변형된 원형 버섯 구조의 0차 공진을 이용한 메타 재질 대역 통과 여파기의 설계

Abstract

본 논문에서는 변형된 원형 버섯 구조의 메타 재질을 이용하여 새로운 대역 통과 여파기의 설계법을 제안한다. 0차 공진(Zeroth-Order Resonance: ZOR) 특성을 보이는 반원 형태의 버섯 구조 셀을 공진기로 이용하며, 각각의 이웃하는 0차 공진기 사이에 갭을 두어 용량성 결합을 유도한다. 제안된 메타 재질 대역 통과 여파기 설계법은 회로 해석 및 3차원 모의 실험과 측정을 통하여 해석 및 설계 목표와 비교 분석되어 그 타당성을 증명하였다. 0차 공진의 특수한 전계 분포 및 분산도를 통하여 메타 재질임을 증명하였으며, 대역 통과 여파기의 소형화에 대하여도 논의된다. In this paper, the design of a new bandpass filter based on the modified circular mushroom metamaterial structure is proposed. In detail, half circular mushroom cells are used as the zeroth order resonators(ZOR), and an intermediate gap is adopted to introduce the coupling between neighboring ZOR resonators. The proposed bandpass filter design is validated by the circuit and 3D EM simulations and measurements compared to the target specifications, and the metamaterial properties are proved by the ZOR field distributions and dispersion diagram. Also, the effect of size reduction is addressed.