KR101435892B1 - elasitc electronic hybrid smart meta material and cloaking method using thereof - Google Patents

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KR101435892B1
KR101435892B1 KR1020130140786A KR20130140786A KR101435892B1 KR 101435892 B1 KR101435892 B1 KR 101435892B1 KR 1020130140786 A KR1020130140786 A KR 1020130140786A KR 20130140786 A KR20130140786 A KR 20130140786A KR 101435892 B1 KR101435892 B1 KR 101435892B1
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meta
smart
electromagnetic
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김경식
신동혁
알 스미스 데이비드
에이 우르주모브 야로슬라프
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연세대학교 산학협력단
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    • H01P7/00Resonators of the waveguide type
    • H01P7/10Dielectric resonators

Abstract

According to an aspect of the present invention, provided is an elastic electronic hybrid smart meta material which includes a positive value of the Poisson′s ratio of a first structure and a second structure in the form of coupling the first structure and the second structure formed with air or free space between the array of dielectrics, wherein the dielectrics which can be elastically deformed are periodically arranged.

Description

탄성 전자기 하이브리드 스마트 메타물질 및 이를 이용한 클로킹방법{elasitc electronic hybrid smart meta material and cloaking method using thereof}TECHNICAL FIELD The present invention relates to an elastic electromagnetic hybrid meta material and a cloaking method using the same,

본 발명은 메타물질에 관한 것으로 더욱 상세하게는 탄성 전자기 하이브리드 스마트 메타물질 및 이를 이용한 클로킹방법에 관한 것이다. The present invention relates to a metamaterial, and more particularly, to an elastic electromagnetic hybrid smart meta material and a cloning method using the same.

맥스웰의 방정식이 좌표변환시에 불변함에 기반하여, 변환 광학과 광학 등각사상은 전자기장과 파동의 진행을 조종하는 새로운 방법을 제시하였다. 이러한 신흥 설계 접근 방식에서 잘 알려진 응용분야로써 투명망토는 여러 모양의 물체를 보이지 않게 한다. 이는 숨기려는 물체의 부피를 0이 되도록 가상공간에서 물리공간으로 좌표변환을 적용함으로써 가능하다. Based on Maxwell 's equations being invariant at the time of coordinate transformation, transflective optics and optical conformal mapping have presented a new way to manipulate the progression of electromagnetic fields and waves. As a well-known application in this emerging design approach, transparent cloaks make objects of various shapes invisible. This is possible by applying coordinate transformation from the virtual space to the physical space so that the volume of the object to be hidden is zero.

전방향 투명망토의 경우 숨기려는 물체를 한 점으로 압축하는 좌표변환으로 어느 방향에서도 보이지 않게 만든다. 그러나 변환에 의해 요구되는 물질의 특성은 물리적인 매질에는 존재하기 어려운 0에 가깝거나 반대로 너무 큰 값의 유전율과 투자율이다. 이러한 극단적인 물성의 메타물질은 제작하기 어렵기 때문에 실험적으로 구현된 전방향 투명망토는 몇 가지 경우에 불과하다.In the case of an omnidirectional transparent cloak, the coordinates of the object to be hidden are compressed at one point, making it invisible in any direction. However, the properties of the material required by the conversion are dielectric constant and permeability values that are close to zero or too large values that are hard to exist in the physical medium. Since these extreme physical properties of metamaterials are difficult to fabricate, there are only a few cases of omni-directional transparent cloaks that have been experimentally implemented.

반면에 카펫형 투명망토의 경우, 숨기려는 물체를 극미한 두께의 판으로 압축하는 개념으로 출발한다. 줄어든 차원 압축하는 변환에 의해 줄어든 차원은 투명망토가 오직 적정 범위의 유전율, 투자율, 굴절율을 가질 수 있도록 한다. 이러한 기기들은 요구되는 물성의 범위가 줄어드는 이점을 가지며, 넓은 범위의 가동 대역폭에서 시현되었다.On the other hand, in the case of a carpet-type transparent cloak, it starts with the concept of compressing the object to be hidden with a plate of a very small thickness. Dimensions reduced by reduced dimensional transformations allow the transparent cloak to have only an appropriate range of permittivity, permeability, and refractive index. These devices have the advantage of reducing the range of required properties and are exhibited in a wide range of operating bandwidths.

현저한 분산이 없는 자기 투자율을 얻는 것은 매우 어려운 일이다. 아이코날 한계 접근(eikonal-limit approximation : 임피던스 기울기를 무시)과 결합된 특정 좌표변환은 면 외 자기 반응을 제거하므로 어떠한 자기 반응도 필요 없어지는데, 이를 이용하여 수직 자기 파의 이차원(2D) 파동 전파에 맞는 장치가 제안되었다. 이러한 접근법들은 수직 전기파(TE) 장치에는 적용되지 않는데 그 이유는 일반적으로 아이코날 한계에서 없어질 수 없는 면내 자기반응에 대응하는 변환광학방법에 의한 장치이기 때문이다. 다행히 준등각사상(QCM)으로 알려진 특수 변환으로 1에서 벗어나는 면내 자기 투자율의 편차를 최소화하거나 제거할 수 있다. 이는 변환의 메트릭 텐서의 비등방성의 정도를 최소화함으로써 가능하다. Obtaining magnetic permeability without significant dispersion is very difficult. Certain coordinate transformations combined with the isometric limit approach (ignoring the impedance slope) eliminate the out-of-plane magnetic response, eliminating any self-reactivity. Using this, a two-dimensional (2D) A suitable device has been proposed. These approaches do not apply to vertical electrical-wave (TE) devices because they are devices by conversion optics that respond to in-plane magnetic reactions, which generally can not be eliminated at the Iconer limit. Fortunately, special transformations known as QCMs can minimize or eliminate in-plane magnetic permeability deviations from one. This is possible by minimizing the degree of anisotropy of the metric tensor of the transformation.

카펫형 투명망토는 TE 편광 변환광학 장치로써 주어진 경계 형태에 맞는 준등각 변환을 찾을 수만 있으면 전부 유전성 물질만으로도 만들 수 있다. 상당한 조절로 구성하는 물성의 범위를 훨씬 더 넓힐 수 있기 때문에, 인공구조의 메타물질은 투명망토와 다른 변환광학 매질에서 요구하는 복소 유전율과 투자율의 기울기 분포를 우선적으로 충족시키는데 이용되었다. The carpet-type transparent cloak can be made entirely of dielectric materials as long as it can find the quadrature-angle transformation for a given boundary shape with a TE polarization conversion optic. The metamaterial of the artificial structure was used to preferentially satisfy the gradient distribution of the complex permittivity and permeability required in the transparent cloak and other conversion optical media, since the material properties that make up the considerable control can be widened even further.

이전에 제안되었던 투명화 전략에서 구성하는 변수의 공간 분포는 감추려는 형상이 정해져서 투명망토의 내부와 외부 경계가 고정되었다는 가정에서 파생된다. 숨겨지는 물체 형상의 편차가 생길 경우, 투명망토의 전체적인 재설계와 더불어 구현하는 메타물질의 재설계가 요구된다. 또한 변환광학 투명망토의 성능저하는 일반적으로 공기 같은 주위 매질에 노출된 외부 경계의 변형에 의해 일어난다. 기존의 메타물질 투명망토의 경우, 외부 경계에 주어지는 공기역학적 압력 같이 실질적으로 불가피한 역학적 하중이 단위 셀의 내성을 넘어서서 변형을 일으킬 수 있었다. The spatial distribution of the variables constituted in the previously proposed transparency strategy is derived from the assumption that the inner and outer boundaries of the transparent cloak are fixed because the shape to hide is determined. If there is a deviation in the shape of the hidden object, redesign of the metamaterial to be implemented along with the overall redesign of the transparent cloak is required. In addition, degradation of the translucent transparent cloak is generally caused by deformation of the outer boundary exposed to the surrounding medium such as air. In the case of the conventional metamaterial transparent cloak, a substantially unavoidable mechanical load, such as aerodynamic pressure at the outer boundary, could cause deformation beyond the resistance of the unit cell.

도 1은 클로킹의 기본 개념을 도시한 것이다. 도 1 (a)를 살펴보면, 반사면이 평면인 경우 입사체와 동일한 물체가 반사되나, 도 1 (b) 와 같이 반사면이 볼록해지는 등 변형되면, 입사체에서 반사되는 물체는 볼록한 반사면에 의하여 왜곡되어 나타난다. 그러나 도 1 (c)와 같이 클로킹 장치(삼각형태의 장치)가 추가되면, 반사면이 실제로는 볼록한 상태임에도 입사체와 동일한 물체가 반사되어 나타나게 된다.Figure 1 shows the basic concept of cloaking. 1 (a), when the reflective surface is flat, the same object as the incident object is reflected. However, if the reflective surface is deformed such as convex as shown in FIG. 1 (b), an object reflected by the incident surface is reflected on a convex reflective surface . However, when a cloaking device (a triangular device) is added as shown in Fig. 1 (c), the same object as the incident object appears to be reflected although the reflecting surface is actually convex.

도 2는 종래의 메타물질을 이용한 클로킹 방법을 도시한 것이다. 도 1에 나타난 기본 개념을 바탕으로 클로킹 장치를 설치하는 경우 종래에는 도 2에서와 같이 실리콘 포스트를 하나 하나 배열하는 방식으로 배치하였다. 즉, 반사면의 볼록 정도에 그 주변을 실리콘 포스트를 하나하나 정확한 위치에 배치하여야 클로킹을 구현할 수 있었다. 이와 같은 종래의 메타물질 투명망토는 그 경계면에 맞추어 실리콘 포스트를 하나하나 배치하여야 하므로 대량생산이 곤란하였고, 미세한 변형에도 제 기능을 수행할 수 없는 문제가 발생하였다.2 shows a cloaking method using a conventional meta-material. When the cloaking device is installed on the basis of the basic concept shown in FIG. 1, conventionally, the silicon posts are arranged in a manner of arranging one by one as shown in FIG. That is, the cloaking can be realized by arranging the silicon posts around the convex degree of the reflection surface one by one at the correct position. Since the conventional transparent meta-material transparent cape has to be arranged one by one in accordance with the interface, it is difficult to mass-produce the transparent cape, and a problem that the function can not be performed even with minute deformation has occurred.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 변형의 발생에 의하여도 클로킹을 수행할 수 있는 새로운 메타물질을 '스마트 메타물질'로 새로이 정의하고, 이를 구현하고자 한다. Accordingly, in the embodiment of the present invention, a new meta material capable of performing cloaking by the occurrence of deformation is newly defined as a 'smart meta material', and this is to be realized.

한국공개특허10-2013-0047860Korean Patent Publication No. 10-2013-0047860

Gabrielli, L. H., Cardenas, J., Poitras, C. B. & Lipson, M. Silicon nanostructure cloak operating at optical frequencies. Nature Photonics 3, 461-463 (2009)Gabrielli, L. H., Cardenas, J., Poitras, C. B. & Lipson, M. Silicon nanostructure cloak operating at optical frequencies. Nature Photonics 3, 461-463 (2009)

본 발명의 실시 예들은 종래와 물체에 딱 맞게 고정된 구조로 감싸는 형태가 아닌 탄성 변형에 의하여 물체에 자동적으로 맞추어 지며, 전자기장을 변화시켜 물체를 보이지 않게 하는 탄성 전자기 하이브리드 스마트 메타물질을 제공하고자 한다. Embodiments of the present invention provide an elastic electro-magnetic hybrid smart meta material that is automatically fitted to an object by elastic deformation, rather than being wrapped in a structure fixed to an object in a conventional manner, thereby changing an electromagnetic field to make an object invisible .

또한, 균일한 배열과 동일 메타물질 요소들에 의하여 대면적 제작을 가능하게 하고자 한다.
In addition, we want to make large area by uniform arrangement and same meta material elements.

본 발명의 일측면에 따르면 탄성변형이 가능한 유전체가 배열된 구조체이고, 상기 유전체의 배열 사이에는 공기 또는 자유공간이 형성되며 상기 구조체의 쁘아송비는 음의 값을 가지며, 상기 유전체의 유전율은 상기 공기 또는 자유공간의 유전율보다 큰 것을 특징으로 하는 탄성 전자기 하이브리드 스마트 메타물질이 제공될 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a structure in which a dielectric material capable of elastic deformation is arranged, air or a free space is formed between the arrangements of the dielectrics, and the Poisson's ratio of the structure has a negative value, Or greater than the dielectric constant of the free space.

본 발명의 다른 측면에 의하면 탄성변형이 가능한 유전체가 배열된 구조체이고, 상기 유전체의 배열 사이에는 공기 또는 자유공간이 형성되며 상기 구조체의 쁘아송비는 음의 값을 가지며, 상기 유전체의 유전율은 상기 공기 또는 자유공간의 유전율보다 큰 것을 특징으로 하는 탄성 전자기 하이브리드 스마트 메타물질이 제공될 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a structure in which a dielectric material capable of being elastically deformed is arranged, air or a free space is formed between the arrangements of the dielectric material, and the Poisson's ratio of the structure has a negative value, Or greater than the dielectric constant of the free space.

또한, 상기 유전체는 탄성을 가진 유전물질과 주변 공기 또는 자유공간으로 이루어진 단위 부피의 주기적 배열로 이루어진 구조체인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the dielectric may be a structure having a periodic arrangement of a dielectric material having elasticity and a unit volume consisting of ambient air or a free space.

또한, 상기 유전체는 실리콘 고무 튜브인 것을 특징으로 할 수 있다. Further, the dielectric may be a silicone rubber tube.

또한, 상기 유전체는 탄성변형으로 개별 단위 부피의 야코비언을 변화시켜 상기 유전체의 유효유전율을 변경하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the dielectric may be characterized by changing the Jacobian of the individual unit volume by elastic deformation to change the effective dielectric constant of the dielectric.

또한, 상기 단위 부피를 구성하는 유전체의 유전율은 2이상인 것을 특징으로 할 수 있다. The dielectric constant of the dielectric constituting the unit volume may be 2 or more.

또한, 상기 유전체의 단위 부피의 크기는 작동하는 전자기파의 파장 길이의 25% 이내인 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the size of the unit volume of the dielectric may be less than 25% of the wavelength of the electromagnetic wave to be operated.

또한, 상기 실리콘 고무 튜브는 주기가 10mm 인 사각형 주기 배열을 이루는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the silicone rubber tube may have a rectangular periodic arrangement with a period of 10 mm.

또한, 상기 제2구조체는 삼각형 형태로서, 삼각형의 밑변이 상기 제1구조체에 결합하되, 상기 제2구조체의 삼각형 밑변의 길이는 변형되는 형상의 밑변 길이와 같은 것을 특징으로 할 수 있다. The second structure may have a triangular shape, and the base of the triangle may be coupled to the first structure, and the length of the base of the triangle of the second structure may be equal to the base length of the deformed shape.

본 발명의 다른 측면에 의하면 탄성변형이 가능한 유전체가 주기적으로 배열되며, 상기 유전체의 배열 사이에는 공기 또는 자유공간이 형성된 제1구조체 및 제2구조체의 결합형태로서, 상기 제1구조체 및 제2구조체의 쁘아송비는 양의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 탄성 전자기 하이브리드 스마트 메타물질을 이용한 클로킹방법으로서, 상기 제2구조체와 1구조체의 일부를 클로킹 대상물체에 접촉 및 압축시켜, 상기 유전체의 공간밀도 분포를 변화시키고 유효굴절률을 준등각사상을 따르도록 변화시켜 상기 대상물체를 클로킹하는 탄성 전자기 하이브리드 스마트 메타물질을 이용한 클로킹방법이 제공될 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating a plasma display panel in which a dielectric structure capable of being elastically deformed is periodically arranged, and a first structure and a second structure, in which air or a free space is formed between the arrangements of the dielectric, Wherein the first structure and the second structure have a positive value, wherein the second structure and one of the structures are contacted and compressed with the object to be cloaked, and the spatial density distribution of the dielectric And a cloaking method using an elastic electro-magnetic hybrid smart meta material that changes the effective refractive index so as to follow the quadratic mapping, thereby cloaking the object.

또한, 상기 유전체는 탄성을 가진 유전물질과 주변 공기 또는 자유공간으로 이루어진 단위 부피의 주기적 배열로 이루어진 구조체인 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the dielectric may be a structure having a periodic arrangement of a dielectric material having elasticity and a unit volume consisting of ambient air or a free space.

또한, 상기 유전체는 실리콘 고무 튜브인 것을 특징으로 할 수 있다.Further, the dielectric may be a silicone rubber tube.

또한, 상기 유전체는 탄성변형으로 개별 단위 부피의 야코비언을 변화시켜 상기 유전체의 유효유전율을 변경하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the dielectric may be characterized by changing the Jacobian of the individual unit volume by elastic deformation to change the effective dielectric constant of the dielectric.

또한, 상기 단위 부피를 구성하는 유전체의 유전율은 2이상인 것을 특징으로 할 수 있다.The dielectric constant of the dielectric constituting the unit volume may be 2 or more.

또한, 상기 유전체의 단위 부피의 크기는 작동하는 전자기파의 파장 길이의 25% 이내인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the size of the unit volume of the dielectric may be less than 25% of the wavelength of the electromagnetic wave to be operated.

또한, 상기 단위 부피의 주기는 작동하는 전자기파의 파장 길이의 25% 내인 사각형 또는 육각형 배열을 이루는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the period of the unit volume may be a square or a hexagonal array that is within 25% of the wavelength of the operating electromagnetic wave.

또한, 상기 제2구조체는 삼각형 형태로서, 삼각형의 밑변이 상기 제1구조체에 결합하되, 상기 제2구조체의 삼각형 밑변의 길이는 변형되는 형상의 밑변 길이와 같은 것을 특징으로 할 수 있다.The second structure may have a triangular shape, and the base of the triangle may be coupled to the first structure, and the length of the base of the triangle of the second structure may be equal to the base length of the deformed shape.

또한, 클로킹 대상물체가 도출된 형태인 경우 돌출된 정도에 따라 상기 제2구조체의 삼각형 높이와 곡면 형상을 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다.
Further, in the case where the object to be cloaked is derived, the height of the triangle and the shape of the curved surface of the second structure may be adjusted according to the degree of protrusion.

본 발명의 실시 예들은 종래와 물체에 딱 맞게 고정된 구조로 감싸는 형태가 아닌 탄성 변형에 의하여 물체에 자동적으로 맞추어 지며, 전자기장을 변화시켜 물체를 보이지 않게 하는 탄성 전자기 하이브리드 스마트 메타물질을 제공할 수 있고, 이를 이용하여 물체 또는 전파를 클로킹 하는 것이 가능하다. Embodiments of the present invention can provide an elastic electromagnetic hybrid smart meta material which is automatically fitted to an object by an elastic deformation, not a conventional shape fixed to an object, and which changes an electromagnetic field to make an object invisible And it is possible to cloak an object or a radio wave by using it.

또한, 균일한 배열과 동일 메타물질 요소들에 의하여 대면적 제작이 가능하다.
Also, it is possible to fabricate large area by uniform arrangement and same meta material elements.

도 1은 클로킹의 기본 개념을 도시한 것이다.
도 2는 종래의 메타물질을 이용한 클로킹 방법을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 투명망토 경계의 탄성변형에 따른 투명화를 도시한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 탄성 전자기 하이브리드 스마트 메타물질을 이론적으로 구현한 것을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 비오제틱 탄성 전자기 하이브리드 스마트 메타물질의 실험 샘플을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 비오제틱 탄성 전자기 하이브리드 스마트메타물질 실험 샘플을 10GHz에서 실험한 결과의 전기장 단면을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 비오제틱 탄성 전자기 하이브리드 스마트메타물질 실험 샘플을 10GHz에서 실험한 결과를 버프크기 별로 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 비오제틱 탄성 전자기 하이브리드 스마트메타물질의 실험 샘플을 이용하여 범프의 높이가 6mm 일 때 주파수와 입사가에 따라 측정된 전기장을 도시한 것이다.
Figure 1 shows the basic concept of cloaking.
2 shows a cloaking method using a conventional meta-material.
3 is a conceptual diagram illustrating transparency according to elastic deformation of a transparent cloak boundary according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 shows a theoretical implementation of an elastic electromagnetic hybrid smart meta material according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 shows an experimental sample of a non-electrostatic electromagnetic hybrid smart meta material according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an electric field cross-sectional view of an experimental sample of a non-electrostatic electromagnetic hybrid hybrid smart meta material according to an embodiment of the present invention at 10 GHz.
FIG. 7 is a graph showing an experiment result of a non-electrostatic hybrid electromagnetic smart meta material test sample at 10 GHz according to a buffer size according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 illustrates an electric field measured according to frequency and incidence when a bump height is 6 mm using an experimental sample of a non-electrostatic hybrid electromagnetic smart meta material according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, configurations and operations according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

스마트 변환광학 장치에서 경계 변형은 단위 셀들을 변형시켜 좌표변환이 적용된 새로운 전자기 물성의 분포를 이끌어낸다. 하중을 받는 구조의 역학적 평형 상태에서의 응력과 변형 분포에 관한 복잡한 방정식들의 해를 통하여 이러한 현상을 쉽게 이해하는 것은 일반적으로 매우 어려운 일이다. 비록 한 변형의 모양이 유일한 경계조건에 의해 결정되지만 장치의 전 범위에 걸쳐 요구되는 변형 분포를 구하는 것이 간단하지 않은 이유는 일반적으로 역으로 상응하는 문제를 해결해야 하기 때문이다. 주어진 경계변형에 의한 변형 모양이 완성되면 장치 전체의 탄성관련 물성이 하나의 분포로 맞춰진다. 탄성관련 물성의 단계적인 분포를 구성하기 어려운 만큼 이로 인한 역학적 성질의 분포는 스마트 변환광학 문제를 해결해주지 않는다: 일반적으로 이러한 분포는 경계 변형에 종속적이기 때문에 하나의 장치는 오직 하나의 특정 경계 부하에 의해 작동한다.In smart conversion optics, the boundary strain deforms the unit cells, leading to a new distribution of electromagnetic properties to which the coordinate transformation is applied. It is generally very difficult to easily understand this phenomenon through solutions of complex equations of stress and deformation distributions in the mechanically equilibrium state of the structure under load. Although the shape of a deformation is determined by unique boundary conditions, it is not simple to obtain the deformation distributions required over the entire range of the device, since generally the corresponding problems must be solved inversely. When the shape of the deformation due to the given boundary strain is completed, the elasticity-related properties of the entire device are matched to one distribution. As a consequence of the difficulty in constructing a gradual distribution of elasticity-related properties, the distribution of the mechanical properties resulting therefrom does not solve the problem of smart-conversion optics: in general, since such a distribution is dependent on boundary strain, It works by.

본 발명의 실시예에서는 임의의 경계변형이 주어졌을 때도 변환광학 장치에 맞는 단계적 지수 분포를 만들 수 있는 스마트메타물질을 제안한다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 투명망토 경계의 탄성변형에 따른 투명화를 도시한 개념도이다.The embodiment of the present invention proposes a smart meta-material capable of creating a step-wise exponential distribution suitable for a conversion optical apparatus even when arbitrary boundary deformation is given. 3 is a conceptual diagram illustrating transparency according to elastic deformation of a transparent cloak boundary according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, a-b는 망토 경계의 탄성변형에 적응하여 작동하는 스마트 메타물질 투명망토 개념도를 도시한 것이다. 화살표들은 망토로 입사한 다음, 평면 반사체에 반사되는 것처럼 전파되는 광선의 거동을 나타낸다. c-d는 탄성변형 전(X1,X2)과 후(x1,x2)의 좌표변환을 나타낸 것이다. 프레임은 비압축성 유전 물질이고 빈 공간은 공기이다. 변형은 단위 셀의 부피를 A에서 A′로 압착하고 비틀림각 α와 β를 만든다. e-g 는 음의 쁘아송비(PR)가 커질수록 단위 셀 변형의 비등방성이 최소화된다. 정사각형(점선)을 위 방향으로 압축하여 y축 크기가 절반이 되게 한 다음 변형된 형상(실선)과 야코비언(J)을 PR이 (e) 0.3, (f) -0.99, (g) -10인 경우에 대하여 각각 계산하여 나타내었다.
Referring to FIG. 3, ab is a conceptual diagram of a smart meta-material transparent cloak that operates in response to elastic deformation of a cloak boundary. The arrows show the behavior of the light rays that are incident on the cloak and then propagate as reflected on the planar reflector. cd represents the coordinate transformation of the elastic deformation before (X1, X2) and after (x1, x2). The frame is an incompressible dielectric material and the void space is air. The deformation compresses the volume of the unit cell from A to A 'and produces twist angles α and β. For example, the larger the pitch PR , the less the anisotropy of the unit cell deformation. Is the square (dotted line) so that the one half of the y-axis size to the above direction, and then compressed into a deformed shape (solid line) and Jacco Albion (J) PR (e) 0.3 , (f) -0.99, (g) -10 , Respectively.

유전성 Hereditary 메타물질을The meta- 이용한  Used 준등각Standard angle 변환.  conversion.

스마트 메타물질 투명망토의 작동원리를 설명하기 위해 우리는 면내 전파에 한정된 TE편광 장치에 대한 일반적인 변환광학 이론을 재검토하였다. 자기투자율 면내 텐서의 비등방성 변환과 관련된 임의의 2D 좌표변환는 아래의 식(1)로 나타난다.To illustrate the working principle of the transparent metamaterial transparent cape, we reviewed the general conversion optics theory for the TE polarization device confined to the in - plane wave. Magnetic permeability Any 2D coordinate transformation associated with the anisotropic transformation of the in-plane tensor is given by the following equation (1).

Figure 112013105263072-pat00001
........식(1)
Figure 112013105263072-pat00001
(1)

여기에서

Figure 112013105263072-pat00002
은 이 변환에서의 야코비언 행렬이며, |G| 는 이 행렬의 행렬식이고 μ는 가상 프레임의 투자율 텐서이다. 투명망토의 경우에 가상 공간에서의 상대 투자율(μ)과 유전율(ε)은 둘 다 1로써, μ=ε=1 이다. From here
Figure 112013105263072-pat00002
Is the Jacobian matrix in this transformation, and | G | Is the determinant of this matrix and [mu] is the permeability tensor of the virtual frame. In the case of a transparent cloak, relative permeability (μ) and permittivity (ε) in virtual space are both 1, μ = ε = 1.

투명망토의 전자기 물성이 자유공간을 모방한다. 이 투명망토의 변환광학에 의한 자기 투자율은 간단하게

Figure 112013105263072-pat00003
으로 나타낸다.The electromagnetic properties of the transparent cloak mimic the free space. The magnetic permeability by the conversion optics of this transparent cloak is simply
Figure 112013105263072-pat00003
Respectively.

동일하지 않은 변환이 μ'를 비등방성으로 만드는 오직 한 경우는 등각 변환인 경우뿐이다. 등각 변환은 각도를 보존하는 조건을 일치시키는 데서 명칭이 생겼다. 등각 변환은 도 3의 c,d에서 미소 사각형(그리드 요소)의 두 각 α와 β의 합을 보존한다. 어떤 변환도 국소적으로는 두 직교방향으로 회전과 동시에 늘어남의 조합으로 볼 수 있듯이, 이 등각의 요구 조건은 그리드 요소의 등방성 늘어남과 연관되어있다. 따라서 등각 변환은 두 국소 고유값이 서로 같은 야코비언 행렬을 가지며, 물리 공간의 각 점에서

Figure 112013105263072-pat00004
가 된다. 이와 같이, 일반적인 좌표변환을 등각 사상에 기반한 부분으로 제한해서 실행하면 안뻔한 자기 투자율을 요구하지 않는 티이 편광 장치에 적용할 수 있다. The only case where an unmatched transform makes μ 'anisotropic is the isotropic transform. The conformal transformation is named to match the conditions that preserve the angle. The isometric transformation preserves the sum of the two angles? And? Of the micro-quadrangle (grid element) in FIGS. 3c and 3d. This equilibrium requirement is related to the isotropic stretching of the grid elements, as any transformation can be seen as a combination of locally rotating and simultaneously stretching in two orthogonal directions. Thus, the isochronous transformation has a Jacobian matrix with two local eigenvalues that are equal to each other,
Figure 112013105263072-pat00004
. In this way, the general coordinate transformation can be limited to a part based on conformal mapping, which can be applied to a T-polarizer device which does not require a magnetic permeability.

반면에, 유전 상수 에 대한 변환 규칙은 식 (2)와 같이 매우 간단하다. : On the other hand, the conversion rule for the dielectric constant is very simple as shown in equation (2). :

Figure 112013105263072-pat00005
..........식(2)
Figure 112013105263072-pat00005
... (2)

변환 규칙 식 (2)는 어떠한 일반적인 좌표변환에서도 유지되며 이 변환은 등각 또는 준 등각이 아니어도 된다. 그러나 만약 이 변환이 등각변환이 아니라면 자기 투자율이 식 (1)에 의해 안뻔한 유형으로 변환되서 비등방성을 가지게 된다. 단일하지 않은 투자율의 사용이 불러일으키는 실행 제한 요건들을 제거하기 위해서 우리는 일반적인 좌표변환 보다 등각이나 등각에 가까운(준등각) 변환을 이용하기를 원하게 된다.
Conversion rule Equation (2) is maintained in any general coordinate transformation, and this transformation does not have to be conformal or semi-conformal. However, if this transformation is not an isotropic transformation, the magnetic permeability is transformed into an insignificant type by Eq. (1), resulting in anisotropy. In order to eliminate the execution constraints that are caused by the use of non-uniform permeability, we want to use isochronous or near-conformal (quadrature) transforms rather than general coordinate transformations.

실시예Example 1 -  One - 오제틱Ozeich 스마트  smart 메타물질Metamaterial

탄성 변형의 함수같이 식 (2)의 변환광학 규칙에 의해 유전상수 변화가 규정된 티이 편광 문제를 가진 전자기 메타물질의 한 종류를 찾았다. 도 3의 c,d의 (X1, X2)에서 (x'1, x'2) 로 변환되는 탄성 변형에서 변형 기울기 텐서(Fij) 는 고체역학에서

Figure 112013105263072-pat00006
로 정의되며 변형 기울기 텐서의 야코비언
Figure 112013105263072-pat00007
은 탄성변형에 의한 부피 변화값으로
Figure 112013105263072-pat00008
의 관계를 가진다. 스마트 투명화는 충분한 유효 유전율 변화 (△ε) 와 μ가 단일한 망토의 변형과 부합되는 준등각성을 둘 다 요구한다. 이차원 전자기 메타물질에서 요구되는 유전율 변화는 유전성 물질(εd) 과 공기 또는 자유 공간(εa≒1) 이 각각 초기 부피비 fd와 fa(=1-fd)로 구성되어
Figure 112013105263072-pat00009
Figure 112013105263072-pat00010
와 같이 나타낼 수 있다.We have found a kind of electromagnetic metamaterial with a Ti polarization problem whose dielectric constant change is defined by the conversion optical rule of Eq. (2) as a function of elastic deformation. The strain gradient tensor (F ij ) in the elastic deformation that is transformed from (X 1 , X 2 ) to (X ' 1 , x' 2 )
Figure 112013105263072-pat00006
And the tensile strain tensor Jacobian
Figure 112013105263072-pat00007
Is a value of volume change due to elastic deformation
Figure 112013105263072-pat00008
. Smart transparency requires both sufficient permittivity change (Δε) and near-equiva- lence that μ is consistent with a single cloak transformation. The change in permittivity required for a two-dimensional electromagnetic metamaterial consists of an initial volume fraction fd and fa (= 1-fd) of dielectric material (εd) and air or free space (εa≈1)
Figure 112013105263072-pat00009
Figure 112013105263072-pat00010
As shown in Fig.

다음으로, 이 유효 유전율이 메타물질 요소의 부피가 유지되지 않는 탄성 변형 후에 어떻게 될지 고려한다. 이러한 변환은 쁘아송 비(PR)가 0.5보다 훨씬 작은 압축성 물질의 사용을 필요로 한다. Next, consider what happens after this elastic permutation that the effective permittivity does not hold the volume of the meta material element. This conversion requires the use of compressible materials whose Poisson's ratio ( PR ) is much smaller than 0.5.

만약 유전성 물질 부분이 비압축성이라면, 탄성변형 후에 부피비

Figure 112013105263072-pat00011
와 이차원 결정 구조의 유효 유전율이 각각
Figure 112013105263072-pat00012
Figure 112013105263072-pat00013
로 된다. 이때 A'는 초기 면적 A에서 변형된 미소요소들의 면적이다. 유효 유전율의 변형 후와 전의 비율은
Figure 112013105263072-pat00014
와 같다. 탄성과 전자기 메타물질은 망토경계의 변화 시 유전율 분포를 적절히 바꿔주는 스마트 투명화를 가능하게 한다. If the dielectric material portion is incompressible,
Figure 112013105263072-pat00011
And the effective permittivity of the two-dimensional crystal structure are
Figure 112013105263072-pat00012
Figure 112013105263072-pat00013
. Where A 'is the area of the deformed microelements in the initial area A. The ratio after and after the deformation of effective permittivity
Figure 112013105263072-pat00014
. Elasticity and electromagnetic metamaterials enable smart transparency to change the permittivity distribution appropriately when the cloak boundary changes.

탄성 행렬의 유전상수를

Figure 112013105263072-pat00015
이 되도록 높게 제한하면 유효유전율 비율이 대략적으로
Figure 112013105263072-pat00016
이 됨을 관찰하였다. 유효유전율은 면적 변형 인자 (A'/A)의 역수에 비례한다. 이 식은 이용된 변환의 유형에도 상관없이, 식 (2)의 변환광학 규칙에 정확히 일치한다. The dielectric constant of the elastic matrix is
Figure 112013105263072-pat00015
, The effective permittivity ratio is approximately
Figure 112013105263072-pat00016
. The effective permittivity is proportional to the reciprocal of the area strain factor (A '/ A). This equation exactly matches the conversion optics of equation (2), regardless of the type of conversion used.

탄성정역학 연관된 문제인 '스마트'한 거동을 확실시 하기 위해서 변형된 메타물질 그리드의 역학적 평형이 바람직한 QCM을 나타냄을 확인해야 한다. 위에서 설명한 바와 같이, 이러한 거동은 식 (1)의 단일 투자율을 유지하는 것을 필요로 한다. 매우 큰 음의 PR값을 가진 균질한 매질의 탄성 변형은 등각 변환 조건에 정확히 일치되는 변형된 그리드를 만드는 것을 알 수 있다. 음의 PR값을 가진 물질을 오제틱으로 알려져있다. 이것을 설명하기 위해서 도 3의 e, g에서와 같이 0.3, -0.99, -10의 다른 PR값을 가진 정사각형(점선)을 y방향으로 반으로 압축하였다. 탄성 변셩(실선)과 야코비언 값(J)은 상용 유한요소 소프트웨어 컴솔의 고체 역학 모듈로 계산하였다. PR이 작아질수록 변형된 그리드는 등각 변환을 닮아가며 -10 같은 충분히 작은 음의 PR값에서는 높은 정밀도의 준등각 변환이 된다. To ensure 'smart' behavior, which is a problem associated with elastic statics, it should be confirmed that the mechanical equilibrium of the modified metamaterial grid represents a desirable QCM. As described above, this behavior requires maintaining the single permeability of Equation (1). It can be seen that the elastic deformation of a homogeneous medium with a very large negative PR value produces a deformed grid that exactly matches the conformal transformation conditions. A substance with a negative PR value is known as an oesitic. In order to explain this, squares (dotted lines) having different PR values of 0.3, -0.99, and -10 are compressed in half in the y direction as shown in e and g of Fig. The elastic modulus (solid line) and the Jacobian value (J) were calculated as the solid mechanics module of commercial finite element software. As the PR becomes smaller, the modified grid resembles a conformal transformation, and at a sufficiently small negative PR value such as -10, it becomes a high-precision quadrature transformation.

따라서 스마트 투명화를 단 하나의 탄성 전자기 메타물질에서 가능하게 하는 중요한 요소들인 준등각변환과 유사한 변형된 그리드, 변환광학과 부합하는 유전상수의 변형 규칙을 가질 수 있다. Thus, it is possible to have rules of transformation of dielectric constants consistent with transformed optics, such as transformed optics, which are similar to quasi-angular transformations, which are important factors that make smart transparency possible in a single elastic electromagnetic metamaterial.

스마트 메타물질 투명화 개념을 이론적으로 증명하기 위해서 마이크로파 엑스밴드 (10 GHz)영역의 단색 가우스 빔이 45도로 입사하여 전파하는 전파 전자기 유한요소 전산모사를 수행하였다. 이 작업에서 스마트 투명화 거동이 구현된 숨겨진 물체의 반사 표면은

Figure 112013105263072-pat00017
Figure 112013105263072-pat00018
의 파라미터화 되어 실험별로 h가 다르다. In order to prove the concept of transparency of smart metamaterials, we carried out the electromagnetic electromagnetic finite element computation in which the monochromatic Gaussian beam in the microwave X band (10 GHz) region is incident at 45 degrees. In this work, the reflective surface of a hidden object with smart transparentization behavior
Figure 112013105263072-pat00017
Figure 112013105263072-pat00018
And h is different for each experiment.

도 4는

Figure 112013105263072-pat00019
의 물질을 지나는 파동전파와 편평한 반사체에 반사되는 전산모사를 보여준다. 이 결과는 숨겨진 물체의 높이가 없는 한정된 경우로 볼 수 있다. 그리고 나서 우리는 물체의 높이, h를 10 mm 로 높인 고체역학 전산모사를 몇 가지 다른 PR을 0.3, -0.99, -10으로 점진적으로 낮추면서 실행하였고 도 4 b-d에 각각 나타내었다. 등각 요구조건 충족의 판별을 위하여,
Figure 112013105263072-pat00020
의 크기를 가진 2D 미소 사각형 물질 요소가 탄성변형에 의해 평행사변형의 형태를 취하는 것을 고려하였다. 도 4e에서 변형 후 점선으로 된 사각형내의 두 선분 AC와 AB 사이의 각도 변화들을 계산하면, 아래 식(3)과 같다.Figure 4
Figure 112013105263072-pat00019
Wave propagation passing through the material of the planar reflector and computer simulations reflected on the flat reflector. This result can be seen as a definite case without the height of the hidden object. Then we were each shown in FIG. 4 bd was executed while gradually lowering the solid mechanics simulation, increase the height, h of the object to 10 mm in several different PR 0.3, -0.99, -10. To determine conformity requirements,
Figure 112013105263072-pat00020
Dimensional micro-quadrilateral material element having a size of about 2 mm is considered to take the form of a parallelogram by elastic deformation. 4E, the angular changes between the two line segments AC and AB in the rectangle with the dotted line after the transformation are as shown in the following equation (3).

Figure 112013105263072-pat00021
..............식(3)
Figure 112013105263072-pat00021
... (3)

정확하게 등각 사상일 경우 위 값은 도4 f-h에서 0이어야한다.In the case of an exact conformal mapping, this value should be zero in Figure 4 f-h.

만약 PR이 0.3인 일반적인 물질을 사용한다면 사상 조건이 정확하게 등각이 아니고 범프는 완전히 숨겨지지 않을 것이다. 도 4b, f는 강하게 산란된 이차 광선이 튀어나온 반사체의 결과로 생긴 1차 산란 광선으로부터 파워 갭을 생성하는 것을 보여준다. PR = -0.99 인 경우, 각도 변화 α+β는 상당히 낮아진다; 그러나 반사된 광선은 여전히 현저한 파워 갭을 가진다(도4c, g). 변형된 물질이 -10의 큰 절대값을 가지는 음수의 PR를 함유한 오제틱 물질일 때, 각 변화 α+β가 0에 가까워져서 거의 등각 사상이 이루어짐을 볼 수 있다(도4h). 변환된 유전율 분포지도와 카펫 투명망토 설계에 의해 설명된 유전율 지도가 거의 합치되는 결과로써, 파워 갭(반사체의 범프의 존재 표시)이 더 이상 보이지 않고(도4d), 반사된 광선이 균질한 매질속을 전파하면서 완벽하게 평면에 반사된 것처럼 복원되었다. If you use a common material with a PR of 0.3, the mating condition is not exactly conformal and the bump will not be completely hidden. Figures 4b, f show that a strongly scattered secondary beam produces a power gap from the primary scattered light resulting from the protruding reflector. PR = -0.99, the angle variation alpha + beta is significantly lowered; However, the reflected light beam still has a significant power gap (Figure 4c, g). When the deformed material is an opaque material containing a negative PR having a large absolute value of -10, it can be seen that the angle α + β is close to 0 and almost conformal mapping is achieved (FIG. 4h). As a result of the fact that the transformed permittivity distribution map and the permittivity map described by the carpet transparent cloop design are nearly identical, the power gap (indicating the presence of bumps on the reflector) is no longer visible (FIG. 4D) It was restored as if it were completely reflected on the plane while propagating the genus.

PR<<1인 오제틱 물질의 구획된 한 조각이 임의의 역학적 변형은 확실한 등각 변환에 의해 생긴다. 그러므로 오제틱 물질은 준 등각 변환광학에 요구되는 각-보존 좌표 변환을 지키는 스마트한 방법을 제공한다. 이론적인 결과들은 도 3 및 4에 나와있으며 음의 PR의 절대값이 증가함에 따라 탄성변형이 확실한 등각 사상에 점차적으로 가까워짐을 명백하게 보여준다. -1에서 0사이의 음의 PR값을 가지는 오제틱 물질은 모든 양의 부피와 층밀림 탄성율을 가진 매질에 적용될 수 있기 때문에 오랜 기간 동안 알려져 왔다. The regime with PR<-1인 체제에서는 음의 탄성 층밀림 탄성율을 필요로한다Any piece of a compartmentalized piece of an ozetic material with PR << 1 is produced by a definite conformal transformation. Therefore, oesthetic materials provide a smart way to keep the angle-preserved coordinate transformations required for quasi-conformal optics. The theoretical results are shown in FIGS. 3 and 4 and clearly show that as the absolute value of the negative PR increases, the elastic deformation gradually approaches a definite conformation. Oesthetic materials with a negative PR value of between -1 and 0 have been known for a long time because they can be applied to media with all volume and ply density elastic moduli. The regime with PR <-1 requires a negative elastic modulus of elasticity

도 4는 스마트 메타물질 투명망토의 이론적인 구현으로서 (a) 왼쪽에서 45°로 평편한 반사면으로 발사된 가우시안 광선의 계산된 전기장 패턴. (b-d) 오제틱 스마트 메타물질 투명망토로 밑의 투명망토(붉은 점선 상자)의 계산된 전기장 패턴에서 (b) PR = 0.3, (c) PR = -0.99, or (d) PR = -10. (e) 미소 요소의 탄성 변형 개략도. (f-h) b-d의 붉은 점선 박스내의 영역에서 변형 후의 각변화값 α+β가 (f) PR = 0.3, (g) PR = -0.99, (h) PR = -1인 경우. (i) 붉은 점선 다각형 내의 비오제틱 스마트 투명망토의 변형되지않은 상태. 가로125 mm, 세로65 mm 의 삼각형 조각이 직사각형의 밑바닥에 붙어있다. (j-l) 비오제틱 스마트 메타물질 투명망토에서 투명망토의 경계가 위로 각각 (j) h = 8 mm, (k) h = 10 mm, (l) h = 15 mm로 변형되었을 때 계산된 전기장 패턴. (m) 탄성 변형후의 i 에서 붉은 점선의 영역의 단위 셀들의 계산된 야코비언 값

Figure 112013105263072-pat00022
. (n-p) 변형후의 j-l의 붉은 점선으로 된 직사각형 내의 유전율 분포, 각각의 누르는 변화가 (n) h = 8 mm, (o) h = 10 mm, (p) h = 15 mm인 경우를 나타낸다.
Figure 4 shows a theoretical implementation of a transparent meta-material transparent cape as (a) a calculated electric field pattern of a Gaussian beam fired to a flat reflective surface at 45 [deg.] From the left. (bd) at Auger ticks calculated electric field pattern of the transparent mantle (red dotted line box) of the bottom to a smart metamaterial transparent mantle (b) PR = 0.3, (c) PR = -0.99, or (d) PR = -10. (e) Schematic view of elastic deformation of microelements. (f) bd in the red dotted line box, (f) PR = 0.3, (g) PR = -0.99, (h) PR = -1. (i) An unmodified state of a non-oethetic smart transparent cape in a red dotted polygon. A piece of triangle 125 mm long and 65 mm long is attached to the bottom of the rectangle. (j) Biodetric smart metamaterial The calculated electric field pattern when the boundary of transparent cloak in transparent cloak is deformed to h = 8 mm, (k) h = 10 mm, (l) h = 15 mm . (m) The calculated Jacobian value of the unit cells in the area of the red dotted line in i after the elastic deformation
Figure 112013105263072-pat00022
. (n) h = 8 mm, (o) h = 10 mm, and (p) h = 15 mm, respectively.

실시예Example 2 -  2 - 비오제틱Biotec 스마트  smart 메타물질Metamaterial

실제로 높은 음의 PR 값을 가지고 큰 양의 유전 상수

Figure 112013105263072-pat00023
를 가진 오제틱 물질은 쉽게 실현될 수 없다. 실험 샘플의 εd는 εa에 비교해서 충분히 크지 않기 때문에 추가적인 구조(삼각형 조각)를 밑부분에 붙여서 스마트 투명화를 위한 극히 작은 값의 야코비언을 갖도록 하였다. 예를 들어, 우리의 실험 조건과 가까운
Figure 112013105263072-pat00024
의 조건에서 유효 유전율의 변환 규칙은
Figure 112013105263072-pat00025
과 같이 된다. 이 카펫 투명망토의 적절한 작동을 위하여, 최대 유전율의 변화가 최고
Figure 112013105263072-pat00026
Figure 112013105263072-pat00027
까지 요구되며(탄성변형 후에), 이는
Figure 112013105263072-pat00028
를 필요로 한다. 필요한 유효 유전율의 변화 범위를 얻기 위해서, 샘플의 밑부분에 가로 125mm와 세로 65mm의 추가적인 삼각형 조각을 붙였고 이것은 0.19만큼 작은 변형 야코비언 값을 준다 In fact, the high negative PR Value with a large amount of dielectric constant
Figure 112013105263072-pat00023
Lt; / RTI &gt; can not be easily realized. Since the ε d of the test sample is not large enough compared to ε a , additional structures (triangular pieces) are attached at the bottom to have very small Jacobians for smart transparency. For example, close to our experimental conditions
Figure 112013105263072-pat00024
The conversion rule of effective permittivity in the condition of
Figure 112013105263072-pat00025
. For proper operation of this carpet transparent cloak, the maximum permittivity change is highest
Figure 112013105263072-pat00026
Figure 112013105263072-pat00027
(After elastic deformation), which is
Figure 112013105263072-pat00028
. To obtain the required range of effective permittivities required, an additional triangular piece of 125 mm horizontal and 65 mm vertical was placed at the bottom of the sample, giving a strain Jacobian value as small as 0.19

스마트 투명화의 실험적 구현에서 우리는 우리의 탄성 메타물질 구조를 범프 위에 놓아서, 그 경계에 높이가 각각 h = 8mm 그리고 h = 10mm 인 곡면의 탄성 변형을 만들었다. 두 경우의 시뮬레이션에서 다른 투명망토 경계에 의해 덮어지는 범프들이 완전히 평평한 면에 의해 반사되는 것 같은 하나의 광선을 만드는데 이것은 메타물질 구조의 아래의 범프의 불가시성을 의미한다. h = 15mm인 범프의 스마트 투명망토를 더 변형시킬 때, 강하게 산란된 두 갈래의 광선이 생겨나며 이는 카펫 투명망토로써 작동하는 메타물질의 변형 한계를 의미한다. h = 8mm, 10mm, 15mm인 경우에 변형 후의 사각형의 점선 안의 유효 유전율 분포가 각각 도 4 n-p에 보여준다. 이러한 결과들은 스마트 투명망토가 관찰자에게 바닥의 물리적 범프를 다양한 높이와 모양에도 평평한 표면으로 보이는 인상을 준다는 것을 증명한다. 범프가 내부의 전자기장을 막는 반사체로 덮여있기 때문에, 범프 내부의 부피는 감춰진 공간으로 이용된다
In an experimental implementation of smart transparency, we placed our elastic metamaterial structure on the bump, creating an elastic deformation of the curved surface at h = 8 mm and h = 10 mm, respectively, at its boundary. In both case simulations, the bumps covered by the other transparent cloak boundaries produce one beam that is reflected by a perfectly flat surface, which implies the invisibility of the bump below the metamaterial structure. When further transforming the smart transparent cloak of the bump with h = 15 mm, a strongly scattered bifurcated ray of light is produced, which means the deformation limit of the metamaterial as a carpet transparent cloak. In the case of h = 8 mm, 10 mm and 15 mm, the effective permittivity distribution in the dotted line of the rectangle after deformation is shown in Fig. 4 np, respectively. These results demonstrate that the smart transparent cloak gives the observer the impression that the bottom physical bump is a flat surface in various heights and shapes. Since the bump is covered with a reflector that blocks the electromagnetic field inside, the volume inside the bump is used as a hidden space

실시예Example 3 - 스마트  3 - Smart 메타물질Metamaterial

매우 높은 유전상수와 음의 PR을 가지는 오제틱 물질을 실현하기 어렵기 때문에 우리는 낮은 유전상수의 물질로 좀더 현실적인 실험을 수행하였다. 실험에서, 실리콘 고무(εd)와 빈 공기(εa)로 구성된 된 탄성 결정 구조가 쓰였고,

Figure 112013105263072-pat00029
이고 우리의 샘플의 초기 부피비(fd) 는 fd=0.15이다. 이 구조는 신축성 있는 바깥 지름이 10 mm 인 실리콘 고무 튜브의 주기가 10 mm 인 사각형 주기 배열로 만들어 졌다. 빈 공기 공간은 두 영역을 가지고 있다: 9 mm의 안쪽 지름튜브의 내부와 단위 고무 튜브 사이의 틈새 지역. 스마트 카펫 투명망토는 유효 유전율 1.28의 균일한 매질의 역할을 하는 일정한 튜브 배열로 된 두 삼각형 영역(C1, C2로 표시됨)으로 구성되어 있다. 아래쪽의 삼각형 영역(C1으로 표시됨) 은 최대 높이가 h인 곡면으로 탄성 압축되어, 빈 공간 내의 실리콘 고무의 공간 밀도 분포를 만든다. 실리콘 고무의 공간적 분포는 표면에 표면을 가로지르는 유효 굴절률의 변화를 야기한다. 우리가 일정한 탄성 결정 구조로부터 스마트 투명 장치를 알맞게 달성하였기 때문에, 이러한 자가조절이 가능한 투명망토는 대면적과 잠재적 응용영역에서 쉬운 제작을 가능하게 한다. 야코비언(J)을 변화시킴으로써, 우리는 요구되는 유효 유전율 범위인 1.28 내지 2.88 에 걸치게 할 수 있다. Because it is difficult to realize an ohmic material with a very high dielectric constant and a negative PR, we have conducted more realistic experiments with low dielectric constant materials. In the experiment, an elastic crystalline structure consisting of a silicone rubber (ε d) and empty air (ε a) was used,
Figure 112013105263072-pat00029
And the initial volume fraction (fd) of our sample is fd = 0.15. This structure is made of a rectangular periodic array with a 10 mm period of a silicone rubber tube with a 10 mm extensible outer diameter. The empty air space has two areas: an inner diameter of 9 mm and a gap area between the inside of the tube and the unit rubber tube. The smart carpet transparent cloak consists of two triangular areas (denoted C1 and C2) with a uniform tube arrangement serving as a uniform medium with an effective dielectric constant of 1.28. The lower triangular area (labeled C1) is elastically compressed to a curved surface with a maximum height h to create a spatial density distribution of the silicone rubber in the void space. The spatial distribution of the silicone rubber causes a change in the effective refractive index across the surface to the surface. Because we have successfully achieved smart transparent devices from a constant elastic crystal structure, these self-tunable transparent cloams enable easy fabrication in large areas and potential application areas. By changing the Jacobian ( J ), we can reach the required effective permittivity range of 1.28 to 2.88.

단위 셀의 크기인 10mm는 10 GHz 의 마이크로파의 파장보다 훨씬 작다. 따라서 이 주기구조는 일반적으로 전자기 물성 관점에서 유효 매질 또는 '메타물질'로 간주되는 분산 관계의 가장 낮은 음향 분야에서 작동한다. 우리는 처음에 균일한 매질로 된 설치된 스마트 메타물질 투명망토를 거의 완전한 전기도체로 된 삼각형 범프로 밀어서 역방향으로 눌렀다. 위에서 설명되었듯이, 특정 범위에서의 변형은 항상 준등각 좌표변환을 흉내 내는 어떤 유효 유전율 윤곽을 야기한다: 탄성 튜브 배열의 적절하게 선택된 탄성 물성덕분이다. 이전의 기준평면 투명망토 실험들에서처럼, 이 장치의 목적은 반사된 광선을 평평한 변형되지 않은 도체 표면('지면')에서 정반사와 구분할 수 없도록 만드는 것이다. The size of the unit cell, 10 mm, is much smaller than the wavelength of the microwave at 10 GHz. Thus, this periodic structure generally operates in the lowest sound field of dispersion, which is regarded as an effective medium or 'metamaterial' in terms of electromagnetic properties. We first pushed the transparent cloak of the installed smart metamaterial in a uniform medium into the triangular bump of a nearly complete electrical conductor and pressed it in the opposite direction. As described above, deformation in a certain range always results in some effective permittivity contour mimicking the quadratic coordinate transformation: thanks to the appropriately selected elastic properties of the elastic tube array. As in the previous reference plane transparent cloak experiments, the purpose of this device is to make the reflected light rays indistinguishable from the regular reflection on a flat unmodified conductor surface (the "ground").

도 5는 비오제틱 스마트 메타물질 투명망토의 실험 샘플을 나타낸 것이다. 실험에서 사용된 샘플의 사진으로 가로 125mm, 세로 65mm의 추가적인 삼각형 조각이 있다. 샘플의 변형 전(a)과 후(b)의 사진들로서, a에 삽입된 그림은 탄성 결정 구조의 그림이고 b에 삽입된 그림은 야코비언 값들에 대한 유효유전율 곡선이다. 공기와 샘플 경계의 굴절을 막기위해, 투명망토의 위쪽 부분을 직각 삼각형 모양으로 하였다.
FIG. 5 shows an experimental sample of a transparent cloak of nonoetic smart meta material. A photograph of the sample used in the experiment has an additional triangular piece measuring 125 mm (width) and 65 mm (length). As shown in the photographs (a) and (b) before the deformation of the sample, the figure inserted in a is an elastic crystal structure and the figure inserted in b is an effective permittivity curve for Jacobian values. To prevent refraction of air and sample boundary, the upper part of the transparent cloak was made a right triangle.

스마트 smart 메타물질Metamaterial 투명 효과의 확인 Confirmation of transparency effect

스마트 투명화의 예상된 거동을 확인하기 위해서, 망토는 반사 표면에 0°-90°의 입사각으로 8-14GHz 마이크로파를 발사해서 평면의 도파로 내부에서 티이 필드 분포를 매핑하는 방식으로 실험되었다. 자가조절 카펫 투명망토의 스마트한 능력을 관찰하기 위해서 우리는 금속 범프로 미는 방식으로 스마트 메타물질 투명망토를 설치하고 역방향으로 눌렀다. 그 뒤에 10 GHz의 45° 입사각의 전기장의 단면도 측정을 도 6 a-h에 그려진 것처럼 h = 0 mm 에서 h = 11 mm로의 변화에 따라 수행하였다. h = 2 mm 이하의 범프에서 추가적인 조각은 중앙 지역에 볼록렌즈처럼 상당히 높은 굴절률을 만들며 이는 반사된 광선을 집중되게 한다. h = 4 mm 에서 h = 8 mm까지의 넓은 범프 범위에서 산란된 광선 단면은 파워갭이 없는 단일 광선을 보여주며, 즉, 망토의 성능이 특정범위에서 망토경계의 모양에 크게 영향을 받지 않는다. h = 9 mm이상의 범프에서는 변형에 의한 유효 유전율 변화가 카펫 투명화를 할 만큼 충분하지 않아서, 망토의 성능이 타격을 받으며 강하게 산란된 파워갭을 가진 두갈래 광선을 야기하고 카펫 투명화를 손상시킨다. 자가조절 스마트 투명망토의 상향변형한계는 유전물질의 유전율 크기에 의해 궁극적으로 제한된다. 도 6i에 나온 것처럼 투명망토 없는 표면의 변형(h = 6 mm)은 강하게 산란된 파워갭이 있는 두갈래 광선을 만든다. 반사되어 산란된 파는 입사 파와 간섭을 하고, 도 6의 전기장 단면도에서 보인 것처럼 프린지 패턴은 투명화 장치의 성능 평가를 어렵게 만든다. 입사와 산란 파 사이의 간섭 효과를 없애기 위해서, 우리는 도 7에서와 같이 반사되는 출력 영역의 광선 단면을 얻어서 한파장 거리의 단면을 평균하였다. To confirm the expected behavior of smart transparency, the cloak was experimented by mapping a TF field distribution within a planar waveguide by launching an 8-14 GHz microwave at an incident angle of 0 ° -90 ° to the reflective surface. Self-Adjustable Carpet To observe the smart ability of the transparent cloak, we installed a transparent metamaterial transparent cloak by pushing it with a metal bump and pressed it in the opposite direction. Followed were carried out in accordance with the change to h = 11 mm in the h = 0 mm to the measurement of the cross-sectional view of a 45 ° angle of incidence of 10 GHz, as the electric field is also drawn to 6 ah. At a bump of h = 2 mm or less, the additional piece creates a significantly higher refractive index as a convex lens in the central region, which causes the reflected light to be concentrated. The scattered light sections in the wide bump range from h = 4 mm to h = 8 mm show a single ray without a power gap, ie the performance of the cloak is not significantly affected by the shape of the cloak boundary in a certain range. In bumps with h = 9 mm or more, the effective permittivity change due to deformation is not sufficient to make the carpet transparent, resulting in a bifurcated beam with strong scattered power gaps that hits the performance of the cloak and impairs carpet transparency. The upward deformation limit of the self-tuning smart transparent cloak is ultimately limited by the dielectric constant size of the dielectric material. As shown in FIG. 6i, the deformation of the transparent cloak-free surface ( h = 6 mm) produces a bifurcated beam with strongly scattered power gaps. The reflected scattered waves interfere with the incident waves, and the fringe pattern as shown in the electric field cross-section of FIG. 6 makes it difficult to evaluate the performance of the transparency apparatus. In order to eliminate the interference effect between the incident and scattering waves, we obtained the ray cross-section of the reflected output region as shown in Figure 7 and averaged the cross-section of the wave length distance.

도6 은 10 GHz에서 실험적으로 측정된 스마트 투명망토에 덮인 범프와 안덮인 범프의 전기장 단면을 나타낸 것이다. 자가조절 스마트 투명망토를 범프나 평면주위에 설치하고 누른 후에, 광선이 스마트하게 투명화된 (a) 평면(h = 0 mm)과 (b) h = 2 mm, (c) 4 mm, (d) 6 mm, (e) 8 mm, (f) 9 mm, (g) 10 mm, (h) 11 mm의 범프에 각각 입사되었다. (i) 스마트 투명망토 없이 h = 6 mm 범프에 광선이 입사되었다. 붉은 색 점선의 삼각형은 샘플의 크기를 의미한다. Figure 6 shows an electric field cross-section of a bump covered with smart transparent clay and an inner cover bump measured experimentally at 10 GHz. (A) plane ( h = 0 mm) and (b) h = 2 mm, (c) 4 mm, (d) 6 mm, (e) 8 mm, (f) 9 mm, (g) 10 mm, and (h) 11 mm bumps, respectively. (i) A beam was incident on a h = 6 mm bump without a smart transparent cape. The triangular dotted line in red indicates the size of the sample.

도 7은 출력 면의 반사된 산란파의 평균 광선 단면. 간섭 효과를 없애기 위해서 출력 영역의 평균 광선 단면을 보였는데 스마트 메타물질 투명망토의 범프 크기 h = 0 mm, 2 mm, 4 mm, 6 mm, 8 mm, 9 mm, 10 mm, 11 mm에 따라 나타내었다. 투명망토가 없으면 강하게 산란된 두번째 광선이 생긴다. 7 is an average ray cross-section of the reflected scattered waves on the output surface. In order to eliminate the interference effect, the average cross-section of the output area was shown. The bump size of the transparent metamaterial transparent cloak was h = 0 mm, 2 mm, 4 mm, 6 mm, 8 mm, 9 mm, 10 mm and 11 mm . Without a clear cloak, a second ray of strongly scattered light emerges.

광대역에서 투명화 효과 유지는 확인하기 위해서(순간적인 대여폭이 10%보다 작은), 장치는 8 GHz에서 14 GHz사이의 마이크로파를 반사표면에 입사각 45°로 쏘고 평면 도파로 내의 티이 필드 분포를 매핑하는 것으로 테스트하였다. 높이 h = 6 mm의 금속범프로 눌린 스마트 메타물질 투명망토로, 45도 입사각에서의 전기장 단면도는 도 8a-d에서 나온 것처럼 각각 8 GHz, 11 GHz, 12 GHz, 14 GHz의 주파수에서 측정되었다. 실리콘 고무 덩어리의 분산곡선은 실리콘 고무의 유전율이 광대역 주파수 범위에 걸쳐서 민감하게 변화하지 않음을 보여준다. 분명히 이 8-12 GHz범위에서 실험 셋업에서 투명망토는 상당히 잘 작동하며, 11 GHz에서 12 GHz 실험 주파수에서 특히 그렇다. 실험셋업의 규격과 가우시안 광선폭의 회절한계에 의해 에서의 가우시안 광선의 투명화를 관찰하는 것은 복잡하다. 다른 극단(14 GHz)에서 메타물질 단위 셀은 정확히 균일하기엔 파장에 비해 충분히 작지 않다. 이것은 고 8d에서 보이는 좋지 못한 성능을 설명한다. To ensure that the transparency effect is maintained in the broadband (instant lane width less than 10%), the device tests for microwave radiation between 8 GHz and 14 GHz at an angle of incidence of 45 ° on the reflective surface and mapping the Ti field distribution in the planar waveguide Respectively. A smart metamaterial transparent cloak pressed with a metal bump with a height h = 6 mm, the electric field cross-section at a 45-degree incident angle was measured at frequencies of 8 GHz, 11 GHz, 12 GHz and 14 GHz, respectively, as shown in FIGS. The dispersion curve of the silicon rubber mass shows that the dielectric constant of the silicone rubber does not change sensitively over the wide frequency range. Obviously, in this 8-12 GHz range, the transparent cloak works fairly well in the experimental setup, especially at 11 GHz to 12 GHz experimental frequencies. It is complicated to observe the transparency of the Gaussian beam at the specimen setup and the diffraction limit of the Gaussian beam width. At the other extreme (14 GHz), metamaterial unit cells are not small enough to be exactly uniform in wavelength. This explains the poor performance seen in Figure 8d.

이상적인 카펫(평면) 투명망토는 임의의 입사각에서의 평면파의 빛을 받은 물체의 반사 스펙트럼을 상쇄하고 평면에 반사된 정반사만 남긴다. 실험 샘플(동일한 평행 판 도파로에 설치된 장치)의 입사각 의존도를 연구하기 위해서 반사표면에 수직에 대한 입사각 0°에서 90°로 45°로 10 GHz의 티이 편광의 마이크로파 광선을 발사하여 테스트하였다. 높이 h = 6 mm 의 금속 물체로 눌린 스마트 메타물질 투명망토로 10 GHz에서 전기장 단면도는 선택된 수직에 대한 입사각 0°, 60°, 90°에서 각각 도 8f-h에서처럼 측정되었다. 이 결과들은 이 장치가 여러 입사각의 광선들에 대하여 카펫 투명망토로써 작동함을 보여준다. An ideal carpet (plane) transparent cloak cancels the reflection spectrum of an object that receives the light of a plane wave at an arbitrary incident angle and leaves only the specular reflection reflected on the plane. In order to study the dependence of the incident angle on the experimental sample (the device installed on the same parallel plate waveguide), a microwave ray of 10 GHz T-polarized light was launched on the reflecting surface at an incident angle of 0 ° to 90 ° to 45 °. At 10 GHz with a transparent metamaterial transparent cape pressed with a metal object of height h = 6 mm, the electric field cross-section was measured as shown in Figure 8f-h at incident angles 0 °, 60 ° and 90 ° for the selected vertical. These results show that this device works as a transparent carpet cloak for multiple angles of incidence.

도 8은 실험적으로 측정된 스마트 메타물질 투명망토의 전기장 단면이다. 범프가 h = 6 mm 일 때 주파수와 입사각에 따라 측정된 전기장으로 다양한 주파수 (a) 8 GHz, (b) 11 GHz, (c) 12 GHz, (d) 14 GHz에서 실험적으로 측정된 전기장 단면이다 (e) 실리콘 고무의 분산 곡선이고, 다양한 입사각 (f) 0°, (g) 60°, (h) 90°에서 실험적으로 측정된 전기장 단면이다.Figure 8 is an electric field cross section of a transparent meta-material transparent cape measured experimentally. (B) 11 GHz, (c) 12 GHz, (d) 14 GHz, electric fields measured experimentally at frequencies and incident angles at b = h = 6 mm (e) a dispersion curve of a silicone rubber, which is an experimentally measured electric field cross section at various incident angles (f) 0 °, (g) 60 °, and (h) 90 °.

실험결과는 마이크로파 주파수에서의 자가조절되는 '스마트' 투명 망토 장치(처음의 전자기와 기계적 물성이 균일한 단일 유전체의 탄성 메타-결정으로 만들어진)의 실험적 증명을 나타낸다. 구현된 스마트 투명망토는 거의 무손실의 광대역(10-12 GHz) 특성을 가지고 있고, 더 넓은 영역의 물체들을 덮을 수 있게 확장할 수 있으며 저렴한 제작을 쉽게 만든다. 이것의 '스마트'전자기 구성 텐서들은 전자기와 탄성 물성의 결합에서 이끌어진다. 이러한 하이브리드 탄성-전자기 메타물질 접근법은 준등각 변환광학에 기반한 다양한 응용분야를 가질 것이다.
Experimental results show an experimental proof of the self-regulating 'smart' transparent cloak device at microwave frequencies (made of an elastic meta-crystal of a single dielectric with uniform initial electromagnetic and mechanical properties). The implemented smart transparent cloak has almost lossless broadband (10-12 GHz) characteristics, can be extended to cover a wider range of objects, and can be easily fabricated at low cost. Its 'smart' electromagnetic configuration tensors are derived from the combination of electromagnetic and elastic properties. Such a hybrid elastic-electromagnetic metamaterial approach will have a variety of applications based on quadrature-angle conversion optics.

Claims (18)

탄성변형이 가능한 유전체가 배열된 구조체이고, 상기 유전체의 배열 사이에는 공기 또는 자유공간이 형성되며 상기 구조체의 쁘아송비는 음의 값을 가지며, 상기 유전체의 유전율은 상기 공기 또는 자유공간의 유전율보다 큰 것을 특징으로 하는 탄성 전자기 하이브리드 스마트 메타물질.
Wherein air or a free space is formed between the arrangements of the dielectrics and the Poisson's ratio of the structure has a negative value and the permittivity of the dielectric is larger than the permittivity of the air or the free space Wherein the hybrid electromagnetic meta-material is a hybrid electromagnetic meta-material.
탄성변형이 가능한 유전체가 주기적으로 배열되며, 상기 유전체의 배열 사이에는 공기 또는 자유공간이 형성된 제1구조체 및 제2구조체의 결합형태이고, 상기 제1구조체 및 제2구조체의 쁘아송비는 양의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 탄성 전자기 하이브리드 스마트 메타물질.
Wherein a dielectric structure capable of being elastically deformable is periodically arranged and a first structure and a second structure having air or free space formed between the arrangements of the dielectrics are in the form of a combination of the first structure and the second structure, Wherein the hybrid electromagnetic smart meta-material is an elastic electromagnetic hybrid smart meta material.
제 2 항에 있어서,
상기 유전체는 탄성을 가진 유전물질과 주변 공기 또는 자유공간으로 이루어진 단위 부피의 주기적 배열로 이루어진 구조체인 것을 특징으로 하는 탄성 전자기 하이브리드 스마트 메타물질.
3. The method of claim 2,
Wherein the dielectric is a structure consisting of a dielectric material having elasticity and a periodic arrangement of unit volume consisting of ambient air or free space.
제 3 항에 있어서,
상기 유전체는 실리콘 고무 튜브인 것을 특징으로 하는 탄성 전자기 하이브리드 스마트 메타물질.
The method of claim 3,
Wherein the dielectric material is a silicon rubber tube.
제 3 항에 있어서,
상기 유전체는 탄성변형으로 개별 단위 부피의 야코비언을 변화시켜 상기 유전체의 유효유전율을 변경하는 것을 특징으로 하는 탄성 전자기 하이브리드 스마트 메타물질.
The method of claim 3,
Wherein the dielectric material is elastically deformed to change an individual unit volume of Jacobians to change an effective dielectric constant of the dielectric material.
제 5 항에 있어서,
상기 단위 부피를 구성하는 유전체의 유전율은 2이상인 것을 특징으로 하는 탄성 전자기 하이브리드 스마트 메타물질.
6. The method of claim 5,
Wherein the dielectric constant of the dielectric constituting the unit volume is 2 or more.
제 5 항에 있어서,
상기 유전체의 단위 부피의 크기는 작동하는 전자기파의 파장 길이의 25% 이내인 것을 특징으로 하는 탄성 전자기 하이브리드 스마트 메타물질.
6. The method of claim 5,
Wherein the size of the unit volume of the dielectric is within 25% of the wavelength of the operating electromagnetic wave.
제 4 항에 있어서,
상기 실리콘 고무 튜브는 주기가 10mm 인 사각형 주기 배열을 이루는 것을 특징으로 하는 탄성 전자기 하이브리드 스마트 메타물질.
5. The method of claim 4,
Wherein the silicone rubber tube has a rectangular periodic arrangement with a period of 10 mm.
제 2 항에 있어서,
상기 제2구조체는 삼각형 형태로서, 삼각형의 밑변이 상기 제1구조체에 결합하되, 상기 제2구조체의 삼각형 밑변의 길이는 변형되는 형상의 밑변 길이와 같은 것을 특징으로 하는 탄성 전자기 하이브리드 스마트 메타물질.
3. The method of claim 2,
Wherein the second structure is in the form of a triangle, and the base of the triangle is coupled to the first structure, and the length of the base of the triangle of the second structure is the same as the base length of the shape to be deformed.
탄성변형이 가능한 유전체가 주기적으로 배열되며, 상기 유전체의 배열 사이에는 공기 또는 자유공간이 형성된 제1구조체 및 제2구조체의 결합형태로서, 상기 제1구조체 및 제2구조체의 쁘아송비는 양의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 탄성 전자기 하이브리드 스마트 메타물질을 이용한 클로킹방법으로서, 상기 제2구조체와 1구조체의 일부를 클로킹 대상물체에 접촉 및 압축시켜, 상기 유전체의 공간밀도 분포를 변화시키고 유효굴절률을 준등각사상을 따르도록 변화시켜 상기 대상물체를 클로킹하는 탄성 전자기 하이브리드 스마트 메타물질을 이용한 클로킹방법.
Wherein a dielectric constant of the first structure and the second structure is periodically arranged such that the dielectric structure is elastically deformable and air or a free space is formed between the dielectric arrangements, The cloaking method using the elastic electromagnetic hybrid smart meta material is characterized in that a part of the second structure and one structure are contacted with and compressed by the object to be cloched to change the spatial density distribution of the dielectric and the effective refractive index And cloaking the target object by changing the shape of the target object so as to follow each pattern.
제 10 항에 있어서,
상기 유전체는 탄성을 가진 유전물질과 주변 공기 또는 자유공간으로 이루어진 단위 부피의 주기적 배열로 이루어진 구조체인 것을 특징으로 하는 탄성 전자기 하이브리드 스마트 메타물질을 이용한 클로킹방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the dielectric is a structure consisting of a dielectric material having elasticity and a periodic arrangement of unit volume consisting of ambient air or free space.
제 11 항에 있어서,
상기 유전체는 실리콘 고무 튜브인 것을 특징으로 하는 탄성 전자기 하이브리드 스마트 메타물질을 이용한 클로킹방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the dielectric material is a silicon rubber tube.
제 11 항에 있어서, 상기 유전체는 탄성변형으로 개별 단위 부피의 야코비언을 변화시켜 상기 유전체의 유효유전율을 변경하는 것을 특징으로 하는 탄성 전자기 하이브리드 스마트 메타물질을 이용한 클로킹방법.
12. The cloaking method according to claim 11, wherein the dielectric is elastically deformed to change the Jacobian of an individual unit volume to change an effective permittivity of the dielectric.
제 13 항에 있어서, 상기 단위 부피를 구성하는 유전체의 유전율은 2이상인 것을 특징으로 하는 탄성 전자기 하이브리드 스마트 메타물질을 이용한 클로킹방법.
14. The cloaking method using the elastic electromagnetic hybrid smart meta material according to claim 13, wherein the permittivity of the dielectric constituting the unit volume is 2 or more.
제 13 항에 있어서, 상기 유전체의 단위 부피의 크기는 작동하는 전자기파의 파장 길이의 25% 이내인 것을 특징으로 하는 탄성 전자기 하이브리드 스마트 메타물질 을 이용한 클로킹방법.
14. The cloaking method according to claim 13, wherein the size of the unit volume of the dielectric is within 25% of a wavelength of an electromagnetic wave to be operated.
제 13 항에 있어서, 상기 단위 부피의 주기는 작동하는 전자기파의 파장 길이의 25% 내인 사각형 또는 육각형 배열을 이루는 것을 특징으로 하는 탄성 전자기 하이브리드 스마트 메타물질을 이용한 클로킹방법.
14. The method of claim 13, wherein the period of the unit volume comprises a square or hexagonal arrangement that is within 25% of a wavelength of an operating electromagnetic wave.
제 10 항에 있어서, 상기 제2구조체는 삼각형 형태로서, 삼각형의 밑변이 상기 제1구조체에 결합하되, 상기 제2구조체의 삼각형 밑변의 길이는 변형되는 형상의 밑변 길이와 같은 것을 특징으로 하는 탄성 전자기 하이브리드 스마트 메타물질을 이용한 클로킹방법.
11. The method of claim 10, wherein the second structure is in the form of a triangle, wherein the base of the triangle is coupled to the first structure, and the length of the base of the triangle of the second structure is the same as the base length of the deformed shape A cloaking method using an electromagnetic hybrid smart meta material.
제 17 항에 있어서, 클로킹 대상물체가 도출된 형태인 경우 돌출된 정도에 따라 상기 제2구조체의 삼각형 높이와 곡면 형상을 조절하는 것을 특징으로 하는 탄성 전자기 하이브리드 스마트 메타물질을 이용한 클로킹방법.
18. The cloaking method using the elastic electromagnetic hybrid smart meta-material according to claim 17, wherein the height of the triangle and the curved shape of the second structure are adjusted according to the degree of protrusion when the object to be cloaked is derived.
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KR20180054105A (en) * 2016-11-15 2018-05-24 한국과학기술원 Metamaterial having a high refractive index, and method for preparing the same
KR101894909B1 (en) 2016-11-15 2018-09-04 한국과학기술원 Metamaterial having a high refractive index, and method for preparing the same

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