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판쥐뚱(Tung Phan Duy),정창원(Chang Won Jung) 한국전자파학회 2021 한국전자파학회논문지 Vol.32 No.2
광학적으로 투명한 ITO, MLF, 메탈메쉬 등의 기존 고체 투명전극(transparent electrode: TE)을 이용한 투명 안테나, 전자파 차폐(electromagnetic-wave shielding)등에 대한 연구가 진행되어 왔으며, 본 논문에서는 기존 고체 투명전극(TE) 대비 광학적으로 우수하며, 가격이 저렴하고, 주변에서 쉽게 구할 수 있는 소금물을 이용한 액체 투명전극에 대한 광학적, 전기적 특성을 이론적, 실험적으로 분석하였다. 농도 35 ppt의 전도도 5 s/m을 갖는 소금물은 평균 95 % 이상의 가시광선 대역 광투과도를 가지며, 3 ㎜ 두께의 평면형 소금물에서 22 ㏈ 이상의 전자파 차폐도(shielding effectiveness: SE) 성능을 갖는다. Transparent antennas and electromagnetic-wave shielding using existing optically transparent electrodes (TEs) such as indium tin oxide, MLF, and metal mesh were investigated. We analyzed the optical and electrical characteristics of a liquid TE using saltwater compared to those of conventional solid TEs. Saltwater with a salinity of 35 ppt (conductivity=5 s/m) has an average transparency of >95% in the visible band. A planar saltwater layer with a 3 ㎜ thickness has a shielding effectiveness performance of >22 ㏈.
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이온화된 소금물을 이용한 ASA 구조의 고 투명 평면형 다이폴 안테나
판쥐뚱(Phan Duy Tung),정창원(Chang Won Jung) 한국산학기술학회 2021 한국산학기술학회논문지 Vol.22 No.3
본 논문에서는 액체 소금물을 전도체로써 이용한 평면형 투명 안테나의 구현 가능성을 연구 하였다. 소금물을 이용한 투명 안테나 구현의 가장 큰 이유는 기존 고체 투명전극의 광투과도 indium tin oxide (ITO:> 73%) 또는 multi-layer films (MLF: > 78%) 대비 높은 소금물의 광투과도 (> 95% @ 40 ppt)에 있다. 제안된 다이폴안테나의 양쪽 팔의 소금물 층을 평면형으로 고정하기 위해 투명 아크릴(εr = 2.61, tanδ = 0.01, OTav > 90 %)을 사용하였으며, 소금물의 표면장력을 이용하여 (ASA: 아크릴/소금물/아크릴) 형태의 평면형 ASA층으로 구현 하였다. 전기적, 광학적으로 ASA 전도체 구조를 분석하기 위해, 표면장력을 통한 평면형 구조 유지 시, 소금물 두께에 따른 면저항과 광투과도를 분석 하였다. 소금물을 이용한 투명 평면형 다이폴 안테나는 UHF(Ultra high frequency) 대역(470-771 MHz)에서 1.72 dBi의 평균 방사이득 및 74 %의 방사효율을 가지며, 향후 소금물을 이용한 평면형 투명안테나로써의 활용가능성을 확인 하였다. This feasibility study evaluated an optically transparent planar antenna using liquid salt-water as the conducting material. The most significant reason behind using liquid salt-water for transparent antenna applications is its excellent average optical transparency (OTav) (> 95% at a salinity of 40 ppt) compared to other typical solid transparent thin-film electrodes, such as indium tin oxide (ITO:> 73%) or multi-layer films (MLF: > 78%). Each conductive arm of the proposed dipole is constructed from a salt-water layer held between two clear planar acrylic layers (εr = 2.61, tanδ = 0.01, OTav > 90%) (acrylic/salt-water/acrylic; ASA) due to surface tension. To examine the electrical and optical properties of the ASA structure, the surface tension was measured to determine the thickness of the salt-water layer that finalized its sheet resistance and OTav. The average gain and efficiency of the antenna were 1.72 dBi and 74%, respectively, in the operating UHF (Ultra high frequency) band (470-771 MHz). Therefore, the proposed antenna can be a good candidate for applications as a transparent planar antenna using salt-water.
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메탈메쉬 필름을 이용한 UHD-TV용 투명 광대역 다이폴 안테나
판쥐뚱(Phan Duy Tung),정창원(Chang Won Jung) 대한전자공학회 2020 전자공학회논문지 Vol.57 No.3
현재 UHD-TV(Ultra High Definition-Television)용 상용 외장형안테나는 넓은 UHF(ultra hagh frequency) 대역 (470-771 MHz : 48%) 사용을 위해 비교적 큰 크기의 안테나 형상을 가지며, 튜너(Tuner)/안테나 간 외부 전송선로 사용하여 외부 전송 선로를 사용하여야만 하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 외장형안테나를 광 투과도 68%, 낮은 면저항(0.04 Ω/sq) 값을 갖는 메탈메쉬 투명전극 필름(Metalmesh Film; MMF)을 사용하여 소형 평면형 투명 다이폴 안테나로 설계하여 안테나 성능은 유지하면서도 시인성이 개선된 안테나를 설계하였다. 또한, 성능비교를 위하여 동일 크기의 범용 Indium Tin Oxide (ITO) 투명 전극, 그리고 일반 구리 시트(Copper sheet; CS)를 사용한 다이폴 안테나를 사용하였다. MMF를 사용한 투명 안테나는 평균효율 72 %, 최대방사이득 2.4 dBi의 성능을 가지며, 구리 시트를 사용한 동일 크기의 안테나와 유사한 안테나 성능을 가지며, UHD-TV용 소형 평면형 외장형안테나로 사용하기에 적합함을 검증하였다. Currently, external antennas for Ultra High Definition Television (UHD-TV) face problem with operating in the wide UHF band (470-771 MHz: 48%) and using external transmission line between tuner/antenna due to their relatively large size. In this paper, an external transparent planar dipole antenna is designed to a small-sized using a transparent electrode (TE) of metal mesh film (MMF). The MMF has an optical transparency of 68% and a low sheet resistance of 0.04 Ω/sq which allows us to improve the antenna’s visibility while its performance is still maintained. In addition, two identical antennas using Indium tin oxide(ITO) and Copper sheet(CS) are designed and measured for performance comparison with the proposed antenna. The transparent antenna with MMF shows an average efficiency of 72% and a peak gain of 2.4 dBi in the UHF band, which is similar with the copper sheet antenna. The result proved that the proposed antenna is a good candidate for the small planar external antenna of UHD-TV applications
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