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Analysis of Magnetically Coupled Wireless Power Transmission for Maximum Efficiency
Chungju Kim,Bomson Lee 한국전자파학회JEES 2011 Journal of Electromagnetic Engineering and Science Vol.11 No.3
We have proposed and analyzed an equivalent circuit for a magnetically coupled wireless power transmission (WPT) system between two loop resonators by considering its coupling coefficient and radiation-related parameters. A complete formulation is provided for all the necessary circuit parameters. The mechanism of radiation loss is sufficiently explained. The circuit and electromagnetic (EM) simulation results have been shown to be in good agreement. Based on the proposed circuit formulation, a specific load impedance for maximum WPT efficiency was found to exist. The proposed modeling of the WPT in terms of circuit characterizations provides sufficient insight into the problems associated with WPT.
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2D 전송선을 이용한 Cloaking 구조 설계 및 분석
김충주(Chungju Kim),이범선(Bomson Lee) 한국전자파학회 2011 한국전자파학회논문지 Vol.22 No.9
본 논문에서는 기존의 인덕터와 커패시터 소자만을 이용하여 2D cloaking 회로의 단일 셀을 설계했을 경우의 단점을 보완하기 위하여 2D 전송선 구조를 이용한 cloaking 회로를 설계하고 분석하였다. 2D 전송선 구조를 이 용할 경우, 단일 셀의 크기와 필요한 소자의 값을 사용 가능한 범위 안에서 조절할 수 있다는 장점이 있다. 이에 필요한 모든 설계식을 유도하였다. 자유 공간에 완전 도체로 이루어진 원통형 산란체를 상정하고, 이에 대한 cloaking 회로를 유도된 설계식을 이용하여 설계하고 이에 대한 cloaking 효과를 우선 회로 시뮬레이터인 ADS를 이용하여 살펴보았다. 제시된 시뮬레이션 제원에서 cloaking medium 효과는 10.5 dB 이득으로 나타났다. We design and analyze the cloaking circuit using 2D transmission line structure to make up for the weakness of the established cloaking circuit using only lumped inductor and capacitor elements. The 2D transmission line structure enables one to conveniently design the cloaking circuit with available element values. All the necessary analysis and synthesis(design) formulas have been derived. A cloaking circuit for a cylindrical scatterer in free space has been designed based on the provided design formulas and its effects have been investigated using the circuit simulator ADS. The effect of the cloaking medium for this specific case has been observed to be about 10.5 dB.
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Thin Wire와 SRR을 이용한 3D 등방성 Metamaterial Bulk 구조 설계 및 분석
김충주(Chungju Kim),이범선(Bomson Lee) 한국전자파학회 2011 한국전자파학회논문지 Vol.22 No.9
본 논문에서는 thin wire와 SRR(Split Ring Resonator)을 이용하여 유전율과 투자율을 동시에 제어할 수 있는 3D 등방성 단일 셀을 설계하고 분석해 살펴보았다. 등방성을 갖는 3D bulk 구조를 설계하기 위해서는 모든 면에서 바라본 bulk의 구조 특성이 매우 유사해야 한다. 이러한 구조를 구현하기 위하여 본 논문에서는 thin wire와 상하좌우가 모두 대칭인 SRR 구조를 설계하였으며, 이를 3D bulk 구조에 적용한 결과 8.72 GHz에서 모든 방향 (x, y, z방향)에 대하여 유효 상대 유전율이 약 ?0.6, 유효 상대 투자율이 약 ?1.5, 그리고 굴절율이 ?0.95인 3D 등방성 bulk가 설계되었다. 계산된 Brillouin 분산 다이어그램도 제안된 구조가 등방성에 유사하다는 것을 보여주었다. In this paper, we designed and analyzed a 3D isotropic bulk structure consisting of thin wires and SRR's(Split Ring Resonator) with which the permittivity and permeability can be controlled at the same time. For the 3D isotropic bulk structure, first of all, the geometry seen by three main axes must look alike. Thus, we adopted the orthogonal thin wires and symmetrical SRR's. As a result, we constructed metamaterial bulk structures of which effective relative permittivity and permiability are about ?0.6 and ?1.5, respectively. Its refractive index is about ?0.95 in each direction(x, y and z direction). The computed Brillouin dispersion diagram also showed that the proposed structure is almost near isotropic.
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