KR102129787B1 - Polarization-insensitive active frequency selective surface - Google Patents

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KR102129787B1
KR102129787B1 KR1020190087460A KR20190087460A KR102129787B1 KR 102129787 B1 KR102129787 B1 KR 102129787B1 KR 1020190087460 A KR1020190087460 A KR 1020190087460A KR 20190087460 A KR20190087460 A KR 20190087460A KR 102129787 B1 KR102129787 B1 KR 102129787B1
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임성준
라타나 폰
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중앙대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention provides an active frequency selective surface (AFSS) including a dielectric substrate with a square structure in which a metal pattern is mounted on an upper/lower layer, while varactor diodes are mounted in a cross arrangement on the upper layer of the dielectric substrate, and two patches are symmetrically connected to each other through pin diodes on the lower layer of the dielectric substrate. Therefore, the AFSS provided by the present invention makes it possible switching between a transmission mode and an absorption mode and tuning frequency for operation modes while being insensitive to polarization. Particularly, the AFSS according to the present invention is implemented by using the pin diodes and the varactor diodes to offer short response times, wide tuning ranges, compact sizes and ease of use.

Description

편파 무의존성 능동형 주파수 선택 표면{POLARIZATION-INSENSITIVE ACTIVE FREQUENCY SELECTIVE SURFACE}Polarization-independent active frequency selection surface {POLARIZATION-INSENSITIVE ACTIVE FREQUENCY SELECTIVE SURFACE}

본 발명은 주파수 선택 표면에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 편파 무의존성(Polarization-Insensitive) 능동형 주파수 선택 표면(Active Frequency Selective Surface, 이하 'AFSS'라 칭함)에 관한 것이다.The present invention relates to a frequency selective surface, and more particularly, to a polarization-insensitive active frequency selective surface (Active Frequency Selective Surface, hereinafter referred to as'AFSS').

무선 통신과 전자기기의 개발에 따른 무수한 전자기파의 발생으로 인해 통신오류, 기밀정보 유출, 해로운 전자파에 대한 인체의 유해성 등의 많은 문제점이 발생한다. 주파수 선택 표면은 이에 대한 해결책으로 제시되고 있다. Due to the occurrence of countless electromagnetic waves due to the development of wireless communication and electronic devices, many problems such as communication errors, leakage of confidential information, and harmfulness of human body to harmful electromagnetic waves occur. A frequency selective surface has been proposed as a solution.

주파수 선택 표면은 스텔스 레이돔, 다중 안테나, 전자기파 흡수체, 통신 서비스, 무선 보안 시스템 등 다양하게 널리 이용되고 있다. The frequency selective surface is widely used in various ways, such as stealth radome, multiple antenna, electromagnetic wave absorber, communication service, and wireless security system.

주파수 선택 표면(Frequency Selective Surface, FSS)은 유전체 위에 전도체가 주기적으로 패턴화되어 있는 전자기적 필터로서, 설계된 구동 주파수 대역에서 임의의 전자기파가 입사될 때 전자기파를 선택적으로 투과 또는 반사한다. A frequency selective surface (FSS) is an electromagnetic filter in which a conductor is periodically patterned on a dielectric, and selectively transmits or reflects electromagnetic waves when any electromagnetic waves are incident in a designed driving frequency band.

그런데, 기존의 주파수 선택 표면 연구는 금속과 유전체로 구현된 수동 소자(rigid metal dielectric substrate)를 사용하여 단일한 주파수의 전자기파만을 투과/반사를 시키는 제한점이 존재한다. However, the existing frequency selective surface research has a limitation in transmitting/reflecting only electromagnetic waves of a single frequency using a rigid metal dielectric substrate made of metal and dielectric.

이에 따라 주파수 선택 표면의 활용범위를 더 넓히기 위해 핀 다이오드(Pin diode), 버랙터 다이오드(varactor diode), 액정(liquid crystal), 강유전성 물질(ferro-electric substrates), 무선 주파수 미세 전자기계 시스템(radio-frequency microelectronimechanial system) 등을 이용하여 투과/반사 주파수 가변성을 갖는 AFSS에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. Accordingly, pin diodes, varactor diodes, liquid crystals, ferro-electric substrates, radio frequency microelectromechanical systems (radio) Research on AFSS having transmission/reflection frequency variability using -frequency microelectronimechanial system) has been actively conducted.

특히, 화학 반응을 하는 집중 소자(lumped reactive component)(예컨대, 버랙터(varactor) 다이오드, 핀 다이오드(PIN diodes) 등)를 사용하는 방법들은 짧은 응답 시간(short response times), 넓은 튜닝 범위(wide tuning ranges), 컴팩트한 사이즈(compact size), 그리고 사용의 용이성(ease of use)을 제공하는 장점이 있다. 따라서, 이러한 반응 소자들(reactive components)을 기반으로 하여, 다기능 특성(multifunctional characteristics)을 갖는 AFSS 구조들이 제안되고 있다. 예를 들어, 다수의 핀 다이오드들(PIN diodes)이 서로 다른 바이어싱 상태(biasing state) 하에서 흡수(absorption) 또는 반사(reflection) 응답을 제공하도록 전환 가능한 흡수기/반사기(switchable absorbers/reflectors)가 협대역(narrow band) 및 광대역(broad band) 어플리케이션(applications)을 위해 제안되었다. 또한, 버랙터들(Varactors)을 이용하여 주파수를 광범위하게 조정 가능한 흡수기 및 필터들이 제안되었다. In particular, methods using lumped reactive components (e.g., varactor diodes, PIN diodes, etc.) that undergo chemical reactions include short response times and wide tuning ranges. It has the advantage of providing tuning ranges, compact size, and ease of use. Accordingly, AFSS structures having multifunctional characteristics have been proposed based on these reactive components. For example, switchable absorbers/reflectors are narrow so that multiple PIN diodes provide an absorption or reflection response under different biasing states. It has been proposed for narrow band and broadband band applications. In addition, absorbers and filters that can be widely adjusted in frequency using varactors have been proposed.

한편, 최근에는 3가지 기능(전송(transmission), 반사(reflection), 및 흡수(absorption))을 제공하는 다기능 AFSS 구조가 제안되기도 하였다. 하지만, 구조상의 설계가 단극화(single-polarization)를 위해 동작하며, 튜닝 가능성이 전혀 없이 단지 스위칭 특성만을 제공한다. On the other hand, recently, a multi-functional AFSS structure that provides three functions (transmission, reflection, and absorption) has been proposed. However, the structural design works for single-polarization and provides only switching characteristics without any tuning possibilities.

이와 같이, 종래의 AFSS들은 모드 전환(mode switching)과 주파수 조정(frequency tuning)을 동시에 수행할 수 없었다. 또한, 종래의 편파 무의존성(polarization-insensitive)을 가지는 AFSS가 없었다. As such, conventional AFSSs cannot perform mode switching and frequency tuning at the same time. In addition, there has been no conventional AFSS with polarization-insensitive.

1. H.Li, Q.Cao, and Y.Wang, "A novel 2-B multifunctional active frequency selective surface for LTE-2.1 GHz," IEEE Trans.Antennas Propag., vol.65, no.6, pp.3084-3092, Jun.2017.1.H.Li, Q.Cao, and Y.Wang, "A novel 2-B multifunctional active frequency selective surface for LTE-2.1 GHz," IEEE Trans.Antennas Propag., vol.65, no.6, pp. 3084-3092, Jun. 2017. 2. R.Phon, S.Ghosh, and S.Lim, "Novel multifunctional reconfigurable active frequency selective surface," accepted in IEEE Trans.Antennas Propag., 2018.2.R.Phon, S.Ghosh, and S.Lim, "Novel multifunctional reconfigurable active frequency selective surface," accepted in IEEE Trans.Antennas Propag., 2018.

따라서, 본 발명은 능동형 주파수 선택 표면에 있어서, 모드 전환(mode switching)과 주파수 조정(frequency tuning) 특성이 동시에 나타나는 편파 무의존성(Polarization-Insensitive) 능동형 주파수 선택 표면을 제공하고자 한다. Accordingly, the present invention seeks to provide a polarization-insensitive active frequency selection surface in which the mode switching and frequency tuning characteristics simultaneously appear in the active frequency selection surface.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서 제공하는 능동형 주파수 선택 표면은, 상/하부층에 금속패턴이 실장된 정사각형 구조의 유전체 기판(dielectric substrate)을 포함하되, 상기 유전체 기판의 상부층에는 다수의 버랙터 다이오드(varactor diode)들이 십자가 배열로 실장되고, 상기 유전체 기판의 하부층에는 두 개의 패치가 다수의 핀 다이오드(Pin diode)를 통해 대칭으로 연결된 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the active frequency selective surface provided by the present invention includes a dielectric substrate having a square structure in which a metal pattern is mounted on an upper/lower layer, but a plurality of varactors are formed on the upper layer of the dielectric substrate. It is characterized in that diodes (varactor diodes) are mounted in a cross arrangement, and two patches are symmetrically connected to the lower layer of the dielectric substrate through a plurality of pin diodes.

바람직하게는, 상기 유전체 기판의 상부층은 금속 재질의 제1 십자가 패턴; 및 상기 제1 십자가 패턴을 외곽에서 둘러싸는 금속 재질의 제2 십자가 패턴을 포함하되, 상기 제1 십자가 패턴은 상기 버랙터 다이오드(varactor diode)를 통해 상기 제2 십자가 패턴으로 연결되는 연장선과 연결될 수 있다. Preferably, the upper layer of the dielectric substrate is a first cross pattern of a metal material; And a second cross pattern of a metallic material surrounding the first cross pattern, wherein the first cross pattern can be connected to an extension line connected to the second cross pattern through the varactor diode. have.

바람직하게는, 상기 제1 십자가 패턴은 상기 버랙터 다이오드(varactor diode)와 금속패턴에 의해 생성된 저항 - 인덕턴스 - 커패시턴스(resistance - inductance - capacitance) 효과를 제공할 수 있다. Preferably, the first cross pattern may provide a resistance-inductance-capacitance effect generated by the varactor diode and a metal pattern.

바람직하게는, 상기 제2 십자가 패턴은 금속패턴으로부터 저항 - 인덕턴스(resistance - inductive) 응답을 제공할 수 있다. Preferably, the second cross pattern may provide a resistance-inductive response from the metal pattern.

바람직하게는, 상기 유전체 기판의 상부층은 상기 유전체 기판의 모서리들로부터 상기 제2 십자가 패턴의 바이어스 방향으로 연결된 인덕터들을 더 포함할 수 있다. Preferably, the upper layer of the dielectric substrate may further include inductors connected in a bias direction of the second cross pattern from edges of the dielectric substrate.

바람직하게는, 상기 유전체 기판의 상부층은 상기 제1 십자가 패턴, 상기 제2 십자가 패턴 및 상기 인덕터들을 모두 대칭적으로 구현할 수 있다. Preferably, the upper layer of the dielectric substrate may symmetrically implement the first cross pattern, the second cross pattern, and the inductors.

바람직하게는, 상기 유전체 기판의 하부층에는 적어도 4개의 핀 다이오드(pin diode)들을 장착할 수 있다. Preferably, at least four pin diodes may be mounted on the lower layer of the dielectric substrate.

바람직하게는, 상기 유전체 기판의 상부층 및 하부층은 금속성의 비아를 통해 연결할 수 있다. Preferably, the upper and lower layers of the dielectric substrate can be connected through metallic vias.

바람직하게는, 상기 능동형 주파수 선택 표면은 상기 핀 다이오드의 온/오프(ON/OFF) 상태에 따라 전송 모드(transmission mode) 또는 흡수 모드(absorption mode) 중 어느 하나로 동작할 수 있다. Preferably, the active frequency selection surface may operate in either a transmission mode or an absorption mode depending on the ON/OFF state of the pin diode.

바람직하게는, 상기 버랙터 다이오드(varactor diode)들의 바이어스 전압(bias voltage)의 변화에 따라 전송 및 흡수 주파수를 조정할 수 있다.Preferably, the transmission and absorption frequencies can be adjusted according to a change in the bias voltage of the varactor diodes.

바람직하게는, 상기 유전체 기판은 n x n 배열로 확장 배치하여 동작 주파수 범위를 넓힐 수 있다. Preferably, the dielectric substrate can be arranged in an n x n array to expand the operating frequency range.

본 발명에서 제공하는 AFSS는, 양극화에 민감하지 않으면서, 전송(transmission) 모드 및 흡수(absorption)모드 간 전환(switching) 및 상기 동작 모드들 대한 주파수 조정(frequency tuning)이 모두 가능한 장점이 있다. 특히, 본 발명의 AFSS는 핀 다이오드(pin diode) 및 버랙터 다이오드(varactor diode))를 이용하여 구현함으로써, 짧은 응답 시간(short response times), 넓은 튜닝 범위(wide tuning ranges), 컴팩트한 사이즈(compact size), 그리고 사용의 용이성(ease of use)을 제공하는 장점이 있다. The AFSS provided by the present invention has an advantage of being capable of switching between transmission mode and absorption mode and frequency tuning for the operation modes without being sensitive to polarization. In particular, the AFSS of the present invention is implemented by using a pin diode (pin diode) and a varactor diode (varactor diode), short response times (short response times), wide tuning ranges (wide tuning ranges), compact size ( compact size), and ease of use (ease of use).

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 능동형 주파수 선택 표면의 단위 셀 구조를 설명하기 위한 도면들이다.
도 2는 4개의 다이오드 대신 8개의 핀 다이오드가 사용된 본 발명의 AFSS 하부층 레이어를 예시한 도면이다.
도 3은 역바이어스 10 ~ 20 V일 때, 본 발명 AFSS의 하부층에 4개의 핀 다이오드를 사용한 경우와 8개의 핀 다이오드를 사용한 경우에 대한 공명 주파수, 삽입 손실 및 흡수율을 비교한 도면이다.
도 4는 본 발명 AFSS의 등가 회로를 예시한 도면이다.
도 5는 역전압이 10 ~ 20 V일 때, 본 발명 AFSS로 시뮬레이션된 산란 파라미터(simulated scattering parameters)를 동작 모드별로 나타낸 도면이다.
도 6은 역전압이 20V일 때, 본 발명 AFSS에 대한 등가 회로 모델과 풀-웨이브(full-wave) 전자파 시뮬레이션 사이의 산란 파라미터 비교 결과를 동작 모드별로 나타낸 도면이다.
도 7은 수직 입사(normal incidence)일 때, 다양한 양극화 각도에 대하여 본 발명 AFSS로 시뮬레이션된 산란 응답(simulated scattering responses)을 동작 모드별로 나타낸 도면이다.
도 8은 사선 입사(oblique incidence)일 때, 본 발명 AFSS로 시뮬레이션된 산란 응답(simulated scattering responses)을 동작 모드별로 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 AFSS에 대한 다른 실시예를 예시한 도면이다.
도 10은 역전압이 10 ~ 20 V일 때, 본 발명 AFSS로 측정된 산란 파라미터(measured scattering parameters)를 동작 모드별로 나타낸 도면이다.
도 11은 역 바이어스 전압이 10 ~ 20 V일 때, 본 발명 AFSS로 시뮬레이션된 산란 파라미터와 본 발명 AFSS로 측정된 산란 파라미터를 항목별로 비교한 도면이다.
도 12는 역전압 10 V일 때, 서로 다른 접선 손실 및 서로 다른 기생 저항에 대한 본 발명 AFSS의 산란 파라미터(S21)를 나타낸 도면들이다.
도 13은 종래의 수동형 주파수 선택 표면들과 본 발명의 능동형 주파수 선택 표면의 성능을 비교한 비교표이다.
1 is a view for explaining the unit cell structure of the active frequency selective surface according to an embodiment of the present invention.
2 is a view illustrating an AFSS lower layer layer of the present invention in which 8 pin diodes are used instead of 4 diodes.
3 is a diagram comparing the resonance frequency, insertion loss, and absorption rate of the case where four pin diodes are used for the lower layer of the AFSS of the present invention and when eight pin diodes are used when the reverse bias is 10 to 20 V.
4 is a diagram illustrating an equivalent circuit of the AFSS of the present invention.
FIG. 5 is a view showing the simulated scattering parameters simulated by AFSS of the present invention for each operation mode when the reverse voltage is 10 to 20 V.
FIG. 6 is a diagram showing the results of comparison of scattering parameters between the equivalent circuit model and full-wave electromagnetic wave simulation for the AFSS of the present invention for each operation mode when the reverse voltage is 20V.
7 is a view showing simulated scattering responses simulated by the AFSS of the present invention for various polarization angles for each operation mode in normal incidence.
FIG. 8 is a diagram illustrating simulated scattering responses by AFSS for each operation mode when oblique incidence.
9 is a diagram illustrating another embodiment of the AFSS of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating measured scattering parameters measured by AFSS according to the present invention for each operation mode when the reverse voltage is 10 to 20 V.
FIG. 11 is a diagram comparing the scattering parameters simulated by the AFSS of the present invention and the scattering parameters measured by the AFSS of the present invention by item when the reverse bias voltage is 10 to 20 V.
12 is a view showing a scattering parameter (S 21 ) of the AFSS of the present invention for different tangential losses and different parasitic resistances when the reverse voltage is 10 V.
13 is a comparison table comparing the performance of conventional passive frequency selective surfaces and the active frequency selective surface of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하되, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 한편 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한 상세한 설명을 생략하여도 본 기술 분야의 당업자가 쉽게 이해할 수 있는 부분의 설명은 생략하였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, and will be described in detail so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily implement the present invention. However, the present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. On the other hand, in order to clearly describe the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification. Also, even if a detailed description is omitted, a description of a part that can be easily understood by those skilled in the art is omitted.

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification and claims, when a part includes a certain component, this means that other components may be further included instead of excluding other components unless specifically stated otherwise.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 능동형 주파수 선택 표면(AFSS)의 단위 셀 구조를 설명하기 위한 도면들로서, 도 1의 (a)는 상기 AFSS의 상부층(top layer)을 나타내고, 도 1의 (b)는 상기 AFSS의 측면을 나타내고, 도 1의 (c)는 상기 AFSS의 하부층(bottom layer)을 나타내고, 도 1의 (d)는 상기 AFSS의 투시도를 나타낸다.1 is a view for explaining a unit cell structure of an active frequency selective surface (AFSS) according to an embodiment of the present invention, Figure 1 (a) shows the top layer (top layer) of the AFSS, Figure 1 (b) shows the side surface of the AFSS, FIG. 1(c) shows the bottom layer of the AFSS, and FIG. 1(d) shows the perspective view of the AFSS.

본 발명의 일 실시 예에 따른 능동형 주파수 선택 표면은 상/하부층에 금속패턴이 실장된 정사각형 구조의 유전체 기판(dielectric substrate)을 포함하여 구성되는데, 도 1의 (a) 내지 (d)를 참조하여 본 발명의 AFSS를 설명하면 다음과 같다. The active frequency selective surface according to an embodiment of the present invention includes a dielectric substrate having a square structure in which a metal pattern is mounted on an upper/lower layer, with reference to FIGS. 1(a) to 1(d). The AFSS of the present invention will be described as follows.

먼저, 도 1의 (a)를 참조하면, 상기 유전체 기판의 상부층에는 금속 재질의 제1 십자가 패턴(17)과, 제1 십자가 패턴(17)을 외곽에서 둘러싸는 금속 재질의 제2 십자가 패턴(16)을 포함한다. 이 때, 제1 십자가 패턴(17)은 십자가 배열로 실장된 다수의 버랙터 다이오드(varactor diode)들(11 내지 14)을 포함하며, 다수의 버랙터 다이오드(varactor diode)들(11 내지 14)을 통해 제2 십자가 패턴(16)으로 연결되는 연장선과 연결된다. 즉, 제1 십자가 패턴(17)은 제2 십자가 패턴(16) 내부에 구현되며, 다수의 버랙터 다이오드(varactor diode)들(11 내지 14)을 포함한다. 이 때, 제1 십자가 패턴(17)은 다수의 버랙터 다이오드(varactor diode)들(11 내지 14)과 금속패턴(즉, 제1 십자가 패턴(17)을 구현하는 금속재질)에 의해 생성된 저항-인덕턴스-커패시턴스(resistance-inductance-capacitance)(Rt2-Lt2-Cv) 효과를 제공하고, 제2 십자가 패턴(16)은 금속패턴(즉, 제2 십자가 패턴(16)을 구현하는 금속재질)으로부터 저항-인덕턴스(resistance-inductive)(Rt1-Lt1) 응답을 제공할 수 있다. First, referring to (a) of FIG. 1, a first cross pattern 17 made of metal and a second cross pattern made of metal surrounding the first cross pattern 17 on the upper layer of the dielectric substrate ( 16). At this time, the first cross pattern 17 includes a plurality of varactor diodes 11 to 14 mounted in a cross-array, and a plurality of varactor diodes 11 to 14 It is connected to the extension line connected to the second cross pattern 16 through. That is, the first cross pattern 17 is implemented inside the second cross pattern 16 and includes a plurality of varactor diodes 11 to 14. At this time, the first cross pattern 17 is a resistance generated by a plurality of varactor diodes (varactor diodes) (11 to 14) and a metal pattern (ie, a metal material that implements the first cross pattern 17). -Inductance-capacitance (resistance-inductance-capacitance) (R t2 -L t2 -C v ) provides the effect, the second cross pattern 16 is a metal pattern (i.e., a metal that implements the second cross pattern 16) Material) to provide a resistance-inductive (R t1 -L t1 ) response.

또한, 상기 유전체 기판의 상부층은 상기 유전체 기판의 모서리들로부터 제2 십자가 패턴(16)의 바이어스 방향으로 연결된 인덕터(15)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 인덕터(15)의 값은 본 발명의 AFSS의 반응이 영향을 받지 않도록 최적화하는 것이 바람직하다. In addition, the upper layer of the dielectric substrate may further include an inductor 15 connected in a bias direction of the second cross pattern 16 from corners of the dielectric substrate. At this time, it is desirable to optimize the value of the inductor 15 so that the reaction of the AFSS of the present invention is not affected.

본 발명의 예에서는 표 1에 예시된 바와 같이, 비선형 가변값을 갖는 R-L-C의 직렬 회로로 버랙터들을 모델링하였다. In the example of the present invention, as illustrated in Table 1, varactors were modeled with a series circuit of R-L-C having a nonlinear variable value.

역전압(V)Reverse voltage (V) Rv(Ω)Rv(Ω) Lv(nH)Lv(nH) Cv(pF)Cv(pF) 1010 2.52.5 0.20.2 0.420.42 1212 22 0.20.2 0.360.36 1414 1One 0.20.2 0.320.32 1616 0.90.9 0.20.2 0.310.31 1818 0.60.6 0.20.2 0.290.29 2020 0.40.4 0.20.2 0.280.28

한편, 상기 유전체 기판의 상부층은 제1 십자가 패턴(17), 제2 십자가 패턴(16) 및 인덕터(15)들을 모두 대칭적으로 구현하였다. 본 발명의 AFSS가 편파 (polarization)에 독립적인 특성을 실현하기 위함이다. On the other hand, the upper layer of the dielectric substrate is a first cross pattern 17, the second cross pattern 16 and inductors 15 are all implemented symmetrically. It is to realize the characteristics of the AFSS of the present invention independent of polarization.

또한, 상기 유전체 기판의 상부층 및 하부층은 금속성의 비아를 통해 연결할 수 있는데, 이로 인해, 상기 유전체 기판의 측면부는 도 1의 (b)에 예시된 바와 같이 상기 비아가 보여진다. In addition, the upper and lower layers of the dielectric substrate may be connected through metallic vias, whereby the vias are seen as illustrated in FIG. 1( b).

도 1의 (c)를 참조하면, 상기 유전체 기판의 하부층에는 두 개의 패치(P1, P2)가 다수의 핀 다이오드(Pin diode)들(21 내지 24)을 통해 대칭으로 연결되며, 조리개 형태의 구조를 갖는다. 이 때, 핀 다이오드(Pin diode)들(21 내지 24)은 적어도 4개를 포함하여야 하며, 각 면에 하나씩 추가하는 형태로, 8개, 12개로 증가시키는 것이 가능하다. 상기 핀 다이오드(Pin diode)를 12개로 증가시킨 예가 도 12에 예시되어 있으며, 이는 핀 다이오드(Pin diode)를 병렬로 추가 연결함으로써, 온(ON)상태의 단락 저항을 감소시키고, 이로 인해 본 발명의 AFSS의 흡수율을 높이는 효과가 있다. Referring to (c) of FIG. 1, two patches P1 and P2 are symmetrically connected to the lower layer of the dielectric substrate through a plurality of pin diodes 21 to 24, and an aperture type structure. Have At this time, the pin diodes (Pin diodes) (21 to 24) should include at least four, in the form of adding one to each side, it is possible to increase to 8, 12. An example of increasing the number of pin diodes to 12 is illustrated in FIG. 12, which further reduces the short-circuit resistance in the ON state by additionally connecting pin diodes in parallel, thereby reducing the short circuit resistance of the ON state. It has the effect of increasing the absorption rate of AFSS.

도 2는 4개의 다이오드 대신 8개의 핀 다이오드가 사용된 본 발명의 AFSS 하부층 레이어를 예시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 AFSS 하부층 레이어를 구성하는 두 개의 패치들이 각 면마다 두 개의 핀 다이오드를 이용하여 연결되었다. 따라서, 도 2의 예에서는 전체적으로 8개의 핀 다이오드를 사용하는 예를 도시하고 있다. 2 is a view illustrating an AFSS lower layer layer of the present invention in which 8 pin diodes are used instead of 4 diodes. Referring to FIG. 2, two patches constituting the AFSS lower layer of the present invention were connected using two pin diodes on each side. Therefore, the example of FIG. 2 shows an example in which 8 pin diodes are used as a whole.

도 3은 역바이어스 10 ~ 20 V일 때, 본 발명 AFSS의 하부층에 4개의 핀 다이오드를 사용한 경우와 8개의 핀 다이오드를 사용한 경우에 대한 공명 주파수, 삽입 손실 및 흡수율을 비교한 도면으로서, 도 3의 (b)를 참조하면, 10 ~ 20 V 역전압에 대해 본 발명 AFSS의 흡수율이 73.92 ~ 96.64%로 개선된 것을 알 수 있으며, 이와 유사한 방법으로, 전송 모드의 삽입 손실이 개선될 것은 자명하다. 도 3의 (a)를 참조하면, 다이오드 수가 증가할수록 오프(OFF) 상태의 캐패시턴스의 값이 커짐에 따라 전송 주파수는 약간 감소되는 것을 알 수 있다. 3 is a diagram comparing the resonance frequency, insertion loss, and absorption rate of the case where 4 pin diodes are used for the lower layer of the AFSS of the present invention and 8 pin diodes are used when the reverse bias is 10 to 20 V. Referring to (b), it can be seen that the absorption rate of the AFSS of the present invention is improved to 73.92 to 96.64% for a 10 to 20 V reverse voltage, and in a similar manner, it is obvious that the insertion loss of the transmission mode is improved. . Referring to (a) of FIG. 3, it can be seen that as the number of diodes increases, the transmission frequency decreases slightly as the value of the off-state capacitance increases.

도 1의 (d)는 본 발명의 AFSS에 대한 투시도로서, 본 발명의 AFSS 단위 셀이 2 x 2 배열로 배치된 예를 도시하고 있다. 이와 같이 본 발명의 AFSS 단위 셀들을 확장 배치할수록 본 발명의 AFSS 동작 주파수 범위가 확장되며, 본 발명의 AFSS 단위 셀들은 적어도 10 x 10 배열로 배치하는 것이 바람직하다. 1(d) is a perspective view of the AFSS of the present invention, and shows an example in which the AFSS unit cells of the present invention are arranged in a 2×2 arrangement. As described above, as the AFSS unit cells of the present invention are expanded, the AFSS operating frequency range of the present invention is expanded, and it is preferable that the AFSS unit cells of the present invention are arranged in at least 10×10 arrangement.

도 1에 예시된 본 발명의 AFSS에 대한 최적화된 물리적인 치수는 다음과 같다. 도 1의 예에서, FR4(εr=4.4 이고 tan δ = 0.02)가 중간 기질로 이용되어 왔으며, 상단과 하단의 패턴은 주기적인 배열로 각인되어 있으며, 도면에 표시된 부분별 치수는 p = 10 mm, w = 0.5 mm, g = 1.2 mm, a = 3.5 mm, b = 0.3 mm, c = 0.2 mm, d = 1 mm, e = 1 mm, t = 1 mm이다. 한편, 하부층에 내장된 핀 다이오드들은 오프(OFF) 상태에서 높은 캐패시턴스(COFF = 0.17 pF), 온(ON) 상태에서 낮은 저항(RON = 3 Ω)으로 간주된다. Optimized physical dimensions for the AFSS of the present invention illustrated in FIG. 1 are as follows. In the example of FIG. 1, FR4 (ε r =4.4 and tan δ = 0.02) has been used as an intermediate substrate, and the patterns at the top and bottom are imprinted in a periodic arrangement, and the dimension of each part shown in the figure is p = 10 mm, w = 0.5 mm, g = 1.2 mm, a = 3.5 mm, b = 0.3 mm, c = 0.2 mm, d = 1 mm, e = 1 mm, t = 1 mm. On the other hand, the pin diodes embedded in the lower layer are considered to have high capacitance (C OFF = 0.17 pF) in the OFF state and low resistance (R ON = 3 Ω) in the ON state.

상기 예시된 물리적인 치수 및 핀 다이오드들의 캐패시턴스 및 저항값들은 최적화된 데이터를 예시하는 것일 뿐 본 발명의 내용이 상기 예시된 데이터에 의해 제한되지는 않는다. The illustrated physical dimensions and capacitance and resistance values of the pin diodes are only illustrative of the optimized data, but the content of the present invention is not limited by the illustrated data.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 AFSS는 유전체 기판의 상부층에 실장된 버랙터 다이오드(varactor diode)들(11 내지 14)의 바이어스 전압(bias voltage) 변화에 따라 전송 및 흡수 주파수를 조정할 수 있다. 또한, 본 발명의 AFSS는 유전체 기판의 하부층에 실장된 핀 다이오드들(21 내지 24)의 온/오프(ON/OFF) 상태에 따라 전송 모드(transmission mode) 또는 흡수 모드(absorption mode) 중 어느 하나로 동작할 수 있다. 즉, 핀 다이오드들(21 내지 24)이 온(ON)상태인 경우, 상기 AFSS는 흡수 모드(absorption)로 동작하고, 핀 다이오드들(21 내지 24)이 오프(OFF)상태인 경우, 상기 AFSS는 전송 모드(transmission)로 동작한다. 이러한 동작 원리는 이후의 도면들을 참조하여 좀 더 상세히 설명할 것이다. AFSS of the present invention having such a configuration can adjust the transmission and absorption frequency according to the bias voltage (bias voltage) of the varactor diodes (varactor diode) (11 to 14) mounted on the upper layer of the dielectric substrate. In addition, the AFSS of the present invention is one of a transmission mode (transmission mode) or an absorption mode (absorption mode) according to the ON/OFF state of the pin diodes 21 to 24 mounted on the lower layer of the dielectric substrate. It can work. That is, when the pin diodes 21 to 24 are in an ON state, the AFSS operates in an absorption mode, and when the pin diodes 21 to 24 are in an OFF state, the AFSS Operates in transmission mode. This operation principle will be described in more detail with reference to the following drawings.

도 4는 본 발명 AFSS의 등가 회로를 예시한 도면이다. 도 4의 (a)는 버랙터(10)를 포함하는 상부층(Top layer)의 등가회로를 예시하고, 도 4의 (b)는 핀 다이오드(20)를 포함하는 하부층(Bottom layer)의 등가회로를 예시한다. 도 4의 (a) 및 (b)에서, Lt1, Lt2는 금속 패턴으로 인한 상부층의 스트립 인덕턴스를 나타내고, Lb1, Lb2는 금속 패턴으로 인한 하부층의 스트립 인덕턴스를 나타내고, Rt1, Rt2는 구리 금속의 유한 전도도로 인한 상부층의 저항을 나타내고, Rb1, Rb2는 구리 금속의 유한 전도도로 인한 하부층의 저항을 나타낸다. 한편, Z0과 ZTL은 각각 여유 공간(free space) 및 유전 스페이서(dielectric spacer)의 특성 임피던스를 나타낸다. 이 때, ZTL

Figure 112019074177921-pat00001
이다. 또한, 도 4의 예에서, 최적화된 파라미터는 다음과 같다. Lt1 = 3.05nH, Lt2 = 2.2nH, Lb1 = 2.09nH, Lb2 = 0.45nH, Lv = 0.2nH, Rt1 = 0.2Ω, Rt2 = 1.84Ω, Rb1 = 0.02Ω, Rb2 = 0.02Ω, RON = 3Ω, RV,20V = 0.4Ω, COFF = 0.53pF, CV,20V = 0.28pF.4 is a diagram illustrating an equivalent circuit of the AFSS of the present invention. FIG. 4(a) illustrates an equivalent circuit of a top layer including a varactor 10, and FIG. 4(b) shows an equivalent circuit of a bottom layer including a pin diode 20. To illustrate. In (a) and (b) of Figure 4, L t1 , L t2 represents the strip inductance of the upper layer due to the metal pattern, L b1 , L b2 represents the strip inductance of the lower layer due to the metal pattern, R t1 , R t2 represents the resistance of the upper layer due to the finite conductivity of the copper metal, and R b1 , R b2 represents the resistance of the lower layer due to the finite conductivity of the copper metal. On the other hand, Z 0 and Z TL represent the characteristic impedance of the free space and the dielectric spacer, respectively. At this time, Z TL
Figure 112019074177921-pat00001
to be. In addition, in the example of FIG. 4, the optimized parameters are as follows. L t1 = 3.05nH, L t2 = 2.2nH, L b1 = 2.09nH, L b2 = 0.45nH, L v = 0.2nH, R t1 = 0.2Ω, R t2 = 1.84Ω, R b1 = 0.02Ω, R b2 = 0.02Ω, R ON = 3Ω, R V,20V = 0.4Ω, C OFF = 0.53pF, C V,20V = 0.28pF.

도 5는 역전압이 10 ~ 20 V일 때, 본 발명 AFSS로 시뮬레이션된 산란 파라미터(simulated scattering parameters)를 동작 모드별로 나타낸 도면으로서, 도 5의 (a)는 전송모드일 때, (b)는 흡수모드일 때의 시뮬레이션된 산란 파라미터(simulated scattering parameters)를 나타낸다. FIG. 5 is a view showing the simulated scattering parameters simulated by AFSS of the present invention when the reverse voltage is 10 to 20 V for each operation mode, and (a) of FIG. 5 is in transmission mode, (b) It shows simulated scattering parameters when in absorption mode.

도 1 및 도 4에 예시된 바와 같은 본 발명의 AFSS는 전송모드로 동작할 때, 하부층의 인덕턴스 및 캐패시턴스가 상부층의 반응성 소자와 병렬로 연결된다. 따라서, 이로 인해, 전체 캐패시턴스를 약간 증가시킨다. 하지만, 유효 인덕턴스를 상당히 감소시키는 특징이 있다. 이러한 동작 특성 곡선이 도 5의 (a)에 예시되어 있다. 도 5의 (a)를 참조하면, 본 발명의 AFSS 상부층의 오리지널 밴드패스(bandpass)-밴드스톱(bandstop) 패턴은 AFSS 구조에서 더 높은 주파수로 이동됨을 알 수 있다. 따라서, 시뮬레이션을 통해, 10 ~ 20 V의 변압기 역전압을 변화시킴으로써, 밴드패스(bandpass) 주파수를 0.99 ~ 3.40dB의 삽입 손실로 3.62 ~ 4.16GHz로 조정할 수 있음을 알 수 있다.When the AFSS of the present invention as illustrated in FIGS. 1 and 4 is operated in a transmission mode, the inductance and capacitance of the lower layer are connected in parallel with the reactive element of the upper layer. Thus, this slightly increases the overall capacitance. However, there is a feature that significantly reduces the effective inductance. This operating characteristic curve is illustrated in Fig. 5(a). Referring to FIG. 5(a), it can be seen that the original bandpass-bandstop pattern of the AFSS upper layer of the present invention is moved to a higher frequency in the AFSS structure. Therefore, through simulation, it can be seen that by changing the transformer reverse voltage of 10 to 20 V, the bandpass frequency can be adjusted from 3.62 to 4.16 GHz with an insertion loss of 0.99 to 3.40 dB.

한편, 도 1 및 도 4에 예시된 바와 같은 본 발명의 AFSS는 흡수 모드로 동작할 때, 하부층은 인덕턴스(캐패시턴스 없음)만 제공하며 접지된 유전 기질로 작용한다. 이 때, 상부층 응답은 주파수 스펙트럼에서 전송 감소가 크게 나타나는 것과 블루쉬프트를 제외하고는 거의 일정하게 유지된다. 이러한 동작 특성 곡선이 도 5의 (b)에 예시되어 있다. 도 5의 (b)를 참조하면, 본 발명의 AFSS는 다이오드 전압을 변경하여 밴드스톱(bandstop) 주파수를 4.28 ~ 5.10 GHz 사이에서 조절함으로써, 해당 흡수율 4.98 ~ 91.17%로 결정할 수 있음을 알 수 있다. Meanwhile, when the AFSS of the present invention as illustrated in FIGS. 1 and 4 is operated in an absorption mode, the lower layer provides only inductance (no capacitance) and functions as a grounded dielectric substrate. At this time, the upper layer response remains almost constant except for the blue shift and the large reduction in transmission in the frequency spectrum. This operating characteristic curve is illustrated in Fig. 5B. Referring to (b) of FIG. 5, it can be seen that the AFSS of the present invention can be determined to have a corresponding absorption rate of 4.98 to 91.17% by adjusting the band voltage to adjust the bandstop frequency between 4.28 and 5.10 GHz. .

도 6은 본 발명 AFSS를 검증하기 위해, 역전압이 20 V일 때, 본 발명 AFSS에 대한 등가 회로 모델과 풀-웨이브(full-wave) 전자파 시뮬레이션 사이의 산란 파라미터 비교 결과를 동작 모드별로 나타낸 도면이다. 도 6의 (a)는 전송모드에서의 비교 결과를 도 6의 (b)는 흡수모드에서의 비교 결과를 나타낸다. 도 6을 참조하면, 20 V 역전압 조건일 때, 전송 모드와 흡수 모드 모두에서 회로 모델의 산란 파라미터와 풀-웨이브(full-wave) 시뮬레이션 결과가 매우 유사함을 알 수 있다. FIG. 6 is a diagram showing results of comparison of scattering parameters between the equivalent circuit model and the full-wave electromagnetic wave simulation for the AFSS of the present invention for each operation mode when the reverse voltage is 20 V to verify the AFSS of the present invention. to be. 6(a) shows the comparison result in the transmission mode and FIG. 6(b) shows the comparison result in the absorption mode. Referring to FIG. 6, it can be seen that under the 20 V reverse voltage condition, scattering parameters of the circuit model and full-wave simulation results are very similar in both the transmission mode and the absorption mode.

도 7은 수직 입사(normal incidence)일 때, 다양한 양극화 각도에 대하여 본 발명 AFSS로 시뮬레이션된 산란 응답(simulated scattering responses)을 동작 모드별로 나타낸 도면으로서, 도 7의 (a)는 전송모드에서의 시뮬레이션된 산란 응답(simulated scattering responses)을 나타내고, 도 7의 (b)는 흡수모드에서의 시뮬레이션된 산란 응답(simulated scattering responses)을 나타낸다. 도 7을 참조하면, 모든 양극화 각도(all polarization angles)에 대해 반응이 동일하게 유지되고 있음을 알 수 있다. 이는, 본 발명의 AFSS가 편파 무의존성(polarization - insensitive) 특성이 잘 구현되었음을 나타내는 것이다. FIG. 7 is a diagram showing the simulated scattering responses simulated by the AFSS of the present invention for various polarization angles at normal incidence, by operation mode, and FIG. 7(a) is a simulation in the transmission mode. Shows simulated scattering responses, and FIG. 7(b) shows simulated scattering responses in absorption mode. Referring to FIG. 7, it can be seen that the reaction remains the same for all polarization angles. This indicates that the polarization-insensitive characteristic of the AFSS of the present invention was well implemented.

도 8은 사선 입사(oblique incidence)일 때, 본 발명 AFSS로 시뮬레이션된 산란 응답(simulated scattering responses)을 동작 모드별로 나타낸 도면으로서, 도 8의 (a)는 전송모드에서의 시뮬레이션된 산란 응답(simulated scattering responses)을 나타내고, 도 8의 (b)는 흡수모드에서의 시뮬레이션된 산란 응답(simulated scattering responses)을 나타낸다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 AFSS는 최대 60°의 발생각까지 각도 안정성을 보임을 알 수 있다. FIG. 8 is a view showing simulated scattering responses by operation mode according to the present invention AFSS when oblique incidence, and FIG. 8( a) is simulated in transmission mode. scattering responses), and FIG. 8(b) shows simulated scattering responses in absorption mode. Referring to FIG. 8, it can be seen that the AFSS of the present invention shows angular stability up to an angle of occurrence of up to 60°.

도 9는 본 발명의 AFSS에 대한 다른 실시예를 예시한 도면으로서, 도 1에 예시된 본 발명의 AFSS에 대한 단위셀들을 2 x 2 배열로 배치한 경우의 예시한다. 도 9의 (a)는 상기 다른 실시예에 대한 상부층(top layer)를 나타내고, 도 9의 (b)는 상기 다른 실시예에 대한 하부층(bottom layer)를 나타내고, 도 9의 (c)는 상기 다른 실시예의 전송 모드용 바이어스 공급 기법을 나타내고, 도 9의 (d)는 상기 다른 실시예의 흡수 모드용 바이어스 공급 기법을 나타낸다. 이 때, 도면부호 '100'은 터미널 1을 나타내고, 도면부호 '200'은 터미널 2을 나타내고, 도면부호 '300'은 터미널 3을 나타낸다. FIG. 9 is a diagram illustrating another embodiment of the AFSS of the present invention, and illustrates a case in which unit cells for the AFSS of the present invention illustrated in FIG. 1 are arranged in a 2×2 arrangement. FIG. 9(a) shows the top layer for the other embodiment, FIG. 9(b) shows the bottom layer for the other embodiment, and FIG. 9(c) shows the Another embodiment shows a bias supply technique for a transmission mode, and FIG. 9D shows a bias supply technique for an absorption mode of another embodiment. At this time, reference numeral '100' denotes terminal 1, reference numeral '200' denotes terminal 2, and reference numeral '300' denotes terminal 3.

도 10은 역전압이 10 ~ 20 V 때, 본 발명 AFSS로 측정된 산란 파라미터(measured scattering parameters)를 동작 모드별로 나타낸 도면으로서, 도 10의 (a)는 전송모드로 동작할 때의 측정된 산란 파라미터(measured scattering parameters), 도 10의 (b)는 흡수모드로 동작할 때의 측정된 산란 파라미터(measured scattering parameters)를 나타낸다. 도 10의 (a)를 참조하면, 본 발명의 AFSS는 전송 모드에서, 1.96 ~ 4.30 dB 삽입 손실로 3.70 ~ 4.27 GHz의 조정 가능한 대역패스 응답을 얻을 수 있음을 알 수 있다. 또한, 도 10의 (b)를 참조하면, 본 발명의 AFSS는 흡수 모드에서 주파수를 4.28 ~ 5.12 GHz로 조절하여, 흡수율을 78.77 ~ 90.78%로 얻을 수 있음을 알 수 있다.10 is a diagram showing the scattering parameters (measured scattering parameters) measured by the AFSS of the present invention when the reverse voltage is 10 to 20 V for each operation mode, and FIG. 10 (a) shows the measured scattering when operating in the transmission mode. Parameters (measured scattering parameters), Figure 10 (b) shows the measured scattering parameters (measured scattering parameters) when operating in the absorption mode. Referring to (a) of FIG. 10, it can be seen that the AFSS of the present invention can obtain an adjustable bandpass response of 3.70 to 4.27 GHz with 1.96 to 4.30 dB insertion loss in the transmission mode. In addition, referring to (b) of FIG. 10, it can be seen that the AFSS of the present invention can obtain an absorption rate of 78.77 to 90.78% by adjusting the frequency to 4.28 to 5.12 GHz in the absorption mode.

도 11은 역 바이어스 전압이 10~20V일 때, 본 발명 AFSS로 시뮬레이션된 산란 파라미터와 본 발명 AFSS로 측정된 산란 파라미터를 항목별로 비교한 도면이다. 도 11의 (a)공명 주파수 비교, 도 11의 (b)는 삽입 손실 및 흡수율 비교, 도 11의 (c)는 반전력(Half-power) 대역폭을 비교한 도면이다. 도 11을 참조하면, 기생 요소의 분산 특성, 프로토타입의 유한 크기 및 제작 허용오차로 귀속될 수 있는 일부 사소한 편차를 제외한 모든 사례에서 양호한 결과가 얻어짐을 알 수 있다. FIG. 11 is a diagram comparing the scattering parameters simulated by the present invention AFSS and the scattering parameters measured by the present invention AFSS by item when the reverse bias voltage is 10 to 20V. 11(a) resonance frequency comparison, FIG. 11(b) comparison of insertion loss and absorption rate, and FIG. 11(c) comparison of half-power bandwidth. Referring to FIG. 11, it can be seen that good results are obtained in all cases except for the dispersion characteristics of the parasitic elements, the finite size of the prototype, and some minor deviations that may be attributed to manufacturing tolerances.

도 12는 역전압 10 V일 때, 서로 다른 접선 손실 및 서로 다른 기생 저항에 대한 본 발명 AFSS의 산란 파라미터(S21)를 나타낸 도면들이다. 도 12의 (a)는 유전체 기판의 접선손실(tangential losses)을 0.02에서 0으로 줄임으로써 패스밴드 삽입손실을 3.40dB에서 3.14dB로 줄이는 예를 도시하고 있다. 이로 인해, 저손실 유전물질을 사용하면 삽입 손실을 개선할 수 있다. 한편, 도 12의 (b)는 버랙터 다이오드의 기생 저항(parasitic resistance)을 3Ω에서, 0Ω으로 줄임으로써 패스밴드의 삽입손실을 3.40 dB에서 0.92 dB로 줄이는 예를 도시하고 있다. 12 is a view showing a scattering parameter (S 21 ) of the AFSS of the present invention for different tangential losses and different parasitic resistances when the reverse voltage is 10 V. 12(a) shows an example of reducing the passband insertion loss from 3.40dB to 3.14dB by reducing the tangential losses of the dielectric substrate from 0.02 to 0. For this reason, insertion loss can be improved by using a low-loss dielectric material. On the other hand, Fig. 12 (b) shows an example of reducing the insertion loss of the passband from 3.40 dB to 0.92 dB by reducing the parasitic resistance of the varactor diode from 3 Ω to 0 Ω.

도 13은 종래의 수동형 주파수 선택 표면들과 본 발명의 AFSS의 성능을 비교한 비교표이다. 도 13을 참조하면, 본 발명의 AFSS는 기능(operating functions) 측면에서 스위칭(switching)과 주파수 조절(tuning)이 모두 가능하고, 이중(dual) 편극 특성(polarization characteristic)을 가지며, 동작 모드(working mode)가 전송(transmission) 및 흡수(absorption) 모두 가능한 유일한 것임을 알 수 있다. 13 is a comparison table comparing the performance of AFSS of the present invention with conventional passive frequency selective surfaces. Referring to FIG. 13, the AFSS of the present invention is capable of both switching and frequency tuning in terms of operating functions, has dual polarization characteristics, and working mode It can be seen that mode) is the only thing that is possible for both transmission and absorption.

상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. In the exemplary system described above, the methods are described based on a flow chart as a series of steps or blocks, but the present invention is not limited to the order of steps, and some steps may occur in a different order or simultaneously with other steps as described above. You can.

또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In addition, those skilled in the art will understand that the steps shown in the flowchart are not exclusive, other steps may be included, or one or more steps in the flowchart may be deleted without affecting the scope of the present invention.

Claims (11)

능동형 주파수 선택 표면에 있어서,
상/하부층에 금속패턴이 실장된 정사각형 구조의 유전체 기판(dielectric substrate)을 포함하되,
상기 유전체 기판의 상부층에는
다수의 버랙터 다이오드(varactor diode)들이 십자가 배열로 실장되고,
상기 유전체 기판의 하부층에는
두 개의 패치가 다수의 핀 다이오드(Pin diode)를 통해 대칭으로 연결되고,
상기 유전체 기판의 상부층은
금속 재질의 제1 십자가 패턴; 및
상기 제1 십자가 패턴을 외곽에서 둘러싸는 금속 재질의 제2 십자가 패턴을 포함하되,
상기 제1 십자가 패턴은
상기 버랙터 다이오드(varactor diode)를 통해 상기 제2 십자가 패턴으로 연결되는 연장선과 연결된 것을 특징으로 하는 능동형 주파수 선택 표면.
In the active frequency selection surface,
Including a dielectric substrate (dielectric substrate) of a square structure with a metal pattern mounted on the upper / lower layer,
On the upper layer of the dielectric substrate
A number of varactor diodes are mounted in a cross arrangement,
The lower layer of the dielectric substrate
The two patches are connected symmetrically through a number of pin diodes,
The upper layer of the dielectric substrate
A first cross pattern made of metal; And
Including a second cross pattern of a metal material surrounding the first cross pattern,
The first cross pattern
Active frequency selection surface, characterized in that connected to the extension line connected to the second cross pattern through the varactor diode (varactor diode).
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 제1 십자가 패턴은
상기 버랙터 다이오드(varactor diode)와 금속패턴에 의해 생성된 저항-인덕턴스-커패시턴스(resistance-inductance-capacitance) 효과를 제공하는 것을 특징으로 하는 능동형 주파수 선택 표면.
The method of claim 1, wherein the first cross pattern
An active frequency selective surface characterized in that it provides a resistance-inductance-capacitance effect generated by the varactor diode and a metal pattern.
제1항에 있어서, 상기 제2 십자가 패턴은
금속패턴으로부터 저항-인덕턴스(resistance-inductive) 응답을 제공하는 것을 특징으로 하는 능동형 주파수 선택 표면.
The method of claim 1, wherein the second cross pattern
An active frequency selective surface characterized by providing a resistance-inductive response from a metal pattern.
제1항에 있어서, 상기 유전체 기판의 상부층은
상기 유전체 기판의 모서리들로부터 상기 제2 십자가 패턴의 바이어스 방향으로 연결된 인덕터들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 능동형 주파수 선택 표면.
According to claim 1, The upper layer of the dielectric substrate
And an inductor connected in a bias direction of the second cross pattern from corners of the dielectric substrate.
제5항에 있어서, 상기 유전체 기판의 상부층은
상기 제1 십자가 패턴, 상기 제2 십자가 패턴 및 상기 인덕터들을 모두 대칭적으로 구현한 것을 특징으로 하는 능동형 주파수 선택 표면.
The method of claim 5, wherein the upper layer of the dielectric substrate
The first cross-pattern, the second cross-pattern and the active frequency selective surface, characterized in that all implementing the inductors symmetrically.
제1항에 있어서, 상기 유전체 기판의 하부층에는
적어도 4개의 핀 다이오드(pin diode)들이 장착된 것을 특징으로 하는 능동형 주파수 선택 표면.
The method of claim 1, wherein the lower layer of the dielectric substrate
An active frequency selective surface, characterized in that at least four pin diodes are mounted.
제1항에 있어서,
상기 유전체 기판의 상부층 및 하부층은 금속성의 비아를 통해 연결하는 것을 특징으로 하는 능동형 주파수 선택 표면.
According to claim 1,
The top and bottom layers of the dielectric substrate are active frequency selective surfaces, characterized in that they are connected via metallic vias.
제1항에 있어서, 상기 능동형 주파수 선택 표면은
상기 핀 다이오드의 온/오프(ON/OFF) 상태에 따라 전송 모드(transmission mode) 또는 흡수 모드(absorption mode) 중 어느 하나로 동작하는 것을 특징으로 하는 능동형 주파수 선택 표면.
The active frequency selective surface of claim 1,
According to the ON/OFF state of the pin diode, the active frequency selection surface is characterized in that it operates in either a transmission mode (transmission mode) or an absorption mode (absorption mode).
제1항에 있어서, 상기 능동형 주파수 선택 표면은
상기 버랙터 다이오드(varactor diode)들의 바이어스 전압(bias voltage)의 변화에 따라 전송 및 흡수 주파수를 조정하는 것을 특징으로 하는 능동형 주파수 선택 표면.
The active frequency selective surface of claim 1,
An active frequency selection surface characterized in that the transmission and absorption frequencies are adjusted according to a change in the bias voltage of the varactor diodes.
제1항에 있어서, 상기 유전체 기판은
n x n 배열로 확장 배치하여 동작 주파수 범위를 넓히는 것을 특징으로 하는 능동형 주파수 선택 표면.
The method of claim 1, wherein the dielectric substrate
Active frequency selective surface characterized by widening the operating frequency range by expanding arrangement in nxn array.
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