KR101139938B1 - 메타물질을 이용한 테라헤르츠파 공진기 및 변조기 - Google Patents

Abstract

메타물질(Metamaterials)을 이용한 공진기 및 이를 이용한 테라헤르츠(terahertz)파 변조기가 개시된다. 보다 상세하게는 본 바명에 따른 테라헤르츠파 변조기는, 기판(substrate)과, 기판에 미리 결정된 형태로 형성되는 제1 패턴과, 일단이 제1 패턴의 일단과 미리 결정된 간격(gap)으로 이격되어 기판에 형성되는 제2 패턴 및 제1 및 제2 패턴의 타단이 접속되며, 제1 및 제2 패턴에 인가되는 바이어스에 의해 제1 , 제2 패턴 및 스위칭 소자로 이루어지는 공진기가 상기 바이어스의 크기 및 방향에 의해서 공진여부가 결정되도록 상기 기판에 형성되는 스위칭 소자를 포함한다. 또한 본 발명은 스위치 소자로 쇼트키 다이오드(Schottky Barrier Diode) 또는 FET(Field Effect Transistor)소자를 사용하며, 변조기를 2차원 배열 구조의 싱글 픽셀 변조기로 구현하는 것을 포함한다.

Description

메타물질을 이용한 테라헤르츠파 공진기 및 변조기{Terahertz wave Resonator and Modulator Utilizing Metamaterial }

본 발명은 공진기 및 이를 이용한 변조기의 구조에 관한 것이다. 보다 상세히는 본 발명은, 테라헤르츠(Terahertz, THz)파의 변조를 위해 메타물질(Metamaterial) 공진기를 사용한 변조기에 관한 것이다.

테라헤르츠 과학기술은 인간 사망 원인의 가장 높은 비율을 차지하고 있는 암의 진단 및 치료, DNA구조 분석 등 생명과학 연구, 폭발물 및 향정신성 의약품 색출 등 국가안보, 차세대 근거리 통신시스템 구축 등의 분야에서 매우 큰 기여를 할 수 있는 기반기술로서 최근 테라헤르츠 기술분야에 관한 연구가 활발하다.

테라헤르츠 대역은 이미 활발하게 활용되고 있는 RF, 마이크로웨이브, 밀리미터 웨이브 그리고, 빛의 주파수 사이에 위치하는 상대적으로 미개척 된 주파수 대역이다.그리하여, 이를 테라헤르츠 갭이라고 지칭되고 있다. 즉, 테라헤르츠 대역보다 낮은 주파수 대역에서는 주로 전자공학기술을 이용하고, 더 높은 주파수 대역에서는 광자공학기술을 이용하여 신호를 발생, 변조, 검출하지만, 테라헤르츠 대역에서는 위의 두 가지 기술 모두 쉽게 적용할 수 없어 그 기술의 발전이 더딘 상태이다.

테라헤르츠파는 적외선과 마이크로웨이브 대역 사이에 위치한 전자기파영역으로 이웃한 주파수 대역에 비하여 신호의 발생, 변조, 검출에 이르기까지 모든 기술들이 현저히 뒤떨어진 상대적으로 미개척 영역으로 남아있는 스펙트럼 영역으로 매우 활발하게 사용되고 있는 인접 주파수 영역에 비하여 제한된 응용기술 및 부품, 시스템 기술로 인하여 테라헤르츠 영역은 RF 와 광파 사이에 간격을 형성하고 있어 테라헤르츠 간격 간극 (Terahertz Gap)으로 불리운다.

이러한 테라헤르츠파는 광파의 직진성과 전파의 투과성을 함께 가지고 있는 등 중간적 성질을 띠어 Photonics 및 Electronics분야에서 사용하고 있는 신호의 발생, 변조, 검출기술을 그대로 적용하기 어려움이 따르는 문제점이 있다. 즉, 테라헤르츠파는 마이크로파 주파수 이하의 전파에 비해 전기장 및 자기장의 영향을 거의 받지 아니하여 신호의 제어가 어렵고, 광자학 분야의 기술이 현재 테라헤르츠 분야에서 가장 앞서 있는 기술이지만, 신호 발생 및 검출효율이 아직 만족할 만한 수준에 이르지 못했다. 특히, 극저온, kV 이상의 고전압 등을 요구하는 경우가 많으며, 체적이 크고 집적이 어려워 소형시스템 개발이 불가능하다는 근본적인 문제점을 가지고 있다.

차세대 테라헤르츠 시스템은 상온에서 저전압, 저전력 구동이 가능한 소형경량 시스템으로서, 이를 구현하기 위한 핵심소재, 집적 가능한 소자 및 부품기술의 발전이 필요하므로, 테라헤르츠파를 이용하는 시스템의 실용화를 위해 선행되어야 하는 부품기술 개발은 소형 경량의 시스템에 적합한 부품, 전기적인 제어가 가능할 것, 상온에서 사용가능한 부품일 것 등의 요건이 요구된다.

차세대 테라헤르츠 시스템의 개발을 위해, 위에서 열거한 바와 같은 부품기술의 개발은 매우 활발하지만, 테라헤르츠파의 변조 및 제어를 위한 기술은 아직까지는 태동단계이다. 그 이유는 테라헤르츠파는 마이크로파 주파수 이하의 전파에 비해 전기장 및 자기장의 영향을 거의 받지 아니하여 테라헤르츠 대역의 신호를 제어하기 어렵기 때문이다.

현재까지 연구된 테라헤르츠대역에서의 직접변조 기술은 MEMS (microelectromechanical system)을 이용한 변조 방법, Chopper를 이용하여 KHz 정도 수준에서 변조하는 방법이 있으나 테라헤르츠 대역에서의 전기적 제어가능하며 수 GHz에서 수십 GHz에 이르는 변조주파수를 처리할 수 있는 변조기술이 발표된 바는 없다.

차세대 Outdoor 또는 Indoor 무선 통신시스템의 경우 40 Gbps 이상의 전송속도를 요구하는 바, 테라헤르츠 또는 서브밀리미터파 대역의 주파수 이용이 불가피할 것으로 전망되며, 이에 따라, 테라헤르츠파를 수십 GHz 정도수준까지 변조할 수 있는 기술 개발이 반드시 필요한 상태이다.

차세대 테라헤르츠 시스템은 상온에서 저전압, 저전력 구동이 가능한 소형경량 시스템으로서, 이를 구현하기 위한 테라헤르츠 발생, 변조, 검출소자들은 반도체 소자를 이용하여 구현하여야 한다.

따라서, 소형 경량의 시스템 구현을 위하여 반도체를 이용한 초소형 테라헤르츠 변조기 개발이 필요하고, 전기적인 제어가 가능한 반도체기반 테라헤르츠파 변조기술 개발이 필요하며, 상온 동작이 가능한 반도체 기반 테라헤르츠파 변조기술의 개발이 필요하다. 또한, 고전압이 필요하지 않은 저전압 구동이 가능한 변조기술과 초고속 변조가 가능한 소자의 개발이 필요하다.

이러한, 위 목표의 동시달성을 위해서는 반도체 기반의 테라헤르츠 변조기 개발이 필수적이다.

전술한 바와 같이 테라헤르츠파 변조기술의 경우, 발생과 검출을 위한 기술에 비해서도 매우 초기단계에 있어, 앞으로 발전가능성이 매우 높은 분야이며, 현재 반도체에 기반한 기술로 테라헤르츠 변조에 성공한 그룹은 전 세계적으로 세 그룹 밖에 없다. 이를 간략히 소개하면,

독일에서는 GaAs/AlGaAs Quantum well 기반의 변조기를 개발하여, 상온에서 0.1~2 THz 의 주파수를 가진 신호를 전기적으로 On/Off 시킬 수 있는, 테라헤르츠 변조기를 선보인 바 있는데, 이 소자의 경우 modulation depth가 3%정도에 지나지 아니하며, 변조 주파수도 10 KHz 정도에 지나지 않아, modulation depth 및 변조 속도 면에서 크게 향상을 시켜야 할 필요가 있다.

미국의 Kersting 그룹에서는 parabolic quantum well 및 Schottky grating을 사용하여 4 Thz 신호까지 위상을 변조할 수 있는 기술을 선보인 바 있으나, 전기적으로 제어가 가능하다는 장점이 있으나, 그 속도가 KHz 정도의 수준에 지나지 아니하다는 단점이 공존한다.

체코의 Kuzel 연구그룹에서는 1-D 광자결정을 이용하여 광학적인 방법으로 테라헤르츠를 변조하는 방법을 보고한 바 있다. 이 방법에서는 고출력 레이저를 GaAs 표면에 조사하여, photo-excited carrier를 생성하고, 이를 통해 테라헤르츠파를 변조하는 기술로서 가장 고전적인 방법을 사용하였다. Defect를 포함한 1-D 광자결정을 이용하여 그 효율을 향상시키고자 하는 이 연구의 경우, 광학적인 제어를 행하므로, 그 시스템이 크고 효율이 낮으며, 전력소모가 매우 크고, 변조속도 또한 GaAs내의 photo-excited carrier의 lifetime에 의해서 결정되므로, 변조속도를 조절할 수 없다는 단점이 있었다.

최근 미국의 Los Alamos Lab에서 메타물질을 이용한 변조기에 대한 논문을 발표한 바 있다. 이 기술은 저전압 구동, 상온 동작이 가능하다는 매우 큰 장점이 있으며, 기존 기술에 비하여 매우 높은 변조효율을 가지다는 장점이 있으나, 그 속도가 수십 KHz에 머물고 있으며 변조효율 또한 아직은 낮은 상태이다. 이 문제점 중의 하나는 바로 Schottky diode를 이용한 Metamaterial switching에 있어서 저항변화를 이용하여 Split ring resonator의 Quality factor를 변화시키는 방법을 사용하고 있기 때문이다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 관점으로부터 본 발명은 메타물질(Metamaterials)을 사용하여 작은 커패시턴스를 가지고 있어 고속 동작이 가능한 테라헤르츠파 변조기를 제공하는 것을 제1 기술적 과제로 한다.

또한 본 발명은, 쇼트키 다이오드 또는 FET소자의 스위칭을 활용하여 2-D 배열 및 픽셀라이제이션(pixelization)이 가능한 테라헤르츠파 변조기를 제공하는 것을 제2 기술적 과제로 한다.

또한 본 발명은, 3-D 구조를 활용하여 on/off ratio가 매우 높은 테라헤르츠파 변조기를 제공하는 것을 제3 기술적 과제로 한다.

그러나, 본 발명의 기술적 과제는 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명에 따른 테라헤르츠파 공진기, 기판(substrate), 상기 기판에 미리 결정된 형태로 형성되는 제1 패턴, 일단이 상기 제1 패턴의 일단과 미리 결정된 간격(gap)으로 이격되어 미리 결정된 형태로 상기 기판에 형성되는 제2 패턴 및 상기 제1 및 제2 패턴의 타단이 접속되며, 상기 제1 및 제2 패턴의 타단이 접속되며, 상기 제1 및 제2 패턴에 인가되는 바이어스에 의해 상기 제1 및 제2 패턴에 공진이 유도되도록 상기 기판에 형성되는 스위칭 소자를 포함한다.

여기서, 상기 스위칭 소자는 상기 제1 패턴의 타단에 쇼트키 접촉(Schottky contact)되며 상기 제2 패턴의 타단에 오믹 접촉(Ohmic contact)되는 쇼트키 다이오드(Schottky Barrier Diode)인 것이 좋다.

또한, 상기 제1 패턴과 상기 제2 패턴은 쪼개진 고리(SR, Split Ring)구조로 형성되는 것도 좋다.

그리고, 상기 기판은 상기 공진기로 입사되는 전기적 신호의 편파(polarization)에 따라 상기 공진기의 공진 특성을 조절하기 위해 상기 스위칭 소자, 제1 및 제2 패턴으로 형성되는 영역 내부에 서브 패턴을 형성하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 서브 패턴은 상기 공진기가 상기 공진기로 입사되는 전기적 신호의 어느 하나의 편파에 대하여만 동작하도록 상기 제1 패턴의 일단과 상기 제2 패턴의 일단 사이의 미리 결정된 간격(gap)과 수직한 방향으로 미리 결정된 간격을 형성하는 쪼개진 고리(split ring) 구조의 단일 금속라인인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 서브 패턴은 상기 공진기가 상기 공진기로 입사되는 전기적 신호의 편파에 대해 영향받지 않고 동작하도록 상기 스위칭 소자에 일단이 접속되며 상기 제1 패턴과 전기적으로 연결되는 제1 금속라인 및 상기 스위칭 소자에 일단이 접속되며 상기 제2 패턴과 전기적으로 연결되는 제2 금속라인을 포함하되 상기 제1 및 제2 금속라인의 타단은 상기 제1 패턴의 일단과 상기 제2 패턴의 일단 사이의 미리 결정된 간격(gap)과 수직한 방향으로 미리 결정된 간격을 형성하는 쪼개진 고리(split ring)구조인 것이 좋다.

그리고, 상기 제1 금속라인의 일단은 상기 스위칭 소자에 쇼트키 접촉되며, 상기 제2 금속라인의 일단은 상기 스위칭 소자에 오믹 접촉되는 것이 좋다.

또한, 상기 스위칭 소자는 상기 제1 패턴을 소스 단자로, 상기 제2 패턴을 드레인 단자로 하는 FET(Field Effect Transistor)소자인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제2 패턴에 인가되는 전압은 상기 제1 패턴에 인가되는 전압보다 높은 전압이 인가되는 것이 더욱 바람직하다.

한편, 상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 전기적 신호를 변조하기 위한 변조기는, 미리 결정된 형태로 형성되는 제1 패턴과, 일단이 상기 제1 패턴의 일단과 미리 결정된 간격(gap)으로 이격되어 미리 결정된 형태로 형성되는 제2 패턴 및 상기 제1 및 제2 패턴의 타단이 접속되며, 상기 제1 및 제2 패턴의 타단이 접속되며, 상기 제1 및 제2 패턴에 인가되는 바이어스에 의해 상기 제1 및 제2 패턴에 공진이 유도되도록 형성되는 스위칭 소자를 포함하는 공진기를 하나의 단위셀(unit cell)로 하여 상기 단위셀을 기판에 복수개로 배열하여 형성할 수 있다.

그리고, 상기 기판에 형성된 단위셀은 제1 및 제2 패턴의 일단 사이에 형성되는 미리 결정된 간격(gap)이 동일한 일 방향으로 형성되는 것이 좋다.

또한, 상기 변조기는 상기 기판을 적어도 둘 이상 구비하여 상기 기판들을 적층한 구조로 형성되는 것이 더욱 좋다.

여기서, 상기 기판들에 형성된 단위셀의 미리 결정된 간격(gap)의 방향은 어느 하나의 기판을 중심으로 인접하는 기판들에 형성된 단위셀의 미리 설정된 간격(gap)의 방향과 서로 수직하게 형성하여 상기 변조기로 입사하는 전기적 신호의 편파에 대해 각각 변조하는 것이 바람직하다.

한편, 상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 테라헤르츠 공진기는, 기판(substrate)과, 상기 기판에 개방부를 갖고 미리 결정된 형상으로 형성되는 제1 패턴과, 상기 제1 패턴의 일 지점을 사이에 두고 양측에 형성되며, 외부에서 상기 양측 중 어느 일측에 바이어스를 인가받는 제2 패턴 및 상기 제1 및 제2 패턴에 인가되는 바이어스에 상기 제1 및 제2 패턴에 공진이 유도되도록 상기 제1 패턴의 개방부에 형성되는 스위칭 소자를 포함한다.

상기 제1 패턴은 상기 개방부를 중심으로 2개의 쪼개진 고리(split ring)가 대칭되는 구조를 형성하며, 상기 스위칭 소자는 상기 제2 패턴에 인가되는 바이어스를 게이트(GATE) 전압으로 하는 FET소자인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제1 패턴은 금속으로 형성되며, 상기 제2 패턴은 외부에서 인가되는 바이어스의 크기에 따라 상기 바이어스가 상기 제1 패턴을 통과하여 상기 스위칭 소자에 전달되어 게이트 전압으로 사용되도록 반도체로 형성되는 것도 바람직하다.

한편, 상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 전기적 신호를 변조하기 위한 변조기는, 개방부를 갖고 미리 결정된 형상으로 형성되는 제1 패턴과, 상기 제1 패턴의 일 지점을 사이에 두고 양측에 형성되며, 외부에서 상기 양측 중 어느 일측에 바이어스를 인가받는 제2 패턴 및 상기 제1 및 제2 패턴에 인가되는 바이어스에 의해 상기 제1 및 제2 패턴에 공진이 유도되도록 상기 제1 패턴의 개방부에 형성되는 스위칭 소자를 포함하는 공진기를 하나의 단위셀(unit cell)로 하여 상기 단위셀을 기판에 복수개로 배열하여 형성되는 것이 좋다.

그리고, 상기 제1 패턴은 상기 개방부를 중심으로 2개의 쪼개진 고리(splir ring)가 대칭되는 구조를 형성하며, 상기 스위칭 소자는 상기 제2 패턴에 인가되는 바이어스를 게이트(GATE) 전압으로 하는 FET소자인 것이 더욱 좋다.

또한, 상기 제1 패턴은 접지(ground)되어 있는 것도 좋다.

본 명세서를 통해 파악되는 내용에 따르면, 본 발명은, 소형 경량화 된 테라헤르츠 변조가 가능한 시스템이 제공된다.

또한, 기존의 테라헤르츠 제어 및 변조시스템의 한계를 뛰어넘어 실용성 있는 변조기술로 목표로 하는 본 발명에 따른 테라헤르츠 변조기는, 전기적인 제어가 가능하며, 상온 동작이 가능하고, 저전압, 초고속 구동이 가능하다.

또한, 본 발명은 테라헤르츠 대역의 나노 반도체기술에 기반한 메타물질과 나노 전자소자의 결합을 통해 메타소자를 이용한 Quasi-optic 변조 및 2차원 pixelization을 통한 spatial light modulator의 구현과, 3차원 적층구조를 활용하여 변조기의 On/Off ratio 혹은 modulation index가 향상된 테라헤르츠 변조기를 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 쇼트키 다이오드를 이용한 SRR(Split Ring Resonator)변조기를 도시한 도, (그림 1(c)에 대한 comment를 밑에 적어두었습니다.)
도 2는 본 발명에 따른 테라헤르츠파 변조기의 제1 실시예를 설명하기 위해 도시한 도,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 테라헤르츠파 변조기를 복수개로 형성하여 배열한 변조기를 도시한 도,
도 4 및 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 테라헤르츠파 변조기를 설명하기 위해 도시한 도이다
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 테라헤르츠파 변조기를 복수개로 형성하여 배열한 변조기를 도시한 도,
도 7은 본 발명에 따른 테라헤르츠파 변조기의 제3 실시예를 설명하기 위해 도시한 도,
도 8은 본 발명에 따른 테라헤르츠파 변조기의 제4 실시예를 설명하기 위해 도시한 도,
도 9는 본 발명에 따른 테라헤르츠파 변조기의 제5 실시예를 설명하기 위해 도시한 도,
도 10 및 도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 테라헤르츠파 변조기를 복수개로 형성하여 배열한 변조기를 도시한 도이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 여기의 설명에서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 연결된다고 기술될 때, 이는 다른 구성 요소에 바로 연결될 수도 그 사이에 제3의 구성 요소가 개재될 수도 있음을 의미한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 이때 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.

본 발명에 대한 설명을 개시하기 전에 종래의 SRR(Split Ring Resonator)에 대한 설명을 개시하여 후술할 본 발명과 대비되는 자료로 이용되도록 한다.

도 1은 종래의 쇼트키 다이오드를 이용한 SRR(Split Ring Resonator)변조기를 도시한 도이다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 종래의 변조기는 쪼개진 고리 공진기 형태의 금속선(11)으로 구성되며 여기에 스플릿 갭(split gap, 12)을 갖는 형태인 SRR(10)을 포함하여 구성된다. 도 1a의 우측 도면은 좌측에 도시된 SRR의 등가회로를 나타낸다. 즉, 금속선(11)은 인덕터의 역할을 하며 스플릿 갭(12)은 캐패시터의 역할을 하여 SRR에 입사되는 전기적 신호의 공진을 유도할 수 있는 것이다. 만약, 두 성분(element)중 하나의 값을 변화시킬 수 있다면 SRR의 공진주파수를 변화시킬 수 있게 된다. 즉, Element값의 변화를 통해 공진주파수가 변화하는 경우, 어떤 특정한 주파수에서 테라헤르츠파의 반사도가 변화하게 되어 이 구조를 통과하는 테라헤르츠파의 크기(amplitude)를 변화시킬 수 있는 것이다.

도 1b는 이러한 종래의 SRR(10)을 여러 개로 배열하여 단일 기판(15)에 형성한 2차원 배열 구조의 변조기(100)를 나타낸다. 이 때 SRR unit cell(10)의 배열 주기는 공진 주파수에서 테라헤르츠파의 투과도에 영향을 미치므로 적절한 배열 주기를 선택해 통해 공진주파수에서 테라헤르츠파의 반사도를 극대화 할 수가 있다.

따라서, 상기 변조기(100)는 테라헤르츠파 대역의 공진주파수에서는 투과를 막으며 그 이외의 주파수에서는 테라헤르츠파가 투과하는 band-stop filter의 역할을 수행하게 된다.

이러한 변조기(100)는 금속으로 형성한 링(11)의 일부분이 이격된 구조를 가지고 있으며 금속선(11)의 길이 및 스플릿 갭(12)의 크기에 따라 공진 주파수가 달라지게 된다. 따라서 변조하고자 하는 테라헤르츠대역의 주파수에 따라 금속선(11) 또는 스플릿 갭(12)의 크기가 변해야 한다.

여기서, 금속선(11)은 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 등 포함한 전도성이 우수한 금속을 이용하여 제조할 수 있으며, 특수한 경우에는 산화물 기반 TCO (transparent conducting oxide)를 활용할 수 있다.

또, SRR의 제작을 위한 기판(15)은 GaAs, InP, Sappire, SiC, Highly resistive Si, 유리 등 다양한 기판의 활용이 가능하다. 이러한 기판의 경우 전도성이 매우 낮은 즉 절연체에 가까운 전기적 특성이 필요하므로, 상기 실리콘 기판의 경우는 특수한 재질의 HR (highly resistive Si)을 활용하는 것이 좋다.

그러나, 상기 도 1에서 볼 수 있듯이, 전기적 제어 방법을 통해 금속선의 값(인덕터,11)을 변화시키는 것은 매우 어려우며 스플릿 갭의 값(캐패시턴스,12)을 변화시키는 것이 더욱 용이하다. 이에 착안하여 기존의 논문에서는 금속선(11) 전체가 Schottky contact 되어 있으며 금속선(11) 밑 전체가 쇼트키 다이오드(Schottky diode, Schottky Barrier diode)로 된 변조기를 제시하였다. 이러한 변조기는 반도체 층(Ohmic contact layer, 14)이 기판(15)의 전체 면적을 덮고 있게 된다. 따라서, 이 경우 쇼트키 다이오드의 표면적이 매우 큼으로 인하여 접합부 캐패시턴스(junction capacitance)가 매우 커지며 이는 RC회로의 시정수(RC time constant)에 의해 결정되는 변조기의 대역폭(bandwidth)을 낮은 주파수대(~ MHz)에 머무르게 하는 단점이 있다.

즉, 도 1c에 도시된 바와 같이, 쇼트키 다이오드의 접합부(junction)의 크기는 메타물질(Metamaterial)의 제조에 사용된 금속 도선 전체의 넓이와 같아 매우 큰 접합부 캐패시턴스(junction capacitance)를 가질 수 밖에 없는 구조이다.

또한, 반도체 층(N-type Ohmic layer, n-GaAs layer, 14)이 기판(15) 전체를 덮고 있어서 바이어스(bias)가 가해지기 어려워 공핍층(depletion layer 13) 영역이 매우 작은 경우에는 변조기 전체가 도전성(conductive)을 띄게 되므로 테라헤르츠파를 반사하거나 흡수하게 되어 테라헤르츠파 변조기의 신호손실 (signal loss)을 가져오게 된다. 또한 이 구조에서는 bias 전압을 가함으로 인하여 capacitance를 변화시키는 것이 아니고 split gap사이의 저항을 변화시킴으로써 resonator의 quality factor를 변화시키는 방법으로 테라헤르츠파를 변조시키는 방법을 사용하게 된다. 이 경우에는 변조기의 On/Off 비율을 크게 향상시킬 수 없다는 단점이 있다.

따라서, 위의 두세 가지 단점(낮은 주파수대, 높은 손실, 낮은 On/Off 비율)을 극복하기 위해서는 쇼트키 다이오드의 크기를 줄이고 또한 반도체 층(Ohmic layer,14)의 면적을 극소화 하는 것이 필요하고 Schottky diode의 capacitance를 변화시키는 것이 필요하나, 종래의 변조기 구조에서는 이러한 변화가 불가능하다.

이러한 점에 착안하여, 본 발명에서는 쇼트키 다이오드(Schottky diode)를 갭(gap)에 한정하여 형성함으로 인해 그 접합부 캐패시턴스(junction capacitance)를 줄일 수 있어 변조 대역폭을 수십에서 수천배 증가시키기 위한 변조기를 제시하고자 한다.

도 2는 본 발명에 따른 테라헤르츠파의 변조를 위한 공진기의 제1 실시예를 설명하기 위해 도시한 도이다.

도 2의 (A)에 도시한 바와 같이, 제1 실시예에 따른 공진기(20)는 제1 패턴(21), 제2 패턴(22), 스위칭 소자(23) 및 기판(25)을 포함하며, 제1 패턴(21)과 제2 패턴(22)은 미리 결정된 간격(gap,24)을 갖고 서로 마주보며 이격되어 있다.

이러한, 구조에서는 공진기(20)가 한 조각의 금속(metal)이 아니라 두 조각의 금속로 형성된다.(본 발명에서는 제1 패턴 및 제2 패턴이라는 용어로 지칭됨)

즉, 제1 패턴(21)은 스위칭 소자(23)에 쇼트키 접촉(Schottky contact)으로 연결되어 있으며 제2 패턴(22)은 오믹 접촉(Ohmic contact)으로 연결되어 쇼트키 다이오드의 크기를 미리 결정된 간격(gap, 24)보다 약간 큰 크기로 줄일 수 있으며 반도체 층(Ohmic layer)의 넓이를 극소화 할 수 있다. 따라서, 반도체 층에 의한 테라헤르츠파의 신호손실을 줄일 수 있다.

제1 실시예에 따른 공진기의 작동원리는 기존의 공진기와는 다소 상이한 바 이하에서는 제1 실시예에 따른 변조기의 작동원리를 기존의 변조기와 비교하여 설명한다.

기존의 공진기의 경우에는 쇼트키 다이오드에 역방향 바이어스(reverse bias)를 인가한 경우에 갭(gap)이 캐패시터(capacitance)로 동작하여 공진을 야기하며 테라헤르츠파의 투과를 막게 된다. 반면, 바이어스를 걸어주지 않거나(unbiased case) 또는 정방향 바이어스(forward bias)가 인가된 경우 갭 사이 저항의 감소로 인하여 공진(resonance)이 일어나지 않으므로 변조기로 입사된 테라헤르츠파가 그대로 통과하였다.

그러나, 제1 실시예에서는 정방향 바이어스(forward bias)를 인가한 경우 쇼트키 다이오드가 턴-온(turn-on) 되어 두 개로 나뉘어진 제1 패턴(21) 과 제2 패턴(22)을 연결하여 SRR을 형성한다. 반면, 바이어스가 가해지지 않거나 역방향 바이어스(reverse bias)가 인가된 경우에는 스위칭 소자(23)에 의해 캐패시터가 추가된 효과(additional capacitance)가 생겨 있어 공진하지 않는다.

따라서 스위칭 소자(쇼트키 다이오드, 23)에 정방향 바이어스(forward bias)가 인가된 경우에만 테라헤르츠파가 반사하게 된다.

한편, 본 발명은 제1 실시예에 따른 공진기를 하나의 기판에 복수개로 배열 형성하여 2차원 배열 구조를 가지는 변조기를 제공하는데 이를 도 3을 통해 설명한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 테라헤르츠파 공진기를 복수개로 형성하여 배열한 변조기를 도시한 도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 공진기(20)를 연속적으로 배치하여 형성한 2차원 배열구조의 변조기(200)는 제1 패턴(21), 제2 패턴(22), 스위칭 소자(23), 기판(25), 쇼트키 접속부(32) 및 오믹 접속부(31)를 포함한다.

쇼트키 접속부(32)는 제1 패턴(21)에 연결되며, 오믹 접속부(31)는 제2 패턴(22)에 연결되어 단일 픽셀 SRR 변조기(Single Pixel SRR THz Modulator)를 형성한다. 여기서, 2차원 배열구조의 변조기(200)의 공진기(20)에 대한 기타의 설명은 제1 실시예를 통해 설명된 바로 갈음한다.

다음으로, 본 발명의 제2 실시예에 대한 설명을 개시한다.

먼저, 제2 실시예의 명확한 이해를 위해 종래의 공진기에 대한 설명을 하고, 종래의 공진기와 비교되는 점을 위주로 설명하도록 한다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 테라헤르츠파 변조기를 설명하기 위해 도시한 도이다.

도 4의 (A)에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 SRR(40)은 금속선(41) 및 FET소자(43)로 구성된다. FET소자(43)는 소스 단자(41), 드레인 단자(41), 활성층(active channel) 및 게이트 단자(45)로 구성된다(도 4의 (B)참조). EFT소자의 동작원리는 공지된 것이므로 여기서는 구체적인 설명을 생략한다.

FET를 이용한 SRR(40)는 3-terminal device로서 (n-channel device인 경우) 게이트 단자에 양의 전압을 가해 줌으로 채널(Channel)을 열어 캐리어(carrier)가 소스 단자(source)와 드레인 단자(drain)사이를 왕복할 수 있으므로 전기적으로 단락되어 SRR에 공진이 일어나지 않아 SRR(40)에 입사되는 테라헤르츠파를 투과시키게 된다.

반면, 게이트 단자(gate)에 문턱전압(threshold voltage,Vth) 미만의 전압(Vg)을 인가해 주는 경우에는 게이트(gate) 밑의 활성층(active channel,46) 이 고갈 상태가 되어 캐리어(carrier)가 존재하지 않게 되어, 이 경우에는 Cds (source와 drain 사이에 형성되는 기생 캐패시턴스(parasitic capacitance)) 와 소스(source)와 드레인(drain) 단자를 연결하는 금속선(인덕터, 41)에 의해 공진하게 된다. 따라서 FET소자(43)가 on 되었을 경우(즉, V_g > V_th)에 FET소자(43)에 의해 금속선(41)이 폐곡선의 형태를 띠게 되어 공진이 일어나지 아니하며, FET가 off 되었을 경우 (V_g < V_th)에만 공진이 형성되어 테라헤르츠파의 투과를 막게 된다.

그러나, 이러한 FET를 이용한 SRR는 소스 단자와 드레인 단자가 동 전위(same potential)를 형성하므로 고속 동작이다소 어려운 점이 있다,. 따라서, 이하에서는 상기 제2 실시예에 따른 공진기를 개선한 고속 동작이 가능한 공진기를 제시한다.

도 5의 (A)에 도시된 바와 같이, 상기 제2 실시예에 따른 공진기를 고속 동작이 가능하도록 개선한공진기(50)는 제1 패턴(51), 제2 패턴(52), 기판(25) 및 FET소자(53)를 포함한다. 여기서, 제1 패턴(51)과 제2 패턴(52)의 일단은 미리 결정된 간격(gap,54)으로 이격되어 형성되고, 그 타단은 FET소자(53)에 접속된다. 이때, 제1 패턴(51)은 소스 단자가 되며, 제2 패턴(52)은 드레인 단자가 된다. 또한, FET 소자(53)는 소스단자(51), 드레인 단자(52), 게이트 단자(55) 및 활성층(active channel,55)을 포함한다(도 5의 (B)참조).

개선된 제2 실시예에 따른 공진기(50)는 도 4에 도시된 FET을 이용한 변조기에 비해 고속 동작이 용이한데, 이는 드레인(drain)에 소스(source)보다 높은 전압이 인가되므로 활성층(active channel,56)을 통한 캐리어(carrier)의 움직임이 매우빠르기 때문이다. 또한 드레인 바이어스(drain bias)의 크기에 따라 Cds (source와 drain 사이에 형성되는 기생 캐패시턴스(parasitic capacitance)) 의 미세한 변화를 가져올 수 있어 전기적으로 제어 가능하다.

한편, 본 발명은 제2 실시예에 따른 공진기를 하나의 기판에 복수개로 배열 형성하여 2차원 배열 구조를 가지는 변조기를 제공하는데 이를 도 6을 통해 설명한다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 공진기를 복수개로 형성하여 배열한 변조기를 도시한 도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 2차원 배열구조의 변조기(500)는 제1 패턴(51), 제2 패턴(52), FET소자(53), 기판(25), 드레인 접속부(61), 소스 접속부(62) 및 게이트 라인부(63)를 포함한다.

소스 접속부(62)는 제1 패턴(51)에 연결되며, 드레인 접속부(61)는 제2 패턴(52)에 연결되며, 게이트 라인부(63)는 상기 FET소자(53)에 연결되어 2차원 배열구조의 변조기(500)를 형성한다.

또한, 도 6에서는 위의 구조에서는 게이트 라인부(63)와 FET소자(53)를 연결하는 시그널 라인과 드레인 접속부(61)와 제2 패턴(52), 소스 접속부(62)와 제1 패턴(51)을 연결하는 DC bias 라인이 수직으로 교차되어 있는 것으로 도시되었으나, 이는 수평으로도 제작이 가능하며, 제1 패턴(51) 및 제2 패턴(52)의 배치 구조 - 미리 결정된 간격(gap,54) - 의 방향을 상기 변조기(500)로 입사되는 테라헤르츠파의 편파(polarization)에 대응하여 다양하게 형성할 수 있다.

한편, 본 발명의 제3 실시예 및 제4 실시예에서는 테라헤르츠파의 polarization 에 영향을 덜 받는 구조의 변조기 구조가 가능한데 이하에서는 이러한 구조의 변조기에 대하여 설명한다.

도 7은 본 발명에 따른 테라헤르츠파 변조를 위한 공진기의 제3 실시예를 설명하기 위해 도시한 도이다.

도 7 (A)에 도시된 바와 같이, 제3 실시예에 따른 공진기(70)는 제1 패턴(21), 제2 패턴(22), 기판(25), 스위칭 소자(23), 제1 금속라인(71) 및 제2 금속라인(72)을 포함한다. 제1 패턴(21)과 제2 패턴(22)은 미리 결정된 간격의 갭(gap, 24)을 형성하며, 마찬가지로 제1 금속라인(71)과 제2 금속라인(72)도 미리 결정된 간격의 갭(74)을 형성하고 있다. 여기서, 제1 금속라인(71)과 제1 패턴(21)은 전기적으로 연결되며, 마찬가지로 제2 금속라인(72)과 제2 패턴(22)도 서로 전기적으로 연결된다.

그리고 상기 스위칭 소자(23)는 쇼트키 다이오드로 구현되며, 상기 제1 패턴(21), 제2 패턴(22), 제1 금속라인(71) 및 제2 금속라인(72)은 모두 하나의 상기 쇼트키 다이오드(23)에 연결된다.

또한, 제1 금속라인(71)과 제2 금속라인(72)은 제1 패턴(21)과 제2 패턴(22)으로 형성되는 경계의 내부에 형성되므로, 이를 Nested SRR 구조로 지칭함에 유의해야 한다. 즉, 두 개의 SRR구조- 제1 패턴(21) 및 제2 패턴(22)으로 형성한 SRR구조와 제1 금속라인(71) 및 제2 금속라인(72)으로 형성된 SRR구조-는 gap의 방향이 서로 수직한 방향에 있어 서로 수직한 polarization에 대하여 공진하는 성질을 갖는다. 만약, 바깥쪽 SRR이 TE모드에서 동작한다면 안쪽 SRR은 TM모드에서 동작하게 되어 polarization insensitive 테라헤르츠파 변조기의 구현이 가능하다.

이러한 제3 실시예에 따른 공진기(70)를 사용하여 2차원 배열구조의 변조기를 형성하는 것도 가능한데, 그 구성 방법은 상기 도 3을 통해 설명된 바와 다르지 아니하므로 여기서는 그 설명을 생략하기로 한다.

다음으로, 하나의 polarization에 대해서만 변조의 특성을 가지고 다른 polarization에 대해서는 항상 band-stop filter의 역할을 하는 SRR 구조를 포함한는 변조기에 대한 설명을 본 발명의 제4 실시예로서 설명한다.

도 8은 본 발명에 따른 테라헤르츠파 변조를 위한 공진기의 제4 실시예를 설명하기 위해 도시한 도이다.

도 8에 도시한 바와 같이, 제4 실시예에 따른 공진기(80)는 제1 패턴(21), 제2 패턴(22), 기판(25), 스위칭 소자(23), 단일 금속라인(81)을 포함한다. 제1 패턴(21)과 제2 패턴(22)은 미리 결정된 간격의 갭(gap, 24)을 형성하며, 단일 금속라인(81)도 미리 결정된 간격의 갭(84)을 형성하고 있다. 여기서, 단일 금속라인(81)은 제1 패턴(21)또는 제2 패턴(22)과 전기적으로 연결되어 있지 아니하면, 또한 스위칭 소자(23)과도 연결되지 않는다. 그리고 단일 금속라인(81)에 의해 형성된 갭(84)의 방향은 제1 및 제2 패턴(21,22)에 의해 형성된 갭(24)의 방향과 수직하는 배치로 배열된다. 즉, 제4 실시예는 Nested SRR 구조를 사용하여 하나의 polarization에 대해서만 변조기능을 수행하고, 다른 polarization은 block 하여 입사파와는 상관없이 투과파는 sinlge polarization 또는 linearly polarized wave 가 될 수 있도록 하는 구조를 가진다.

다음으로 본 발명의 제5 실시예에 관한 설명을 개시한다.

도 9는 본 발명에 따른 테라헤르츠파 변조를 위한 공진기의 제5 실시예를 설명하기 위해 도시한 도, 도 10 및 도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 공진기를 복수개로 형성하여 배열한 변조기를 도시한 도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 제5 실시예에 따른 공진기(90)는 제1 패턴(91), 제2 패턴(92), 스위칭 소자(95) 및 게이트 라인(94)을 포함한다. 제1 패턴은 스위칭 소자(95)가 삽입되는 개방부(93)를 중심으로 2개의 SSR구조가 서로 대칭된 형상으로 형성된다.

제2 패턴(92)은 상기 제1 패턴(91)의 어느 일 지점의 양 측으로 형성되는데, 이 때 양 측으로 형성된 어느 일측에 상기 게이트 라인(94)으로부터 전해지는 바이어스가 입력된다. 게이트 라인(94)은 상기 제1 패턴(91)의 일측에 형성된 제2 패턴(92), 상기 제1 패턴(91)의 타측에 연결된 제2 패턴(92) 및 스위칭 소자(95)를 상호 연결하여 전기적 신호가 전달될 수 있게 형성된다. 여기서, 스위칭 소자(95)는 FET소자가 사용된다. 또한, 제1 패턴(91)은 전도성 재료, 예를 들면 금, 은, 알루미늄, 구리로 형성될 수 있으며, 제2 패턴(92)은 반도체 재료로 형성된다 .즉, 제2 패턴(92)은 SiN_x, SiO₂ 등이 사용될 수 있다.

도 10 및 도 11은 제5 실시예에 따른 공진기(90)의 2차원 배열구조를 도시한 도면으로, 이들에 대한 구성 및 작동은 상술한 다른 실시예에서의 경우와 다르지 아니하므로 여기서는 설명을 생략하기로 한다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명의 사상적 범주에 속한다.

11:금속선 12:스플릿 갭
13:공핍층 14:오믹 레이어
15,25:기판 21:제1 패턴
22:제2패턴 23:쇼트키 다이오드
26:반도체 층 43:FET 소자
46:활성층 71:제1 금속라인
72:제2 금속라인

Claims (20)

1. 기판(substrate);
   상기 기판에 미리 결정된 형태로 형성되는 제1 패턴;
   일단이 상기 제1 패턴의 일단과 미리 결정된 간격(gap)으로 이격되어 상기 기판에 형성되는 제2 패턴; 및
   상기 제1 및 제2 패턴의 타단이 접속되며, 상기 제1 및 제2 패턴에 인가되는 바이어스에 의해 상기 제1 및 제2 패턴에 공진이 유도되도록 상기 기판에 형성되는 스위칭 소자를 포함하는 공진기.
2. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 소자는
   상기 제1 패턴의 타단에 쇼트키 접촉(Schottky contact)되며 상기 제2 패턴의 타단에 오믹 접촉(Ohmic contact)되는 쇼트키 다이오드(Schottky Barrier Diode)인 것을 특징으로 하는 공진기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1 패턴과 상기 제2 패턴은 쪼개진 고리(SR, Split Ring)구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 공진기.
4. 제3항에 있어서, 상기 기판은
   상기 공진기로 입사되는 전기적 신호의 편파(polarization)에 따라 상기 공진기의 공진 특성을 조절하기 위해 상기 스위칭 소자, 제1 및 제2 패턴으로 형성되는 영역 내부에 서브 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 공진기.
5. 제4항에 있어서, 상기 서브 패턴은
   상기 공진기가 상기 공진기로 입사되는 전기적 신호의 어느 하나의 편파에 대하여만 동작하도록 상기 제1 패턴의 일단과 상기 제2 패턴의 일단 사이의 미리 결정된 간격(gap)과 수직한 방향으로 미리 결정된 간격을 형성하는 쪼개진 고리(split ring) 구조의 단일 금속라인인 것을 특징으로 하는 공진기.
6. 제4항에 있어서, 상기 서브 패턴은
   상기 공진기가 상기 공진기로 입사되는 전기적 신호의 편파에 대해 영향받지 않고 동작하도록 상기 스위칭 소자에 일단이 접속되며 상기 제1 패턴과 전기적으로 연결되는 제1 금속라인; 및
   상기 스위칭 소자에 일단이 접속되며 상기 제2 패턴과 전기적으로 연결되는 제2 금속라인을 포함하되 상기 제1 및 제2 금속라인의 타단은 상기 제1 패턴의 일단과 상기 제2 패턴의 일단 사이의 미리 결정된 간격(gap)과 수직한 방향으로 미리 결정된 간격을 형성하는 쪼개진 고리(split ring)구조인 것을 특징으로 하는 공진기.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 금속라인의 일단은 상기 스위칭 소자에 쇼트키 접촉되며, 상기 제2 금속라인의 일단은 상기 스위칭 소자에 오믹 접촉되는 것을 특징으로 하는 공진기.
8. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 소자는
   상기 제1 패턴을 소스 단자로, 상기 제2 패턴을 드레인 단자로 하는 FET소자인 것을 특징으로 하는 공진기.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제2 패턴에 인가되는 전압은 상기 제1 패턴에 인가되는 전압보다 높은 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 공진기.
10. 미리 결정된 형태로 형성되는 제1 패턴;
    일단이 상기 제1 패턴의 일단과 미리 결정된 간격(gap)으로 이격되어 형성되는 제2 패턴; 및
    상기 제1 및 제2 패턴의 타단이 접속되며, 상기 제1 및 제2 패턴에 인가되는 바이어스에 의해 상기 제1 및 제2 패턴에 공진이 유도되도록 형성되는 스위칭 소자를 포함하는 공진기를 하나의 단위셀(unit cell)로 하여 상기 단위셀을 기판에 복수개로 배열하여 형성되는 변조기.
11. 제10항에 있어서,
    상기 기판에 형성된 단위셀은 제1 및 제2 패턴의 일단 사이에 형성되는 미리 결정된 간격(gap)이 동일한 일 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 변조기.
12. 제11항에 있어서, 상기 변조기는
    상기 기판을 적어도 둘 이상 구비하여 상기 기판들을 적층한 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 변조기.
13. 제12항에 있어서,
    상기 기판들에 형성된 단위셀의 미리 결정된 간격(gap)의 방향은 어느 하나의 기판을 중심으로 인접하는 기판들에 형성된 단위셀의 미리 설정된 간격(gap)의 방향과 서로 수직하게 형성하여 상기 변조기로 입사하는 전기적 신호의 편파에 대해 각각 변조하는 것을 특징으로 하는 변조기.
14. 기판(substrate);
    상기 기판에 개방부를 갖고 미리 결정된 형상으로 형성되는 제1 패턴;
    상기 제1 패턴의 일 지점을 사이에 두고 양측에 형성되며, 외부에서 상기 양측 중 어느 일측에 바이어스를 인가받는 제2 패턴; 및
    상기 제1 및 제2 패턴에 인가되는 바이어스에 상기 제1 및 제2 패턴에 공진이 유도되도록 상기 제1 패턴의 개방부에 형성되는 스위칭 소자를 포함하는 공진기.
15. 제14항에 있어서, 상기 제1 패턴은
    상기 개방부를 중심으로 2개의 쪼개진 고리(split ring)가 대칭되는 구조를 형성하며, 상기 스위칭 소자는 상기 제2 패턴에 인가되는 바이어스를 게이트(GATE) 전압으로 하는 FET소자인 것을 특징으로 하는 공진기.
16. 제15항에 있어서, 상기 제1 패턴은
    금속으로 형성되며, 상기 제2 패턴은 외부에서 인가되는 바이어스의 크기에 따라 상기 바이어스가 상기 제1 패턴을 통과하여 상기 스위칭 소자에 전달되어 게이트 전압으로 사용되도록 반도체로 형성되는 것을 특징으로 하는 공진기.
17. 개방부를 갖고 미리 결정된 형상으로 형성되는 제1 패턴;
    상기 제1 패턴의 일 지점을 사이에 두고 양측에 형성되며, 외부에서 상기 양측 중 어느 일측에 바이어스를 인가받는 제2 패턴; 및
    상기 제1 및 제2 패턴에 인가되는 바이어스에 의해 상기 제1 및 제2 패턴에 공진이 유도되도록 상기 제1 패턴의 개방부에 형성되는 스위칭 소자를 포함하는 공진기를 하나의 단위셀(unit cell)로 하여 상기 단위셀을 기판에 복수개로 배열하여 형성되는 변조기.
18. 제17항에 있어서, 상기 제1 패턴은
    상기 개방부를 중심으로 2개의 쪼개진 고리(splir ring)가 대칭되는 구조를 형성하며, 상기 스위칭 소자는 상기 제2 패턴에 인가되는 바이어스를 게이트(GATE) 전압으로 하는 FET소자인 것을 특징으로 하는 변조기.
19. 제17항에 있어서, 상기 제1 패턴은
    접지(ground)되어 있는 것을 특징으로 하는 변조기.
20. 제3항에 있어서, 상기 스위칭 소자는
    상기 제1 패턴을 소스 단자로, 상기 제2 패턴을 드레인 단자로 하는 FET소자인 것을 특징으로 하는 공진기.

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