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Modeling of Radiation Effects for 1-D RLH-TL Using Extraction of Circuit Parameters
Changho Choi(최창호),Bomson Lee(이범선) 한국전자파학회 2008 한국전자파학회논문지 Vol.19 No.2
일반적으로 손실이 없는 우형 전송선 모델에 직렬 커패시터와 병렬 인덕터를 삽입하여 만든 우좌형 전송 선로에 손실을 고려한 등가 회로를 제안한다. 제안된 식을 이용하면 원하는 주파수에서의 위상 조절이 가능하며, 단위 셀을 점차 늘려갈수록 발생하는 방사율에 대한 조정 역시 용이하게 된다. 단위 셀의 구조의 증가는 안테나의 배열과 같으며, 이러한 배열 구조에서는 균등한 방사가 요구된다. 따라서 방사율의 조정을 위한 식은 일반적인 마이크로스트립 기판에 제작된 평면 안테나에 비해 소형화된 안테나를 구성하는데 적용될 수 있다. 그리고 회로 시뮬레이션과 EM 시뮬레이션 사이에서 발생하는 방사율에 대한 편차는 수정된 식을 적용하면 부합된 결과를 얻을 수 있으므로 간단한 방사 구조의 설계시 간편하게 이용할 수 있을 것으로 기대된다. The equivalent circuit for the RLH-TL is proposed considering radiation effects due to the inclusion of a series capacitor and shunt inductor in a unit cell for the right/left-handed transmission line(RLH-TL). The design equations to realize a specific phase shift at a given frequency is also provided. The S-parameters for unit cells with N=1, 3, 5, and 10 are analyzed in various aspects based on the EM and circuit simulations especially for the purpose of controlling radiation along RLH-TL’s. A modification formula for the radiation rate per unit cell is also proposed for good agreement between the EM and circuit simulation results.
김택규(Tack-Gyu Kim),이범선(Bomson Lee) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.45 No.8
본 논문에서는 손실을 고려한 Metamaterial(MTM) 전송선의 단일 셀을 구성하고, 이 전송선에서 방사효과를 갖는 파라미터들의 실제 값을 구해본다. 그리고 이 단일 셀을 이용하여 분산 다이어그램을 그려, 여러 셀을 cascade로 연결하여 공진체로 사용하기 위한 조건들을 찾아낸다. 공진체로 사용할 시 종단을 단락 또는 개방을 하게 되는데, 각각의 경우에 따라 공진 주파수를 알아내기 위해 나타나는 입력 임피던스 혹은 입력 어드미턴스에 대해서 논의한다. 이를 이용하여 공진 체의 Quality Factor와 대역폭을 구하였으며, 공진 안테나의 입력 어드미턴스를 회로 시뮬레이션과 EM 시뮬레이션에서 비교하였다. 또한 단일 셀을 이용한 안테나를 설계하여, 0.05λ?×0.12λ?의 초소형 안테나로의 설계 시 방사효과 모델링이 어떤 영향을 미치는지 분석하였다. In this paper, we propose a lossy MTM transmission line unit cell and retrieve the parameter values related with radiation effects. Based on this unit cell model, we plot dispersion diagrams and analyze resonance conditions. We also discuss the input impedance or admittance behavior when we terminate the load as open or short. Then, we examine the quality factor and return loss bandwidth. We also design a very compact unit cell antenna using the provided lossy MTM-TL model. The results based on EM simulations and measurements are shown to be in good agreement with those based on circuit simulation.