본 논문에서는 드루드 모형(Drude model) 특성을 가지는 메타 물질의 굴절각 및 임계각을 해석적으로 분석하였다. 메타 물질 슬래브(slab)에서의 전자기파의 반사 및 투과 특성을 해석하기 위해 메타 물질에서 적용된 드루드 모형에서는 30 GHz에서 각각 -1의 값을 갖는 유전율, 투자율을 사용하였다. 해석 결과로부터 드루드 모형에서 물리 상수(physical constant)의 부호가 주파수에 따라 연속적으로 변하기 때문에 주파수 대역별로 굴절각과 임계각이 각각 서로 다른 특성을 갖는다는 사실을 유도하였다. 본 논문에서 유도한 메타 물질의 주파수에 따른 굴절각 및 임계각 특성은 메타 물질의 주파수와 물리 상수간의 특성과 같은 전자기적 특성을 이해하고, 메타물질과 유전체간 다층 결합의 전파 특성 해석, 레이돔에 적용 가능한 신소재 메타 물질, 전기적 초소형 안테나와 같은 다양한 전자기파 응용에 유용하게 사용할 수 있다.
In this paper, the refraction angles and the critical angles of metamaterials which is assumed by the Drude model are analytically studied. To analyze the electromagnetic reflection and the transmission properties of metamaterial slab, we used "-1" for the permeability and the permittivity at 30 GHz in Drude model for metamaterials in this paper, respectively. Due to the variation of signes of material constants for frequency ranges in Drude model, the derived refraction angle and the critical angles for each frequency ranges are differently observed. The results in this paper show that the properties the refraction angles and the critical angles for the broadband in metamaterials can be used to understand the electromagnetic properties of metamaterials and microwave applications.
