단위 셀 크기에 따른 금속 픽셀 기반 메타표면 흡수체의 대역폭 분석 (Analysis of Bandwidth of Pixelated Metallic Metasurface Absorber for Its Unit Cell Size)

서지정보

· 발행기관 : 한국전자파학회
· 수록지 정보 : 한국전자파학회 논문지 / 33권 / 11호 / 864 ~ 869페이지
· 저자명 : 장삼봉, 김용준, 이정해

초록

메타표면 흡수체의 대역폭은 기판의 두께, 기판 상부에 결합되는 전도성 패턴의 형상, 또는 전도율 변화를 통해 조절될 수 있는 것으로 알려져 왔다. 본 논문에서는 금속 픽셀로 구성된 메타표면 흡수체의 단위 셀 크기 변화에 따른 흡수대역폭 변화를 분석하였다. 단위 셀은 16×16개의 정사각 픽셀로 차분하였으며, 서로 다른 크기의 각각의 단위 셀에 금속픽셀을 최적으로 배치하기 위하여 유전 알고리즘을 이용하였다. 이때, 단위 셀 크기는 수직 입사 조건에서 그레이팅 로브가 발생하지 않는 1/2 파장 부근에서 조절하였다. 전파 시뮬레이션 결과, 중심 주파수 5.8 GHz를 기준으로 단위 셀의한 변의 길이를 3/8 파장부터 3/4 파장까지 1/8 파장 간격으로 증가시킴에 따라 −10 dB 반사율 대역폭이 증가함을 확인하였다. 이로부터 1/2 파장 근처에서 메타표면 흡수체의 패턴이 최적으로 설계될 경우, 단위 셀의 크기 증가에 따라 흡수대역폭이 증가함을 확인하였다.

영어초록

The absorption bandwidth of a metasurface absorber can be adjusted by varying the thickness of the substrate, shape of the conductive pattern attached on top of the substrate, or conductivity of the pattern. In this study, the bandwidth of a pixelated metallic metasurface absorber was analyzed with respect to its unit cell size. The genetic algorithm (GA) was used to determine the best combination of the metallic pixels among 16 × 16 square pixels for each unit cell size. The size of the unit cell was adjusted around the 1/2 wavelength, which guarantees the suppression of the grating lobe for the normal-incidence condition. Based on full-wave simulation results, the –10 dB reflectance bandwidth was expanded as the size of the unit cell was increased from 3/8 to 3/4 wavelength with an interval of 1/8 wavelength at the center frequency of 5.8 GHz. The results demonstrate that the absorption bandwidth of the metasurface absorber is expanded by increasing the size of the unit cell around the 1/2 wavelength.

참고자료

· 없음