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최상조 연구실
경북대학교 대학원 전자전기공학부
최상조 교수
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최상조 연구실

경북대학교 대학원 전자전기공학부 최상조 교수

본 연구실은 전파공학과 전자파공학을 기반으로 밀리미터파·테라헤르츠 안테나, 배열 안테나, 재구성 가능한 지능형 메타표면(RIS), 호이겐스 메타표면, 그리고 열전 나노안테나 기반 적외선 에너지 하베스팅 및 편광 센서를 연구하며, 6G 통신·스마트 중계기·고해상도 센싱·온칩 광전자 소자에 적용 가능한 차세대 전자기 구조와 소자 기술을 개발하고 있다.

대표 연구 분야
연구 영역 전체보기
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밀리미터파·테라헤르츠 안테나 및 배열 설계
주요 논문
5
논문 전체보기
1
article
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gold
·
인용수 0
·
2025
Compact circular polarization detector with Z-shaped thermoelectric nanoantenna for infrared (IR) polarimetry
Yudhistira Yudhistira, Sangjo Choi
IF 8
Materials Today Advances
The capability of infrared (IR) polarimetric imaging to enhance object detection by capturing the polarization states of emitted waves has been significantly advanced, particularly in remote sensing and biomedical imaging. While linear polarization (LP) detection has been widely implemented, circular polarization (CP) detection can expand the scope of polarimetric imaging by enabling the detection of asymmetric or anisotropic materials. However, recent advancements in IR CP detection remain challenging due to bulky designs and resolution limitations. To address these issues, a compact, high-resolution IR CP detector is proposed using a 45°-tilted and asymmetric truncated dipole (Z-shaped) nanoantenna connected to a bimetal nano-thermocouple on a finite silicon dioxide substrate, operating at λ = 10 . 6 μ m . The optimized structure achieves circular dichroism of 53% and directly converts IR CP waves into an output voltage ( V o c ) via the Seebeck effect. This device generates a V o c ratio of 2.08 between right-handed (RCP) and left-handed CP (LCP), along with a high responsivity of 1.73 V/W and a specific detectivity of 7.32 × 10 4 Jones, owing to its small effective area ( ∼ 0 . 5 λ 2 ) . The proposed device offers a compact alternative to conventional bulky IR CP detector systems and unlocks the potential for high-resolution IR polarimetric sensors.
https://doi.org/10.1016/j.mtadv.2025.100599
Polarimetry
Infrared
Detector
Optics
Polarization (electrochemistry)
Materials science
Optoelectronics
Thermoelectric effect
Circular polarization
Physics
2
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bronze
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인용수 2
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2025
Reconfigurable Planar Huygens' Metasurface for Wide Beamforming
Sangmin Lee, Sangjo Choi
IF 6.2
Advanced Materials Technologies
Abstract Huygens' metasurfaces (HMSs), which independently control electric and magnetic dipole responses, have been implemented in planar platforms. However, dynamically controlling both dipole responses to achieve reconfigurability at the sub‐wavelength scale remains challenging with conventional planar HMSs. In this work, these challenges are addressed by introducing the first planar, reconfigurable HMS design that integrates varactors and embedded bias lines, allowing for precise and independent control of electric and magnetic surface impedances at the sub‐wavelength scale ( λ 0 /9.4 × λ 0 /6.3 × λ 0 /22.7) at 5.5 GHz. A large‐aperture HMS (4.47 λ 0 × 4.47 λ 0 ), integrated with 3,528 varactors and fed by a 4 × 4 patch array at a focal‐length‐to‐diameter ratio of 1.6, demonstrates wide beamforming angles ranging from −70° to +70° with an aperture efficiency of 21.09%. This innovative design offers a promising solution for efficient and compact reconfigurable intelligent surfaces, paving the way for advanced wave control in next‐generation wireless communication and sensing applications
https://doi.org/10.1002/admt.202402131
Planar
Beamforming
Optics
Physics
Computer science
Materials science
Telecommunications
Computer graphics (images)
3
article
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인용수 5
·
2024
Pre-Phased 1-bit Reflective Passive Metasurface With Optimum Number of Pre-Phasing for Low QLL and SLL at 140 GHz
Taeyoung Kim, Sangmin Lee, Seongwoog Oh, Jinhyun Kim, Jungsuek Oh, Sangjo Choi
IF 5.8
IEEE Transactions on Antennas and Propagation
Recent advancements introduced a pre-phased reflective metasurface (MS) using 1-bit control to suppress the quantization lobe (QL) inherent in a typical 1-bit MS under plane wave incidence, particularly in millimeter and submillimeter wave bands. However, the optimal method for pre-phasing using random phases has yet to be fully explored. This study investigates the optimal number of pre-phasing, which denotes the minimum number of discrete random phases for effective suppression of QLs and side lobes while ensuring low design complexity. The results indicate that employing four discrete phases, equally spaced at 45° intervals, is the optimal solution for both normal and oblique incidences. The random phases with a 45° separation are implemented into four pairs of unit cells with passive on/off switching using multilayer PCBs at 140 GHz. Each unit cell consisted of a metallic patch coupled to a transmission (Tx) line through a slot, with embedded static on/off switching in the Tx line to enable 1-bit reflection phase control. Finally, three MSs with <inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">$30\times 30$ </tex-math></inline-formula> unit cells, each with fixed random pre-phases, are designed and fabricated to reflect normal incidence at reflection angles (<inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notation="LaTeX">$\theta _{r}$ </tex-math></inline-formula>) of 15°, 30°, and 45° at 140 GHz. The experiment results demonstrate peak reflected beams at 15°, 29°, and 45° with frequencies of 139.7, 139.1, and 135.9 GHz, respectively. In addition, significant reductions in QL to −20 dB were observed, along with a reflection efficiency of 26%, and a 3 dB gain bandwidth exceeding 10%, on average, across all reflection angles in the 140 GHz band.
https://doi.org/10.1109/tap.2024.3510861
Phaser
Phased array
Bit (key)
Optics
Materials science
Electronic engineering
Physics
Antenna (radio)
Computer science
Optoelectronics
정부 과제
16
과제 전체보기
1
2024년 3월-2028년 12월
|706,800,000
(총괄3-세부2) Upper-mid Band Smart 중계기용 RIS 및 NCR 부품기술 개발
o (RIS 부품 개발) Upper-mid Band 고효율 및 편파제어 RIS 구조 개발o (NCR 부품 개발) Upper-mid Band 인빌딩 NCR용 빔포밍 안테나 모듈 및 저손실 필터 개발o End Product - RIS 중계 부품 (HW) - NCR 적용 FEM 일체형 배열 안테나 (HW) - 저손실 광대역 필터 (HW)
재구성 가능한 지능형표면
네트워크 제어 중계기
스마트 중계기
빔포밍 안테마 모듈
대역통과필터
2
2024년 3월-2028년 12월
|2,592,300,000
(총괄3-세부2) Upper-mid Band Smart 중계기용 RIS 및 NCR 부품기술 개발
o (RIS 부품 개발) Upper-mid Band 고효율 및 편파제어 RIS 구조 개발o (NCR 부품 개발) Upper-mid Band 인빌딩 NCR용 빔포밍 안테나 모듈 및 저손실 필터 개발o End Product - RIS 중계 부품 (HW) - NCR 적용 FEM 일체형 배열 안테나 (HW) - 저손실 광대역 필터 (HW)
재구성 가능한 지능형표면
네트워크 제어 중계기
스마트 중계기
빔포밍 안테마 모듈
대역통과필터
3
2024년 3월-2028년 12월
|2,825,900,000
(총괄3-세부2) Upper-mid Band Smart 중계기용 RIS 및 NCR 부품기술 개발
o (RIS 부품 개발) Upper-mid Band 고효율 및 편파제어 RIS 구조 개발o (NCR 부품 개발) Upper-mid Band 인빌딩 NCR용 빔포밍 안테나 모듈 및 저손실 필터 개발o End Product - RIS 중계 부품 (HW) - NCR 적용 FEM 일체형 배열 안테나 (HW) - 저손실 광대역 필터 (HW)
재구성 가능한 지능형표면
네트워크 제어 중계기
스마트 중계기
빔포밍 안테마 모듈
대역통과필터
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록2023재구성 가능한 랜덤 위상 메타표면 반사체 및 이를 가지는 반사 조절 장치1020230050991
등록2022폐열 재활용 소자1020220162235
등록2022능동형 호이겐스 메타표면 유닛셀 및 이를 포함하는 호이겐스 메타표면 어레이1020220135748
전체 특허

재구성 가능한 랜덤 위상 메타표면 반사체 및 이를 가지는 반사 조절 장치

상태
등록
출원연도
2023
출원번호
1020230050991

폐열 재활용 소자

상태
등록
출원연도
2022
출원번호
1020220162235

능동형 호이겐스 메타표면 유닛셀 및 이를 포함하는 호이겐스 메타표면 어레이

상태
등록
출원연도
2022
출원번호
1020220135748