KR20170006250A - 자기 나노입자로 강화된 액정 인덕터 - Google Patents

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KR20170006250A
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더 보잉 컴파니
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Abstract

코어(204)의 투자율(230)을 관리하기 위한 방법 및 장치. 장치는 코어(204) 및 코어(204)에 관하여 위치된 다수의 전극(206)을 구비하여 구성된다. 코어(204)는 다수의 액정(220) 및 다수의 자기 나노입자(222)를 구비하여 구성된다. 다수의 전극(206)에 인가된 전압(226)을 변화시키는 것은 코어(204)의 투자율(230)을 변화시킨다.

Description

자기 나노입자로 강화된 액정 인덕터{LIQUID CRYSTAL INDUCTOR ENHANCED WITH MAGNETIC NANOPARTICLES}
본 발명은 일반적으로 인덕터, 특히 조정가능 인덕터(adjustable inductors)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 자기 나노입자에 의해 강화된 액정으로 이루어진 코어(core)를 갖춘 인덕터의 인덕턴스(inductance)를 변경시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
소정의 시스템에 있어서, 회로 내의 캐패시턴스 값(capacitance values) 및 인덕턴스 값(inductance values)은 원하는 시스템 성능을 제공하기 위해 변경될 수 있다. 캐패시턴스를 변경시는 것과 인덕턴스를 변경시키는 것은 임피던스 매칭 및 필터링(impedance matching and filtering)을 요구하는 무선 주파수 적용(radio frequency applications)에서 특히 유용할 수 있다.
예컨대, 시스템 성능을 구비하지 않는 방식으로 주파수의 넓은 범위에 걸쳐 임피던스 매칭 및 필터링을 수행하는 것은 원하는 것 보다 더 어려울 수 있다. 그러나, 이러한 문제는 적응형(adaptive) 임피던스 매칭 및 필터링을 이용해서 극복될 수 있다. 예컨대, 제한 없이, 임피던스 매칭 및 필터링 회로 내에서 하나 이상의 캐패시턴스 값, 하나 이상의 인덕턴스 값, 또는 양쪽을 변화시키는 것은 적응형 임피던스 매칭 및 필터링을 가능하게 할 수 있다.
인덕턴스 및 캐패시턴스를 변경시키기 위한 몇몇 현재의 이용가능한 회로 구성은 고정 값 회로 구성요소(fixed-value circuit components)의 절환 조합(switched combinations)을 이용하는 것을 포함한다. 예컨대, 다중 고정값 인덕터(multiple fixed-value inductors)의 절환 구성은 가변 인덕턴스(variable inductance)를 제공하는데 이용될 수 있다. 마찬가지로, 다중 고정값 캐패시터(multiple fixed-value capacitors)의 절환 구성은 가변 캐패시턴스(variable capacitance)를 제공하기 위해 이용될 수 있다.
그러나, 회로 구성요소의 절환 구성의 이들 형태는 원하는 만큼 빠르게 채택되는 것이 불가능할 수 있다. 예컨대, 다중 고정 값 인덕터의 절환 구성에 따라, 인덕턴스의 변화가 원하는 것 보다 천천히 발생할 수 있다. 더욱이, 절환 구성의 이러한 형태에 따라, 적응성(adaptability) 및 성능(performance)의 범위가 개별 인덕터의 고정된 인덕턴스 값에 의해 제한될 수 있다. 더욱이, 절환 구성의 이러한 형태는 원하는 것 보다 더 크고 더 무거울 수 있고 원하는 것 보다 더 많은 전력을 요구할 수 있다. 따라서, 상기 논의된 문제의 적어도 몇몇 뿐만 아니라 다른 가능한 문제를 고려하는 방법 및 장치를 갖는 것이 바람직할 것이다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 발명된 것으로, 자기 나노입자로 강화된 액정 인덕터를 제공함에 그 목적이 있다.
하나의 예시적인 예에 있어서, 장치는 코어 및 코어에 관하여 위치된 다수의 전극을 구비하여 구성된다. 코어는 다수의 액정 및 다수의 자기 나노입자를 구비하여 구성된다. 다수의 전극에 인가된 전압을 변화시키는 것은 코어의 투자율을 변화시킨다.
다른 예시적인 예에 있어서, 장치는 조정가능 인덕터를 구비하여 구성된다. 조정가능 인덕터는 코어, 코어에 관하여 위치된 다수의 전극, 및 코어 주위에 배치된 콘덕터를 구비하여 구성된다. 코어는 다수의 액정 및 다수의 자기 나노입자의 유체 혼합물을 구비하여 구성된다. 다수의 전극에 인가된 전압을 변화시키는 것은 코어의 투자율을 변화시키고, 그에 의해 콘덕터의 인덕턴스를 변화시킨다.
또 다른 예시적인 예에 있어서, 코어의 투자율을 관리하기 위한 방법이 제공된다. 전압이 코어에 관하여 위치된 다수의 전극에 인가된다. 코어는 다수의 액정 및 다수의 자기 나노입자를 구비하여 구성된다. 다수의 전극에 인가된 전압이 변화된다. 코어의 투자율은 다수의 전극에 인가된 전압이 변함에 따라 변화된다.
특징 및 기능은 본 발명의 다양한 실시예에서 독립적으로 달성될 수 있거나 더욱 상세한 내용이 이하의 설명 및 도면을 참조하여 알려질 수 있는 또 다른 실시예에 결합될 수 있다.
도 1은 예시적 실시예에 따른 블록도 형태의 다수의 조정가능 인덕터를 포함하는 전자기 시스템(electromagnetic system)의 실례이다.
도 2는 예시적 실시예에 따른 블록도 형태의 조정가능 인덕터의 실례이다.
도 3은 예시적 실시예에 따른 블록도 형태의 조정가능 캐패시터의 실례이다.
도 4는 예시적 실시예에 따른 조정가능 인덕터의 상부 사시도의 실례이다.
도 5는 예시적 실시예에 따른 조정가능 인덕터의 하부 사시도의 실례이다.
도 6은 예시적 실시예에 따른 조정가능 인덕터 및 유전체 기판(dielectric substrate)의 단면도의 실례이다.
도 7은 예시적 실시예에 따른 코어 내에서 액정 및 자기 나노입자의 정렬의 실례이다.
도 8은 예시적 실시예에 따른 조정가능 캐패시터의 상면도의 실례이다.
도 9는 예시적 실시예에 따른 조정가능 캐패시터와 유전체 기판의 단면도의 실례이다.
도 10은 예시적 실시예에 따른 코어 내에서 액정의 정렬의 실례이다.
도 11은 예시적 실시예에 따른 임피던스 매칭 및 필터링 네트워크의 상면도의 실례이다.
도 12는 예시적 실시예에 따른 플로우차트 형태의 코어의 투자율(magnetic permeability)을 관리하기 위한 프로세스의 실례이다.
도 13은 예시적 실시예에 따른 플로우차트 형태의 조정가능 인덕터를 관리하기 위한 프로세스의 실례이다.
예시적 실시예는 여러 고려를 인식 및 참작한다. 예컨대, 예시적 실시예는 회로 네트워크의 중량, 회로 네트워크의 크기, 회로 네트워크의 복잡성, 또는 원하는 것 이상 회로 네트워크에 의해 이용된 전력을 증가시키는 것 없이 회로 네트워크에서 가변 인덕턴스를 제공하기 위한 방법 및 장치를 갖는 것이 바람직할 수 있음을 인식 및 참작한다. 더욱이, 인덕턴스가 빠르게 변경될 수 있도록 하는 방법 및 장치를 갖는 것이 바람직할 수 있다.
예시적 실시예는 액정 및 자기 나노입자의 조합이 조정가능 인덕터를 형성하는데 이용될 수 있음을 인식 및 참작한다. 액정은 액체(liquid)의 특성과 고체 결정(solid crystal)의 특성 사이의 특성을 갖는 상태에 있는 물질이다. 액정은 본질적으로 이방성(anisotropic)일 수 있다. 예컨대, 제한 없이, 액정은 막대형 형상(rod-type shape), 궐련형 형상(cigar-type shape) 또는 몇몇 다른 형태의 이방성 형상과 같은, 이방성 기하학적 형상(anisotropic geometric shape)을 갖을 수 있다.
특히, 예시적 실시예는 조정가능 인덕터를 위한 코어를 형성하기 위해 액정이 자기 나노입자와 혼합될 수 있음을 더욱 인식 및 참작한다. 이러한 형태의 코어를 가로질러 전위차(potential difference)를 인가하는 것은 액정을 코어의 길이방향 축(longitudinal axis)에 대해 실질적으로 평행하게 정렬되도록 할 수 있다. 액정의 이러한 정렬은, 결국, 자기 나노입자가 액정과 공동-정렬(co-alignment)되도록 할 수 있다.
이러한 방식에 있어서, 자기 경로(magnetic path)가 코어의 길이를 가로질러 자기 나노입자를 통해 생성될 수 있다. 코어를 가로질러 전위차를 변경시키는 것은 코어의 투자율을 변경시킬 수 있고, 이는 결국 주변이 싸여 있지만 코어로부터 유전적으로 분리되는 콘덕터(conductor)의 인덕턴스를 변화시킬 수 있다. 따라서, 예시적 실시예는 조정가능 인덕터의 코어의 투자율을 관리하기 위한 방법 및 장치를 제공하고, 그에 의해 조정가능 인덕터의 인덕턴스를 관리한다.
도면, 특히 도 1을 참조하면, 다수의 조정가능 인덕터를 포함하는 전자기 시스템의 실례가 예시적 실시예에 따른 블록도 형태로 도시된다. 본 예시적 예에 있어서, 회로 네트워크(100)는 다수의 회로(102)를 포함할 수 있다. 여기서 이용된 바와 같이, "다수"의 아이템은 하나 이상의 아이템을 포함할 수 있다. 이러한 방식에서, 다수의 회로(102)는 하나 이상의 회로를 포함할 수 있다.
예컨대, 제한 없이, 다수의 회로(102)는 필터링 회로(104), 임피던스 매칭 회로(106), 임피던스 매칭 및 필터링 회로(108), 또는 몇몇 다른 형태의 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구현에 따라, 필터링 회로(104)는 고역 통과 필터 회로(high-pass filter circuit; 110), 저역 통과 필터 회로(low-pass filter circuit; 112), 다중대역 통과 필터 회로(multi-pass filter circuit; 114), 전대역 통과 필터 회로(all-pass filter circuit; 116), 대역 통과 필터 회로(band-pass filter circuit; 118), 노치 필터 회로(notch filter circuit; 120), 또는 몇몇 다른 형태의 필터 회로 중 적어도 하나를 구비하여 구성될 수 있다.
여기서 이용된 바와 같이, 문구 "적어도 하나"는, 아이템의 리스트와 함께 이용되었을 때, 리스트된 아이템 중 하나 이상의 여러 조합이 이용될 수 있고 리스트의 아이템 중 오직 하나만이 필요로 될 수도 있음을 의미한다. 아이템은 특정 물체, 물건, 단계, 동작, 프로세스, 또는 카테고리일 수 있다. 즉, "적어도 하나"는 아이템의 소정의 조합 또는 다수의 아이템이 리스트로부터 이용될 수 있음을 의미하지만, 리스트의 모든 아이템이 필요로 될 수 있는 것은 아니다.
예컨대, 제한 없이, "아이템 A, 아이템 B, 또는 아이템 C 중 적어도 하나" 또는 "아이템 A, 아이템 B 및 아이템 C 중 적어도 하나"는 아이템 A; 아이템 A 및 아이템 B; 아이템 B; 아이템 A, 아이템 B 및 아이템 C; 또는 아이템 B 및 아이템 C를 의미할 수 있다. 몇몇 경우에 있어서, "아이템 A, 아이템 B, 또는 아이템 C" 또는 "아이템 A, 아이템 B 및 아이템 C"는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 아이템 A 중 2개, 아이템 B 중 하나, 및 아이템 C 중 10개; 아이템 B 중 4개 및 아이템 C 중 7개; 또는 몇몇 다른 적절한 조합을 의미할 수 있다.
하나의 예시적인 예에 있어서, 회로 네트워크(100)는 임피던스 매칭 및 필터링 네트워크(impedance matching and filtering network; 122)의 형태를 취할 수 있다. 임피던스 매칭 및 필터링 네트워크(122)는 입력(124)을 수신할 수 있고 입력(124)을 기초로 출력(126)을 발생시킬 수 있다. 본 예시적인 예에 있어서, 다수의 회로(102)는 입력(124)을 위한 임피던스 매칭 및 필터링을 수행하는데 이용될 수 있다.
하나의 예시적 예로서, 입력(124)은 전송기(transmitter; 128)에 의해 발생된 출력 신호일 수 있다. 전송기(128)는, 예컨대, 제한 없이, RF(radio frequency) 전송기일 수 있다. 임피던스 매칭 및 필터링 네트워크(122)는 입력(124)을 필터링할 수 있어 선택된 주파수 임계(selected frequency threshold) 보다 더 낮은 주파수만이 임피던스 매칭 및 필터링 네트워크(122)를 통해 지나가도록 허용된다. 더욱이, 안테나(130)의 부하의 임피던스는 전송기(128)와 안테나(130) 사이에서 전력 전달(power transfer)을 개선하기 위해 임피던스 매칭 및 필터링 네트워크(122)를 이용해서 전송기(128)의 임피던스에 대해 매칭될 수 있다.
도시된 바와 같이, 다수의 회로(102)는 베이스(132) 상에 적어도 부분적으로 형성될 수 있다. 베이스(132)는 유전체 재료(dielectric material)로 이루어질 수 있다. 유전체 재료는 도전(conduction) 없이 전기력(electric force)을 전송할 수 있는 매체 또는 물질일 수 있다. 이러한 방식에서, 유전체 재료는 절연 재료(insulating material)로 고려될 수 있다. 베이스(132)는, 구현에 따라, 다수의 유전체 기판(number of dielectric substrates; 133)을 포함할 수 있다. 다수의 유전체 기판(133) 중 각 유전체 기판은 유전체 재료의 얇은 조각(thin piece), 슬라이스(slice), 또는 판(plate)의 형태를 취할 수 있다.
다수의 회로(102)는 회로 구성요소의 세트(set of circuit components; 134) 및 전압 제어 시스템(voltage control system; 136)을 포함할 수 있다. 전압 제어 시스템(136)은 다수의 전압 콘트롤러(138)를 포함할 수 있다. 다수의 전압 콘트롤러(138)의 각각은 조정가능한 전압을 발생시키도록 구성될 수 있다.
회로 구성요소의 세트(134)는 베이스(132) 상에서 구현될 수 있다. 하나의 예시적 예로서, 회로 구성요소의 세트(134)의 각 개별 회로 구성요소는 다수의 유전체 기판(133)의 대응하는 유전체 기판 상에서 구현될 수 있다. 이러한 방식에서, 이러한 대응하는 유전체 기판은 개별 회로 구성요소를 위한 베이스(base)로서 기능할 수 있다.
회로 구성요소의 세트(134)에서 회로 구성요소는 고정 값 인덕터(fixed-value inductor), 조정가능 인덕터(adjustable inductor), 고정 값 캐패시터(fixed-value capacitor), 조정가능 캐패시터(adjustable capacitor), 스위치 장치(switch device), 고정 값 레지스터(fixed-value resistor), 조정가능 레지스터(adjustable resistor), 또는 다른 형태의 전자 장치의 형태를 취할 수 있다. 이들 예시적 예에 있어서, 회로 구성요소의 세트(134)는 다수의 조정가능 인덕터(number of adjustable inductors; 140)를 포함한다. 몇몇 경우에 있어서, 회로 구성요소의 세트(134)는 또한 다수의 조정가능 캐패시터(number of adjustable capacitors; 142)를 포함할 수 있다.
다수의 조정가능 인덕터(140) 중 조정가능 인덕터가 구현될 수 있는 하나의 방식의 예가 이하 도 2에서 더욱 상세하게 설명된다. 더욱이, 다수의 조정가능 캐패시터(142) 중 조정가능 캐패시터가 구현될 수 있는 하나의 방식의 예가 이하 도 3에서 더욱 상세하게 설명된다.
하나의 예시적 예에 있어서, 회로 네트워크(100)는 자기 나노입자(magnetic nanoparticles)로 강화된 하나 이상의 액정 인덕터(liquid crystal inductors) 및 하나 이상의 액정 캐패시터(liquid crystal capacitors)를 이용해서 구현될 수 있다. 이들 형태의 액정 회로 구성요소를 이용하는 것은 소정의 적용을 위해 회로 네트워크(100)가 충분히 작게 만들어질 수 있도록 할 수 있다. 예컨대, 회로 네트워크(100)는 약 2 평방 센티미터 보다 작게 만들어질 수 있다. 몇몇 예시적 예에 있어서, 회로 네트워크(100)는 약 1 평방 센티미터 이하로 만들어질 수 있다.
더욱이, 이러한 형태의 회로 네트워크(100)는 높은 무선 주파수 적용(high radio frequency applications)을 위해 이용될 수 있다. 예컨대, 제한 없이, 회로 네트워크(100)는 마이크로파 무선 주파수에서의 적용을 위해 이용될 수 있다. 회로 네트워크(100)는, 예컨대, 제한 없이, 약 2GHz와 약 30GHz 사이의 주파수에서 동작하는 적용에서 이용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 조정가능 인덕터의 실례가 예시적 실시예에 따른 블록도의 형태로 도시된다. 본 예시적인 예에 있어서, 조정가능 인덕터(200)는 도 1에서 다수의 조정가능 인덕터(140) 중 하나에 대한 하나의 구현의 예일 수 있다. 조정가능 인덕터(200)는 변경될 수 있는 인덕턴스(201)를 갖는다.
본 예시적 예에 있어서, 유전체 기판(dielectric substrate; 202)은 조정가능 인덕터(200)를 위한 베이스로서 기능할 수 있다. 유전체 기판(202)은 도 1에 개시된 다수의 유전체 기판(133) 중 하나의 예일 수 있다. 본 예시적인 예에 있어서, 조정가능 인덕터(200)는 유전체 기판(202)과 물리적으로 관련될 수 있다.
도시된 바와 같이, 유전체 기판(202)은 외부 표면(outer surface; 203)을 갖을 수 있다. 조정가능 인덕터(200)의 적어도 일부분은 유전체 기판(202)의 외부 표면(203)에 결합될 수 있다.
하나의 예시적인 예에 있어서, 조정가능 인덕터(200)는 코어(core; 204), 코어(204)에 관하여 위치된 다수의 전극(plurality of electrodes; 206), 및 콘덕터(conductor; 207)를 포함한다. 코어(204)는 유전체 기판(202) 내의 채널(channel; 208)에 위치될 수 있다. 유전체 기판(202)은 다수의 전극(206) 및 콘덕터(207)를 위한 베이스로서 기능할 수 있다.
도시된 바와 같이, 채널(208)은 제1 종단(210) 및 제2 종단(212)을 갖는다. 구현에 따라, 제1 종단(210), 제2 종단(212) 또는 양쪽은 개방(open)될 수 있다. 몇몇 경우에 있어서, 양 제1 종단(210) 및 제2 종단(212)은 폐쇄(closed)되어 채널(208)이 유전체 기판(202) 내에서 저장소(reservoir) 또는 캐비티(cavity)를 형성한다. 하나의 예시적인 예에 있어서, 유전체 기판(202)이 3차원 프린터를 이용해서 인쇄되거나 층(layers)에 형성될 수 있어, 채널(208)이 유전체 기판(202) 내에 형성된다.
다수의 전극(206)은 유전체 기판(202)과 관련될 수 있다. 다수의 전극(206)은 채널(208)에 관하여, 그리고 그에 의해 채널(208) 내에 위치된 코어(204)에 관하여 위치될 수 있다. 예컨대, 제한 없이, 다수의 전극(206)은 제1 전극(214) 및 제2 전극(216)을 포함할 수 있다. 제1 전극(214) 및 제2 전극(216)은 각각 채널(208)의 제1 종단(210) 및 제2 종단(212)에 위치될 수 있다.
하나의 예시적인 예에 있어서, 제1 전극(214) 및 제2 전극(216)은 각각 채널(208)의 제1 종단(210) 및 제2 종단(212)에서 유전체 기판(202)과 관련될 수 있다. 다른 예시적 예에 있어서, 제1 전극(214) 및 제2 전극(216)은 각각 채널(208)의 제1 종단(210) 및 제2 종단(212)에서 유전체 기판(202) 상에 대해 인쇄될 수 있다.
코어(204)는 제1 전극(214)과 제2 전극(216) 사이의 채널(208) 내에 위치된다. 본 예시적 예에 있어서, 코어(204)는 유체 혼합물(fluid mixture; 218)로 이루어질 수 있다. 유체 혼합물(218)은 다수의 액정(220) 및 다수의 자기 나노입자(222)을 구비하여 구성될 수 있다.
다수의 액정(220)은 본질적으로 이방성 구조(anisotropic geometry)를 갖을 수 있다. 즉, 각 다수의 액정(220)은 방향적으로 의존하는(directionally dependent) 구조를 갖을 수 있다. 예컨대, 제한 없이, 다수의 액정(220) 중 각 액정은 막대형 형상(rod-type shape), 궐련형 형상(cigar-type shape), 편원 형상(oblate shape), 또는 몇몇 다른 형태의 가늘고 긴 형상(elongated shape)을 갖을 수 있다.
다수의 자기 나노입자(222)는 다수의 액정(220) 사이에서 분산(dispersed)될 수 있다. 다수의 자기 나노입자(222)는 자계 그래디언트(magnetic field gradients)를 이용해서 조작될 수 있는 나노입자의 부류에 속한다. 다수의 자기 나노입자(222) 중 자기 나노입자는 철, 니켈, 코발트, 몇몇 다른 형태의 자기 엘리먼트, 또는 철, 니켈, 코발트, 강자성 재료(ferromagnetic material), 또는 몇몇 다른 형태의 자기 엘리먼트 중 적어도 하나를 포함하는 화학적 화합물(chemical compound) 중 적어도 하나를 구비하여 구성될 수 있다. 몇몇 예시적 예에 있어서, 나노입자는 화학적 또는 전기화학적 부식(electrochemical corrosion)에 대해 보호하도록 실리카(silica) 또는 폴리머 보호 코팅(polymer protective coating)을 포함할 수 있다.
하나의 예시적 예에 있어서, 다수의 자기 나노입자(222)는 다수의 강자성 나노입자(ferromagnetic nanoparticles)의 형태를 취한다. 이들 강자성 나노입자는 다수의 나노페라이트 입자(nanoferrite particles)의 형태를 취할 수 있다. 더욱이, 이러한 입자는 나노페라이트 입자, 바리움(barium) 페라이트 입자, 또는 다른 적절한 페라이트 재료를 구비하여 구성될 수 있다.
콘덕터(207)는 코어(204) 주위에 배치된다. 함께, 코어(204), 다수의 전극(206), 및 콘덕터(207)는, 조정가능 인덕터(200)일 수 있는, 인덕터를 형성한다. 특히, 콘덕터(207)는 유전체 기판(202)의 외부 표면(203)의 부분 주위에 배치되어 콘덕터(207)는 코어(204) 주위에 물리적으로 위치되지만, 유전체 기판(202)에 의해 코어(204)로부터 유전적으로 분리된다. 콘덕터(207)는 코어(204) 주에에 배치되지만 코어(204)로부터 유전적으로 분리되는 도전성 재료의 하나 이상의 조각의 형태를 취할 수 있다. 특히, 콘덕터(207)는 도전성 와이어(conductive wire), 도전성 라인(conductive line), 비어(via), 도전성 코팅(conductive coating), 도전성 도금(conductive plating), 도전성 재료의 층, 또는 몇몇 다른 형태의 도전성 재료 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
하나의 예시적 예에 있어서, 콘덕터(207)가 구현될 수 있어, 콘덕터(207)는 주위를 에워싸지만 코어(204)로부터 유전적으로 분리되는 "코일(coil)"을 형성한다. 예컨대, 제한 없이, 콘덕터(207)는 유전체 기판(202)의 외부 표면(203)의 제1 측 상에서 도전성 라인(conductive lines)의 제1 세트, 제1 측에 대향하는 외부 표면(203)의 제2 측 상에서 도전성 라인의 제2 세트, 및 도전성 라인의 제1 세트를 도전성 라인의 제2 세트에 연결하도록 유전체 기판(202)을 통해 지나가는 바이어스의 세트(a set of vias)를 포함할 수 있다. 콘덕터(207)를 위한 이러한 형태의 구성은 코일을 닮을 수 있다.
조정가능 인덕터(200)의 인덕턴스(201)는 콘덕터(207)의 인덕턴스일 수 있다. 인덕턴스(201)는 전압 콘트롤러(224)를 이용해서 변경될 수 있다. 전압 콘트롤러(224)는 전압(226)을 발생시키는데 이용된다. 전압(226)은 다수의 전극(206)에 인가된다. 전압 콘트롤러(224)는 도 1에서 다수의 전압 콘트롤러(138) 중 하나의 예일 수 있다. 특히, 전압 콘트롤러(224)는 다수의 전극(206) 사이에서 코어(204)를 가로질러 전위차(228)를 생성하도록 다수의 전극(206)에 전압(226)을 인가한다.
코어(204)를 가로지르는 전위차(228)는 코어(204)의 투자율(magnetic permeability; 230)을 결정할 수 있다. 결국, 코어(204)의 투자율(230)은 조정가능 인덕터(200)의 인덕턴스(201)를 결정할 수 있다. 전압 콘트롤러(224)는 전압(226)을 조정하도록 구성된다. 예컨대, 전압 콘트롤러(224)는 전압(226)의 피크(232) 또는 전압(226)의 주파수(234) 중 적어도 하나를 변화시키는 것에 의해 전압(226)을 조정할 수 있다. 즉, 피크(232), 주파수(234), 또는 양쪽은 전압(226)을 조정하도록 변화될 수 있다.
전압(226)을 변화시키는 것은 코어(204)를 가로지르는 전위차(228)를 변화시키고, 결국 이는 투자율(230)을 변화시키고, 결국 인덕턴스(201)를 변화시킨다. 예컨대, 전압(226)이 코어(204)를 가로질러 전위차(228)를 생성하도록 다수의 전극(206)에 인가될 때, 다수의 액정(220)이 강제로 정렬된다. 특히, 다수의 액정(220)은 코어(204)의 길이방향 축(longitudinal axis; 231)에 대해 실질적으로 평행하게(parallel) 정렬될 수 있다. 길이방향 축(231)은 제1 전극(214)으로부터 제2 전극(216)으로 연장되는 코어(204)에 따른 축일 수 있다. 길이방향 축(231)과 정렬되는 다수의 액정(220)에서 액정의 백분율은 전압(226)의 피크(232) 및 주파수(234)에 의존할 수 있다.
다수의 액정(220)의 정렬은 다수의 자기 나노입자(222)의 공동-정렬(co-alignment)을 강제하고, 이는 코어(204)의 투자율(230)에 영향을 미친다. 특히, 다수의 액정(220)과 다수의 자기 나노입자(222)의 공동-정렬은 제1 전극(214)과 제2 전극(216) 사이에서 코어(204)의 투자율(230)에서 순 변화(net change)를 제공한다.
전류가 콘덕터(207)를 통해 보내질 때, 자계가 생성된다. 코어(204)의 투자율(230)는 콘덕터(207)에 의해 생산된 자계에 영향을 미치고, 이는 인덕턴스(201)에 영향을 미친다. 인덕턴스(201)는 콘덕터(207)를 통해 지나가는 전류의 변화에 대한 콘덕터(207)의 저항의 측정일 수 있다.
코어(204)의 투자율(230)이 증가함에 따라, 생성되는 자계가 또한 증가하고, 이는 더 큰 자속(magnetic flux)을 이끌어낸다. 더 큰 자속은 더 높은 인덕턴스(201)를 초래한다. 반대로, 코어(204)의 투자율(230)이 감소함에 따라, 콘덕터(207)에 의해 생성되는 자계는 감소하고, 이는 더 낮은 자속을 이끌어낸다. 더 낮은 자속은 더 낮은 인덕턴스(201)를 초래한다. 이러한 방식에 있어서, 인덕턴스(201)는 전압(226)을 조정하는 것에 의해 조정될 수 있다.
하나의 예시적인 예에 있어서, 전압(226)은 교류 바이어스 전압(AC(alternating current) bias voltage; 236)의 형태를 취할 수 있다. 교류 바이어스 전압(236)은 유체 혼합물(218) 내에서 원하지 않았던 전기화학 반응(electrochemical reactions)을 회피하는데 도움을 주도록 이용될 수 있다. 특히, 교류 바이어스 전압(236)을 이용하는 것은 다수의 전극(206)의 열화(deterioration)를 떨어뜨리거나 야기시키게 되는 전기화학 반응을 방지하는데 도움을 줄 수 있다.
구현에 따라, 유전체 기판(202), 유전체 기판(202)과 관련하여 구현된 조정가능 인덕터(200), 또는 양쪽은 3차원 프린팅을 이용해서 제조될 수 있다. 예컨대, 제한 없이, 이러한 3차원 프린팅은 마이크로 분배 펌핑(micro dispense pumping), 용융 압출 조형(fused deposition modeling), 선택적 레이저 소결(selective laser sintering), 선택적 레이저 모델링(selective laser modeling), 잉크 퇴적(ink deposition), 또는 몇몇 다른 형태의 적층 제조(additive manufacturing) 또는 3차원 프린팅 기술 중 적어도 하나를 이용해서 실행될 수 있다. 다른 예시적인 예에 있어서, 유전체 기판(202), 유전체 기판(202)과 관련하여 구현된 조정가능 인덕터(200), 또는 양쪽은 3차원 적층 제조 방법(three-dimensional additive manufacturing method), 다층 인쇄 회로 기판 제작 방법(multilayer printed circuit board fabrication method), 다층 미세가공 프로세스(multilayer microfabrication process), 또는 몇몇 다른 형태의 제작 프로세스 중 적어도 하나를 이용해서 구현될 수 있다.
도 3을 참조하면, 조정가능 캐패시터의 실례가 예시적 실시예에 따른 블록도의 형태로 도시된다. 본 예시적인 예에 있어서, 조정가능 캐패시터(300)는 도 1에서 다수의 조정가능 캐패시터(142) 중 하나를 위한 하나의 구현의 예일 수 있다. 조정가능 캐패시터(300)는 변경될 수 있는 캐패시턴스(301)를 갖는다.
본 예시적인 예에 있어서, 유전체 기판(302)은 조정가능 캐패시터(300)를 위한 베이스로서 기능할수 있다. 유전체 기판(302)은 도 1에 개시된 다수의 유전체 기판(133) 중 하나의 예일 수 있다. 본 예시적인 예에 있어서, 조정가능 캐패시터(300)는 유전체 기판(302)과 물리적으로 관련될 수 있다.
도시된 바와 같이, 유전체 기판(302)은 외부 표면(303)을 갖을 수 있다. 조정가능 캐패시터(300)의 적어도 일부는 유전체 기판(302)의 외부 표면(303)에 결합될 수 있다.
하나의 예시적인 예에 있어서, 조정가능 캐패시터(300)는 코어(304)와 콘덕터 시스템(306)을 포함한다. 코어(304)는 유전체 기판(302) 내의 채널(308)에 위치될 수 있다. 코어(304)는 또한 캐패시터 코어(capacitor core)로 언급될 수 있다.
도시된 바와 같이, 채널(308)은 제1 종단(310)과 제2 종단(312)을 갖는다. 구현에 따라, 제1 종단(310), 제2 종단(312), 또는 양쪽은 개방될 수 있다. 몇몇 경우에 있어서, 양 제1 종단(310) 및 제2 종단(312)은 폐쇄되어 채널(308)은 유전체 기판(302) 내에서 저장소 또는 캐비티를 형성한다. 하나의 예시적인 예에 있어서, 유전체 기판(302)은 3차원 프린터를 이용해서 인쇄되거나 층(layers)에 형성될 수 있어 채널(308)이 유전체 기판(302) 내에 형성된다.
콘덕터 시스템(306)은 코어(304) 주위에 배치된다. 하나의 예시적인 예에 있어서, 콘덕터 시스템(306)은, 유전체 기판(302)과 관련될 수 있는, 다수의 전극(307)을 포함한다. 특히, 유전체 기판(302)은 다수의 전극(307)을 위한 베이스로서 기능할 수 있다. 다수의 전극(307)은 채널(308)에 관하여 위치될 수 있다. 예컨대, 제한 없이, 다수의 전극(307)은 제1 전극(314) 및 제2 전극(316)을 포함할 수 있다. 제1 전극(314) 및 제2 전극(316)은 각각 채널(308)의 제1 종단(310) 및 제2 종단(312)에 위치될 수 있다.
하나의 예시적인 예에 있어서, 제1 전극(314) 및 제2 전극(316)은 각각 채널(308)의 제1 종단(310) 및 제2 종단(312)에서 유전체 기판(302)과 관련될 수 있다. 다른 예시적인 예에 있어서, 제1 전극(314) 및 제2 전극(316)은 각각 채널(308)의 제1 종단(310) 및 제2 종단(312)에서 유전체 기판(302)에 대해 인쇄될 수 있다.
코어(304)는 제1 전극(314) 및 제2 전극(316) 사이에서 채널(308) 내에 위치된다. 본 예시적인 예에 있어서, 코어(304)는 유체(fluid; 318)로 이루진다. 유체(318)는 다수의 액정(320)을 구비하여 구성될 수 있다.
다수의 액정(320)은 본질적으로 이방성 기하학구조(anisotropic geometry)를 갖을 수 있다. 즉, 각 다수의 액정(320)은 방향적으로 의존하는 기하학 구조를 갖을 수 있다. 예컨대, 제한 없이, 다수의 액정(320)의 각 액정은 막대형 형상, 궐련형 형상, 편원 형상, 또는 몇몇 다른 형태의 가늘고 긴 형상을 갖을 수 있다.
이들 예시적인 예에 있어서, 콘덕터 시스템(306)은 또한 코어(304) 주위에 배치된 도전판의 쌍(pair of conductive plates; 322)을 포함할 수 있다. 특히, 도전판의 쌍(322)은 코어(304) 주위에서 유전체 기판(302)의 외부 표면(303)을 따라 위치될 수 있어 각 도전판의 쌍(322)은 코어(304) 주위에 물리적으로 위치되지만 유전체 기판(302)에 의해 코어(304)로부터 유전적으로 분리된다. 도전판의 쌍(322) 사이에서 유전체 기판(302)의 부분 및 코어(304)의 부분은 매체(medium; 323)를 형성한다.
조정가능 캐패시터(300)의 캐패시턴스(301)는 도전판의 쌍(322)의 캐패시턴스일 수 있다. 캐패시턴스(301)는 전하(electric charge)를 저장하는 도전판의 쌍(322)의 능력일 수 있다. 도전판이 서로 평행하고 코어(304)의 대향하는 측 상에 있도록 도전판의 쌍(322)이 배열될 수 있다. 예컨대, 제1 도전판은 외부 표면(303)의 제1 측에 위치될 수 있고, 반면 제2 도전판은 외부 표면(303)의 제2 측에 위치될 수 있다.
조정가능 캐패시터(300)의 캐패시턴스(301)는 전압 콘트롤러(324)를 이용해서 변경될 수 있다. 전압 콘트롤러(324)는 전압(326)을 발생시키는데 이용된다. 전압(326)은 다수의 전극(307)에 인가된다. 전압 콘트롤러(324)는 도 1에서 다수의 전압 콘트롤러(138) 중 하나의 예일 수 있다. 특히, 전압 콘트롤러(324)는 다수의 전극(307) 사이에서 코어(304)를 가로지르는 전위차(328)를 생성하도록 다수의 전극(307)에 전압(326)을 인가한다.
코어(304)를 가로지르는 전위차(328)는 도전판의 쌍(322) 사이에서 매체(323)의 유전율(permittivity; 330)을 결정할 수 있다. 몇몇 경우에 있어서, 유전율(330)은 또한 전계 유전율(electric field permittivity)로서 언급될 수 있다. 매체(323)의 유전율(330)은 조정가능 캐패시터(300)의 캐패시턴스(301)를 결정할 수 있다.
예컨대, 전압 콘트롤러(324)는 전압(326)의 피크(332) 또는 전압(326)의 주파수(334) 중 적어도 하나를 변경시키는 것에 의해 전압(326)을 조정할 수 있다. 전압(326)을 변경시키는 것은 코어(304)를 가로지르는 전위차(328)를 변화시키고, 결국 유전율(330)을 변화시키며, 결국 캐패시턴스(301)를 변화시킨다.
특히, 전압(326)이 코어(304)를 가로지르는 전위차(328)를 생성하도록 다수의 전극(307)에 인가될 때, 다수의 액정(320)이 강제로 정렬된다. 특히, 다수의 액정(320)이 코어(304)의 길이방향 축(331)에 대해 실질적으로 평행하게 정렬될 수 있다. 길이방향 축(331)은 제1 전극(314)으로부터 제2 전극(316)까지 연장되는 코어(304)를 따르는 축일 수 있다. 길이방향 축(331)과 정렬되는 다수의 액정(320)에서 액정들의 백분율은 전압(326)의 피크(332) 및 주파수(334)에 의존할 수 있다.
다수의 액정(320)의 정렬은 매체(323)의 유전율(330)에서 순 변화를 발생시킨다. 전류가 콘덕터 시스템(306)을 통해 보내질 때, 전계가 생성된다. 매체(323)의 유전율(330)은 콘덕터 시스템(306)에 의해 발생된 전계에 영향을 미치고, 이는 캐패시턴스(301)에 영향을 미친다.
예컨대, 매체(323)의 유전율(330)은 전계를 전달하기 위한 능력의 측정일 수 있다. 특히, 유전율(330)은 얼마나 많은 자기력선(electric flux)이 매체(323)에서 단위 전하 당 발생될 수 있는가를 설명할 수 있다. 매체(323)의 유전율(330)이 증가함에 따라, 동일한 전하가 더 작은 전계, 그리고 그에 의해 더 낮은 전압을 갖는 도전판의 쌍(322) 사이에 저장될 수 있고, 이는 증가된 캐패시턴스(301)를 초래할 수 있다. 반대로, 매체(323)의 유전율(330)이 감소함에 따라, 도전판의 쌍(322) 사이에 동일한 전하를 저장하는 것은 더 큰 전계, 그리고 그에 의해 더 높은 전압을 요구할 수 있고, 이는 감소된 캐패시턴스(301)를 초래할 수 있다.
하나의 예시적인 예에 있어서, 전압(326)은 교류 바이어스 전압(336)의 형태를 취한다. 교류 바이어스 전압(336)은 유체(318) 내에서 바람직하지 않은 전기화학 반응(electrochemical reactions)을 회피하는데 도움을 주도록 이용될 수 있다. 특히, 교류 바이어스 전압(336)을 이용하는 것은 다수의 전극(307)의 열화를 떨어뜨리거나 야기시키게 되는 전기화학 반응을 방지하는데 도움을 줄 수 있다.
구현에 따라, 유전체 기판(302), 유전체 기판(302)과 관련하여 구현된 조정가능 캐패시터(300), 또는 양쪽은 3차원 적층 제조 방법, 다층 인쇄 회로 기판 제작 방법, 다층 미세가공 프로세스, 또는 몇몇 다른 형태의 제작 프로세스 중 적어도 하나를 이용해서 제작될 수 있다. 하나의 예시적인 예에 있어서, 제한 없이, 마이크로 분배 펌핑 시스템(micro dispense pumping system)이 3차원 프린팅을 실행하는데 이용될 수 있다.
조정가능 캐패시터(300)는 회로 온도 보상(circuit temperature compensation)을 제공하는 것을 가능하게 할 수 있다. 예컨대, 제한 없이, 캐패시턴스(301)는 온도를 기초로 변경되거나, 또는 드리프트(drift)될 수 있다. 조정가능 캐패시터(300)의 TCC(temperature coefficient of capacitance)는 특정 온도 범위에 걸쳐 캐패시턴스(301)의 최대 변화를 설명한다. 유전체 기판(302)을 만드는 유전체 재료 및 조정가능 캐패시터(300)에서 이용되는 다수의 액정(320)의 형태는 캐패시턴스(301)의 온도 드리프트(temperature drift)에 대응하도록 선택될 수 있다.
몇몇 예시적인 예에 있어서, 복수의 캐패시터가 온도 드리프트에 대해 보상하도록 이용될 수 있다. 예컨대, 제한 없이, 포지티브 TCC를 갖춘 제1 조정가능 캐패시터는 네가티브 TCC를 갖춘 제2 조정가능 캐패시터와 결합될 수 있다.
도 1에서 회로 네트워크(100), 도 2에서 조정가능 인덕터(200) 및 도 3에서 조정가능 캐패시터(300)의 실례는 예시적 실시예가 구현될 수 있는 방식에 대해 물리적 또는 구조적 제한을 암시하도록 의미되는 것은 아니다. 예시된 것에 부가하거나 대신하는 다른 구성요소가 이용될 수 있다. 몇몇 구성요소는 선택적이다. 또한, 블록은 몇몇 기능적 구성요소를 설명하도록 제공된다. 하나 이상의 이들 블록은 예시적 실시예에서 구현될 때 다른 블록으로 결합, 분리, 또는 결합 및 분리될 수 있다.
다른 예시적인 예에 있어서, 콘덕터 시스템(306)은 단지 도전판의 쌍(322)만을 포함할 수 있고, 다수의 전극(307)을 포함하지 않을 수도 있다. 이들 예에 있어서, 전압 콘트롤러(324)는 도전판의 쌍(322)에 직접적으로 전압(326)을 인가할 수 있어, 전위차(328)가 코어(304)를 가로지르는 도전판의 쌍(322) 사이에서 생성된다. 예컨대, 교류 바이어스 전압(336)은 도전판의 쌍(322) 사이에서 샌드위치된 코어(304)를 갖는 도전판의 쌍(322)을 직접적으로 가로질러 구동될 수 있다. 이러한 방식에서, 콘덕터 시스템(306)은 코어(304)의 종단에 위치된 다수의 전극(307) 또는 코어(304) 주위에 위치된 도전판의 쌍(322) 중 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 코어(304)로부터 유전적으로 분리된다.
도 4를 참조하면, 조정가능 인덕터의 상부 사시도의 실례가 예시적 실시예에 따라 도시된다. 이러한 예시적인 예에 있어서, 조정가능 인덕터(400)는 도 2에서 조정가능 인덕터(200)에 대한 하나의 구현의 예일 수 있다.
도시된 바와 같이, 유전체 기판(402)은 조정가능 인덕터(400)를 위한 베이스로서 기능할 수 있다. 유전체 기판(402)은 도 2에서 유전체 기판(202)에 대한 하나의 구현의 예일 수 있다. 유전체 기판(402)은 외부 표면(403)을 갖는다. 외부 표면(403)의 상부측(405)은 이러한 예시적인 예에서 볼 수 있다.
조정가능 인덕터(400)는 제1 전극(404), 제2 전극(406), 및 콘덕터(410)를 포함할 수 있다. 제1 전극(404), 제2 전극(406), 및 코어(408)는 도 2에서, 각각 제1 전극(214), 제2 전극(216), 및 코어(204)에 대한 구현의 예일 수 있다. 제1 전극(404) 및 제2 전극(406)은 유전체 기판(402)에 의해 지지될 수 있다.
코어(408)의 노출도가 도 4에 도시된다. 코어(408)는 제1 전극(404)과 제2 전극(406) 사이에서 유전체 기판(402) 내의 채널(도시되지 않았음)에 위치된다. 코어(408)는 액정 및 자기 나노입자 양쪽의 유체 혼합물로 이루어질 수 있다.
이러한 예시적인 예에 있어서, 콘덕터(410)는 도전성 라인의 제1 세트(first set of conductive lines; 412)를 이용해서 구현될 수 있다. 도전성 라인의 제1 세트(412)는 코어(408) 주위에 배치될 수 있지만, 유전체 기판(402)에 의해 코어(408)로부터 유전적으로 분리된다. 콘덕터(410)는 또한 바이어스(vias; 413)를 포함할 수 있고, 이는 도전성 라인의 제1 세트(412)를 유전체 기판(402)의 대향하는 측 상에서 도전성 라인의 제2 세트(도시되지 않았음)에 연결할 수 있다. 바이어스(413)는 유전체 기판(402)을 통해 연장된다.
수평 축(414)은 코어(408)를 통해 길이방향 축(longitudinal axis)에 대해 실질적으로 평행하게 될 수 있다. 수직 축(416)은 코어(408)를 통해 길이방향 축에 대해 실질적으로 수직으로 될 수 있다.
도 5를 참조하면, 도 4로부터의 조정가능 인덕터(400)의 하부 사시도의 실례가 예시적 실시예에 따라 도시된다. 이러한 예시적인 예에 있어서, 외부 표면(403)의 바닥 측(500)이 보여질 수 있다.
더욱이, 도전성 라인의 제2 세트(502)가 유전체 기판(402)의 바닥 측(500)을 따라 도시된다. 도전성 라인의 제2 세트(502)는 유전체 기판(402)을 통해 지나가는 바이어스(413)를 통해 도 4에서의 도전성 라인의 제1 세트(412)에 전기적으로 그리고 도전적으로 연결된다.
도 6을 참조하면, 도 4로부터의 조정가능 인덕터(400) 및 유전체 기판(402)의 단면도의 실례가 예시적 실시예에 따라 도시된다. 이러한 예시적인 예에 있어서, 조정가능 인덕터(400) 및 유전체 기판(402)의 단면도가 도 4에서 선 6-6의 방향을 따라 취해져 도시된다.
도시된 바와 같이, 채널(600)은 제1 전극(404)과 제2 전극(406) 사이에서 유전체 기판(402) 내에 제공될 수 있다. 코어(408)는 채널(600) 내에 위치된다. 이러한 예시적인 예에 있어서, 코어(408)는 다수의 액정(601) 및 다수의 자기 나노입자(602)를 구비하여 구성된다. 함께, 다수의 액정(601) 및 다수의 자기 나노입자(602)는 유체 혼합물(604)을 형성한다.
전압 콘트롤러(606)는 조정가능 인덕터(400)에 전기적으로 연결된다. 특히, 전압 콘트롤러(606)는 리드선(608)을 통해 제1 전극(404)에, 그리고 리드선(610)을 통해 제2 전극(406)에 전기적으로 연결된다. 전압 콘트롤러(606)는 도 2에서 전압 콘트롤러(224)에 대한 하나의 구현의 예일 수 있다.
이러한 예시적인 예에 있어서, 전압 콘트롤러(606)는 코어(408)를 가로질러 제1 전극(404) 및 제2 전극(406) 사이에서 전위차를 생성하도록 제1 전극(404) 및 제2 전극(406)에 전압을 인가한다. 제1 전극(404) 및 제2 전극(406)에 인가된 전압을 변경시키는 것은 코어(408)를 가로지르는 전위차를 변경시킬 수 있고, 이는 코어(408)의 투자율(magnetic permeability)을 변화시킬 수 있다. 코어(408)의 투자율의 변화는 조정가능 인덕터(400)의 콘덕터(407)의 인덕턴스에 영향을 미칠 수 있다.
이러한 예시적인 예에 있어서, 제1 전극(404) 또는 제2 전극(406)에 인가되는 전압이 없을 때, 다수의 액정(601) 및 다수의 자기 나노입자(602)는 랜덤 정렬(random alignment; 612)을 가질 수 있다. 전압이 제1 전극(404) 및 제2 전극(406)에 인가될 때, 다수의 액정(601) 및 다수의 자기 나노입자(602)는 코어(408)를 통해 길이방향 축(614)에 관하여 정렬될 수 있다.
도 7을 참조하면, 도 6으로부터 코어(408) 내에서 액정 및 자기 나노입자의 정렬의 실례가 예시적 실시예에 따라 도시된다. 이러한 예시적인 예에 있어서, 전압 콘트롤러(606)는 코어(408)를 가로지르는 전위차를 생성하도록 제1 전극(404) 및 제2 전극(406)에 전압을 인가한다.
제1 전극(404) 및 제2 전극(406)에 전압을 인가하는 것은 다수의 액정(601)이 길이방향 축(614)에 대해 실질적으로 평행하게 정렬되도록 한다. 더욱이, 다수의 액정(601)의 정렬은 다수의 자기 나노입자(602)가 공동-정렬되게 한다. 이러한 방식에서, 다수의 액정(601) 및 다수의 자기 나노입자는 정돈된 정렬(ordered alignment; 700)을 가질 수 있다.
도 8을 참조하면, 조정가능 캐패시터의 상면도의 실례가 예시적 실시예에 따라 도시된다. 이러한 예시적인 예에 있어서, 조정가능 캐패시터(800)는 도 3에서 조정가능 캐패시터(300)에 대한 하나의 구현의 예일 수 있다.
도시된 바와 같이, 유전체 기판(802)은 조정가능 캐패시터(800)를 위한 베이스로서 기능한다. 유전체 기판(802)은 도 3에서 유전체 기판(302)에 대한 하나의 구현의 예일 수 있다. 유전체 기판(802)은 외부 표면(803)을 갖는다. 외부 표면(803)의 상부 측(805)이 도 8에 도시된다.
이러한 예시적인 예에 있어서, 유전체 기판(802) 내의 코어(804)의 노출도가 도시된다. 코어(804)는 도 3에서 코어(304)에 대한 하나의 구현의 예일 수 있다.
제1 전극(806) 및 제2 전극(808)은 유전체 기판(802)에 의해 지지되고 코어(804)에 관하여 위치된다. 제1 전극(806) 및 제2 전극(808)은 각각 도 3에서 제1 전극(314) 및 제2 전극(316)에 대한 구현의 예일 수 있다.
이러한 예시적인 예에 있어서, 도전판(810) 및 도전판(812)은 도전판의 쌍을 형성한다. 도전판(810) 및 도전판(812)은 도 3에서 도전판의 쌍(322)에 대한 하나의 구현의 예일 수 있다.
도전판(810)은 유전체 기판(802)의 외부 표면(803)의 상부 측(805)에 위치된다. 노출도로 도시된, 도전판(812)은 유전체 기판(802)의 외부 표면(803)의 바닥 측(도시되지 않았음)에 위치될 수 있다. 이러한 방식에 있어서, 도전판(810) 및 도전판(812)은 유전체 기판(802) 및 유전체 기판(802) 내의 코어(804)에 의해 분리된다. 유전체 기판(802)은 코어(804)로부터 도전판(810) 및 도전판(812)을 유전적으로 분리할 수 있다.
전압 콘트롤러(814)는 리드선(816)을 통해 제1 전극(806)에 전기적으로 연결되고 리드선(818)을 통해 제2 전극(808)에 전기적으로 연결될 수 있다. 전압 콘트롤러(814)는 제1 전극(806) 및 제2 전극(808)에 전압을 인가하는데 이용될 수 있고, 이는 코어(804)를 가로질러 전위차를 생성할 수 있다. 이 전위차는 코어(804)의 유전율에서의 순 변화를 발생시킨다. 제1 전극(806) 및 제2 전극(808)에 인가된 전압의 변화는 코어(804)의 유전율을 변화시킬 수 있고, 이는 도전판(810) 및 도전판(812)의 캐패시턴스에서의 변화를 초래할 수 있다.
다른 예시적인 예에 있어서, 전압 콘트롤러(814)는 이들 2개의 도전판 사이에 샌드위치된 코어(804)와 함께 도전판(810) 및 도전판(812)을 직접적으로 가로지르는 교류 바이어스 전압을 구동하도록 구성될 수 있다. 이들 예에 있어서, 제1 전극(806) 및 제2 전극(808)은 조정가능 캐패시터(800)로부터 선택적으로 생략될 수 있다.
도 9를 참조하면, 도 8로부터의 조정가능 캐패시터(800) 및 유전체 기판(802)의 단면도의 실례가 예시적 실시예에 따라 도시된다. 이러한 예시적인 예에 있어서, 조정가능 캐패시터(800) 및 유전체 기판(802)의 단면도는 도 8에서의 선 9-9의 방향으로 취해진다.
유전체 기판(802)의 외부 표면(803)의 바닥 측(900)이 본 예시적인 예에서 도시된다. 도전판(812)은 유전체 기판(802)의 바닥 측(900)에 위치되고 도전판(810)은 유전체 기판(802)의 상부 측(805)에 위치된다. 이러한 방식에서, 도전판(812) 및 도전판(810)은 코어(804) 주위에 위치될 수 있지만 유전체 기판(802)에 의해 코어(804)로부터 유전적으로 분리된다.
도시된 바와 같이, 코어(804)는 다수의 액정(902)에 의해 형성된 유체로 이루어질 수 있다. 본 예시적인 예에 있어서, 제1 전극(806) 및 제2 전극(808)에 인가되는 전압이 없을 때, 다수의 액정(902)은 랜덤 방향성(random orientation; 904)을 갖는다.
도 10을 참조하면, 도 9로부터 코어(804) 내에서 액정의 정렬의 실례가 예시적 실시예에 따라 도시된다. 본 예시적인 예에 있어서, 전압 콘트롤러(814)는 제1 전극(806) 및 제2 전극(808)에 전압을 인가하는 것이다. 결과적으로, 다수의 액정(902)은 정돈된 정렬(ordered alignment; 1000)로 강요된다. 특히, 다수의 액정(902)은 코어(804)를 통해 길이방향 축(1002)에 대해 실질적으로 평행하게 정렬될 수 있다.
도 11을 참조하면, 임피던스 매칭 및 필터링 네트워크의 상면도의 실례가 예시적 실시예에 따라 도시된다. 이러한 예시적인 예에 있어서, 임피던스 매칭 및 필터링 네트워크(1100)는 도 1의 임피던스 매칭 및 필터링 네트워크(122)에 대한 하나의 구현의 예일 수 있다.
도시된 바와 같이, 임피던스 매칭 및 필터링 네트워크(1100)는 전송기(1102)로부터 입력을 수신하고, 이 입력을 기초로 출력을 발생시키며, 안테나(1104)로 출력을 보낸다. 전송기(1102)로부터 수신된 입력은 전송기(1102)에 의해 발생된 출력일 수 있다. 이 입력은 전류원(current source)으로서 근사화(approximated)될 수 있다. 이러한 예시적인 예에 있어서, 임피던스 매칭 및 필터링 네트워크(1100)는 전송기(1102)와 안테나(1104) 사이에서 전체 전력 전달을 개선하기 위해 전송기(1102)로부터 수신된 입력을 필터링할 수 있고 전송기(1102)의 임피던스를 안테나(1104)의 부하의 임피던스와 매칭시킬 수 있다.
임피던스 매칭 및 필터링 네트워크(1100)는 이러한 예시적인 예에서 파이(pi)-네트워크(1106)의 형태를 취할 수 있다. 도시된 바와 같이, 임피던스 매칭 및 필터링 네트워크(1100)는 전압 제어 시스템(1108)을 포함하고, 이는 도 1에서의 전압 제어 시스템(136)에 대한 하나의 구현의 예일 수 있다. 전압 제어 시스템(1108)은 전압 콘트롤러(1110), 전압 콘트롤러(1112) 및 전압 콘트롤러(1114)를 포함한다. 전압 콘트롤러(1110), 전압 콘트롤러(1112) 및 전압 콘트롤러(1114)는 도 1에서 다수의 전압 콘트롤러(138)에 대한 하나의 구현의 예일 수 있다.
임피던스 매칭 및 필터링 네트워크(1100)는 유전체 기판(1116)에 의해 지지된다. 유전체 기판(1116)은 도 1에서 베이스(132)에 대한 하나의 구현의 예일 수 있다. 임피던스 매칭 및 필터링 네트워크(1100)는 조정가능 인덕터(1118), 조정가능 캐패시터(1120) 및 조정가능 캐패시터(1122)를 포함한다. 유전체 기판(1116)은 조정가능 인덕터(1118), 조정가능 캐패시터(1120) 및 조정가능 캐패시터(1122)의 각각에 대해 베이스로서 기능한다.
도시된 바와 같이, 조정가능 인덕터(1118), 조정가능 캐패시터(1120) 및 조정가능 캐패시터(1122)는 파이(π) 심볼의 형상과 흡사한 방식으로 구성된다. 조정가능 인덕터(1118)는 도 2에서 조정가능 인덕터(200)에 대한 하나의 구현에 예일 수 있다. 조정가능 캐패시터(1120) 및 조정가능 캐패시터(1122)는 도 3에서 조정가능 캐패시터(300)에 대한 하나의 구현에 예일 수 있다.
조정가능 인덕터(1118)는 제1 전극(1124), 제2 전극(1126), 코어(1128) 및 콘덕터(1130)를 포함한다. 코어(1128)는 유전체 기판(1116) 내의 채널에 위치된다. 코어(1128)는 액정의 유체 혼합물 및 자기 나노입자로 이루어질 수 있다. 콘덕터(1130)는 코어(1128) 주위에 배치되지만 코어(1128)로부터 유전적으로 분리된다.
전압 콘트롤러(1110)는 리드 선(1134)에 의해 제1 전극(1124)에, 그리고 리드 선(1136)에 의해 제2 전극(1126)에 전기적으로 연결된다. 전압 콘트롤러(1110)는 제1 전극(1124) 및 제2 전극(1126)에 인가된 전압을 제어한다.
조정가능 캐패시터(1120)는 제1 전극(1138), 제2 전극(1140), 코어(1142), 및 도전판의 쌍(1144)을 포함한다. 코어(1142)는 유전체 기판(1116) 내에서 다른 채널에 위치된다. 코어(1142)는 단지 액정만을 포함하는 유체로 이루어질 수 있다. 도전판의 쌍(1144)은 코어(1142) 주위에서 평행하게 배열되지만 유전체 기판(1116)에 의해 코어(1142)로부터 유전적으로 분리되어 유지된다.
전압 콘트롤러(1112)는 리드선(1146)에 의해 제1 전극(1138)에, 그리고 리드선(1148)에 의해 제2 전극(1140)에 전기적으로 연결된다. 전압 콘트롤러(1112)는 제1 전극(1138) 및 제2 전극(1140)에 인가된 전압을 제어한다.
조정가능 캐패시터(1122)는 제1 전극(1150), 제2 전극(1152), 코어(1154), 및 도전판의 쌍(1156)을 포함한다. 코어(1154)는 유전체 기판(1116) 내의 또 다른 채널에 위치된다. 코어(1154)는 단지 액정만을 포함하는 유체로 이루어질 수 있다. 도전판의 쌍(1156)은 코어(1154) 주위에서 평행하게 배열되지만, 유전체 기판(1116)에 의해 코어(1154)로부터 유전적으로 분리되어 유지된다.
전압 콘트롤러(1114)는 리드선(1158)에 의해 제1 전극(1150)에, 그리고 리드선(1160)에 의해 제2 전극(1152)에 전기적으로 연결된다. 전압 콘트롤러(1114)는 제1 전극(1150) 및 제2 전극(1152)에 인가된 전압을 제어한다.
조정가능 인덕터(1118), 조정가능 캐패시터(1120) 및 조정가능 캐패시터(1122)의 전극에 인가된 전압은, 임피던스 매칭 및 적응형 필터링을 제공하도록, 전압 콘트롤러(1110), 전압 콘트롤러(1112) 및 전압 콘트롤러(1114) 각각에 의해 제어될 수 있다. 특히, 조정가능 인덕터(1118)의 코어(1128) 내의 액정 및 자기 나노입자의 혼합물을 이용하는 것은, 성능을 손상시키는 것 없이, 컷오프 주파수(cutoff frequencies) 보다 더 빠를 수 있는 빠른 신호 응답을 가능하게 할 수 있다.
입력이 전송기(1102)로부터 수신될 때, 전류가 임피던스 매칭 및 필터링 네트워크(1100)를 떠나기 전에 도전판의 쌍(1144)을 통해, 콘덕터(1130)를 통해, 그리고 도전판의 쌍(1156)을 통해 지나간다. 조정가능 인덕터(1118), 조정가능 캐패시터(1120) 및 조정가능 캐패시터(1122)를 이용하는 것은 임피던스 매칭 및 필터링 네트워크(1100)의 비용, 크기 및 중량을 감소시킬 수 있는 한편, 적응형 임피던스 매칭 및 적응형 필터링에 관하여 원하는 성능을 가능하게 할 수 있다.
도 4 내지 도 7에서 조정가능 인덕터(400), 도 8 내지 도 10에서 조정가능 캐패시터(800), 및 도 11에서 임피던스 매칭 및 필터링 네트워크(1100)의 실례는 예시적 실시예가 구현될 수 있는 방식에 대해 물리적 또는 구조적 제한을 암시하도록 의미하지는 않는다. 예시된 것에 부가 또는 대신하는 다른 구성요소가 이용될 수 있다. 몇몇 구성요소는 선택적일 수 있다.
도 4 내지 도 11에 도시된 여러 구성요소는 도 1 내지 도 3에서 블록 형태로 도시된 구성요소가 어떻게 물리적 구조물로서 구현될 수 있는가의 예시적인 예일 수 있다. 부가적으로, 도 4 내지 도 11에 도시된 구성요소의 몇몇은 도 1 내지 도 3의 구성요소와 결합되고, 도 1 내지 도 3의 구성요소와 함께 이용되며, 또는 2가지의 조합으로 될 수 있다.
도 12를 참조하면, 코어의 투자율을 관리하기 위한 프로세스의 실례가 예시적 실시예에 따라 플로우차트의 형태로 도시된다. 도 12에 예시된 프로세스는, 도 2에서 조정가능 인덕터(200)의 코어(204)와 같은, 조정가능 인덕터의 코어의 투자율을 관리하기 위해 이용될 수 있다.
프로세스는 코어가 다수의 액정 및 다수의 자기 나노입자의 혼합물을 구비하는 코어에 관하여 위치된 다수의 전극에 전압을 인가하는 것에 의해 시작할 수 있다(동작 1200). 다수의 전극에 인가된 전압은 변화될 수 있고, 그에 의해 코어의 투자율이 다수의 전극에 인가된 전압이 변함에 따라 변화된다(동작 1202). 코어 주위에 배치되지만 코어로부터 유전적으로 분리된 콘덕터의 인덕턴스는 코어의 투자율이 변함에 따라 변화되고(동작 1204), 그 후 프로세스가 종료된다.
특히, 동작(1202)에서, 전압을 변화시키는 것은 다수의 액정의 제1 정렬을 변화시켜 다수의 자기 나노입자의 제2 정렬이 변화된다. 다수의 자기 나노입자의 제2 정렬을 변화시키는 것은 코어의 투자율을 변화시킨다. 더욱이, 콘덕터가 코어 주위에 배치되는 조정가능 인덕터의 일부로서 코어가 구현될 때, 그에 의해 코어의 투자율을 변화시키는 것은 콘덕터의 인덕턴스를 변화시킨다.
도 13을 참조하면, 조정가능 인덕터를 관리하기 위한 프로세스의 실례가 예시적 실시예에 따라 플로우차트의 형태로 도시된다. 도 13에 예시된 프로세스는 도 2에서 조정가능 인덕터(200)를 관리하도록 구현될 수 있다.
프로세스는 코어가 다수의 액정 및 다수의 자기 나노입자의 혼합물을 구비하는 코어에 관하여 위치된 다수의 전극에 전압을 인가하는 것에 의해 시작할 수 있다(동작 1300). 다수의 액정은 다수의 전극에 인가된 전압에 의해 코어를 가로질러 생성되는 전위차에 응답하여 코어를 통해 길이방향 축과 정렬될 수 있다(동작 1302). 더욱이, 다수의 자기 나노입자는 다수의 액정의 정렬 동안 다수의 액정과 공동-정렬될 수 있다(동작 1304). 다수의 전극에 인가된 전압이 변화된다(동작 1306)
코어의 투자율이 다수의 전극에 인가된 전압이 변함에 따라 변화된다(동작 1308). 코어 주위에 배치되지만 코어로부터 유전적으로 분리된 콘덕터의 인덕턴스는 코어의 투자율이 변함에 따라 변화되고(동작 1310), 그 후 프로세스가 종료된다.
여러 도시된 실시예에서 플로우차트 및 블록도는 예시적 실시예의 장치 및 방법의 몇몇 가능한 구현의 구조, 기능성 및 동작을 예시한다. 이와 관련하여, 플로우차트 또는 블록도의 각 블록은 모듈, 세그먼트, 기능, 및/또는 동작 또는 단계의 일부를 나타낼 수 있다.
예시적 실시예의 몇몇 대안적인 구현에 있어서, 블록에서 주지된 기능 또는 기능들은 도면에서 주지된 순서를 벗어날 수도 있다. 예컨대, 몇몇 경우에 있어서, 연속적으로 도시된 2개의 블록은 실질적으로 동시에 실행될 수 있고, 또는 포함된 기능성에 따라, 블록은 때때로 반대 순서로 실행될 수 있다. 또한, 다른 블록이 플로우차트 또는 블록도에서 예시된 블록에 더하여 부가될 수 있다.
따라서, 예시적 실시예는 조정가능 인덕터의 인덕턴스를 관리하기 위해 조정가능 인덕터의 코어의 투자율을 관리하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 하나의 예시적인 예에 있어서, 전압이 코어에 관하여 위치된 다수의 전극에 인가된다. 코어는 다수의 액정 및 다수의 자기 나노입자의 혼합물을 구비하여 구성될 수 있다. 다수의 전극에 인가된 전압은 변화될 수 있다. 코어의 투자율은 다수의 전극에 인가된 전압이 변함에 따라 변화된다. 더욱이, 조정가능 인덕터의 전체 인덕턴스는 코어의 투자율이 변함에 따라 변화된다.
예시적 실시예는 광대역 적응형 임피던스 매칭 및 필터링 네트워크(wideband adaptive impedance matching and filtering networks)의 비용-효율적 제작을 가능하게 할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다. 더욱이, 예시적 실시예에 의해 개시된 조정가능 인덕터의 형태는 RF(radio frequency) 시스템의 전체 성능을 개선할 수 있고, 현재 이용가능한 인덕터에 비해 전력 소모를 감소시킬 수 있다.
예시적 실시예에 의해 개시된 조정가능 인덕터는 임피던스 매칭 및 필터링 네트워크를 더 작고 더 가볍게 만들어질 수 있도록 한다. 더욱이, 이러한 조정가능 인덕터는 필요로 되는 다수의 회로 구성요소를 감소시키는 것에 의해 임피던스 매칭 및 필터링 네트워크에 대해 필요로 되는 기계적 구조 및 조립 프로세스를 간단화할 수 있다.
예시적 실시예에 의해 개시된 조정가능 인덕터 및 조정가능 캐패시터는 무선 주파수에서 동작하는 여러 시스템에서 회로 네트워크를 형성하는데 특히 유용할 수 있다. 이들 시스템은, 이에 한정되는 것은 아니지만, 셀룰러 폰, 위성 통신 시스템, 텔레비전, 레이더 이미징 시스템, 및 무선 주파수에서 동작하는 다른 형태의 시스템을 포함할 수 있다.
더욱이, 본 발명은 이하의조항에 따른 실시예를 구비하여 구성된다:
조항 1. 다수의 액정 및 다수의 자기 나노입자를 구비하여 구성되는 코어; 및
코어에 관하여 위치된 다수의 전극;을 구비하여 구성되고,
다수의 전극에 인가된 전압을 변화시키는 것이 코어의 투자율을 변화시키는 것을 특징으로 하는 장치.
조항 2. 조항 1의 장치로서,
코어 주위에 배치된 콘덕터를 더 구비하여 구성되고, 코어, 다수의 전극 및 콘덕터가 조정가능 인덕터를 형성하는 것을 특징으로 한다.
조항 3. 조항 2의 장치로서,
다수의 전극 및 콘덕터를 위한 베이스로서 기능하는 유전체 기판을 더 구비하여 구성되고, 코어가 유전체 기판 내의 채널에 위치되는 것을 특징으로 한다.
조항 4. 조항 2의 장치로서,
다수의 전극에 인가된 전압을 변화시키는 것은 코어의 투자율을 변화시키고, 그에 의해 조정가능 인덕터의 인덕턴스를 변화시키는 것을 특징으로 한다.
조항 5. 조항 2의 장치로서,
조정가능 인덕터는 필터링 회로, 임피던스 매칭 회로, 또는 임피던스 매칭 및 필터링 회로 중 적어도 하나에 속하는 것을 특징으로 한다.
조항 6. 조항 2의 장치로서,
조정가능 인덕터에 전기적으로 연결된 다수의 조정가능 캐패시터를 더 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
조항 7. 조항 1의 장치로서,
전압을 발생시키고 제어하는 전압 콘트롤러를 더 구비하여 구성되고, 전압의 피크 또는 주파수 중 적어도 하나를 변화시키는 것이 코어의 투자율을 변화시키는 것임을 특징으로 한다.
조항 8. 조항 1의 장치로서,
전압이 교류 바이어스 전압인 것을 특징으로 한다.
조항 9. 조항 1의 장치로서,
다수의 전극이:
코어의 제1 종단에 관하여 위치된 제1 전극과;
코어의 제2 종단에 관하여 위치된 제2 전극;을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
조항 10. 조항 1의 장치로서,
조정가능 인덕터를 형성하는 장치로서, 코어가 다수의 액정 및 다수의 자기 나노입자의 유체 혼합물을 구비하여 구성되고; 장치가:
코어에 관하여 위치된 다수의 전극과;
코어 주위에 배치된 콘덕터를 더 구비하여 구성되고, 다수의 전극에 인가된 전압을 변화시키는 것은 코어의 투자율을 변화시키고, 그에 의해 콘덕터의 인덕턴스를 변화시키는 것을 특징으로 한다.
조항 11. 조항 10의 장치로서,
조정가능 인덕터를 위한 베이스로서 기능하는 유전체 기판을 더 구비하여 구성되고, 코어가 유전체 기판 내의 채널에 위치되는 것을 특징으로 한다.
조항 12. 조항 10의 장치로서,
전압이 제1 전압이고,
다수의 액정을 구비하는 캐패시터 코어와;
캐패시터 코어에 관하여 위치된 콘덕터 시스템;을 구비하는 조정가능 캐패시터를 더 구비하여 구성되고, 콘덕터 시스템에 인가된 제2 전압을 변화시키는 것은 캐패시터 코어의 유전율을 변화시키고, 그에 의해 콘덕터 시스템의 캐패시턴스를 변화시키는 것을 특징으로 한다.
조항 13. 조항 12의 장치로서,
콘덕터 시스템은 코어의 종단에 위치된 다수의 전극 또는 코어 주위에 위치된 도전판의 쌍 중 적어도 하나를 구비하여 구성되지만 캐패시터 코어로부터 유전적으로 분리되는 것을 특징으로 한다.
조항 14. 조항 12의 장치로서,
유전체 기판을 더 구비하여 구성되고,
조정가능 인덕터의 코어가 유전체 기판 내의 채널에 위치되고;
조정가능 인덕터가 유전체 기판과 관련된 다수의 조정가능 인덕터 중 하나이고 조정가능 캐패시터가 유전체 기판과 관련된 다수의 조정가능 캐패시터 중 하나인 것을 특징으로 한다.
조항 15. 조항 14의 장치로서,
조정가능 인덕터의 다수의 전극에 인가된 제1 전압을 발생시키고 제어하며, 조정가능 캐패시터의 콘덕터 시스템에 인가된 제2 전압을 발생시키고 제어하는 전압 제어 시스템을 더 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
조항 16. 조항 15의 장치로서,
다수의 조정가능 인덕터, 다수의 조정가능 캐패시터 및 전압 제어 시스템이 필터링 회로, 임피던스 매칭 회로, 또는 임피던스 매칭 및 필터링 회로 중 하나를 형성하는 것을 특징으로 한다.
조항 17. 조항 16의 장치로서,
필터링 회로가 고역 통과 필터 회로, 저역 통과 필터 회로, 다중대역 통과 필터 회로, 전대역 통과 필터 회로, 대역 통과 필터 회로, 또는 노치 필터 회로 중 적어도 하나를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
조항 18. 코어의 투자율을 관리하기 위한 방법으로, 방법이:
코어에 관하여 위치된 다수의 전극에 전압을 인가하는 단계로서, 코어가 다수의 액정 및 다수의 자기 나노입자를 구비하여 구성되는, 단계와;
다수의 전극에 인가된 전압을 변화시키는 단계로서, 코어의 투자율이 다수의 전극에 인가된 전압이 변함에 따라 변화하는, 단계;를 갖추어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
조항 19. 조항 18의 방법으로서,
전압을 변화시키는 단계가:
다수의 자기 나노입자의 제2 정렬을 변화시키는 것에 의해 코어의 투자율을 변화시키도록 다수의 액정의 제1 정렬을 변화시는 단계를 갖추어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
조항 20. 조항 18의 방법으로서,
전압을 변화시키는 단계가:
다수의 자기 나노입자의 제2 정렬을 변화시키는 것에 의해 코어 주위에 배치된 콘덕터의 인덕턴스를 변화시키도록 다수의 액정의 제1 정렬을 변화시는 단계를 갖추어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여러 예시적 실시예의 설명이 예시 및 설명의 목적을 위해 제공되고, 개시된 형태로 실시예를 망라하거나 제한하도록 의도되지는 않는다. 많은 변형 및 변경이 당업자에게는 명백할 것이다. 더욱이, 여러 예시적 실시예는 다른 바람직한 실시예에 비해 여러 특징을 제공할 수 있다. 선택된 실시예 또는 실시예들은 실시예의 원리를 가장 장 설명하고, 다른 당업자로 하여금 고려되는 특정 이용에 적합한 여러 변형을 갖는 다양한 실시예에 대해 본 발명을 이해할 수 있도록 하기 위해 선택 및 개시된다.

Claims (15)

  1. 다수의 액정(220) 및 다수의 자기 나노입자(222)를 구비하여 구성되는 코어(204); 및
    코어(204)에 관하여 위치된 다수의 전극(206);을 구비하여 구성되고,
    다수의 전극(206)에 인가된 전압(226)을 변화시키는 것이 코어(204)의 투자율(230)을 변화시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    코어(204) 주위에 배치된 콘덕터(207)를 더 구비하여 구성되고,
    코어(204), 다수의 전극(206) 및 콘덕터(207)가 조정가능 인덕터(200)를 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    다수의 전극(206)에 인가된 전압(226)을 변화시키는 것은 코어(204)의 투자율(230)을 변화시키고, 그에 의해 조정가능 인덕터(200)의 인덕턴스(201)를 변화시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    조정가능 인덕터(200)는 필터링 회로(104), 임피던스 매칭 회로(106), 또는 임피던스 매칭 및 필터링 회로(108) 중 적어도 하나에 속하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    조정가능 인덕터(200)에 전기적으로 연결된 다수의 조정가능 캐패시터(142)를 더 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    전압(226)을 발생시키고 제어하는 전압 콘트롤러(224)를 더 구비하여 구성되고, 전압(226)의 피크(232) 또는 주파수(234) 중 적어도 하나를 변화시키는 것이 코어(204)의 투자율(230)을 변화시키는 것임을 특징으로 하는 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    조정가능 인덕터(200)를 형성하는 장치로서, 코어(204)가 다수의 액정(220) 및 다수의 자기 나노입자(222)의 유체 혼합물(218)을 구비하여 구성되고; 장치가:
    코어(204)에 관하여 위치된 다수의 전극과;
    코어(204) 주위에 배치된 콘덕터(207)를 더 구비하여 구성되고, 다수의 전극(206)에 인가된 전압(226)을 변화시키는 것은 코어(204)의 투자율(230)을 변화시키고, 그에 의해 콘덕터(207)의 인덕턴스(201)를 변화시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    조정가능 인덕터(200)를 위한 베이스(132)로서 기능하는 유전체 기판(202)을 더 구비하여 구성되고, 코어(204)가 유전체 기판(202) 내의 채널(208)에 위치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    전압(226)이 제1 전압이고,
    다수의 액정(320)을 구비하는 캐패시터 코어(304)와;
    캐패시터 코어(304)에 관하여 위치된 콘덕터 시스템(306);을 구비하는 조정가능 캐패시터(300)를 더 구비하여 구성되고, 콘덕터 시스템(306)에 인가된 제2 전압을 변화시키는 것은 캐패시터 코어(304)의 유전율(330)을 변화시키고, 그에 의해 콘덕터 시스템(306)의 캐패시턴스(301)를 변화시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    콘덕터 시스템(306)은 캐패시터 코어(304)의 종단(310, 312)에 위치된 다수의 전극(307) 또는 코어(204) 주위에 위치된 도전판의 쌍(322) 중 적어도 하나를 구비하여 구성되지만 캐패시터 코어(304)로부터 유전적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    유전체 기판(202, 302)을 더 구비하여 구성되고,
    조정가능 인덕터(200)의 코어(204)가 유전체 기판(202, 302) 내의 채널(208)에 위치되고;
    조정가능 인덕터(200)가 유전체 기판(202, 302)과 관련된 다수의 조정가능 인덕터(140) 중 하나이고 조정가능 캐패시터(300)가 유전체 기판(202)과 관련된 다수의 조정가능 캐패시터(142) 중 하나인 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    조정가능 인덕터(200)의 다수의 전극(206)에 인가된 제1 전압을 발생시키고 제어하며, 조정가능 캐패시터(300)의 콘덕터 시스템(306)에 인가된 제2 전압을 발생시키고 제어하는 전압 제어 시스템(136)을 더 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    다수의 조정가능 인덕터(140), 다수의 조정가능 캐패시터(142) 및 전압 제어 시스템(136)이 필터링 회로(104), 임피던스 매칭 회로(106), 또는 임피던스 매칭 및 필터링 회로(108) 중 적어도 하나를 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    필터링 회로(104)가 고역 통과 필터 회로(110), 저역 통과 필터 회로(112), 다중대역 통과 필터 회로(114), 전대역 통과 필터 회로(116), 대역 통과 필터 회로(118), 또는 노치 필터 회로(120) 중 적어도 하나를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 코어(204)의 투자율(230)을 관리하기 위한 방법으로, 방법이:
    코어(204)에 관하여 위치된 다수의 전극(206)에 전압(226)을 인가하는 단계로서, 코어(204)가 다수의 액정(220) 및 다수의 자기 나노입자(222)를 구비하여 구성되는, 단계(1200)와;
    다수의 전극(206)에 인가된 전압(226)을 변화시키는 단계로서, 코어(204)의 투자율(230)이 다수의 전극(206)에 인가된 전압(226)이 변함에 따라 변화하는, 단계(1202);를 갖추어 이루어지는 것을 특징으로 하는 코어의 투자율을 관리하기 위한 방법.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019005242A1 (en) * 2017-03-23 2019-01-03 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University COMPACT PLASMA THRUSTER
US10748986B2 (en) * 2017-11-21 2020-08-18 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Structure and formation method of semiconductor device with capacitors
KR102325001B1 (ko) * 2020-10-05 2021-11-10 김하정 투자율 조절장치를 갖는 자기 코어 및 자기 장치
CN112885605B (zh) * 2020-11-27 2022-10-21 北京北方华创微电子装备有限公司 可变电容器及半导体工艺设备
CN115224459A (zh) * 2021-04-16 2022-10-21 北京京东方技术开发有限公司 射频器件和天线装置
KR102543165B1 (ko) * 2021-10-17 2023-06-14 김하정 투자율 조절장치를 갖는 자기 코어 및 자기 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013120761A (ja) * 2011-12-06 2013-06-17 Azbil Corp 可変インダクタ
KR20130077177A (ko) * 2011-12-29 2013-07-09 삼성전기주식회사 파워 인덕터 및 그 제조방법
KR20130124379A (ko) * 2011-03-16 2013-11-13 알까뗄 루슨트 위상 시프트 디바이스
US20140022029A1 (en) * 2011-11-14 2014-01-23 Anatoliy Volodymyrovych GLUSHCHENKO Nanoparticle-enhanced liquid crystal radio frequency phase shifter

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0680980A (ja) * 1992-07-16 1994-03-22 Nippon Oil Co Ltd 磁性と電気粘性効果とを同時に有する流体。
JP3710101B2 (ja) * 1995-07-26 2005-10-26 豊久 藤田 アルコールベース磁性流体およびその製法
GB2360132B (en) * 2000-03-06 2002-04-24 Marconi Caswell Ltd Structure with switchable magnetic properties
EP1211700A3 (en) * 2000-11-30 2003-10-15 NEC TOKIN Corporation Magnetic core including magnet for magnetic bias and inductor component using the same
JP2002217043A (ja) * 2001-01-22 2002-08-02 Nec Tokin Corp インダクタ部品
DE10212930A1 (de) * 2001-03-23 2002-11-21 Tokin Corp Induktorkomponente mit einem Permanentmagnet für magnetische Vorspannung und Herstellungsverfahren derselben
JP4466389B2 (ja) * 2005-01-28 2010-05-26 株式会社豊田中央研究所 アレーアンテナ
JP4976836B2 (ja) * 2006-12-13 2012-07-18 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド 液晶表示装置
GB0716679D0 (en) * 2007-08-28 2007-10-03 Fells J Inductive power supply
US8922301B1 (en) 2010-10-30 2014-12-30 Board Of Trustees Of The University Of Alabama, For And On Behalf Of The University Of Alabama In Huntsville High quality-factor resonator
US9306562B2 (en) * 2011-10-11 2016-04-05 Arcelik Anonim Sirketi Household appliance comprising touch sensors
KR20140002355A (ko) * 2012-06-29 2014-01-08 삼성전기주식회사 인덕터 및 인덕터의 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130124379A (ko) * 2011-03-16 2013-11-13 알까뗄 루슨트 위상 시프트 디바이스
US20140022029A1 (en) * 2011-11-14 2014-01-23 Anatoliy Volodymyrovych GLUSHCHENKO Nanoparticle-enhanced liquid crystal radio frequency phase shifter
JP2013120761A (ja) * 2011-12-06 2013-06-17 Azbil Corp 可変インダクタ
KR20130077177A (ko) * 2011-12-29 2013-07-09 삼성전기주식회사 파워 인덕터 및 그 제조방법

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