논문 2016-53-8-14
의복용 자기공진형 무선전력전송 시스템을 위한 평면형 직물공진기의 설계 및 연구
( Analysis and Design of Planar Textile Resonator for Wearable Magnetic Resonance-Wireless Power Transfer )
강 석 현*, 정 창 원*
( Seok Hyon Kang and Chang Won Jung
ⓒ)
요 약
본 논문에서는 의복용 무선전력전송 시스템을 구축을 위한 평면형 직물공진기를 제안하고, 공진기에 사용된 의복용 직물기 판의 재질별 특성을 분석하였다. 평면형 직물공진기는 공진주파수가 1-10 MHz가 되도록 직물기판 위에 전도성 물질로 루프 및 코일을 평면 설계하였다. 의복용으로 많이 사용되고 있는 폴리에스테르 섬유와 면을 직물기판으로 사용하였으며, 평면 루프 와 코일은 동테이프(copper tape)와 실버페이스트(silver paste)로 설계하였다. 자기공진형 무선전력전송 시스템에 적용된 직물 의 재질별 특성을 분석하기 위해 송신부와 수신부를 대칭으로 설계하였다. 실험 결과, 낮은 유전상수 및 비교적 두꺼운 두께를 가진 직물기판과 표면저항이 작은 도체성 재질의 패턴(루프 및 코일)으로 제작되었을 때, 의복용 무선전력전송 시스템이 높은 전송효율을 보였다. 본 연구를 통해 제안된 평면형 직물 공진기는 무선전력전송 기술의 영역을 의복용으로 넓힐 수 있는 가능 성을 보여주었다.
Abstract
In this paper, we proposed the planar textile resonator for constructing wearable MR-WPT system and analyzed the characteristic of textile substrates used in resonators. The planar textile resonators were designed to resonate at 1-10 MHz. The loop and coil were fabricated planar structure on textile substrate using conductive materials. Polyester fiber and cotton widely used in real life were chosen as textile resonators for wearable applications and copper tape and silver paste were used for fabricating planar loop and coil on textile substrate. For comparison analysis on transfer efficiency according to the types of textile, transmitter and receiver parts were symmetric. According to the result, for the highest transfer efficiency of wearable WPT system, the planar resonators have specifications of relative thick textile substrate with low permittivity and low surface resistance of conductive pattern. The performed experiments show that the planar textile resonator is possible to be used for resonator in wearable MR-WPT system.
Keywords
: Indirect-fed, Planar resonators, Textile resonator, Wearable fabric applications, Magnetic resonance, Wireless power transmission*
정회원, 서울과학기술대학교 나노·IT·디자인융합대학원 (Graduate School of Nano·IT·Design Fusion, Seoul National University of Science and Technology)
ⓒ
Corresponding Author (E-mail : [email protected])
※ 본 연구는 미래창조과학부의 중견연구자지원사업 핵심연구(No. 2013R1A2A2A01068058)로 수행되었 습니다.
Received ; January 11, 2016 Revised ; July 12, 2016 Accepted ; July 26, 2016
Ⅰ. 서 론
스마트폰, 태블릿 PC의 보급이 증가하고 소셜 네트 워크 서비스(Social Networking Service: SNS) 및 사물 인터넷(Internet of Things: IoT)의 등장하면서 모바일 디바이스의 활용도가 높아지고 있다. 이렇게 모바일 디 바이스의 사용시간이 늘어나면서 배터리의 소모량도 늘
어났지만, 배터리의 사용시간에 대한 소비자의 만족도 는 높지 않다. 배터리 문제는 근본적인 해결을 제시하 지 못하고 보조배터리의 시장의 성장으로 이어졌으며, 이와 더불어 무선전력전송 기술이 연구되고 있다. 무선 전력전송 기술은 물리적인 접촉없이 전력을 전달하는 기술로써 전자기기의 휴대율이 높아지면서 그 필요성이 증가하고 있다.
최근에는 모바일 디바이스를 입을 수 있는 형태로 발 전시켜 IT 전자분야의 글로벌 기업들이 의복용(wearable) 디바이스를 출시하고 있으며, 그 시장의 규모가 증가 추세에 있다. 전자제품이 모바일 디바이스에서 의복용 디바이스로 발전함에 따라 기능이 다양화되면서, 소비 되는 전력도 증가하고 있다. MIT의 Marin Soljacic 교 수가 무선전력에 이용한 간접급전방식 자기공진(Indirect-fed magnetic resonance) 원리를 바탕으로 의복용 디바이스 의 전력공급을 해결하기 위한 많은 선행연구가 진행되
었다[1~5]. 간접급전방식은 원형루프 형태의 급전공진기
와 부하공진기 사이에 코일 형태의 공진기를 위치시켜 각 공진기 사이의 자계결합(Magnetic coupling)을 통해 무선으로 전력이 전송되는 시스템이다[6]. 일반적으로 전 송거리(transfer distance)는 송신부와 수신부에 각각 존 재하는 코일 공진기 사이의 거리다. 각 전송거리에서 최대 효율을 찾기 위해 송신부와 수신부를 구성하는 루 프형 공진기와 코일형 공진기 사이 거리를 조정하는 임 피던스 정합(impedance matching)으로 최적화 시킨다.
시스템의 전송거리 및 전송효율을 향상시키기 위해 서, 공진기의 부피, 즉 유도용량(inductance)을 증가해야 하며, 이에 대한 임피던스 정합 최적거리도 증가한다.
이것은 무선전력전송 시스템의 소형화와 상용화에 큰 걸림돌이 되고 있다. 인체 이식되거나 인체 표면에 위 치한 모바일 디바이스 등을 충전하는 의복형 무선전력 전송 시스템을 구축하기 위해 유연하고 얇게 평면화시 킨 공진기가 요구된다.
본 연구에서는 의복용 디바이스의 작동 범위인 수 cm 근거리 무선전력전송을 기준으로 평면형 직물 공진 기를 개발하여 시스템을 구축하였다[7]. 기존의 입체형
공진기[1~4]를 평면화시키고, 직물 기판의 단면에 코일을
설계하는 기존 공진기와 달리[5], 양면에 동일 전류방향 의 코일을 설계하여 정전용량 (capacitance)를 높임으로 써 공진기의 크기를 소형화 시켰다. 또한 공진기로부터 의 전자파 흡수율 (SAR, specific absorption rate)을 최 소화하기 위해 임피던스 정합을 고려하여 평면 루프형 및 코일형 공진기를 동일평면 상에 구현함으로써 송신
부 및 수신부의 부피를 감소시켰다. 본 논문에서는 제 안된 평면형 직물 공진기의 설계 및 제작 과정을 소개 하고, 다양한 재질로 제작된 평면형 직물 공진기로 구 성된 무선전력전송 시스템의 성능 측정을 통해 공진기 제작에 사용된 재질별로 분석하여 의복형 무선전력전송 시스템에 적용된 직물의 특성을 제시한다.
Ⅱ. 본 론
본 연구에서 제작된 평면형 직물 공진기는 3가지 분 류로 나눌 수 있다. 첫째, 직물의 종류에 따라 전송효율 (transfer efficiency)에 미치는 영향을 알아보기 위해 폴리에스테르 섬유와 면 등 2가지 직물기판을 사용하였 다. 둘째, 직물의 두께에 따른 영향을 알아보기 위해 각 각의 동일 재질에 대해 2가지 두께의 직물기판이 사용 되었다. 셋째, 직물 기판 위에 설계되는 평면 루프와 코 일의 전도성 재질에 따른 변화를 알아보기 위해 평면 루프와 코일은 각각 동테이프와 실버페이스트로 제작되 었다. 실버페이스트로 제작한 공진기의 경우, 액체가 직 물기판에 스며드는 것을 방지하기 위해 0.001 mm 두께 를 가진 동일 재질의 폴리에스테르 섬유 위에 설계하였 으며, 입자 간의 접촉저항을 줄이기 위해, 히터기를 이 용하여 150°C에서 20-30분 가량 열을 가하였다. 제작된 패턴은 동테이프의 접착제와 동일한 재질로 직물기판 양면에 부착하였다[8].
A B C D
Material Polyester (100 %)
Polyester (100 %)
Cotton (100 %)
Cotton (100 %) Thickness 0.46 mm 0.33 mm 0.66 mm 0.33 mm
Turns
of coil 9 9 9 9
Resonant
frequency 6.41 MHz 4.97 MHz 6.77 MHz 4.41 MHz εr 1.920 1.748 2.231 2.077 tan δ 0.023 0.044 0.037 0.031 표 1. 제작된 직물공진기의 수치
Table1. Dimension of proposed textile resonators.
일반적으로 실생활에 의복으로써 활용도가 높은 폴 리에스테르(polyester)와 면(cotton)이 평면형 공진기의 기판으로 사용되었다. 표 1과 같이, 직물의 두께에 따른 특성을 알아보기 0.46 mm, 0.33 mm 두께의 폴리에스테 르와 0.66 mm, 0.33 mm 두께의 면 등 4종류의 직물기 판이 사용되었다. 폴리에스테르의 유전율은 면의 유전
율보다 낮으며, 동일한 직물에 대해 두께가 커질수록 유전율이 높아진다[7].
그림 1. 공진기의 평면형 설계 Fig. 1. Planar Design of Resonator.
그림 1과 같이 무선전력전송 시스템 내에서 루프공 진기는 급전 및 부하공진기로 사용된다. 루프의 바깥쪽 지름은 12 cm이고 안쪽 지름은 11 cm 다. 루프는 직물 기판의 한 쪽 면에만 제작되며, 직물의 종류에 따라 기 판의 영향을 받지 않는다.
(a)
(b)
그림 2. 직물기판에 설계된 코일형 공진기 (a) 동테이프 (b) 실버페이스트
Fig. 2. Design of resonant coil on textile substrate.
(a) copper tape (b) silver paste.
반면에, 그림 1과 2에서 보이는 바와 같이 코일은 9 번 감은 구조의 원형 스파이럴 형태이며 직물기판의 양 면 구조이다. 코일의 넓이는 2 mm, 감은 간격은 1 mm 이며, 양면의 코일은 최외각에서 연결되어 있다. 이 때, 코일의 전류 흐름은 양면에서 동일한 방향이다. 이러한
그림 3. 평면형 공진기로 구성된 자기공진형 무선전력전 송 시스템의 구조와 등가회로
Fig. 3. The structure of MR-WPT system with planar resonators and equivalent circuit.
구조는 공진기 형태는 코일 패턴의 길이에 따라 정전용 량 및 유도용량이 증가하며, 직물기판의 유전율이 높을 수록 소형화가 가능한 구조이다.
그림 4. 직물공진기로 구성된 자기공진형 무선전력전송
시스템
Fig. 4. MR-WPT system with textile resonators.
Ⅲ. 실험방법
평면형 직물 공진기는 모두 한 쌍으로 제작되었다.
그림 3 및 4와 같이 무선전력전송 시스템의 송신부와 수신부를 대칭으로 배치하여 회로망 분석기(network analyzer)를 통해 전송거리에 따른 산란계수(S21)을 측 정하였다. 측정된 S21은 다음 식 (1)로 전송효율(η)으로 환산하였다.
(1)직물기판은 무선전력전송 시스템에서 정전용량 (capacitance) 에 영향을 준다. 정전용량에 영향을 주는 변수로는 직
물의 종류와 두께가 있다. 기판으로 사용된 직물의 종 류는 폴리에스테르와 면이며, 폴리에스테르의 유전율이 면보다 낮다. 동일 재질에 대해 직물의 두께도 유전율 에 영향을 미치는 변수이다. 직물의 두께는 두꺼울수록 유전율이 증가한다. 직물기판의 종류와 두께에 따라 전 송효율에 미치는 영향을 확인하기 위해, 공진기 패턴의 재질은 동테이프로 고정하였다.
또한 시스템 내에서의 패턴의 재질별 전송효율을 알 아보기 위해 동테이프와 실버페이스트로 제작하여 비교 하였다. 이때 직물기판은 0.46 mm 폴리에스테르 섬유 로 고정하여 두 가지 평면 직물 공진기로 구성된 무선 전력전송 시스템의 효율을 측정하였다.
코일의 길이와 넓이의 변화는 유도용량와 정전용량 에 영향을 주어, 무선전력전송 시스템의 전송효율에 영 향을 미친다. 재질의 전도성이 낮을 경우, 코일의 넓이 를 증가시켜 표면저항을 낮출 수 있어 시스템의 전송효 율을 높일 수 있다. 이를 알아보기 위해 두께 0.46 mm 폴리에스테르 직물기판 위에 은(silver) 재질 패턴에서 코일의 넓이를 2 mm와 3 mm로 각각 제작하여 시스템 에 적용했을 때의 전송효율을 비교해 보았다.
(a)
(b)
그림 5. 직물기판의 종류 및 두께에 따른 전송효율 결과 (a) 기모드 (b) 우모드
Fig. 5. Results of transfer efficiency according to textile substrates (a) odd mode (b) even mode.
Ⅳ. 결론 및 분석
무선전력전송 시스템의 공진주파수는 그림 4와 같이 약 5 - 10 cm 사이에 과결합 (over-coupled)된 공진기 간의 유도용량이 증가하게 되어 다음 식에 의해 주파수 분리 (splitting frequency)가 나타난다.
(2)
(3)그러므로 주파수 분리점을 중심으로 근거리 쪽은 기 모드(odd mode)와 우모드(even mode)로 나누어 분석하 였다 [9]. 식 (2)에서와 같이 기모드의 경우, Tx와 Rx의 전류 방향이 같은 방향이 되어 상호인덕턴스 값이 공진 기의 인덕턴스에 더해지게 되어 기모드의 공진주파수가 감소하게 되며, 식 (3)에서와 같이 우모드의 경우, Tx와 Rx의 전류 방향이 반대 방향이 되어 상호인덕턴스 값 이 공진기의 유도용량에서 빠지게 되어 우모드 공진주 파수가 증가하게 된다. 전송효율은 우모드보다 기모드 에서 높게 나타난다. 또한 기모드는 전송거리가 짧아지 면서 전송효율이 계속 증가하나 (그림 5- a), 우모드는 주파수 분리점부터 전송효율이 점점 감소한다 (그림 5- b). 루프와 코일의 패턴이 동테이프일 때 공진주파수 분리현상이 발생하지만, 실버페이스트에서는 주파수 분 리 현상이 발생하지 않았다.
본 단계에서는 무선전력전송 시스템을 구성하는 평 면형 직물 공진기의 패턴과 기판의 재질에 따른 물리적 특성에 대해 분석하였다. 첫째, 직물 기판의 종류에 따 른 분석(4-1), 둘째, 루프와 코일의 재질에 따른 분석 (4-2), 셋째, 평면 코일의 넓이와 길이 조정에 따른 분 석(4-3) 순서로 기술하였다.
1. 기판의 종류 및 두께에 따른 전송효율 비교 분석 동일한 패턴에 대해 기판에 사용된 직물의 종류에 따 라 측정된 전송효율을 비교해 본 결과, 면보다 상대적 으로 낮은 유전상수를 가진 폴리에스테르 섬유에서 높 은 전송효율을 보였다. 또한 동일한 재질에 대한 두께 에 따른 전송효율은 상대적으로 두꺼울 경우 더 높은 것으로 나타났다. 기모드와 우모드로 각각 나누어 분석 했을 때도 같은 결과를 보인다.
(4)
(5)
식 (4)에 의해, 유전상수가 높을수록 기판의 양면에 존재 하는 평면 코일 간 정전용량(Ccoil)이 증가하며, 이에 따 라 공진주파수(fres)는 낮아진다. fres는 식 (5)에 의해 공 진기의 Q-factor(Qcoil)를 낮춰 전송효율은 감소한다 [9]. 또한 직물의 두께가 두꺼울수록 양쪽에 대칭으로 설계한 코일 사이의 Ccoil은 감소한다. 이러한 현상은 fres를 높 이고, 높은 Qcoil를 보이며 전송효율을 증가시킨다.
무선전력전송 시스템 구축을 위한 공진기의 직물기 판은 유전율 및 두께 이외에 동일한 조건에서 유전율이 낮고 두꺼운 직물이 전송효율을 높일 수 있다.
2. 동테이프와 실버페이스트의 전송효율 비교 분석 두께 0.46 mm인 폴리에스테르에 각각 동테이프와 실버 페이스트로 루프 및 코일 패턴을 구현하여 전송효율을 비교해 보았다. 멀티메타 측정기(multi-meter)로 평면 루 프의 표면저항을 측정해 봤을 때, 동테이프와 실버페이스 트로 제작한 공진기 모두 0.4 Ω이었다. 그러나 평면 코일 의 경우, 루프의 표면저항에서 차이를 보였다. 단 면의 패 턴의 저항을 기준으로 평면 구리(동테이프) 코일의 표면 저항은 0.4 Ω이었으나, 평면 은(실버페이스트) 코일의 표 면저항은 40 Ω이었다. 높은 표면저항은 전송효율을 떨어 뜨리는 원인이 된다. 최고 효율이 동테이프 패턴과 실버 페이스트 패턴, 각각 55.61 %, 3.78 % 로 나타났다.
특히 실버페이스트로 제작한 평면 코일의 표면저항 을 줄여 전송효율을 개선하면 무선전력전송 시스템을 의복에 적용 및 활용하는 것이 가능해진다는 사실을 확 인하였다.
3. 코일의 길이 및 넓이 변화에 따른 전송효율 비교 실버페이스트로 제작된 평면형 직물 공진기에 설계 된 코일 패턴의 넓이를 조정하여 시스템의 전송효율을 비교 분석하였다. 앞서 실험에 사용된 넓이값 2 mm와 1 mm 증가시킨 3 mm 등 2가지의 코일을 두께 0.46 mm 폴리에스테르에 설계 및 제작하였다. 두 코일 패턴 의 최내각 지름은 4.4 mm로 동일하며, 3 mm 넓이로 설계한 코일의 최외각 지름은 10.8 mm이다. 표 2와 같 이, 평면 코일의 패턴을 1 mm 증가시켰을 때, 공진주파
Specification A E F
Textile Material Polyester (100 %)
Polyester (100 %)
Polyester (100 %) Thickness 0.46 mm 0.46 mm 0.46 mm
Pattern
Material Copper tape
Silver paste
Silver paste Turns of
Pattern 9 9 9
Width 2 mm 2 mm 3 mm Gap 1 mm 1 mm 1 mm Resonant
frequency 6.41 MHz 5.90 MHz 4.97 MHz 표 2. 동테이프패턴과 은패턴 직물공진기의 수치 비교 Table2. The comparison of textile resonators with pattern
of copper and silver.
수는 4.97 MHz로 감소하였다. 이것은 유도용량과 정전 용량의 증가가 공진주파수에 영향을 준 것이다.
그림 6. 코일의 넓이에 따른 실버페이스트 공진기로 구성 된 자기공진형 무선전력전송의 전송효율
Fig. 6. Transfer efficiency of MR-WPT system with silver loops and coils according to the width of coil 패턴 넓이 2 mm 와 3 mm 평면 코일의 표면저항을 각각 멀티메타 측정기 (multi-meter)로 측정해 보았다.
측정 결과 단 면의 패턴의 저항을 기준으로 넓이 3 mm 평면 코일의 저항은 100 Ω으로 기존의 넓이 2 mm 평 면 코일의 저항 40 Ω 보다 높았다. 그러나 그림 6과 같 이 전송효율은 최고 효율 4.6 %으로 다소 증가하였다.
패턴의 넓이 증가는 직물 기판 양면에 설계된 은재질 의 코일 사이의 정전용량을 증가시키며 공진주파수가 감소하는 경향을 보였다. 식 (4)에 의해 공진주파수의 감소와 표면저항의 증가는 전송효율을 떨어트리는 원인 이 될 수 있다.
(i and j resonator No., i≠j) (6)그러나 식 (5)와 (6)을 참고로 분석해보면[9], 평면 코 일의 면적 증가로 인하여 유도용량 (Li, Li)이 증가하면 서, 전송효율에 영향을 주는 중요한 변수인 공진기의 Q-값과 인접한 평면 루프 및 코일 간의 자기결합 (Mij) 을 증가시켜 전송효율을 향상시킨 것으로 보인다.
특히 Q-값을 통해, 넓이 증가에 따른 표면저항의 증 가량보다 정전용량의 증가량이 상대적으로 커서 전송효 율에 더 큰 영향을 미쳤다는 것을 알 수 있다. 이를 통 해 공진주파수 범위 내에서 코일의 넓이와 길이를 증가 시켜 무선전력전송 시스템의 전송효율을 향상시키는 것 이 가능하다는 것을 확인하였다.
4. 자기공진형 무선전력전송의 전송효율과 인체의 전자파 흡수율에 미치는 상호 영향
그림 7. 인체가 자기공진형 무선전력전송에 미치는 영향 을 알아보기 위해 제작한 인체모델 (넙다리) Fig. 7. Fabricated human body model (Thigh) to verify
the effect of human body on MR-WPT system.
표 3. 공기 중의 시스템과 인체(넙다리)에 적용한 시스 템의 전송효율 비교
Table3. The comparison of transfer efficiency of MR-WPT system between in the air and on the human body (thigh).
Condition Transfer efficiency at 16 cm (Average thickness of thigh)
Air 5.10 %
Human body (Thigh) 4.55 %
지기공진형 무선전력전송 시스템이 인체에 적용되었 을 때 인체가 전송효율에 어떠한 영향을 미치는지 실험 과 EM 시뮬레이션 툴을 이용해 분석하였다. 실험을 위
그림 8. EM 시뮬레이션 툴을 이용한 전자파 흡수율 시 뮬레이션 결과
Fig. 8. Result of SAR (Specific Absorption Rate) simulations using EM simulator.
해 아크릴(εr = 2.8)을 이용하여 한국 남성의 넙다리 평 균 두께 정보를 바탕으로 인체 모형을 설계하였다. 그 림 7과 같이 아크릴로 제작한 인체 모형에는 증류수와 설탕, 염화나트륨을 각각 41.49 %, 56.18 %, 2.33 %의 비율로 섞인 유전율 46.74의 액체 근육을 제조하여 채 웠다[10].
본 실험을 위해 가장 높은 효율을 보인 공진기 A로 구성된 자기공진형 무선전력전송 시스템을 선택하였다.
송수신 공진기는 넙다리 인체모델의 앞뒤에 부착하였으 며, 회로망 분석기를 이용하여 산란계수(S21)을 측정한 후, 공기 중에서 넙다리의 평균 두께인 16 cm에 해당하 는 전송거리의 산란계수를 측정하였다. (그림 7) 이렇게 측정된 S21을 전송효율로 환산한 뒤 비교 분석하였다.
실험 결과, 표 3과 같이 공기 중에 있는 평면형 직물 공진기로 구성된 자기공진형 무선전력전송의 전송효율 은 5.10 %이며, 인체모델에 적용되었을 때 전송효율은 4.55 %이다. 시스템의 전송효율은 인체모델의 영향에 의해 약 0.55 % 감소되었으나, 그 영향이 시스템의 자 기장에 중대한 영향을 미치는 것은 아니다.
또한 EM 시뮬레이션 툴을 이용하여 실험에서 사용된 인체모델 및 자기공진형 무선전력전송 시스템을 구현을 통해 인체의 전자파 흡수율(SAR, Spesific Absorption Rate) 을 시뮬레이션 하였다. 그림 8과 같이 평면형 직물 공진 기에 의한 인체모델의 SAR Field는 인체 표면으로부터 약 5 cm 까지 형성되며, 최대 전자파 흡수율은 1.4475 W/kg이다. 이는 미국에서 제시한 SAR 기준을 만족하 는 수치이다 (<1.6 W/kg).
V. 결 론
본 연구에서 평면형 직물 공진기를 제작하고, 평면 루프와 코일의 재질 및 형태에 따른 시스템의 전송효율 을 통해 직물기판의 무선전력전송 시스템 내에서 보이 는 특징을 분석하였다. 평면 직물 공진기는 12 cm 크기 내에 동일평면 상에 루프와 코일이 구현되어 평면화, 소형화 되었다. 또한 제안된 평면형 직물 공진기는 얇 고 유연한 특성을 가지고 있다. 측정 결과, 0.46 mm 폴 리에스테르 위에 동테이프로 평면 루프와 코일을 구현 한 평면형 직물 공진기로 구성된 시스템에서 55.61 %의 효율을 보였다. 실버페이스트로 제작된 공진기는 3.87
%로 비교적 낮은 효율을 보였으나, 공진 및 전력전송의 기능을 확인하였다. 분석 결과, 의복용 무선전력전송 시 스템의 높은 전송효율을 보였던 직물기판의 조건은 낮 은 유전상수와 비교적 두꺼운 기판이다. 또한 이 직물 기판에 도체성 재질로 제작된 패턴의 표면저항이 작을 수록 시스템의 전송효율이 높았으며, 패턴의 넓이를 증 가시켜 표면저항을 줄일 수 있다. 이를 통해 IT 분야 뿐만 아니라 의류 및 의료분야까지 자기공진형 무선전 력전송 기술의 영역을 넓힐 수 있을 것으로 기대한다.
REFERENCES
[1] Y. Huang, J. Wang, T. Sun, X. Xie, G. Li, Y.
Gu and Z. Wang, “An efficiency-enhanced wireless power transfer system with segmented transmitting coils for endoscopic capsule,” in Circuits and Systems (ISCAS), 2013 IEEE International Symposium on, pp. 2279-2282, Beijing, China, May 2013.
[2] X. Liu, F. Zhang, S.A. Hackworth, R.J. Sclabassi and M. Sun, “Wireless power transfer system design for implanted and worn devices,” in Bioengineering Conference, 2009 IEEE 35th Annual Northeast, pp. 1-2, Boston, MA, USA, April 2009.
[3] B. Lenaerts and R. Puers, “An omnidirectional transcutaneous power link for capsule endoscopy”, in Wearable and Implantable Body Sensor Networks, BSN 2006. International Workshop on, pp. 4, Cambridge, MA. USA, April 2006.
[4] L. Feng, Y. Mao, and Y. Cheng, “An efficient and stable power management circuit with high output energy for wireless powering capsule endoscopy”, in Solid State Circuits Conference (A-SSCC), 2011 IEEE Asian, pp 229-232, Jeju, Republic of Korea, November 2011.
[5] H. Kim, C. Seo “Resonant Wireless Power Transfer System with High Efficiency using Metamaterial Cover”, Journal of The Institute of Electronics and Information Engineers, vol. 51, no. 1, January, 2014.
[6] A. Kurs, A. Karalis, R. Moffatt, J. D. Joannopoulos, P. Fisher, M. Soljaũĉić, “Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonances,”
Science, vol. 317, no. 83, pp. 83-86, July 2007.
[7] A. Rajagopalan, A.K. RamRakhyani, D. Schurig and G. Lazzi, “Improving power transfer efficiency of a short-range telemetry system using compact metamaterials,” 2014. IEEE Transl. J. Micro.., vol.
62, pp. 947-954, April 2014.
[8] S. Ha, Y. Jung and C.W. Jung, “Textile patch antennas using double layer fabrics for wrist‐
wearable applications,” Microwave Opt Technol Lett, vol. 54, no. 12, pp. 2697-2702, December 2012.
[9] A. P. Sample, D. T. Meyer, and J. R. Smith,
“Analysis, Experimental Results, and Range Adaptation of Magnetically Coupled Resonators for Wireless Power Transfer,” Industrial Electronics, IEEE Transactions on, vol. 58, no. 2, pp. 544-554, March 2011.
[10] T. Karacolak, A. Z. Hood, E. Topsakal, “Design of a Dual-band Implantable Antenna and Development of Skin Mimicking Gels for Continuous Glucose Monitoring,” Microwave Theory and Techniques, IEEE Transactions on, vol. 56, no.
4, pp. 1001-1008, April 2008.
저 자 소 개 강 석 현
2010년 8월 서울과학기술대학교 안경광학과 (이학사) 2014년 2월 서울과학기술대학교
안경광학과 (이학석사)
2014년 3월~현재 서울과학기술 대학교 나노·IT·
디자인융합대학원 박사과정
<주관심분야 : Wireless Power Transfer 등>
정 창 원
2001년 12월 미국 University of Southern California, 전자 공학과 (공학석사)
2005년 6월 미국 University of California, Irvine, 전자공 학과 (공학박사)
1997년 1월~2000년 6월 정보통신, 연구원 2005년 7월~2005년 10월 University of California,
Irvine, Post Doctor
2005년 11월~2008년 4월 삼성종합기술원, 전문연 구원
2008년 5월~현재 서울과학기술대학교, 나노·IT·디 자인융합대학원, 부교수
<주관심분야 : Antenna, RF, EMI/EMC, RF-MEMS, Sensor 등>