The effective physical properties of the electromagnetic wave can be controlled by using a metamaterial, which is an artificial material based on a metal structure smaller than a wavelength. In this paper, focusing on the effective impedance of the material through the meta material, the propagation of the electromagnetic wave is controlled. Especially, the optimal theoretical models are proposed to realize the high impedance surface and the anisotropic matched impedance surface. As a result, ultrathin bespoke impedance surfaces can be achieved. The theoretical limit of the high impedance surface that can be used in the microwave region is clarified A design model has been proposed to achieve the high transmittance polarizer through optimization of the anisotropic matched impedance. It has become possible to design the optimum bespoke impedance by the homogeneous medium model and the hyperbolic dispersion principle proposed in this study. The validity of the theoretical model is theoretically explored and numerically analyzed.
파장보다 작은 금속 구조체를 기반으로 하는 인공 물질인 메타물질을 이용하면 전자기파의 유효 물성을 제어하는 것이 가능하다. 본 논문에서는 메타물질을 통한 소재의 유효 임피던스에 초점을 맞추고 전자기파의 전파를 제어하였다. 특히, 고 임피던스 표면과 비등방 정합 임피던스 표면을 구현하기 위해서 최적의 이론 모델을 제시하였으며 이를 통해 박막 형태의 맞춤형 임피던스를 달성할 수 있었다. 마이크로파 영역에서 사용 가능한 고 임피던스 소재의 이론적 한계치를 규명하였으며, 가시광 영역에서 비등방 정합 임피던스를 달성 함으로써 고 투과 편광자를 구현하기 위한 설계 모델을 제시하였다. 본 연구에서 제안하고 도입한 균질화 이론 모델 및 쌍곡선 메타물질 원리에 의해서 최적의 맞춤형 임피던스를 설계하는 것이 가능해지며 이에 대한 수치해석적 검증을 통해서 유효성을 검증하였다.
