KR101928438B1 - 대전 입자의 진동을 이용한 전자기파 발생기 및 비트 생성기 - Google Patents

대전 입자의 진동을 이용한 전자기파 발생기 및 비트 생성기 Download PDF

Info

Publication number
KR101928438B1
KR101928438B1 KR1020130009448A KR20130009448A KR101928438B1 KR 101928438 B1 KR101928438 B1 KR 101928438B1 KR 1020130009448 A KR1020130009448 A KR 1020130009448A KR 20130009448 A KR20130009448 A KR 20130009448A KR 101928438 B1 KR101928438 B1 KR 101928438B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
chargeable particles
unit
voltage
charged
Prior art date
Application number
KR1020130009448A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140022718A (ko
Inventor
조승래
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to PCT/KR2013/001909 priority Critical patent/WO2014025112A1/en
Priority to CN201380037362.1A priority patent/CN104488145B/zh
Priority to EP13828175.3A priority patent/EP2883288B1/en
Priority to US13/793,014 priority patent/US9257209B2/en
Publication of KR20140022718A publication Critical patent/KR20140022718A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101928438B1 publication Critical patent/KR101928438B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K5/00—Irradiation devices
    • G21K5/04—Irradiation devices with beam-forming means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S1/00—Masers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the microwave range
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/02—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/01—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate comprising only passive thin-film or thick-film elements formed on a common insulating substrate
    • H01L27/016—Thin-film circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/40—Capacitors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)

Abstract

개시된 전자기파 발생기는 서로 마주하며 이격 배치된 제1전극 및 제2전극; 상기 제1전극과 제2전극 사이에 배치된 대전 가능 입자; 상기 제1전극과 제2전극에 사이에 전압을 인가하는 전원부; 상기 제1전극과 상기 제2전극 중 어느 하나에 전기적으로 연결되어, 유도 전류 진동(induced current oscillation)에 의한 전자기파를 방사하는 안테나부;를 포함한다.

Description

대전 입자의 진동을 이용한 전자기파 발생기 및 비트 생성기{Electromagnetic wave generator and bit generator using oscillation of charged particle}
본 개시는 대전 입자의 진동을 이용한 전자기파 발생기 및 비트 생성기에 관한 것이다.
테라헤르츠 전자기파(이하, 테라헤르츠파)는 통상적으로 약 0.1~10 THz의 주파수 대역을 갖는 전자기파를 나타낸다. 테라헤르츠파는 마이크로파나 광파가 투과할 수 없는 물질을 쉽게 투과하고 수분에 잘 흡수되는 특성을 갖고 있다. 때문에, 테라헤르츠파는 의학, 화학, 군사, 보안, 생명, 환경, 정보통신 등의 다양한 기술 분야에서 중요성이 부각되고 있다. 그러나, 아직까지는 테라헤르츠 대역의 전자기파를 신뢰성 있게 발생시킬 수 있는 장치가 충분히 개발되지 않고 있어서, 새로운 테라헤르츠 발생기를 개발하기 위한 많은 연구가 진행 중이다.
예를 들어, 비선형 결정을 갖는 고체 레이저(solid state laser)를 이용하는 테라헤르츠 발생기, 코일 또는 자석을 이용한 전자기 유도 방식의 테라헤르츠 발생기 등이 현재 개발되고 있다. 그러나, 현재까지 개발된 테라헤르츠 발생기는 특정 파장의 테라헤르츠파만을 출력할 수 있거나, 또는 출력 테라헤르츠파의 가용 대역이 좁아서 응용 분야가 한정될 수 있다. 예를 들어, 신체 내의 서로 다른 장기(심장, 혈관, 위장 등)을 단층촬영하기 위해서는 서로 다른 파장의 테라헤르츠파가 요구되는데, 대역폭이 좁은 기존의 테라헤르츠 발생기로는 그러한 요구를 충족시킬 수 없다. 또한, 테라헤르츠 발생기는 그 동작 원리상 소비전력이 매우 클 수 있다.
본 개시는 대전 입자의 진동을 이용한 전자기파 발생기 및 비트 생성기에 관한 것이다.
일 유형에 따르는 전자기파 발생기는 서로 마주하며 이격 배치된 제1전극 및 제2전극; 상기 제1전극과 제2전극 사이에 배치된 대전 가능 입자; 상기 제1전극과 제2전극에 사이에 전압을 인가하는 전원부; 상기 제1전극과 상기 제2전극 중 어느 하나에 전기적으로 연결되어, 유도 전류 진동(induced current oscillation)에 의한 전자기파를 방사하는 안테나부;를 포함한다.
상기 전원부는 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 직류 전압을 인가하고, 상기 대전 가능 입자의 자기 진동(self-sustained oscillation)에 의해 상기 유도 전류 진동이 발생할 수 있다.
상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에는 진공 상태이거나 또는 비활성 가스로 채워진 챔버가 더 배치되고, 상기 대전 가능 입자는 상기 챔버 내에 배치될 수 있다.
상기 제1전극과 상기 제2전극은 원통형 코어(core) 및 실린더 쉘(cylindrial shell) 형상으로 배치될 수 있으며, 이 경우, 상기 제1전극과 상기 제2전극이 상기 챔버의 내벽을 형성할 수 있다.
상기 챔버는 유전체 구조물에 형성된 관통홀로 이루어질 수 있으며, 상기 관통홀은 원통 형상으로 이루어질 수 있고, 상기 제1전극 및 상기 제2전극은 상기 관통홀의 상, 하부를 덮도록 마련될 수 있다.
상기 대전 가능 입자는, 전기적으로 대전될 수 있는 전도성 재질 또는 이온화된 원자를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 대전 가능 입자는, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 인가되는 전압과 무관하게 이미 대전되어 있으며 대전된 상태를 유지하는 입자이거나, 또는 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 전압이 인가될 때에만 대전되고 전압 인가의 중단시 방전되는 입자일 수 있다.
상기 대전 가능 입자가 양전하로 대전되는 경우, 상기 대전 가능 입자는 상기 제1전극과 상기 제2전극 중, 양전극(anode)에 근접한 위치에서 진동할 수 있고, 이 경우, 상기 안테나부는 상기 양전극에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 대전 가능 입자가 음전하로 대전되는 경우, 상기 대전 가능 입자는 상기 제1전극과 상기 제2전극 중, 음전극(cathode)에 근접한 위치에서 진동할 수 있고, 이 경우, 상기 안테나부는 상기 음전극에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 안테나부는 로드 안테나(rod antenna), 헬리컬 안테나(helical antenna), 또는 원형 안테나(circular antenna)를 포함할 수 있다.
또한, 일 유형에 따르는 전자기파 발생기는 서로 마주하며 이격 배치된 제1전극 및 제2전극; 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 배치된 다수의 챔버; 상기 챔버 각각에 하나 이상씩 배치된 대전 가능 입자; 상기 제1전극과 제2전극에 사이에 전압을 인가하는 전원부; 상기 제1전극과 상기 제2전극 중 어느 하나에 전기적으로 연결되어, 유도 전류 진동(induced current oscillation)에 의한 전자기파를 방사하는 안테나부;를 포함한다.
상기 다수의 챔버는 유전체 기판에 형성된 다수의 관통홀로 이루어질 수 있으며, 상기 제1전극과 상기 제2전극은 각각 상기 유전체 기판의 상면 및 하면에 상기 다수의 관통홀을 덮는 형태로 배치될 수 있다.
또한, 일 유형에 따르는 전자기파 발생기는 하나 이상의 대전 가능 입자; 상기 대전 가능 입자가 배치되는 내부 공간을 형성하며, 상기 내부 공간에 전기장을 형성하는 전극부가 구비된 챔버 구조물; 상기 내부 공간에 전기장을 형성하기 위해 상기 전극부에 전압을 인가하는 전원부를 구비하는 전원 회로부; 상기 전극부에 전기적으로 연결되어 유도 전류 진동(induced current oscillation)에 의한 전자기파를 방사하는 안테나부;를 포함한다.
상기 챔버 구조물은 서로 마주하며 이격 배치된 제1전극과 제2전극; 상기 제1전극과 제2전극 사이의 공간을 둘러싸는 스페이서부; 상기 내부 공간을 가로지르는 형태로 배치되어, 일단이 상기 스페이서부를 관통하여 외부로 노출된 도선부;를 포함할 수 있다.
상기 전원 회로부는 상기 제1전극과 제2전극이 같은 전위를 가지며, 상기 도선부와의 사이에 전압이 인가되도록 구성될 수 있다.
상기 대전 가능 입자는 양전하로 대전되고, 상기 도선부는 양전극(anode), 상기 제1전극과 제2전극은 음전극(cathode)이 되도록, 상기 도선부와 상기 제1전극, 제2전극이 상기 전원부에 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 안테나부는 일단이 상기 도선부 쪽에 연결될 수 있다.
또는, 상기 챔버 구조물은 서로 마주하며 이격 배치된 제1전극과 제2전극; 상기 제1전극과 제2전극 사이의 공간을 둘러싸는 것으로, 전도성 재질로 이루어진 스페이서부; 상기 스페이서부와 상기 제1전극 사이를 절연하기 위해 상기 스페이서부와 상기 제1전극 사이에 배치된 제1절연부; 상기 스페이서부와 상기 제2전극 사이를 절연하기 위해 상기 스페이서부와 상기 제2전극 사이에 배치된 제2절연부; 상기 내부 공간에서 상기 제1전극과 제2전극을 전기적으로 연결하는 도선부;를 포함할 수 있다.
상기 전원 회로부는 상기 제1전극과 제2전극이 같은 전위를 가지며, 상기 스페이서부와의 사이에 전압을 인가하도록 구성될 수 있다.
상기 대전 가능 입자는 양전하로 대전되고, 상기 도선부는 양전극(anode), 상기 스페이서부는 음전극(cathode)이 되도록, 상기 도선부와 상기 제1전극, 제2전극이 상기 전원부에 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 안테나부는 일단이 상기 제1전극이나 제2전극 쪽에 연결될 수 있다.
또한, 일 유형에 따르는 비트 생성기는 하나 이상의 대전 가능 입자; 상기 대전 가능 입자가 배치되는 내부 공간을 형성하며, 상기 내부 공간에 전기장을 형성하는 전극부가 구비된 챔버 구조물; 상기 내부 공간에 전기장을 형성하기 위해 상기 전극부에 전압을 인가하는 전원부; 상기 전극부에 전압이 인가 또는 인가되지 않도록 상기 전원부를 제어하는 제어부; 상기 전극부에서 나타나는 유도전류진동(induced current oscillation)의 유무에 대응하는 비트 데이터를 저장하는 데이터 저장부;를 포함한다.
상기 챔버 구조물은 서로 마주하며 이격 배치된 제1전극과 제2전극; 상기 제1전극과 제2전극 사이의 공간을 둘러싸는 스페이서부;를 포함할 수 있다.
상기 대전 가능 입자가 양전하로 대전되고, 상기 데이터 저장부는 상기 제1전극과 상기 제2전극 중, 양전극(anode)이 되는 전극에 연결될 수 있다.
상기 대전 가능 입자가 음전하로 대전되고, 상기 데이터 저장부는 상기 제1전극과 상기 제2전극 중, 음전극(cathode)이 되는 전극에 연결될 수 있다.
상술한 전자기파 발생기는 직류 전압에 의한 대전 입자의 자기 진동(self-sustained oscillation)을 이용하는 것으로, 이에 의해 발생한 유도 전류 진동(induced current oscillation)을 전자기파의 소스로 하는 안테나 구조를 구비하고 있어, 발생된 전자기파를 효율적으로 송신할 수 있다.
이러한 전자기파 발생기는 전자기파 발생을 위해, 캐소드와 애노드간의 전자 이동을 요구하는 구조가 아니므로 전력 소모가 적으므로 전자기파 발생 효율이 높다.
또한, 발생되는 전자기파의 주파수를 캐소드와 애노드 간의 인가 전압에 의해 용이하게 조절할 수 있다.
상술한 비트 생성기는 직류 전압에 의한 대전 입자의 자기 진동(self-sustained oscillation)을 이용하며, 이에 의해 형성된 유도전류진동의 유무에 따른 비트 데이터를 생성할 수 있다.
이러한 비트 생성기는 기존의 트랜지스터 기반의 비트 생성기에 비해 매우 작은 구조로 구현될 수 있으며, 초소형 컴퓨터에 적용될 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 전자기파 발생기의 개략적인 구조를 보이는 개념도이다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1의 전자기파 발생기에 채용될 수 있는 안테나부의 예시적인 구조를 보인다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 전자기파 발생기에서, 대전 입자의 자기 진동(self-sustained oscillation)을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 도 1의 전자기파 발생기에서, 대전 가능 입자가 양전하로 대전된 경우 및 음전하로 대전된 경우의 진동 궤적을 예시적으로 보이는 개념도이다.
도 5는 도 1의 전자기파 발생기에서의 대전 입자의 진동을 확인하기 위한 실험 세팅을 보인다.
도 6a 내지 도 6d, 도 7a 내지 도 7d는 도 5의 실험 세팅에서, 바이어스 전압, 챔버내의 압력등을 조절하며 측정한 유도 전압 파형을 보인다.
도 8a 및 도 8b는 도 1의 전자기파 발생기에 채용될 수 있는 자기 진동 형성부의 예시적인 구조에 대한 사시도 및 평면도이다.
도 9a는 도 1의 전자기파 발생기에 채용될 수 있는 자기 진동 형성부의 다른 예시적인 구조를 보인 단면도이고, 도 9b는 도 9a의 챔버 구조를 상세히 보인 사시도이다.
도 10a 및 도 10b는 다른 실시예에 따른 전자기파 발생기의 구조를 개략적으로 보인 사시도 및 단면도이다.
도 11a 및 도 11b는 또 다른 실시예에 따른 전자기파 발생기의 구조를 개략적으로 보인 사시도 및 단면도이다.
도 12는 또 다른 실시예에 따른 전자기파 발생기의 구조를 개략적으로 보인다.
도 13은 또 다른 실시예에 따른 전자기파 발생기의 구조를 개략적으로 보인다.
도 14는 실시예에 따른 비트 생성기의 개략적인 구조를 보인다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전자기파 발생기에 대해 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에서 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다. 이하에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 전자기파 발생기(200)의 개략적인 구조를 보이는 개념도이고, 도 2a 내지 도 2c는 도 1의 전자기파 발생기(200)에 채용될 수 있는 안테나부(280)의 예시적인 구조를 보인다.
전자기파 발생기(200)는 서로 마주하며 이격 배치된 제1전극(110) 및 제2전극(120), 제1전극(110)과 제2전극(120) 사이에 배치된 대전 가능 입자(140), 제1전극(110)과 제2전극(120) 사이에 전압을 인가하는 전원부(250), 제1전극(110)과 제2전극(120) 중 어느 하나에 전기적으로 연결되어, 유도 전류 진동(induced current oscillation, Iind)에 의한 전자기파를 방사하는 안테나부(280)를 포함한다.
전자기파 발생기(200)는 전원부(250)에서 제1전극(110)과 제2전극(120) 사이에 직류 전압을 인가할 때, 대전 가능 입자(140)의 자기 진동(self-sustained oscillation)이 일어나고 이에 의해 유도 전류 진동(Iind)이 발생하는 구조를 갖는다.
제1전극(110)과 제2전극(120) 사이에는 진공 상태이거나 또는 비활성 가스로 채워진 챔버(160)가 더 배치되고, 대전 가능 입자(140)는 챔버(160) 내에 배치될 수 있다.
제1전극(110), 제2전극(120), 챔버(160) 및 대전 가능 입자(140)는 자기 진동 형성부(100)를 이루며, 전극 구조나 챔버 형태의 다양한 변형에 따른 자기 진동 형성부(100)의 실시예들은 후술할 것이다.
챔버(160)는 제1전극(110), 제2전극(120)과 함께, 대전 가능 입자(140)가 배치되고 진동하는 공간을 제공한다. 챔버(160)에는 대전 가능 입자(140) 이외에는 전하를 가진 입자나 가스가 존재하지 않는 것이 유리하다. 이를 위해, 내부 공간(20)을 진공 상태로 유지할 수 있다. 또는, 예를 들어 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr), 크세논(Xe) 등과 같은 비활성 가스(noble gas)나, 육불화황(SF6, sulfur hexafluoride)과 같이 대전 가능 입자(140)의 전기적 방전을 억제하는 가스로 채워질 수도 있다.
대전 가능 입자(140)는 전기적으로 대전될 수 있는 전도성 재질 또는 이온화된 원자(ionized atom)를 포함하여 이루어질 수 있다. 전원부(250)에 의해 제1전극(110)과 제2전극(120) 사이에 전압이 인가되면, 제1전극(110)과 제2전극(120) 사이에 전기장(Electric field, E)이 형성되고, 전기장 내에서 대전 입자(charged particle)의 진동이 발생한다. 대전 가능 입자(140)는 양전하 또는 음전하로 대전된 후, 전자기장 내에서 진동하는 대전 입자로 기능하게 되며, 제1전극(110)과 제2전극(120) 사이에 인가되는 전압과 무관하게 이미 대전되어 있으며 대전된 상태를 유지하는 입자이거나, 또는 제1전극(110)과 제2전극(120) 사이에 전압이 인가될 때에만 대전되고 전압 인가의 중단시 방전되는 입자일 수 있다.
대전 가능 입자(140)의 진동은 유도 전류 진동(induced current oscillation, Iind)의 형태로 나타나며, 이것은 전자기파의 소스가 된다. 안테나부(280)는 이러한 유도 전류 진동(induced current oscillation)으로부터 발생하는 전자기파를 외부로 송신하기 위해 마련되는 것이다.
안테나부(280)는 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 로드 안테나(rod antenna)(181), 헬리컬 안테나(helical antenna)(182), 원형 안테나(circular antenna)(183)의 형상을 가질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 대전 가능 입자(140)가 진동하는 주기에 대응하는 주파수의 전자기파가 전자기파 발생기(200)에서 발생하며, 이 때의 주파수는 전원부(250)에서 제1전극(110)과 제2전극(120) 사이에 인가하는 전압과 관련된다. 즉, 안테나부(280)의 구체적인 형상은 전원부(250)에서 제1전극(110)과 제2전극(120) 사이에 인가하는 전압 및 이에 의해 발생하는 전자기파의 주파수를 고려하여, 이를 효율적으로 방사할 수 있는 구조로 정해질 수 있다.
안테나부(280)는 제1전극(110)에 전기적으로 연결된 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것이다. 대전 가능 입자(140)가 양전하로 대전되는 경우, 대전 가능 입자(140)는 제1전극(110)과 제2전극(120) 중, 양전극(anode)에 근접한 위치에서 진동하므로, 이 경우, 안테나부(140)는 양전극(anode)인 제1전극(110)에 전기적으로 연결될 수 있다. 반면, 대전 가능 입자(140)가 음전하로 대전되는 경우, 대전 가능 입자(140)는 제1전극(110)과 제2전극(120) 중, 음전극(cathode)에 근접한 위치에서 진동하며, 이 경우, 안테나부(280)는 음전극(cathode)인 제2전극(120)에 전기적으로 연결될 수 있다.
이하, 전자기파 발생기(200)에서 대전 입자의 자기 진동이 일어나는 원리를 간략히 살펴보기로 한다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 전자기파 발생기(200)에서의, 대전 입자의 자기 진동(self-sustained oscillation)을 설명하기 위한 개념도이고, 도 4는 도 1의 전자기파 발생기(200)에서, 대전 가능 입자가 양전하로 대전된 경우 및 음전하로 대전된 경우의 진동 궤적을 예시적으로 보이는 개념도이다.
제1전극(110)과 제2전극(120) 사이에 전압이 인가되기 전에는 대전 가능 입자(140)는 중력 방향에 따라, 제1전극(110)의 표면이나, 제2전극(120) 표면 또는 챔버(160)의 바닥면에 놓여 있을 수 있다. 이 때, 대전 가능 입자(140)는 전기적으로 대전되지 않은 상태일 수도 있다. 따라서, 전자기파 발생기(200)의 동작 초기에, 대전 가능 입자(140)를 대전시키기 위해서, 제1전극(110)과 제2전극(120) 사이에 초기 전압을 인가한다. 예를 들어, 대전 가능 입자(140)가 알루미늄 재질로 이루어진 경우, 제1전극(110)과 제2전극(120) 사이에 약 700V/mm 이상의 전기장을 인가하면, 대전 가능 입자(140)를 이루는 알루미늄 원자로부터 전자가 하나씩 튀어나와 제1전극(120)을 통해 흘러나가고 대전 가능 입자(140)는 양(+)으로 대전된다. 만약 대전 가능 입자(140)가 제1전극(110)과 제2전극(120) 사이의 전압의 인가와 무관하게 이미 대전되어 있으며 대전된 상태를 유지할 수 있다면, 이러한 초기화 과정은 요구되지 않을 수 있다. 그러나, 제1전극(110)과 제2전극(120) 간에 전압이 인가될 때에만 대전 가능 입자(140)가 대전되고 전압 인가의 중단시 방전된다면, 상술한 초기화 과정이 요구될 수 있다.
다음, 제1전극(110)과 제2전극(120) 사이에 생성하고자 하는 전자기파의 파장에 따라 적절한 DC 전압을 인가하면, 제1전극(110)에서 제2전극(120)을 향하는 방향으로 전기장이 발생하면서, 대전된 대전 가능 입자(140)는 제1전극(110)과 제2전극(120) 사이를 왕복하면서 진동할 수 있다.
대전 가능 입자(140)의 이러한 진동은 라플라스 방정식과, 제1전극(110), 제2전극(120)의 위치 관계, 각각의 전위 및 대전 가능 입자(140)에 대전된 면전하밀도에서 정해지는 경계조건에 따라 수학적으로 예측될 수 있다. 대전 가능 입자(140)의 위치에 따라 제1전극(110)과 제2전극(120)의 표면에 유도되는 전하 밀도가 변화하면서, 대전 가능 입자(140)에 대해 인력이 우세하게 작용하거나 또는 척력이 우세하게 작용하게 된다. 예를 들어, 제1전극(110)의 전위(VT)가 제2전극(120)의 전위(VL)보다 높아 전기장 Ep의 방향이 제1전극(110)으로부터 제2전극(120)을 향하고, 대전 가능 입자(140)가 (+)로 대전되어 있다고 가정하면, 편극 소거장(depolarization field)에 의해 대전 가능 입자(140)의 위쪽 반구에는 음전하가 분포하고 아래쪽 반구에는 양전하가 분포하게 되는데, 양측 반구의 전하의 총합은 (+)가 된다. 또한, 제1전극(110)의 표면에도 음전하가 분포하게 되는데, 대전 가능 입자(14)가 제1전극(110)으로부터 멀어지면 제1전극(110)의 표면에 유도되는 전하 밀도가 낮아지고, 대전 가능 입자(140)가 제1전극(110)에 가까워지면 제1전극(110)의 표면에 유도되는 전하 밀도가 높아진다.
따라서, 도 3a에 도시된 바와 같이, 대전 가능 입자(140)가 제1전극(110)으로부터 일정 거리 이상 멀어지면(region B), 대전 가능 입자(140)의 전체 전하(q>0)와 제1전극(110) 사이에 인력이 우세해진다. 그 결과, 대전 가능 입자(140)는 제1전극(110)을 향해 이동하게 된다. 대전 가능 입자(140)가 제1전극(110)에 일정 거리 이하로 접근하면(region A), 제1전극(110)의 표면에 유도되는 음전하의 밀도가 증가하면서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1전극(110)의 표면에 유도된 음전하와 대전 가능 입자(140)의 위쪽 반구에 분포하는 음전하에 의한 반발력이 우세해진다. 그 결과, 대전 가능 입자(410)는 제1 전극(110)으로부터 멀어지게 된다. 이러한 원리로 대전 가능 입자(14)는 영역 A와 영역 B 사이를 왕복하면서 진동하게 된다.
도 3a 및 도 3b는 양으로 대전된 대전 가능 입자(140)가 양전극이 되는 제1전극(110) 근방에서 진동하는 것을 예시한 것이고, 한편, 대전 가능 입자(140)가 음으로 대전된 경우, 음전극이 되는 제2전극(120) 근방에서 진동하게 된다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 양으로 대전된 대전 가능 입자(140)는 양전극이 되는 제1전극(110)에 가까워졌다가 멀어지는 것을 반복하는 경로(path 1)로, 음으로 대전된 대전 가능 입자(140)는 음전극이 되는 제2전극(120)에 가까워졌다가 멀어지는 것을 반복하는 경로(path 2)로 진동한다. 도 4에 도시된 경로(path 1)(path 2)에서 세로축은 전극으로부터의 거리, 가로축은 시간을 나타낸다.
상술한 대전 입자의 진동에 대한 수학적 계산은 발명자의 논문들(Phys. Plasmas 19, 033506(2012); doi:10.1063/1.3690104, Phys. Plasmas 19, 072113(2012); doi:10.1063/1.4737189)에 상세히 기술되어 있다.
도 5는 도 1의 전자기파 발생기(200)에서 대전된 대전 가능 입자(140)의 진동을 확인하기 위한 실험 세팅을 보인다.
실린더 쉘(cylindrical shell) 형상의 캐소드(cathode)와 그 중심에 원통형 코어 형상의 애노드(anode)를 마련하고, 대전 입자로는 대전된 아르곤 원자를 사용하고 있다. 캐소드와 애노드 사이에 DC 전압을 인가하여 대전 입자가 진동하면, 대전 입자의 진동수에 대응하는 진동수로, C1의 위치에서의 전위가 진동하는 것이 관측될 것으로 예상된다.
도 6a 내지 도 6d, 도 7a 내지 도 7d는 도 5의 실험 세팅에서, 바이어스 전압, 챔버내의 압력등을 조절하며 측정한 유도 전압 파형을 보인다.
도 6a 내지 도 6d는 챔버내의 아르곤 압력을 31mTorr, 저항(R)을 124kOhm 로 설정하고 C2에서의 전위를 각각 31V, 32V, 36V, 40V로 한 경우, C1 위치에서 측정한 전압 파형이다.
도 7a 내지 도 7d는 챔버내의 아르곤 압력을 2mTorr, 저항(R)을 1MOhm 로 설정하고 C2에서의 전위를 각각 119V, 130V, 140V, 170V로 한 경우, C1 위치에서 측정한 전압 파형이다.
실험결과들로부터, 대전 입자의 진동에 의한 유도 전류 진동(induced current oscillation)이 확인되고 있으며, 이의 주파수는 캐소드(cathode), 애노드(anode) 간에 인가하는 전압에 의해 조절될 수 있음을 알 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 도 1의 전자기파 발생기(200)에 채용될 수 있는 자기 진동 형성부(101)의 예시적인 구조에 대한 사시도 및 평면도이다.
자기 진동 형성부(101)는 도 5의 실험 세팅에서 예시한 바와 같은 구조로서, 즉, 제1전극(111)은 실린더 쉘(cylindrical shell) 형상, 제2전극(121)은 원통형 코어 형상으로 마련되고, 제1전극(111)과 제2전극(121)이 챔버의 내측면을 이루는 형태를 가질 수 있다. 또한, 챔버(161)의 상부와 하부를 덮는 캡핑 부재가 마련될 수 있음은 물론이다.
도 9a는 도 1의 전자기파 발생기(200)에 채용될 수 있는 자기 진동 형성부(102)의 다른 예시적인 구조를 보인 단면도이고, 도 9b는 도 9a의 챔버 구조를 상세히 보인 사시도이다.
자기 진동 형성부(102)는 챔버(162)를 형성하는 관통홀이 구비된 유전체 구조물(S1) 및 유전체 구조물(S1)의 상부 및 하부에서 챔버(162)를 덮는 형태로 마련된 제1전극(112), 제2전극(122)을 포함한다. 관통홀은 원통 형상으로 도시되었으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 10a 및 도 10b는 다른 실시예에 따른 전자기파 발생기(300)의 구조를 개략적으로 보인 사시도 및 단면도이다.
전자기파 발생기(300)는 서로 마주하며 이격 배치된 제1전극(310) 및 제2전극(320), 제1전극(310)과 제2전극(320) 사이에 배치된 다수의 챔버(360), 챔버(360) 각각에 하나 이상씩 배치된 대전 가능 입자(140), 제1전극(310)과 제2전극(320) 사이에 전압을 인가하는 전원부(350), 제1전극(310)과 제2전극(320) 중 어느 하나에 전기적으로 연결되어, 유도 전류 진동(induced current oscillation)에 의한 전자기파를 방사하는 안테나부(380)를 포함한다.
다수의 챔버(360)는 도시된 바와 같이, 다수의 관통홀이 형성된 유전체 기판(S2)으로 이루어질 수 있으며, 제1전극(310)과 제2전극(320)은 각각 유전체 기판(S2)의 상면 및 하면에 다수의 관통홀을 덮는 형태로 배치될 수 있다. 상기 다수의 관통홀은 원통 형상으로 이루어진 것으로 도시되고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다수의 챔버(360)는 진공 상태이거나 또는 비활성 가스로 채워질 수 있다.
챔버(360)에 배치된 대전 가능 입자(140)는 전도성 재질로 이루어지거나 또는 이온화된 원자로 이루어질 수 있으며, 제1전극(310)과 제2전극(320) 사이에 인가되는 전압과 무관하게 이미 대전되어 있으며 대전된 상태를 유지하는 입자이거나, 또는 제1전극(310)과 제2전극(320) 사이에 전압이 인가될 때에만 대전되고 전압 인가의 중단시 방전되는 입자일 수 있다. 챔버(360) 각각에는 다수의 대전 가능 입자(140)가 배치된 것으로 도시되었으나, 하나의 대전 가능 입자(140)가 배치될 수도 있고, 또한, 도시된 개수에 제한되지 않는다.
대전 가능 입자(140)가 양전하로 대전되는 경우, 대전 가능 입자(140)는 제1전극(310)과 제2전극(320) 중, 양전극(anode)에 근접한 위치에서 진동하며, 안테나부(380)는 도시된 바와 같이, 양전극인 제1전극(310)에 전기적으로 연결될 수 있다. 한편, 대전 가능 입자(140)가 음전하로 대전되는 경우, 대전 가능 입자(140)는 제1전극(310)과 제2전극(320)320 중, 음전극(cathode)에 근접한 위치에서 진동하게 되므로, 이 경우, 안테나부(380)는 도시된 것과 달리, 음전극인 제2전극(320)에 전기적으로 연결될 수 있다.
안테나부(380)는 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 로드 안테나(rod antenna), 헬리컬 안테나(helical antenna), 또는 원형 안테나(circular antenna)일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
전원부(350)는 제1전극(310)과 제2전극(320) 사이에 직류 전압을 인가하며, 예를 들어, 제1전극(310)에 VT, 제2전극(320)에 VT보다 작은 VL의 전위를 형성할 수 있으며, 이 때, 다수의 챔버(360)에서 대전 가능 입자(140)의 자기 진동(self-sustained oscillation)이 일어난다. 다수의 챔버(360)에 의해 일어나는 유도 전류 진동의 진폭 합에 따라, 보다 큰 진폭의 전자기파가 형성될 수 있으며, 이것은 안테나부(380)에 의해 효율적으로 송신될 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 또 다른 실시예에 따른 전자기파 발생기(400)의 구조를 개략적으로 보인 사시도 및 단면도이다.
본 실시예의 전자기파 발생기(400)는 안테나부(480)의 배치에서 도 10a의 전자기파 발생기(380)와 차이가 있다. 안테나부(480)는 양단이 제1전극(310)과 전원부(350) 사이에 연결되어 있다.
도 10a 또는 도 11a에서 채용하는 안테나부(380)(480)의 선택은 예를 들어, 유도전류진동에 의해 발생하는 전자기파의 주파수나 강도, 이를 전송하고자 하는 거리에 따라 정해질 수 있다.
도시된 형태는 대전 가능 입자(140)가 양전하로 대전되는 것을 가정한 것이다. 이 경우, 대전 가능 입자(140)는 제1전극(310)과 제2전극(320) 중, 양전극(anode)에 근접한 위치에서 진동하며, 안테나부(480)는 도시된 바와 같이, 양전극인 제1전극(310)과 전원부(350) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 대전 가능 입자(140)가 음전하로 대전될 수 있고, 이 경우, 대전 가능 입자(140)는 제1전극(310)과 제2전극(320)320 중, 음전극(cathode)에 근접한 위치에서 진동하게 되므로, 안테나부(480)는 도시된 것과 달리, 음전극인 제2전극(320)과 전원부(350) 사이에 전기적으로 연결되는 형태로 변경될 수 있다.
도 12는 또 다른 실시예에 따른 전자기파 발생기(500)의 구조를 개략적으로 보인다.
전자기파 발생기(500)는 하나 이상의 대전 가능 입자(140), 대전 가능 입자(140)가 배치되는 내부 공간(560)을 형성하며, 내부 공간(560)에 전기장을 형성하는 전극부가 구비된 챔버 구조물(C), 내부 공간에 전기장을 형성하기 위해 상기 전극부에 전압을 인가하는 전원부(550)를 구비하는 전원 회로부, 상기 전극부에 전기적으로 연결되어 유도 전류 진동(induced current oscillation)에 의한 전자기파를 방사하는 안테나부(580)를 포함한다.
구체적으로, 챔버 구조물(C)은 서로 마주하며 이격 배치된 제1전극(521)과 제2전극(522), 제1전극(521)과 제2전극(522) 사이의 공간을 둘러싸는 스페이서부(540), 내부 공간(560)을 가로지르는 형태로 배치되어, 일단이 상기 스페이서부(540)를 관통하여 외부로 노출된 도선부(510)를 포함한다.
상기 전원 회로부는 제1전극(521)과 제2전극(522)이 같은 전위를 가지며, 도선부(510)와의 사이에 전압이 인가되도록 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 전원회로부는 제1전극(521), 제2전극(522)이 음전극(cathode)이 되도록 동일한 회로선으로 연결되어 전원부(550)에 연결되고, 도선부(510)가 양전극(anode)이 되도록 전원부(550)에 연결된 형태를 가질 수 있다.
안테나부(580)는 일단이 도선부(510) 쪽에 연결될 수 있으며, 도시된 바와 같이, 전원부(550)와 도선부(510) 사이에 연결될 수 있다. 안테나부(580)의 연결 형태는 이에 한정되지 않으며, 예를 들어, 도선부(510)의 다른 일단에 연결되는 형태가 될 수도 있다.
안테나부(580)를 양전극(anode)이 되는 도선부(510) 쪽에 배치한 것은 대전 가능 입자(140)가 양전하로 대전됨을 가능한 것이다. 전술한 바와 같이, 이러한 경우, 대전 가능 입자(140)는 양전극(anode)이 되는 도선부(510) 근처에서 진동하게 되고 이에 의한 유도 전류 진동이 도선부(510) 상에 잘 나타나게 된다.
한편, 대전 가능 입자(140)는 음전하로 대전될 수 있고, 이 경우, 안테나부(580)는 음전극(cathode)이 되는 제1전극(521)이나 제2전극(522) 쪽에 연결되는 형태로 그 배치가 변경될 수 있다.
도 13은 또 다른 실시예에 따른 전자기파 발생기(600)의 구조를 개략적으로 보인다.
본 실시예의 챔버 구조물(C)의 구체적인 구조에서 도 12의 전자기파 발생기(500)와 차이가 있다. 챔버 구조물(C)은 서로 마주하며 이격 배치된 제1전극(611)과 제2전극(612), 제1전극(611)과 제2전극(612) 사이의 공간을 둘러싸는 것으로, 전도성 재질로 이루어진 스페이서부(620), 내부 공간(660)에서 제1전극(611)과 제2전극(612)을 전기적으로 연결하는 도선부(613)를 포함한다. 또한, 스페이서부(620)와 제1전극(611) 사이에는 스페이서부(620)와 제1전극(611) 사이를 절연하기 위해 제1절연부(631)가 배치되고, 스페이서부(620)와 제2전극(612) 사이에는 스페이서부(620)와 제2전극(612) 사이를 절연하기 위해 제3절연부(632)가 배치된다.
상기 전원 회로부는 제1전극(611)과 제2전극(612)이 같은 전위를 가지며, 스페이서부(620)와의 사이에 전압이 인가되도록 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 전원회로부는 제1전극(611), 제2전극(612)이 양전극(anode)이 되도록 동일한 회로선으로 연결되어 전원부(650)에 연결되고, 스페이서부(620)가 음전극(cathode)이 되도록 전원부(650)에 연결된 형태를 가질 수 있다.
안테나부(680)는 일단이 제1전극(611), 제2전극(612)이 연결된 회로선상에 연결될 수 있으며, 도시된 바와 같이, 전원부(650)와 상기 회로선상에 연결될 수 있다. 안테나부(680)의 연결 형태는 이에 한정되지 않으며, 예를 들어, 상기 회로선상이 아닌, 제1전극(611) 또는 제2전극(612)의 다른 쪽에 연결되는 형태가 될 수도 있다.
안테나부(680)를 양전극(anode)이 되는 제1전극(611), 제2전극(612) 쪽에 배치한 것은 대전 가능 입자(140)가 양전하로 대전됨을 가능한 것이다. 전술한 바와 같이, 이러한 경우, 대전 가능 입자(140)는 양전극(anode) 근처에서, 본 실시예의 경우, 제1전극(611)과 제2전극(612)을 연결한 도선부(613) 근처에서 진동하게 되며, 이에 의한 유도 전류 진동이 제1전극(611), 제2전극(612) 상에 잘 나타나게 된다.
한편, 대전 가능 입자(140)는 음전하로 대전될 수 있고, 이 경우, 안테나부(680)는 음전극(cathode)이 되는 스페이서부(620) 쪽에 연결되는 형태로 그 배치가 변경될 수 있다.
도 14는 실시예에 따른 비트 생성기(700)의 개략적인 구조를 보인다.
비트 생성기(700)는 하나 이상의 대전 가능 입자(140), 대전 가능 입자(140)가 배치되는 내부 공간(740)을 형성하며, 내부 공간(740)에 전기장을 형성하는 전극부가 구비된 챔버 구조물(C), 내부 공간(C)에 전기장을 형성하기 위해 전극부에 전압을 인가하는 전원부(750), 전극부에 전압이 인가 또는 인가되지 않도록 전원부(750)를 제어하는 제어부(760), 전극부에서 나타나는 유도전류진동(induced current oscillation)의 유무에 대응하는 비트 데이터를 저장하는 데이터 저장부(790)를 포함한다.
챔버 구조물(C)은 도시된 바와 같이, 서로 마주하며 이격 배치된 제1전극(710)과 제2전극(720), 제1전극(710)과 제2전극(720) 사이의 공간을 둘러싸는 스페이서부(730)를 포함한다. 다만, 챔버 구조물(C)의 형상은 이에 한정되지 않으며, 전극부에 인가된 전압에 의해 형성된 전기장내에 대전 가능 입자(140)를 배치할 수 있는 형태라면, 어떤 구조이든지 가능하다.
대전 가능 입자(140)는 양전하로 대전될 수 있고, 이 경우, 대전 가능 입자(140)는 제1전극(710)과 제2전극(720) 중 양전극(anode)이 되는 전극 근처에서 진동한다. 즉, 전원부(750)에서 VT>VL이 되도록 제1전극(710)과 제2전극(720) 사이에 전압을 인가하는 경우, 대전 가능 입자(140)는 제2전극(720) 근처에서 진동하며, 따라서, 제2전극(720)에 유도전류진동이 나타난다. 이러한 유도 전류 진동이 감지될 때, 이를 비트 데이터 "1"로 정한다. 전원부(750)에서 제1전극(710)과 제2전극(720) 사이에 전압을 인가하지 않아, VT =VL인 경우, 제2전극(720)에 유도전류진동은 나타나지 않는다. 이러한 상태를 비트 데이터 "0"으로 정한다.
대전 가능 입자(140)는 음전하로 대전될 수 있고, 이 때는, VT>VL인 경우 음전극(cathode)이 되는 제1전극(710)에 유도전류진동이 나타나며, VT =VL인 경우, 유도전류진동은 나타나지 않는다. 제1전극(710)에 유도전류진동이 나타나는 상태를 비트 데이터 "1"로 정하고, 유도전류진동이 나타나지 않는 상태를 비트 데이터 "0"으로 정한다.
따라서, 대전 가능 입자(140)가 양전하로 대전되는 경우, 데이터 저장부(790)는 제1전극(710)과 제2전극(720) 중, 양전극(anode)이 되는 전극에 연결될 수 있고 대전 가능 입자(140)가 음전하로 대전되는 경우, 데이터 저장부(790)는 제1전극(710)과 제2전극(720) 중, 음전극(cathode)이 되는 전극에 연결될 수 있다.
상술한 원리로 비트 데이터를 생성하는 것은 이진 컴퓨터(binary computer)를 구현하는 기초가 될 수 있으며, 상술한 비트 생성기(700)를 이용할 경우, 기존의 트랜지스터 기반의 컴퓨터에 비해 매우 작은 구조를 실현할 수 있다.
이러한 본원 발명인 전자기파 발생기 및 비트 생성기는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
100, 200, 300, 400, 500, 600...전자기파 발생기
100, 101, 102...자기 진동 형성부
110, 111, 112, 310, 521, 611, 710...제1전극
120, 121, 122, 320, 522, 612, 720...제2전극
140...대전 가능 입자 150, 350, 550, 650, 750...전원부
160, 161, 162, 360...챔버 280, 380, 480, 580, 680...안테나부
540, 620...스페이서부, 510, 613...도선부
700...비트 생성기

Claims (40)

  1. 서로 마주하며 이격 배치된 제1전극 및 제2전극;
    상기 제1전극과 제2전극 사이에 배치된 대전 가능 입자;
    상기 제1전극과 제2전극에 사이에 전압을 인가하는 전원부;
    상기 제1전극과 상기 제2전극 중 어느 하나에 전기적으로 연결되어, 유도 전류 진동(induced current oscillation)에 의한 전자기파를 방사하는 안테나부;를 포함하며,
    상기 전원부는 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 직류 전압을 인가하고,
    상기 대전 가능 입자의 자기 진동(self oscillation)에 의해 상기 유도 전류 진동이 발생하는, 전자기파 발생기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에는 진공 상태이거나 또는 비활성 가스로 채워진 챔버가 더 배치되고,
    상기 대전 가능 입자는 상기 챔버 내에 배치되는 전자기파 발생기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1전극과 상기 제2전극은 원통형 코어(core) 및 실린더 쉘(cylindrical shell) 형상으로 배치된 전자기파 발생기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1전극과 상기 제2전극이 상기 챔버의 내벽을 형성하는 전자기파 발생기.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 챔버는 유전체 구조물에 형성된 관통홀로 이루어지는 전자기파 발생기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 관통홀은 원통 형상으로 이루어진 전자기파 발생기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1전극 및 상기 제2전극은 상기 관통홀의 상, 하부를 덮도록 마련된 전자기파 발생기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 대전 가능 입자는,
    전기적으로 대전될 수 있는 전도성 재질 또는 이온화된 원자를 포함하여 이루어진 전자기파 발생기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 대전 가능 입자는,
    상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 인가되는 전압과 무관하게 이미 대전되어 있으며 대전된 상태를 유지하는 입자이거나, 또는 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 전압이 인가될 때에만 대전되고 전압 인가의 중단시 방전되는 입자인 전자기파 발생기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 대전 가능 입자가 양전하로 대전되는 경우,
    상기 대전 가능 입자는 상기 제1전극과 상기 제2전극 중, 양전극(anode)에 근접한 위치에서 진동하는 전자기파 발생기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 안테나부는 상기 양전극에 전기적으로 연결되는 전자기파 발생기.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 대전 가능 입자가 음전하로 대전되는 경우,
    상기 대전 가능 입자는 상기 제1전극과 상기 제2전극 중, 음전극(cathode)에 근접한 위치에서 진동하는 전자기파 발생기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 안테나부는 상기 음전극에 전기적으로 연결되는 전자기파 발생기.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 안테나부는
    로드 안테나(rod antenna), 헬리컬 안테나(helical antenna), 또는 원형 안테나(circular antenna)를 포함하는 전자기파 발생기.
  16. 서로 마주하며 이격 배치된 제1전극 및 제2전극;
    상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 배치된 다수의 챔버;
    상기 챔버 각각에 하나 이상씩 배치된 대전 가능 입자;
    상기 제1전극과 제2전극에 사이에 전압을 인가하는 전원부;
    상기 제1전극과 상기 제2전극 중 어느 하나에 전기적으로 연결되어, 유도 전류 진동(induced current oscillation)에 의한 전자기파를 방사하는 안테나부;를 포함하며,
    상기 전원부는 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 직류 전압을 인가하고,
    상기 대전 가능 입자의 자기 진동(self oscillation)에 의해 상기 유도 전류 진동이 발생하는, 전자기파 발생기.
  17. 삭제
  18. 제16항에 있어서,
    상기 다수의 챔버는 진공 상태이거나 또는 비활성 가스로 채워진 전자기파 발생기.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 다수의 챔버가 되는 다수의 관통홀이 형성된 유전체 기판;을 더 포함하는 전자기파 발생기.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1전극과 상기 제2전극은 각각 상기 유전체 기판의 상면 및 하면에 상기 다수의 관통홀을 덮는 형태로 배치된 전자기파 발생기.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 다수의 관통홀은 원통 형상으로 이루어진 전자기파 발생기.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 대전 가능 입자는,
    상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 인가되는 전압과 무관하게 이미 대전되어 있으며 대전된 상태를 유지하는 입자이거나, 또는 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 전압이 인가될 때에만 대전되고 전압 인가의 중단시 방전되는 입자인 전자기파 발생기.
  23. 제16항에 있어서,
    상기 대전 가능 입자가 양전하로 대전되는 경우,
    상기 대전 가능 입자는 상기 제1전극과 상기 제2전극 중, 양전극(anode)에 근접한 위치에서 진동하는 전자기파 발생기.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 안테나부는 상기 양전극에 전기적으로 연결되는 전자기파 발생기.
  25. 제16항에 있어서,
    상기 대전 가능 입자가 음전하로 대전되는 경우,
    상기 대전 가능 입자는 상기 제1전극과 상기 제2전극 중, 음전극(cathode)에 근접한 위치에서 진동하는 전자기파 발생기.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 안테나부는 상기 음전극에 전기적으로 연결되는 전자기파 발생기.
  27. 제16항에 있어서,
    상기 안테나부는
    로드 안테나(rod antenna), 헬리컬 안테나(helical antenna), 또는 원형 안테나(circular antenna)를 포함하는 전자기파 발생기.
  28. 하나 이상의 대전 가능 입자;
    상기 대전 가능 입자가 배치되는 내부 공간을 형성하며, 상기 내부 공간에 전기장을 형성하는 전극부가 구비된 챔버 구조물;
    상기 내부 공간에 전기장을 형성하기 위해 상기 전극부에 전압을 인가하는 전원부를 구비하는 전원 회로부;
    상기 전극부에 전기적으로 연결되어 유도 전류 진동(induced current oscillation)에 의한 전자기파를 방사하는 안테나부;를 포함하며,
    상기 전원부는 제1전극과 제2전극 사이에 직류 전압을 인가하고,
    상기 대전 가능 입자의 자기 진동(self oscillation)에 의해 상기 유도 전류 진동이 발생하,는 전자기파 발생기.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 챔버 구조물은
    서로 마주하며 이격 배치된 제1전극과 제2전극;
    상기 제1전극과 제2전극 사이의 공간을 둘러싸는 스페이서부;
    상기 내부 공간을 가로지르는 형태로 배치되어, 일단이 상기 스페이서부를 관통하여 외부로 노출된 도선부;를 포함하는 전자기파 발생기.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 전원 회로부는
    상기 제1전극과 제2전극이 같은 전위를 가지며, 상기 도선부와의 사이에 전압이 인가되도록 구성된 전자기파 발생기.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 대전 가능 입자는 양전하로 대전되고,
    상기 도선부는 양전극(anode), 상기 제1전극과 제2전극은 음전극(cathode)이 되도록, 상기 도선부와 상기 제1전극, 제2전극이 상기 전원부에 연결되는 전자기파 발생기.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 안테나부는 일단이 상기 도선부 쪽에 연결된 전자기파 발생기.
  33. 제28항에 있어서,
    상기 챔버 구조물은
    서로 마주하며 이격 배치된 제1전극과 제2전극;
    상기 제1전극과 제2전극 사이의 공간을 둘러싸는 것으로, 전도성 재질로 이루어진 스페이서부;
    상기 스페이서부와 상기 제1전극 사이를 절연하기 위해 상기 스페이서부와 상기 제1전극 사이에 배치된 제1절연부;
    상기 스페이서부와 상기 제2전극 사이를 절연하기 위해 상기 스페이서부와 상기 제2전극 사이에 배치된 제2절연부;
    상기 내부 공간에서 상기 제1전극과 제2전극을 전기적으로 연결하는 도선부;를 포함하는 전자기파 발생기.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 전원 회로부는
    상기 제1전극과 제2전극이 같은 전위를 가지며, 상기 스페이서부와의 사이에 전압을 인가하도록 구성된 전자기파 발생기.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 대전 가능 입자는 양전하로 대전되고,
    상기 도선부는 양전극(anode), 상기 스페이서부는 음전극(cathode)이 되도록, 상기 도선부와 상기 제1전극, 제2전극이 상기 전원부에 연결되는 전자기파 발생기.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 안테나부는 일단이 상기 제1전극이나 제2전극 쪽에 연결된 전자기파 발생기.
  37. 하나 이상의 대전 가능 입자;
    상기 대전 가능 입자가 배치되는 내부 공간을 형성하며, 상기 내부 공간에 전기장을 형성하는 전극부가 구비된 챔버 구조물;
    상기 내부 공간에 전기장을 형성하기 위해 상기 전극부에 전압을 인가하는 전원부;
    상기 전극부에 전압이 인가 또는 인가되지 않도록 상기 전원부를 제어하는 제어부;
    상기 전극부에서 나타나는 유도전류진동(induced current oscillation)의 유무에 대응하는 비트 데이터를 저장하는 데이터 저장부;를 포함하며,
    상기 전원부는 제1전극과 제2전극 사이에 직류 전압을 인가하고,
    상기 대전 가능 입자의 자기 진동(self oscillation)에 의해 상기 유도 전류 진동이 발생하는, 비트 생성기.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 챔버 구조물은
    서로 마주하며 이격 배치된 제1전극과 제2전극;
    상기 제1전극과 제2전극 사이의 공간을 둘러싸는 스페이서부;를 포함하는 비트 생성기.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 대전 가능 입자가 양전하로 대전되고,
    상기 데이터 저장부는 상기 제1전극과 상기 제2전극 중, 양전극(anode)이 되는 전극에 연결되는 비트 생성기.
  40. 제38항에 있어서,
    상기 대전 가능 입자가 음전하로 대전되고,
    상기 데이터 저장부는 상기 제1전극과 상기 제2전극 중, 음전극(cathode)이 되는 전극에 연결되는 비트 생성기.
KR1020130009448A 2012-08-08 2013-01-28 대전 입자의 진동을 이용한 전자기파 발생기 및 비트 생성기 KR101928438B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2013/001909 WO2014025112A1 (en) 2012-08-08 2013-03-08 Electromagnetic wave generator and bit generator using oscillation of charged particles
CN201380037362.1A CN104488145B (zh) 2012-08-08 2013-03-08 电磁波发生器和使用充电粒子的振荡的比特产生器
EP13828175.3A EP2883288B1 (en) 2012-08-08 2013-03-08 Electromagnetic wave generator and bit generator using oscillation of charged particles
US13/793,014 US9257209B2 (en) 2012-08-08 2013-03-11 Electromagnetic wave generator and bit generator using oscillation of charged particles

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20120086940 2012-08-08
KR1020120086940 2012-08-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140022718A KR20140022718A (ko) 2014-02-25
KR101928438B1 true KR101928438B1 (ko) 2019-02-26

Family

ID=50268580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130009448A KR101928438B1 (ko) 2012-08-08 2013-01-28 대전 입자의 진동을 이용한 전자기파 발생기 및 비트 생성기

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9257209B2 (ko)
EP (1) EP2883288B1 (ko)
KR (1) KR101928438B1 (ko)
CN (1) CN104488145B (ko)
WO (1) WO2014025112A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3096342B1 (en) * 2015-03-18 2017-09-20 IMS Nanofabrication AG Bi-directional double-pass multi-beam writing

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1000329C2 (en) 1995-05-09 1996-11-12 Imec Vzw Interuniversitair Mic Millimetre or microwave oscillator device for receiver or transmitter
US5729017A (en) * 1996-05-31 1998-03-17 Lucent Technologies Inc. Terahertz generators and detectors
RU2183888C1 (ru) 2000-10-19 2002-06-20 Жастеро Трейдинг Лимитед Способ увеличения действующей высоты малогабаритного антенного устройства и малогабаритное антенное устройство для осуществления способа
JP4458780B2 (ja) 2003-07-11 2010-04-28 シチズン電子株式会社 電波時計用のアンテナ装置
JP4632018B2 (ja) * 2003-10-15 2011-02-16 セイコーエプソン株式会社 強誘電体膜、強誘電体膜の製造方法、および強誘電体キャパシタ、ならびに強誘電体メモリ
JP2006010319A (ja) * 2004-06-22 2006-01-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd テラヘルツ電磁波発生・検出装置
KR101038494B1 (ko) 2004-12-28 2011-06-01 삼성테크윈 주식회사 Ｒｆｉｄ 태그용 안테나 제조 방법
US7474273B1 (en) * 2005-04-27 2009-01-06 Imaging Systems Technology Gas plasma antenna
KR100732914B1 (ko) 2005-08-03 2007-06-27 (주)파트론 마이크로스트립 패치안테나의 구조
US7849121B2 (en) * 2006-04-20 2010-12-07 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Optical-based, self-authenticating quantum random number generators
US7999747B1 (en) * 2007-05-15 2011-08-16 Imaging Systems Technology Gas plasma microdischarge antenna
KR20090022884A (ko) 2007-08-31 2009-03-04 (주)에이스안테나 소음방지용 로드 안테나
JP4544289B2 (ja) 2007-11-09 2010-09-15 ソニー株式会社 通信装置、通信方法及び通信システム
KR20090103240A (ko) 2008-03-28 2009-10-01 김경용 고온용 무선주파수 식별시스템의 태그 안테나 설계기술
KR101496146B1 (ko) * 2008-10-27 2015-03-03 삼성전자주식회사 대전된 입자를 구비하는 광 셔터 및 이를 이용한 디스플레이 장치
JP5606061B2 (ja) * 2009-12-25 2014-10-15 キヤノン株式会社 発振素子
KR20120001409A (ko) 2010-06-29 2012-01-04 한국항공대학교산학협력단 이중 원형 편파 턴스타일 안테나
JP6022177B2 (ja) * 2011-04-07 2016-11-09 日産自動車株式会社 電極位置検出装置および電極位置検出方法
KR101941166B1 (ko) 2011-06-10 2019-01-23 삼성전자주식회사 전자기파 발생기 및 이를 이용한 광셔터
JP6140397B2 (ja) * 2011-06-10 2017-05-31 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 電磁波発生器及び電磁波発生器アレイ

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140022718A (ko) 2014-02-25
US20140042335A1 (en) 2014-02-13
WO2014025112A1 (en) 2014-02-13
US9257209B2 (en) 2016-02-09
EP2883288A1 (en) 2015-06-17
EP2883288A4 (en) 2016-03-16
CN104488145B (zh) 2017-10-13
EP2883288B1 (en) 2018-10-31
CN104488145A (zh) 2015-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5033263B2 (ja) 外部接地プローブを有する無電極ランプおよび改良型のバルブアセンブリ
JPH0732072B2 (ja) プラズマ励起装置および方法ならびにプラズマ発生装置
JP2009095181A (ja) 静電誘導型発電装置とそれを用いた発電方法
KR101928438B1 (ko) 대전 입자의 진동을 이용한 전자기파 발생기 및 비트 생성기
JPS59851A (ja) 蒸気放電灯装置
KR100698325B1 (ko) 마그네트론의 콘덴서
JP6140397B2 (ja) 電磁波発生器及び電磁波発生器アレイ
RU2419960C2 (ru) Микроволновый генератор
JPH0716035B2 (ja) 導波管レーザ
CN105806327B (zh) 包括多重电极系统和阻抗匹配电路的射频环形激光陀螺仪
CN103137400B (zh) 电场发射型x射线产生装置
RU2004119419A (ru) Фазированный матричный источник электромагнитного излучения
JP2001110363A (ja) ガス放電ランプ
JP2012518870A (ja) ガルバニセル
US4035683A (en) High voltage electric switch with trigger electrodes integral with main discharge electrodes
JP6591134B2 (ja) 電磁波発生器
KR102357541B1 (ko) 플라즈마 발생 장치
RU2444805C1 (ru) Сверхвысокочастотный генератор на основе виртуального катода
WO2012120903A1 (ja) マグネトロンおよびマイクロ波利用機器
JP2004220808A (ja) 放電管及びその配設構造
RO134599A2 (ro) Dronă cu propulsie ionică
JPH0521897Y2 (ko)
CN111653464A (zh) 磁控管
JPH11322305A (ja) オゾン発生方法及びオゾン発生装置
JPH04312743A (ja) 負電荷発生装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant