초록 ▼

연구개요
대부분의 메타표면 구조를 밀리미터파에 적용 시 상용화 인쇄회로로 제작이 불가하거나 가능하더라도 큰 제작비용을 필요로 해 왔다. 본 연구에서는 제안되는 밀리미 터파 메타표면이 일반적인 인쇄회로 기술로 제작이 가능하도록 메타표면 안에 금속 Line의 width 및 spacing 및 공정오차가 상용화 공정조건을 만족시키기 위한 새로운 설계기법을 개발했다. 개발된 비균일 비선형 메타표면 기술은 차세대 무선통신 5G 안테나시스템에서 필수로 구현될 Massive MIMO 시스템이 봉착한 한계이득을 극복하고 효율적으로 전파에너지를

연구개요
대부분의 메타표면 구조를 밀리미터파에 적용 시 상용화 인쇄회로로 제작이 불가하거나 가능하더라도 큰 제작비용을 필요로 해 왔다. 본 연구에서는 제안되는 밀리미 터파 메타표면이 일반적인 인쇄회로 기술로 제작이 가능하도록 메타표면 안에 금속 Line의 width 및 spacing 및 공정오차가 상용화 공정조건을 만족시키기 위한 새로운 설계기법을 개발했다. 개발된 비균일 비선형 메타표면 기술은 차세대 무선통신 5G 안테나시스템에서 필수로 구현될 Massive MIMO 시스템이 봉착한 한계이득을 극복하고 효율적으로 전파에너지를 운영할 수 있는 밀리미터파 신소자 개발을 가능하게 할 것이다.

연구 목표대비 연구결과
1. 비균일 단위셀 구성 연구
- Subwavelength 단위셀 설계 (완료)
- 단위셀의 필터응답 합성 (완료)
- 복수의 단위셀에 대한 필터타입 및 차수 비균일/비선형 분포 연구 (완료)
2. 거대구조 시뮬레이션 연구
- Plane wave 및 feed array 기반 시뮬레이션 모델 개발 (완료)
- 거대구조를 위한 Boundary 구성 연구 (완료)
- S/W의 Domain Decomposition 해석 모델 및 Server 구성 개발 (완료)
3. 비균일 거대 (macro) 메타표면 설계 및 시뮬레이션
- 전자기 변형 목표 설정 (완료)
- 1차년도 개발된 단위셀 기반 설계 (완료)
- 1차년도 개발된 S/W, H/W 구성을 이용한 Full-wave 시뮬레이션 (완료)
4. 초기 제작 및 측정
- 밀리미터파 PCB 제작업체 선정 (완료)
- 외주측정업체 선정 (완료)
- 측정용 지그 및 어댑터 설계 및 제작 (완료)
- 제작샘플의 Boresight 측정 (완료)
5. 비선형 비균일 거대 (macro) 메타표면 설계 및 시뮬레이션
- 비선형 전자기 변형 목표 설정 (완료)
- 1, 2차년도 최적화 단위셀 기반 설계 (완료)
- 1, 2차년도 최적화된 S/W, H/W 구성을 이용한 Full-wave 시뮬레이션 (완료)
6. 최종 제작 및 측정
- Steer angle를 커버할 수 있는 셋업 구성 (완료)
- 2차년도 제작샘플 Accurate 측정 검증 후 결과를 3차년도 설계에 반영 (완료)
- 3차년도 최종 제작샘플 Accurate 측정 검증 (완료)

연구개발결과의 중요성
본 연구는 메타표면의 단위셀 구조의 특성을 고려하여 비균일/비대칭으로 설계하여 기존 메타표면의 문제점을 극복하는 결과를 보였음. 따라서 5G 이동통신에서 적용가능한 초박막, 초소형, 초저가 메타표면을 구현하고 그 성능을 입증하였으며, 나아가서 메타표면에 입사하는 파의 조건에 따라 상이한 빔성형 특성을 갖는 기능성 메타표면으로 확장함.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 가. 1차년도 ... 4
• 나. 2차년도 ... 7
• 다. 3차년도 ... 10
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 13
• 4. 참고문헌 ... 14
• 5. 연구성과 ... 15
• 대표적 연구실적 ... 18
• 끝페이지 ... 31