KR101326387B1 - Metamaterial resonator - Google Patents

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KR101326387B1
KR101326387B1 KR1020120058552A KR20120058552A KR101326387B1 KR 101326387 B1 KR101326387 B1 KR 101326387B1 KR 1020120058552 A KR1020120058552 A KR 1020120058552A KR 20120058552 A KR20120058552 A KR 20120058552A KR 101326387 B1 KR101326387 B1 KR 101326387B1
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서철헌
심우석
이종민
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숭실대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a metamaterial resonator. The metamaterial resonator includes a resonator part which is formed on the upper surface of a dielectric substrate with a ground surface on the bottom and has a lattice structure. The resonator part comprises a first horizontal bar; a second horizontal bar which is arranged in parallel to the first horizontal bar at the lower side of the first horizontal bar; a first vertical bar which connects one ends of the first horizontal bar and the second horizontal bar in the longitudinal direction; a third horizontal bar which is arranged in parallel between the first horizontal bar and the second horizontal bar; a fourth horizontal bar which is arranged in parallel at the lower side of the second horizontal bar; a second vertical bar which connects the other ends of the third horizontal bar and the fourth horizontal part in the longitudinal direction; a third vertical bar which connects the center parts of the second horizontal part and the fourth horizontal bar; a fifth horizontal bar which is arranged in parallel at the lower side of the fourth horizontal bar; a fourth vertical bar which connects one ends of the fourth horizontal bar and the fifth horizontal bar in the longitudinal direction; a sixth horizontal bar which is arranged in parallel between the fourth horizontal bar and the fifth horizontal bar; a seventh horizontal bar which is arranged in parallel at the lower side of the fifth horizontal bar; and a fifth vertical bar which connects the other ends of the sixth horizontal bar and the seventh horizontal bar. The metamaterial resonator is provided to obtain the characteristics of a high Q value in a resonant frequency by applying a metamaterial lattice structure. Furthermore, the metamaterial resonator can obtain the resonant characteristics of a higher Q value by connecting an active device to the metamaterial resonator.

Description

메타전자파 구조 공진기{METAMATERIAL RESONATOR}Meta-electromagnetic wave structure resonator {METAMATERIAL RESONATOR}

본 발명은 메타전자파 구조 공진기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공진 주파수에서 높은 Q 값(Quality-factor)을 얻을 수 있는 메타전자파 구조 공진기에 관한 것이다.The present invention relates to a meta-electromagnetic structure resonator, and more particularly, to a meta-electromagnetic structure resonator capable of obtaining a high Q-factor at a resonance frequency.

최근 무선 통신 시스템을 이용하는 이용자뿐만 아니라 다양한 응용분야의 발전으로 초고주파 부품에 대한 다양한 기술들이 연구 및 개발되고 있다. 무선 통신 시스템에서 전압 제어 발진기는 주파수를 상향 또는 하향 변환하기 위한 주파수 합성부의 핵심 부품에 해당되고 전체 시스템의 잡음 지수를 줄일 수 있는 매우 중요한 부분이므로 위상 잡음을 낮추는 것이 기술의 핵심이다. Recently, various technologies for microwave components have been researched and developed due to the development of various applications as well as users using wireless communication systems. In a wireless communication system, a voltage-controlled oscillator is a key component of the frequency synthesizer for up- or down-converting frequencies, and is an important part of reducing the noise figure of the entire system.

전압 제어 발진기는 주파수 선택도를 높이고 주파수 안정화 및 불요파를 억제함으로 통신 신호의 출력을 향상시킬 뿐만 아니라 미약한 수신 신호를 낮은 잡음으로 복원할 수 있게 한다. 이러한 전압 제어 발진기의 위상 잡음을 낮추고 높은 출력 값을 얻기 위해서는 높은 Q 값을 갖는 공진기의 특성이 수반되어야 한다.The voltage-controlled oscillator increases frequency selectivity, suppresses frequency stabilization and unwanted waves, which not only improves the output of the communication signal, but also allows the recovery of weak received signals to low noise. In order to reduce the phase noise of the voltage controlled oscillator and obtain a high output value, the characteristics of the resonator having a high Q value must be accompanied.

이와 관련하여 높은 Q값을 갖는 종래의 공진기로는 헤어핀(Hair-pin) 타입이 대표적이다. 종래에 마이크로스트립 라인을 이용한 헤어핀 타입 가변 공진기에 관한 배경 기술은 국내특허공개 제2003-0003444호에 개시되어 있다.In this regard, a hair-pin type is a typical resonator having a high Q value. Background art related to a hairpin type variable resonator using a microstrip line is disclosed in Korean Patent Publication No. 2003-0003444.

그런데 마이크로 스트립 선로는 낮은 Q값(Q-Factor)으로 인해 위상 잡음의 개선이 매우 어려운 편이다. 기존에 높은 Q값을 얻기 위하여 위와 같은 헤어핀 공진기 구조나 DRO(Dielectric Resonator Oscillator) 구조를 주로 이용하고 있지만 하드웨어적 제어가 어렵고 공진기의 크기적 제한이 따르며 2D 제작에 따른 불편함 등의 문제점이 있다.However, it is very difficult to improve phase noise due to the low Q-factor. Conventionally, the hairpin resonator structure or the DRO (Dielectric Resonator Oscillator) structure is mainly used to obtain a high Q value, but there are problems such as difficulty in hardware control, size limitation of the resonator, and inconvenience due to 2D fabrication.

본 발명은, 격자구조의 메타전자파 구조를 적용하여 공진 주파수에서 높은 Q 값의 특성을 얻을 수 있는 메타전자파 구조 공진기를 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a meta-electromagnetic structure resonator capable of obtaining a characteristic of a high Q value at a resonance frequency by applying a meta-electromagnetic structure of a lattice structure.

본 발명은, 저면에 접지면이 구비된 유전체 기판의 상면에 형성되어 격자 구조를 형성하는 공진부를 포함하고, 상기 공진부는, 제1 가로바 및 상기 제1 가로바의 하측에 평행하게 배치된 제2 가로바와, 상기 제1 가로바 및 상기 제2 가로바의 길이방향 일단을 서로 연결하는 제1 세로바와, 상기 제1 가로바 및 상기 제2 가로바의 사이에 평행하게 배치된 제3 가로바와, 상기 제2 가로바의 하측에 평행하게 배치된 제4 가로바와, 상기 제3 가로바 및 상기 제4 가로바의 길이방향의 타단을 서로 연결하는 제2 세로바와, 상기 제2 가로바 및 상기 제4 가로바의 중앙부를 서로 연결하는 제3 세로바와, 상기 제4 가로바의 하측에 평행하게 배치된 제5 가로바와, 상기 제4 가로바 및 상기 제5 가로바의 길이방향의 일단을 서로 연결하는 제4 세로바와, 상기 제4 가로바 및 상기 제5 가로바의 사이에 평행하게 배치된 제6 가로바와, 상기 제5 가로바 하측에 평행하게 배치된 제7 가로바, 및 상기 제6 가로바 및 상기 제7 가로바의 길이방향의 타단을 서로 연결하는 제5 세로바를 포함하는 메타전자파 구조 공진기를 제공한다.The present invention includes a resonator formed on an upper surface of a dielectric substrate having a ground plane on a bottom thereof to form a lattice structure, wherein the resonator includes a first horizontal bar and a first horizontal bar disposed parallel to a lower side of the first horizontal bar. 2 horizontal bars, a first vertical bar connecting one end in a longitudinal direction of the first horizontal bar and the second horizontal bar to each other, and a third horizontal bar disposed in parallel between the first horizontal bar and the second horizontal bar; And a fourth horizontal bar arranged parallel to the lower side of the second horizontal bar, a second vertical bar connecting the third horizontal bar and the other end in the longitudinal direction of the fourth horizontal bar to each other, and the second horizontal bar and the A third vertical bar connecting the central portions of the fourth horizontal bar to each other, a fifth horizontal bar disposed parallel to the lower side of the fourth horizontal bar, and one end in the longitudinal direction of the fourth horizontal bar and the fifth horizontal bar; A fourth vertical bar connecting the fourth horizontal bar and an image The sixth horizontal bar disposed in parallel between the fifth horizontal bar, the seventh horizontal bar disposed parallel to the lower side of the fifth horizontal bar, and the other ends in the longitudinal direction of the sixth horizontal bar and the seventh horizontal bar. A meta-electromagnetic structure resonator including a fifth vertical bar connected to each other is provided.

또한, 상기 메타전자파 구조 공진기는, 상기 제7 가로바의 하측에 평행하게 배치되며, 그 길이방향의 일단은 접지 전원에 연결되고 타단은 제1 신호가 인가되는 제1 포트부와, 상기 제1 가로바의 상측에 평행하게 배치되어 상기 제1 신호가 커플링되고, 그 길이방향의 타단이 트랜지스터의 드레인과 연결되는 제2 포트부, 및 상기 제1 세로바 또는 상기 제4 세로바의 일측에 평행하게 배치되어 상기 제1 신호가 커플링되고, 그 길이방향의 일단이 상기 트랜지스터의 게이트와 연결되는 제3 포트부를 포함할 수 있다.In addition, the meta-electromagnetic structure resonator is disposed in parallel to the lower side of the seventh horizontal bar, the first port portion of which one end in the longitudinal direction is connected to the ground power supply and the other end is applied to the first signal, and the first A second port portion disposed in parallel with an upper side of the horizontal bar and having the first signal coupled thereto, and the other end of which is connected to the drain of the transistor, and one side of the first vertical bar or the fourth vertical bar; The first signal may be coupled in parallel to each other, and may include a third port portion having one end in a longitudinal direction thereof connected to a gate of the transistor.

여기서, 상기 제3 포트부에 커플링된 상기 제1 신호는 상기 제3 포트부의 일단을 통해 상기 트랜지스터에 전달되어 증폭된 다음 상기 제2 포트부의 타단으로 입력될 수 있다.Here, the first signal coupled to the third port part may be amplified by being transmitted to the transistor through one end of the third port part and then input to the other end of the second port part.

그리고, 상기 공진부는, 상기 유전체 기판의 상면에 양각 또는 음각 형태로 형성될 수 있다.The resonator may be embossed or engraved on an upper surface of the dielectric substrate.

또한, 상기 공진부와 상기 접지면 사이에 CRLH(Composite Right and Left Handed) 전송선로를 형성할 수 있다.In addition, a CRLH (Composite Right and Left Handed) transmission line may be formed between the resonator and the ground plane.

본 발명에 따르면, 격자구조의 메타전자파 구조를 적용하여 공진 주파수에서 높은 Q 값의 특성을 얻을 수 있는 메타전자파 구조 공진기를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 메타전자파 구조 공진기에 능동 소자를 연결하여 더욱 높은 Q 값의 공진 특성을 얻을 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, it is possible to provide a meta-electromagnetic structure resonator capable of obtaining a characteristic of a high Q value at a resonant frequency by applying a meta-electromagnetic structure of a lattice structure. In addition, by connecting the active element to the meta-electromagnetic structure resonator of the present invention there is an advantage that can obtain a higher resonance value of the Q value.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 메타전자파 구조 공진기의 구성도이다.
도 2는 도 1의 등가회로 모델을 나타낸다.1 is a block diagram of a meta-electromagnetic structure resonator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows an equivalent circuit model of FIG. 1.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 메타전자파 구조 공진기의 구성도이다. 상기 메타전자파 구조 공진기는 격자 구조의 공진부(100)를 포함한다. 이러한 공진부(100)는 저면에 접지면(미도시)이 구비된 유전체 기판(10)의 상면에 형성된다. 도 1은 기판(10)의 상면의 모습을 도시한 것이다.1 is a block diagram of a meta-electromagnetic structure resonator according to an embodiment of the present invention. The meta-electromagnetic structure resonator includes a resonator unit 100 having a lattice structure. The resonator 100 is formed on an upper surface of the dielectric substrate 10 having a ground plane (not shown) on its bottom surface. 1 illustrates a top surface of the substrate 10.

상기 공진부(100)는 제1 가로바 내지 제7 가로바(111 내지 117), 그리고 제1 세로바 내지 제5 세로바(121 내지 125)를 포함하는 격자 구조를 갖는다. 각각의 가로바와 세로바 간의 연결 구조는 아래와 같다.The resonator 100 has a lattice structure including first horizontal bars to seventh horizontal bars 111 to 117 and first vertical bars to fifth vertical bars 121 to 125. The connection structure between each horizontal bar and vertical bar is as follows.

상기 제1 가로바(111)의 하측에는 제2 가로바(112)가 평행하게 배치되어 있다. 여기서, 상기 제1 세로바(121)는 상기 제1 가로바(111) 및 상기 제2 가로바(112)의 길이방향 일단을 서로 연결한다.Below the first horizontal bar 111, the second horizontal bar 112 is disposed in parallel. Here, the first vertical bar 121 connects one end in the longitudinal direction of the first horizontal bar 111 and the second horizontal bar 112 to each other.

제3 가로바(113)는 상기 제1 가로바(111) 및 상기 제2 가로바(112)의 사이에 평행하게 배치되어 있으며, 제4 가로바(114)는 상기 제2 가로바(112)의 하측에 평행하게 배치되어 있다. 이때, 제2 세로바(122)는 상기 제3 가로바(113) 및 상기 제4 가로바(114)의 길이방향의 타단을 서로 연결한다.The third horizontal bar 113 is disposed in parallel between the first horizontal bar 111 and the second horizontal bar 112, and the fourth horizontal bar 114 is the second horizontal bar 112. It is arranged parallel to the lower side of the. In this case, the second vertical bar 122 connects the other ends in the longitudinal direction of the third horizontal bar 113 and the fourth horizontal bar 114 to each other.

그리고, 제3 세로바(123)는 상기 제2 가로바(112) 및 상기 제4 가로바(114)의 중앙부를 서로 연결한다.The third vertical bar 123 connects the central portions of the second horizontal bar 112 and the fourth horizontal bar 114 to each other.

제5 가로바(115)는 상기 제4 가로바(114)의 하측에 평행하게 배치되어 있다. 여기서, 상기 제4 세로바(124)는 상기 제4 가로바(114) 및 상기 제5 가로바(115)의 길이방향의 일단을 서로 연결한다.The fifth horizontal bar 115 is disposed parallel to the lower side of the fourth horizontal bar 114. Here, the fourth vertical bar 124 connects one end in the longitudinal direction of the fourth horizontal bar 114 and the fifth horizontal bar 115 to each other.

또한, 제6 가로바(116)는 상기 제4 가로바(114) 및 상기 제5 가로바(115)의 사이에 평행하게 배치되며, 제7 가로바(117)는 상기 제5 가로바(115) 하측에 평행하게 배치되어 있다. 여기서, 제5 세로바(125)는 상기 제6 가로바(116) 및 상기 제7 가로바(117)의 길이방향의 타단을 서로 연결한다.In addition, the sixth horizontal bar 116 is disposed in parallel between the fourth horizontal bar 114 and the fifth horizontal bar 115, the seventh horizontal bar 117 is the fifth horizontal bar 115. ) It is arranged parallel to the lower side. Here, the fifth vertical bar 125 connects the other ends in the longitudinal direction of the sixth horizontal bar 116 and the seventh horizontal bar 117 to each other.

상기와 같은 격자 구조를 갖는 공진부(100)의 주변에는 제1 포트부(210), 제2 포트부(220), 제3 포트부(230)가 존재한다. 여기서, 상기 공진부(100), 그리고 제1 포트부(210) 내지 제3 포트부(230)는 상기 유전체 기판(10)의 상면에 양각 또는 음각 형태의 선로로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 포트부(210)에 인가된 신호는 상기 공진부(100)에 의하여 제2 포트부(220) 및 제3 포트부(230)에 커플링되며, 제2 포트부(220)와 제3 포트부(230) 사이에도 기생 커패시턴스(Parasitic Capacitor)가 발생한다.The first port part 210, the second port part 220, and the third port part 230 exist around the resonator part 100 having the lattice structure as described above. Here, the resonator unit 100 and the first port unit 210 to the third port unit 230 may be formed in an embossed or intaglio line on the upper surface of the dielectric substrate 10. Here, the signal applied to the first port portion 210 is coupled to the second port portion 220 and the third port portion 230 by the resonator portion 100, the second port portion 220 Parasitic capacitance also occurs between the third port 230.

이러한 본 발명의 격자 구조의 메타전자파 구조 공진기에 따르면, 종래에 비하여 강력한 인덕턴스와 캐패시턴스가 발생하여 공진 구조의 구조적 특성에 의해 강한 전자기적 커플링이 형성되며 이를 통해 높은 Q 값(Quality-factor)을 갖는 공진 특성을 얻을 수 있다. 즉, 본 발명의 공진기는 E-field의 강력한 커플링에 의해 공진 주파수에서 높은 Q 값을 갖는다. 이러한 높은 Q 값의 공진기는 발진기, 전압제어 발진기 등의 특성을 보다 개선하는데 기여할 수 있다.According to the lattice-type meta-electromagnetic structure resonator of the present invention, a strong inductance and capacitance are generated as compared with the conventional one, a strong electromagnetic coupling is formed by the structural characteristics of the resonant structure, and thus a high Q-factor is achieved. Resonance characteristics can be obtained. That is, the resonator of the present invention has a high Q value at the resonant frequency due to the strong coupling of the E-field. The high Q resonator may contribute to further improving characteristics of the oscillator, the voltage controlled oscillator, and the like.

도 2는 도 1의 등가회로 모델을 나타낸다. 도 2에서 ①, ②, ③ 부분은 각각 제1 포트부(210), 제2 포트부(220), 제3 포트부(230)에 대응된다. A 부분은 제1 포트부(210)와 제2 포트부(220) 사이에 형성되는 공진 구조이고, B 부분은 제1 포트부(210)와 제3 포트부(230) 사이에 형성되는 공진 구조이다. 여기서, C 부분은 제2 포트부(220)와 제3 포트부(230)가 커플링 되면서 형성되는 기생 커패시턴스에 해당된다.FIG. 2 shows an equivalent circuit model of FIG. 1. In FIG. 2, the parts 1, 2, and 3 correspond to the first port part 210, the second port part 220, and the third port part 230, respectively. A portion is a resonant structure formed between the first port portion 210 and the second port portion 220, B portion is a resonant structure formed between the first port portion 210 and the third port portion 230. to be. Here, part C corresponds to a parasitic capacitance formed by coupling the second port portion 220 and the third port portion 230.

그 원리는 다음과 같다. 선로의 외부에서 시간에 따라 변하는 자계(time varying magnetic field)가 가해지면, 공진기 선로 부분에 전류가 유기된다. 전류가 흐르는 선로의 길이만큼 분산 인덕턴스(Distributed Inductance)와 선로들 사이의 상호 인덕턴스(Mutual Inductance)가 발생하며, 2개의 선로 사이에는 기생 커패시턴스가 발생한다.The principle is as follows. When a time varying magnetic field is applied outside the line, current is induced in the resonator line portion. Distributed inductance and mutual inductance between the lines are generated by the length of the current flowing line, and parasitic capacitance is generated between the two lines.

이러한 본 발명은 상기 유전체 기판(10)의 상면에 형성된 공진부(100)와 상기 유전체 기판(10)의 하면에 형성된 접지면(미도시) 사이에 CRLH(Composite Right and Left Handed) 전송선로를 형성할 수 있다. 상기 CRLH는 LH(Left Handed) 전송 선로와 RH(Right Handed) 전송 선로가 혼재하여 구현되는 전송 선로이다. CRLH 전송 선로의 개념은 기 공지되어 있으므로 이에 관한 구체적인 설명은 생략한다.The present invention forms a CRLH (Composite Right and Left Handed) transmission line between the resonator 100 formed on the top surface of the dielectric substrate 10 and a ground plane (not shown) formed on the bottom surface of the dielectric substrate 10. can do. The CRLH is a transmission line implemented by mixing a left handed (LH) transmission line and a right handed (RH) transmission line. Since the concept of the CRLH transmission line is well known, a detailed description thereof will be omitted.

이상과 같은 본 발명의 구조에 능동 소자를 연결하면 더욱 높은 Q 값의 공진 특성을 얻을 수 있다. 본 실시예의 경우 트랜지스터(300)를 적용하여 Q 값을 높일 수 있으며 그 상세한 설명은 다음과 같다.By connecting the active element to the structure of the present invention as described above it is possible to obtain a higher Q resonance characteristics. In the present embodiment, the Q value can be increased by applying the transistor 300, and the detailed description thereof is as follows.

상기 제1 포트부(210)는 제7 가로바(117)의 하측에 평행하게 배치되어 있으며, 그 길이방향의 일단이 50Ω으로 종단되어 접지 전원에 연결되고, 타단은 제1 신호가 인가된다.The first port portion 210 is disposed parallel to the lower side of the seventh horizontal bar 117, one end of the longitudinal direction is terminated by 50Ω and connected to the ground power supply, the other end is applied with the first signal.

상기 제2 포트부(220)는 상기 제1 가로바(111)의 상측에 평행하게 배치되어 상기 제1 신호가 커플링되며, 그 길이방향의 타단이 트랜지스터(300)의 드레인과 연결되어 있다.The second port portion 220 is disposed in parallel to the upper side of the first horizontal bar 111, the first signal is coupled, the other end of the longitudinal direction is connected to the drain of the transistor 300.

상기 제3 포트부(230)는 상기 제1 세로바(121) 또는 상기 제4 세로바(124)의 일측에 평행하게 배치되어 상기 제1 신호가 커플링되며, 그 길이방향의 일단이 상기 트랜지스터(300)의 게이트와 연결되어 있다.The third port part 230 is disposed in parallel to one side of the first vertical bar 121 or the fourth vertical bar 124 so that the first signal is coupled, and one end in the longitudinal direction of the transistor It is connected to the gate of (300).

이러한 구성에 따르면, 상기 제1 포트부(210)의 타단을 통해 입력되어 상기 제3 포트부(230)에 커플링된 제1 신호는 상기 제3 포트부(230)의 일단을 통해 상기 트랜지스터(300)에 전달되어 증폭된 다음 상기 제2 포트부(220)의 타단으로 입력된다. 이에 따르면, 메타전자파 구조 공진기 구성에 능동 소자를 적용하여 보다 높은 Q 값의 공진 특성을 얻을 수 있다.According to this configuration, the first signal inputted through the other end of the first port portion 210 and coupled to the third port portion 230 is connected to the transistor (one end of the third port portion 230). 300 is amplified and then input to the other end of the second port unit 220. According to this, the active element is applied to the structure of the meta-electromagnetic structure resonator to obtain a higher Q value of resonance characteristics.

또한, 이러한 본 발명은 유전체 기판(10)의 아랫면에는 접지면이 전체적으로 형성되어 기구나 패키지 면에 접촉 가능하며, 윗면에는 공진부(100) 등의 메타전자파 구조 셀이 구성이 음각 또는 양각으로 존재하는 형태를 가짐에 따라 1D 제작이 가능하고 기존의 2D 제작의 불편함을 해소할 수 있는 이점이 있다. 기존에는 2D 혹은 3D 형태로 제작함에 따라 비용 증가 및 공정의 복잡함이 존재하지만 본 발명은 접지면(GND)의 음각 혹은 양각 작업이 전혀 필요하지 않아 1D 제작이 가능함은 물론이며 커플링에 의한 높은 Q 값을 갖는 공진 특성을 얻기가 용이하다. In addition, according to the present invention, a ground plane is formed on the lower surface of the dielectric substrate 10 so as to be in contact with the surface of the device or the package. On the upper surface, a meta-electromagnetic structure cell such as the resonator unit 100 is formed in an intaglio or embossed structure. As it has a form that can be produced 1D and there is an advantage that can eliminate the inconvenience of the existing 2D production. Conventionally, the cost increase and the complexity of the process exist according to the production in 2D or 3D form, but the present invention does not require the intaglio or embossing of the ground plane (GND) at all, so that it is possible to manufacture 1D and high Q by coupling. It is easy to obtain a resonance characteristic having a value.

이렇게 높은 Q값을 가짐에 따라 본 발명의 메타전자파 구조 공진기는 주파수 선택도뿐만 아니라 잡음 억제력이 향상되어 통신 품질(ex, EVM, BER 특성)을 효과적으로 개선시킬 수 있다. 주파수 선택도의 향상은 통신 시스템에서 주파수 홉핑(Hopping)에 의한 용량 증대를 가져옴에 따라 동 시간대에 더 많은 이용자가 접속하여 통신할 수 있음을 의미한다. 또한, 본 발명의 높은 Q 값을 갖는 격자 구조의 메타전자파 구조 공진기에 따르면 발진 대역 내에서 안정적인 이득(전압제어 발진기의 이득)을 제공할 수 있어 양질의 통신이 가능한 이점이 있다.With such a high Q value, the meta-electromagnetic structure resonator of the present invention can improve the communication quality (ex, EVM, BER characteristics) by improving noise suppression as well as frequency selectivity. Improving the frequency selectivity means that more communication can be connected and communicated at the same time as the communication system brings capacity increase due to frequency hopping. In addition, according to the grating structure meta-electromagnetic structure resonator having a high Q value of the present invention can provide a stable gain (gain of the voltage-controlled oscillator) in the oscillation band has the advantage that high quality communication is possible.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100: 공진부 111: 제1 가로바
112: 제2 가로바 113: 제3 가로바
114: 제4 가로바 115: 제5 가로바
116: 제6 가로바 117: 제7 가로바
121: 제1 세로바 122: 제2 세로바
123: 제3 세로바 124: 제4 세로바
125: 제5 세로바 210: 제1 포트부
220: 제2 포트부 230: 제3 포트부
300: 트랜지스터100: resonator 111: first horizontal bar
112: second horizontal bar 113: third horizontal bar
114: fourth horizontal bar 115: fifth horizontal bar
116: sixth horizontal bar 117: seventh horizontal bar
121: first vertical bar 122: second vertical bar
123: third vertical bar 124: fourth vertical bar
125: fifth vertical bar 210: first port portion
220: second port portion 230: third port portion
300: transistor

Claims (5)

저면에 접지면이 구비된 유전체 기판의 상면에 형성되어 격자 구조를 형성하는 공진부를 포함하고,
상기 공진부는,
제1 가로바 및 상기 제1 가로바의 하측에 평행하게 배치된 제2 가로바;
상기 제1 가로바 및 상기 제2 가로바의 길이방향 일단을 서로 연결하는 제1 세로바;
상기 제1 가로바 및 상기 제2 가로바의 사이에 평행하게 배치된 제3 가로바;
상기 제2 가로바의 하측에 평행하게 배치된 제4 가로바;
상기 제3 가로바 및 상기 제4 가로바의 길이방향의 타단을 서로 연결하는 제2 세로바;
상기 제2 가로바 및 상기 제4 가로바의 중앙부를 서로 연결하는 제3 세로바;
상기 제4 가로바의 하측에 평행하게 배치된 제5 가로바;
상기 제4 가로바 및 상기 제5 가로바의 길이방향의 일단을 서로 연결하는 제4 세로바;
상기 제4 가로바 및 상기 제5 가로바의 사이에 평행하게 배치된 제6 가로바;
상기 제5 가로바 하측에 평행하게 배치된 제7 가로바; 및
상기 제6 가로바 및 상기 제7 가로바의 길이방향의 타단을 서로 연결하는 제5 세로바를 포함하는 메타전자파 구조 공진기.A resonator formed on an upper surface of the dielectric substrate having a ground plane at a bottom thereof to form a lattice structure,
The resonator unit,
A first horizontal bar and a second horizontal bar disposed parallel to the lower side of the first horizontal bar;
A first vertical bar connecting one end of the first horizontal bar and the second horizontal bar in a longitudinal direction to each other;
A third horizontal bar disposed in parallel between the first horizontal bar and the second horizontal bar;
A fourth horizontal bar disposed parallel to the lower side of the second horizontal bar;
A second vertical bar connecting the other ends in the longitudinal direction of the third horizontal bar and the fourth horizontal bar to each other;
A third vertical bar connecting the central portions of the second horizontal bar and the fourth horizontal bar to each other;
A fifth horizontal bar disposed parallel to the lower side of the fourth horizontal bar;
A fourth vertical bar connecting one end in a longitudinal direction of the fourth horizontal bar and the fifth horizontal bar to each other;
A sixth horizontal bar disposed in parallel between the fourth horizontal bar and the fifth horizontal bar;
A seventh horizontal bar disposed parallel to the lower side of the fifth horizontal bar; And
And a fifth vertical bar connecting the other ends of the sixth horizontal bar and the seventh horizontal bar in the longitudinal direction to each other. 청구항 1에 있어서,
상기 제7 가로바의 하측에 평행하게 배치되며, 그 길이방향의 일단은 접지 전원에 연결되고 타단은 제1 신호가 인가되는 제1 포트부;
상기 제1 가로바의 상측에 평행하게 배치되어 상기 제1 신호가 커플링되고, 그 길이방향의 타단이 트랜지스터의 드레인과 연결되는 제2 포트부; 및
상기 제1 세로바 또는 상기 제4 세로바의 일측에 평행하게 배치되어 상기 제1 신호가 커플링되고, 그 길이방향의 일단이 상기 트랜지스터의 게이트와 연결되는 제3 포트부를 포함하는 메타전자파 구조 공진기.The method according to claim 1,
A first port part disposed in parallel to a lower side of the seventh horizontal bar, one end of the length direction being connected to a ground power source, and the other end of which the first signal is applied;
A second port part disposed in parallel with an upper side of the first horizontal bar, to which the first signal is coupled, and the other end of which is connected in length to a drain of the transistor; And
A meta-electromagnetic structure resonator including a third port portion disposed in parallel to one side of the first vertical bar or the fourth vertical bar, the first signal being coupled, and one end of the longitudinal direction being connected to a gate of the transistor . 청구항 2에 있어서,
상기 제3 포트부에 커플링된 상기 제1 신호는 상기 제3 포트부의 일단을 통해 상기 트랜지스터에 전달되어 증폭된 다음 상기 제2 포트부의 타단으로 입력되는 메타전자파 구조 공진기.The method according to claim 2,
And the first signal coupled to the third port portion is transmitted to the transistor through one end of the third port portion and amplified and then input to the other end of the second port portion. 청구항 1에 있어서,
상기 공진부는,
상기 유전체 기판의 상면에 양각 또는 음각 형태로 형성되는 메타전자파 구조 공진기.The method according to claim 1,
The resonator unit,
The meta-electromagnetic structure resonator is formed on the upper surface of the dielectric substrate in an embossed or intaglio form. 청구항 1에 있어서,
상기 공진부와 상기 접지면 사이에 CRLH(Composite Right and Left Handed) 전송선로를 형성하는 메타전자파 구조 공진기.The method according to claim 1,
A meta-electromagnetic structure resonator forming a CRLH (Composite Right and Left Handed) transmission line between the resonator and the ground plane.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20060086407A (en) * 2004-06-30 2006-07-31 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 High frequency circuit device and transmitting/receiving device
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KR101008974B1 (en) 2010-03-24 2011-01-17 주식회사 메타테크놀로지 Double h-shape metamaterial resonator and low phase noise voltage controled oscillator using the same

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