KR101700934B1 - 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기 및 에너지 집속 장치 - Google Patents

무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기 및 에너지 집속 장치 Download PDF

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KR101700934B1
KR101700934B1 KR1020150191269A KR20150191269A KR101700934B1 KR 101700934 B1 KR101700934 B1 KR 101700934B1 KR 1020150191269 A KR1020150191269 A KR 1020150191269A KR 20150191269 A KR20150191269 A KR 20150191269A KR 101700934 B1 KR101700934 B1 KR 101700934B1
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강승택
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인천대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기는, 기판; 및 상기 기판에 형성된 프랙탈 메타물질 공진기를 포함하고, 상기 프랙탈 메타물질 공진기는, 내부 도체 및 상기 내부 도체를 둘러싸는 외부 도체를 포함하는 프랙탈 분할 링 공진기(SRR: Split Ring Resonator); 상기 내부 도체의 분할 갭에 형성된 집중 소자 형태의 제1 커패시터; 및 상기 외부 도체의 분할 갭에 형성된 집중 소자 형태의 제2 커패시터를 포함하며, 상기 내부 도체 및 상기 외부 도체는 각각 프랙탈 구조로 확장되어, 6㎒, 6.78㎒, 13.56㎒를 포함하는 6㎒ 인접 영역의 주파수 및 6㎒ 이하의 주파수에서 공진하는 무선전력전송용 공진기의 크기를 소형화할 수 있고, 무선전력전송 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기 및 에너지 집속 장치{PLANAR FRACTAL METAMATERIAL RESONATOR AND ENERGY FLUX INCREASING APPARATUS FOR WIRELESS POWER TRANSFER}
본 발명은 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기 및 에너지 집속 장치에 관한 것이다.
스마트폰 등과 같은 이동 장치들에 무선으로 전력을 전송하기 위한 공진 방식의 무선전력전송 장치 또는 무선충전용 장치에서 사용되는 공진 주파수는 6㎒ 인접 영역의 주파수 및 6㎒ 이하의 주파수를 포함한다.
상기 무선전력전송 장치 또는 무선충전용 장치에 포함되는 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기 사이에서 자기장을 결합시키기 위하여, 일반적인 방법은 공진 주파수에 따른 아주 긴 파장을 고려하여 높은 권선수의 헬리컬 코일이나 단일면 스파이럴을 도입하고 있지만, 루프 하나의 부피가 아주 커지거나 단면적이 크게 증가하여 무선전력전송(WPT: Wireless Power Transfer) 장치의 소형화와 실용화에 큰 걸림돌이 되고 있다.
또한, 공진 방식을 이용하는 무선전력전송에 있어서 전력 송신기와 전력 수신기 간의 거리, 즉 전송 거리가 증가하면 전송 효율이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 6㎒에 인접하거나 이하의 주파수에서 공진하고, 크기를 소형화할 수 있으며, 전송 효율이 높은 무선전력전송용 공진기가 요구된다.
KR 10-2013-0059698 A
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 6㎒에 인접하거나 이하의 주파수에서 공진하고, 크기를 소형화할 수 있으며 전송 효율이 높은, 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 6㎒에 인접하거나 이하의 주파수에서 공진하고, 크기를 소형화할 수 있으며 전송 효율이 높은, 무선전력전송용 에너지 집속 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기는,
기판; 및
상기 기판에 형성된 프랙탈 메타물질 공진기를 포함하고,
상기 프랙탈 메타물질 공진기는,
내부 도체 및 상기 내부 도체를 둘러싸는 외부 도체를 포함하는 프랙탈 분할 링 공진기(SRR: Split Ring Resonator);
상기 내부 도체의 분할 갭에 형성된 집중 소자 형태의 제1 커패시터; 및
상기 외부 도체의 분할 갭에 형성된 집중 소자 형태의 제2 커패시터를 포함하며,
상기 내부 도체 및 상기 외부 도체는 각각 프랙탈 구조로 확장된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기에 있어서, 상기 프랙탈 메타물질 공진기는 상기 기판의 가운데 부분에 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기에 있어서, 상기 프랙탈 분할 링 공진기의 내부 도체 및 외부 도체는 상기 기판의 가장자리로부터 소정 거리 이격되어 상기 가장자리를 따라 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기에 있어서, 상기 프랙탈 구조는 직사각형 펄스 파형의 형태를 갖는 프랙탈 요소가 반복된 구조를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기에 있어서, 상기 프랙탈 메타물질 공진기의 공진 주파수는 6㎒, 6.78㎒, 13.56㎒를 포함하는 6㎒ 인접 영역의 주파수 및 6㎒ 이하의 주파수를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기에 있어서, 상기 프랙탈 메타물질 공진기의 길이와 폭은 9㎝ 이하일 수 있다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 무선전력전송용 에너지 집속 장치는,
기판; 및
상기 기판에 형성된 복수의 프랙탈 메타물질 공진기를 포함하고,
상기 복수의 프랙탈 메타물질 공진기 각각은,
내부 도체 및 상기 내부 도체를 둘러싸는 외부 도체를 포함하는 프랙탈 분할 링 공진기(SRR: Split Ring Resonator);
상기 내부 도체의 분할 갭에 형성된 집중 소자 형태의 제1 커패시터; 및
상기 외부 도체의 분할 갭에 형성된 집중 소자 형태의 제2 커패시터를 포함하고,
상기 내부 도체 및 상기 외부 도체는 각각 프랙탈 구조로 확장된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무선전력전송용 에너지 집속 장치에 있어서, 상기 프랙탈 구조는 직사각형 펄스 파형의 형태를 갖는 프랙탈 요소가 반복된 구조를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 무선전력전송용 에너지 집속 장치에 있어서, 상기 프랙탈 메타물질 공진기의 공진 주파수는 6㎒, 6.78㎒, 13.56㎒를 포함하는 6㎒ 인접 영역의 주파수 및 6㎒ 이하의 주파수를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기 및 에너지 집속 장치에 의하면, 6㎒, 6.78㎒, 13.56㎒를 포함하는 6㎒ 인접 영역의 주파수 및 6㎒ 이하의 주파수에서 공진하는 무선전력전송용 공진기의 크기를 소형화할 수 있고, 무선전력전송 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기를 도시한 도면.
도 2a는 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기의 내부 도체와 외부 도체의 구조를 도시한 도면.
도 2b는 도 2a에 점선 A로 표시된 부분의 확대도.
도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기의 주파수 응답 특성을 도시한 그래프.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기를 도시한 도면.
도 5a는 본 발명의 제2 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기의 내부 도체와 외부 도체의 구조를 도시한 도면.
도 5b는 도 5a에 점선 B로 표시된 부분의 확대도.
도 6은 도 4에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기의 주파수 응답 특성을 도시한 그래프.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 무선전력전송용 에너지 집속 장치를 도시한 도면.
도 8의 (a) 및 (b)는 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기를 무선전력 전송기와 무선전력 수신기 사이에 배치한 무선전력전송 장치를 도시한 도면.
도 9는 도 8에 도시된 무선전력전송 장치의 주파수 응답 특성을 도시한 그래프.
도 10은 도 8에 도시된 무선전력전송 장치에서 발생하는 자기장 분포를 도시한 도면.
도 11은 도 2에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기를 무선전력 전송기와 무선전력 수신기 사이에 배치한 무선전력전송 장치를 도시한 도면.
도 12는 도 11에 도시된 무선전력전송 장치의 주파수 응답 특성을 도시한 그래프.
도 13은 도 11에 도시된 무선전력전송 장치에서 발생하는 자기장 분포를 도시한 도면.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
또한, "제1", "제2", "일면", "타면" 등의 용어는, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
이하, 본 발명을 설명함에 있어, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기는, 기판(100), 및 상기 기판(100)에 형성된 프랙탈 메타물질 공진기(102)를 포함한다.
상기 프랙탈 메타물질 공진기(102)는, 내부 도체(104) 및 상기 내부 도체(104)를 둘러싸는 외부 도체(106)를 포함하는 프랙탈 분할 링 공진기(SRR: Split Ring Resonator)(108), 상기 내부 도체(104)의 분할 갭(도 2의 114)에 형성된 집중 소자 형태의 제1 커패시터(110), 및 상기 외부 도체(106)의 분할 갭(도 2의 116)에 형성된 집중 소자 형태의 제2 커패시터(112)를 포함하고, 상기 내부 도체(104) 및 상기 외부 도체(106)는 각각 프랙탈 구조로 확장되어 있다.
상기 프랙탈 구조는 도 1 및 도 2a에 도시된 바와 같이, 직사각형 펄스 파형의 형태를 갖는 프랙탈 요소(118)가 반복된 구조를 포함하는데, 상기 프랙탈 요소는 약 4 내지 5회 반복되며, 상기 프랙탈 메타물질 공진기(102)의 가로와 세로의 길이는 약 20㎜이지만, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않고, 상기 프랙탈 요소의 반복횟수와 상기 프랙탈 메타물질 공진기(102)의 가로와 세로의 길이는 다양한 값을 가질 수 있다.
또한, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 프랙탈 분할 링 공진기(108)의 내부 도체(104) 및 외부 도체(106)는 일정한 간격, 약 0.1㎜ 또는 0.2㎜ 만큼 서로 이격되어 있으며, 상기 내부 도체(104)와 상기 외부 도체(106)의 선폭은 약 0.2㎜이고, 상기 분할 갭(114, 116)은 약 0.2㎜이지만, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않고, 다양한 값들을 가질 수 있다.
도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기에서, 상기 프랙탈 메타물질 공진기(102)는 상기 기판(100)의 가운데 부분에 형성되어 있다.
도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기는 6㎒, 6.78㎒, 13.56㎒를 포함하는 6㎒ 인접 영역의 주파수 및 6㎒ 이하의 주파수에서 공진할 수 있다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에서, 상기 기판(100)은 소정의 유전율을 갖는 유전체 기판으로서, 상기 기판(100)의 유전율은 4.3이고, 두께는 1㎜이며, 손실 탄젠트는 0.025인 에폭시 수지 기판(FR-4)이지만, 이외에 다양한 기판이 상기 기판(100)으로서 사용될 수 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 프랙탈 분할 링 공진기(SRR)(108)는 서로 다른 길이를 갖고 중심이 동일하며 프랙탈 구조로 확장된 고리 형태의 금속 패턴으로서, 각각 분할 갭(도 2a의 114, 116)을 포함하는 내부 도체(104)와 외부 도체(106)를 포함한다.
상기 내부 도체(104)와 상기 외부 도체(106)는 인덕터 역할을 하고, 원래 분할 갭(114, 116)은 커패시터 역할을 함으로써 프랙탈 분할 링 공진기(108)가 공진기로서 동작하도록 한다. 추가적으로, 본 발명의 제1 실시예에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 분할 갭(114, 116)에 각각 집중 소자 형태의 제1 커패시터(110)와 제2 커패시터(112)를 형성하여, 상기 프랙탈 분할 링 공진기(SRR)(108)의 커패시턴스 값을 증가시킨다.
도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기에서는, 프랙탈 분할 링 공진기(108)의 내부 도체(104)와 외부 도체(106)를 프랙탈 구조로 확장하여 내부 도체(104)와 외부 도체(106)의 길이를 각각 증가시켜 단위면적당 인덕턴스와 유효 투자율을 증가시키고, 상기 내부 도체(104)의 분할 갭(도 2의 114)에 집중 소자 형태의 제1 커패시터(110)를 형성하여 프랙탈 분할 링 공진기(108)의 내부 도체(104)의 분할 갭(114)에 의해 형성되는 커패시턴스를 증가시키며, 외부 도체(106)의 분할 갭(116)에 집중 소자 형태의 제2 커패시터(112)를 형성하여 프랙탈 분할 링 공진기(108)의 외부 도체(106)의 분할 갭(116)에 의해 형성되는 커패시턴스를 증가시켜, 상기 프랙탈 메타물질 공진기(102)에 더 많은 자속을 여기시켜 강력한 공진이 일어나게 한다.
따라서, 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기는, 6㎒ 인접 영역의 주파수에서 공진하면서도 전체 길이와 폭이 9㎝ 이하가 되어 크기가 소형화될 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기의 주파수 응답 특성을 도시한 그래프이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기는 전체 길이와 폭이 9㎝ 이하인 경우에도, 6㎒의 주파수 영역에서 노치가 발생하는 공진 효과를 나타냄을 알 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기를 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기의 구조는 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기의 구조와 거의 동일하다. 다만, 프랙탈 분할 링 공진기(408)의 내부 도체(404)와 외부 도체(406)가 기판(400)의 가장자리로부터 소정 거리 이격되어 상기 가장자리를 따라 형성되는 것과, 프랙탈 요소(418)의 반복 횟수, 내부 도체(404)와 외부 도체(406)의 선폭, 내부 도체(404)와 외부 도체(406) 사이의 간격, 및 분할 갭(414, 416)의 크기 등이 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기와 비교할 때 다소 상이하다.
도 5a는 도 4에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기의 내부 도체(404)와 외부 도체(406)의 구조를 도시한 도면이고, 도 5b는 도 5a에 점선 B로 표시된 부분의 확대도이다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 프랙탈 분할 링 공진기(408)의 내부 도체(404) 및 외부 도체(406)는 일정한 간격, 약 0.1㎜ 또는 0.2㎜ 만큼 서로 이격되어 있으며, 상기 내부 도체(404)와 상기 외부 도체(406)의 선폭은 약 0.2㎜이고, 상기 분할 갭(414, 416)은 약 0.2㎜이지만, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않고, 다양한 값들을 가질 수 있다.
도 6은 도 4에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기의 주파수 응답 특성을 도시한 그래프이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 도 4에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기는 전체 길이와 폭이 9㎝ 이하인 경우에도, 6㎒의 주파수 영역에서 노치가 발생하는 공진 효과를 나타냄을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 무선전력전송용 에너지 집속 장치를 도시한 도면이다.
도 7에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 무선전력전송용 에너지 집속 장치는, 기판(700), 및 상기 기판(700)에 프랙탈 메타물질 공진기들(SFR1 내지 SFR9을 포함한다.
상기 프랙탈 메타물질 공진기들(SFR1 내지 SFR9) 각각은, 그 구조가 도 1에 도시된 프랙탈 메타물질 공진기(102)와 동일하다.
도 7에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 무선전력전송용 에너지 집속 장치는, 무선전력전송을 위해 자기장을 집속하기 위한 장치로서, 전달 효율을 더 증가시키기 위하여, 9개의 프랙탈 메타물질 공진기들(SFR1 내지 SFR9)을 기판(700)에 배열하여, 에너지의 집속율을 높이는 장치이다.
도 8의 (a) 및 (b)는 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기(도 8에 804로 표기함)를 자기공진방식과 관련한 WPC(Wireless Power Consortium) 표준 A4WP(Alliance for Wireless Power)에 따른 인텔형 무선 루프인 무선전력 전송기(802)와 무선 전력 수신기(800) 사이에 배치한 무선전력전송 장치를 도시한 도면이고, 도 9는 도 8에 도시된 무선전력전송 장치의 주파수 응답 특성을 도시한 그래프이며, 도 10은 도 8에 도시된 무선전력전송 장치에서 발생하는 자기장 분포를 도시한 도면이다.
도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기(804)를 무선전력 전송기(802)와 무선전력 수신기(800) 사이에 배치한 경우, 전송효율이 98% 정도로 향상됨을 알 수 있다.
도 11은 도 4에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기(1104)를 자기공진방식과 관련한 WPC(Wireless Power Consortium) 표준 A4WP(Alliance for Wireless Power)에 따른 인텔형 무선 루프인 무선전력 전송기(1102)와 무선전력 수신기(1104) 사이에 배치한 무선전력전송 장치를 도시한 도면이고, 도 12는 도 11에 도시된 무선전력전송 장치의 주파수 응답 특성을 도시한 그래프이며, 도 13은 도 11에 도시된 무선전력전송 장치에서 발생하는 자기장 분포를 도시한 도면이다.
도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 도 2에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기(1104)를 무선 전력전송기(1102)와 무선 전력 수신기(1100) 사이에 배치한 경우, 전송효율이 90%를 넘을 정도로 향상됨을 알 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기 및 에너지 집속 장치에 의하면, 6㎒에 인접한 6.78㎒ 또는 13.56㎒ 또는 그 이하의 주파수에서 공진하는 무선전력전송용 공진기의 크기를 소형화할 수 있고, 무선전력 전송효율을 향상시킬 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로, 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100, 400, 700 : 기판 102, 402 : 프랙탈 메타물질 공진기
104, 404 : 내부 도체 106, 406 : 외부 도체
108, 408 : 프랙탈 분할 링 공진기 110, 410 : 제1 커패시터
112, 412 : 제2 커패시터 114, 116, 414, 416 : 분할 갭
118, 418 : 프랙탈 요소 800, 1100 : 무선전력 수신기
802, 1102 : 무선전력 전송기
804, 1104 : 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기
SFR1 내지 SFR9 : 프랙탈 메타물질 공진기

Claims (9)

  1. 기판; 및
    상기 기판에 형성된 프랙탈 메타물질 공진기를 포함하고,
    상기 프랙탈 메타물질 공진기는,
    내부 도체 및 상기 내부 도체를 둘러싸는 외부 도체를 포함하는 프랙탈 분할 링 공진기(SRR: Split Ring Resonator);
    상기 내부 도체의 분할 갭에 형성된 집중 소자 형태의 제1 커패시터; 및
    상기 외부 도체의 분할 갭에 형성된 집중 소자 형태의 제2 커패시터를 포함하며,
    상기 내부 도체 및 상기 외부 도체는 각각 프랙탈 구조로 확장되는, 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 프랙탈 메타물질 공진기는 상기 기판의 가운데 부분에 형성되는, 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 프랙탈 분할 링 공진기의 내부 도체 및 외부 도체는 상기 기판의 가장자리로부터 소정 거리 이격되어 상기 가장자리를 따라 형성되는, 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 프랙탈 구조는 직사각형 펄스 파형의 형태를 갖는 프랙탈 요소가 반복된 구조를 포함하는, 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기.
  5. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 프랙탈 메타물질 공진기의 공진 주파수는 6㎒, 6.78㎒, 13.56㎒를 포함하는 6㎒ 인접 영역의 주파수 및 6㎒ 이하의 주파수를 포함하는, 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기.
  6. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 프랙탈 메타물질 공진기의 길이와 폭은 9㎝ 이하인, 무선전력전송용 평면형 프랙탈 메타물질 공진기.
  7. 기판; 및
    상기 기판에 형성된 복수의 프랙탈 메타물질 공진기를 포함하고,
    상기 복수의 프랙탈 메타물질 공진기 각각은,
    내부 도체 및 상기 내부 도체를 둘러싸는 외부 도체를 포함하는 프랙탈 분할 링 공진기(SRR: Split Ring Resonator);
    상기 내부 도체의 분할 갭에 형성된 집중 소자 형태의 제1 커패시터; 및
    상기 외부 도체의 분할 갭에 형성된 집중 소자 형태의 제2 커패시터를 포함하고,
    상기 내부 도체 및 상기 외부 도체는 각각 프랙탈 구조로 확장되는, 무선전력전송용 에너지 집속 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 프랙탈 구조는 직사각형 펄스 파형의 형태를 갖는 프랙탈 요소가 반복된 구조를 포함하는, 무선전력전송용 에너지 집속 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 프랙탈 메타물질 공진기의 공진 주파수는 6㎒, 6.78㎒, 13.56㎒를 포함하는 6㎒ 인접 영역의 주파수 및 6㎒ 이하의 주파수를 포함하는, 무선전력전송용 에너지 집속 장치.
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