를 활용한 radiating near-field 영역에서의 안테나 전기적 크기 대비 전력전송 효율 인자 상승 검증.
(2) 3차원 프린팅 기술을 활용한, 초소형, 초박형, 고효율 자기 다이폴 안테나 설계 및 제작 검증. 초박형 자기 다이폴 안테나를 활용한 안테나 전기적 크기, 두께 대비 전력전송 효율 인자 상승 검증.
(3) 초소형, 초박형 호이겐스 소스 안테나 설계 및 제작 검증. 이를 활용한 지향성 빔을 활용한 인체 주변에서의 무선전력전송 효율 상승 검증. 동일한 안테나를 활용하여 인체 표면에서의 lateral wave를 활용한 무선전력전송 효율 상승 검증. 900 MHz 대역 인체 팬텀 제작 및 이를 활용한 실험 진행.
(4) 초소형, 초박형 준등방성 안테나 설계 및 3차원 프린팅 기술을 활용한 제작 검증. 이를 활용한 radiating near-field 영역에서의 안테나 위치 자유도 실험 진행.
(5) 무선기기간 무선 충전 코일 위치 자유도 확보를 위해 스마트폰 크기에서의 직교코일을 활용한 균등 자기장 생성 가능성 시뮬레이션 검증.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구 결과를 통해 도출된 3차원 복합형 (1) 초소형, 고효율 다이폴 안테나 설계방안 및 3차원 프린팅 기술을 활용한 제작 기술, (2) 초소형, 초박형 고효율 자기 다이폴 안테나 설계 방안 및 3차원 프린팅 기술을 활용한 제작 기술, (3) 초소형, 초박형 end-fire 호이겐스 소스 안테나(4) 초소형, 초박형 준등방성 안테나 설계 방안 및 3차원 프린팅 기술을 활용한 제작 기술은 radiating near-field 및 lateral wave를 활용하는 무선전력전송의 특색에 맞게 안테나 및 power coupling channel를 결정하고 그 목적에 맞게 제안한 것으로써 기기간 충전 효율 향상, 인체 표면 및 주변에서의 전력전송 효율 향상 등에 유용하게 사용될 수 있다. 특히 주파수 scalable 및 초박형의 디자인은 기기 implementation시 매우 효과적일 것으로 판단된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 2.1 전기적 초소형 3차원 구조 다이폴 안테나 설계, 구현 및 무선전력전송 효율 향상 검증 ... 4
• 2.2 초소형, 초박형 자기 다이폴 안테나 설계, 구현 및 무선전력전송 효율 계산 ... 6
• 2.3 초소형, 초박형 호이겐스 소스 안테나 설계 및 lateral wave를 활용한 무선전력전송 ... 9
• 2.4 초소형, 등방성 안테나 설계 및 무선전력전송 응용 ... 16
• 2.5 무선기기 대기 상태에서의 균일 B-field 생성 ... 17
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 18
• 4. 참고문헌 ... 19
• 5. 연구성과 ... 20
• 대표적 연구실적 ... 26
• 끝페이지 ... 34