KR100236180B1 - Electromagnetic wave shielding function measuring method and its apparatus for iron plate - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가전용 소재로 사용되는 강판의 전자파 차폐능력을 효과적으로 측정하기 위한 측정방법과 그 장치에 관한 것으로 그 기술적인 구성은, 네트워크 어낼라이져(1)와 웨이브 가이드(3)를 전도선(2)으로 연결하고 웨이브 가이드(3) 사이에 강판(4)을 사이에 끼우고 전자파 차폐능을 평가하는 방법에 있어서, 측정에 사용되는 강판(4)에 10mm 이하의 구멍(5)을 기공율 0.5-8%가 되도록 형성시켜 최종 차폐능이 40-75dB 사이 범위에서 측정되도록 하는 것을 요지로 한다.The present invention relates to a measuring method and apparatus for effectively measuring the electromagnetic shielding ability of a steel sheet used as a household material, the technical configuration of the network analyzer (1) and wave guide (3) to the conductive line (2) In the method of connecting the steel sheet 4 between the wave guides 3 and evaluating the electromagnetic shielding ability, a hole 5 of 10 mm or less is formed in the steel sheet 4 used for measurement. The idea is to form 8% so that the final shielding capability is measured in the range of 40-75 dB.
이에 따라서, 강판의 전저파 차폐능 측정작업을 강판에 형성된 구멍에 의해 가일층 효과적으로 수행할 수 있는 것이다.Accordingly, the measurement of the total wave shielding capability of the steel sheet can be performed more effectively by the hole formed in the steel sheet.
Description
제1도는 일반적인 강판의 전자파 차폐능 측정장치의 구성도.1 is a block diagram of the electromagnetic wave shielding capacity measuring apparatus of a general steel sheet.
제2도는 종래의 동축관에 의한 전자파 측정장치의 개략 구조도.2 is a schematic structural diagram of a conventional electromagnetic wave measuring device using a coaxial tube.
제3도는 본 발명에 따른 강판의 전자파 차폐능 측정장치의 개략 구조도.3 is a schematic structural diagram of an electromagnetic shielding capability measuring apparatus of a steel sheet according to the present invention.
제4도는 본 발명의 전자파 차폐능 측정을 위한 강판의 단면 구조도.4 is a cross-sectional structural view of a steel sheet for measuring electromagnetic shielding ability of the present invention.
제5도는 본 발명에 따른 강판의 구멍(기공)율에 따른 차폐능 비교분석 결과의 그래프도.Figure 5 is a graph of the shielding performance comparison analysis results according to the pore (pore) rate of the steel sheet according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1 : 네트워크 어낼라이져 2 : 전도선1: network analyzer 2: conduction wire
3 : 웨이브 가이드 4 : 강판3: wave guide 4: steel sheet
5 : 구멍5: hole
본 발명은 가전용 소재로 사용되는 각종 강판의 전자파 차폐능을 효과적으로 측정하기 위한 측정방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a measuring method and apparatus therefor for effectively measuring the electromagnetic shielding ability of various steel sheets used as household materials.
일반적으로 전자기기의 사용에 따른 전자파의 발생원이 기기들간의 간섭작용을 일으키거나, 인체에 영향을 미침으로서 전자파 장애(Electro Magnetic wave Interference) 문제가 커다란 사회문제로 대두되고 있다.In general, as the source of electromagnetic waves caused by the use of electronic devices causes interference between devices or affects the human body, the electromagnetic magnetic wave interference problem has emerged as a big social problem.
저자기기 내부에서 발생한 노이즈를 외부로의 누설을 차단하고 외부로 부터의 유해 전자파를 저자기기 내부에 들어오지 못하도록 하는 것을 전자파 차폐라 부른다.It is called electromagnetic shielding to block the leakage of noise generated inside the low frequency device to outside and prevent harmful electromagnetic waves from outside inside the low frequency device.
최근들어 전자파장애(EMI)가 사회적으로 문제가 됨에 따라 가전회사는 자사 전자제품의 전자파 누설방지에 노력하고 있으며 이에 따라 전자파 차폐능에 대한 관심이 고조되고 있다.Recently, as electromagnetic interference (EMI) is a social problem, home appliance companies are trying to prevent electromagnetic leakage of their electronic products, and interest in electromagnetic shielding ability is increasing.
그러나, 전자제품의 전자파 누설에 관해서는 여러 가지 시험이 규격화되고 있지만 재료자체에 대해서는 측정방법이 규격화되지 못하고 있으며 측정자 나름대로의 여러 가지 측정법이 제시되고 있다. 차폐재의 차폐능에 대한 평가방법은 G.woodham법, 실드박스법, KEC 법등이 있으며 이와같은 측정법은 약간의 차이는 있으나 제1도에 나타낸 바와 같이 신호 발생원(50)과 송신안테나(51), 측정시료(52) 및 수신안테나(53)와 전,자계 강도계(54)로 구성된다.However, although various tests have been standardized on electromagnetic leakage of electronic products, the measurement method has not been standardized on the material itself, and various measurement methods have been proposed. There are G.woodham method, shield box method, and KEC method for evaluating the shielding performance of the shielding material.The measurement method is slightly different but the signal source 50 and the transmission antenna 51, as shown in FIG. A sample 52, a receiving antenna 53, and a magnetic field strength meter 54 are provided.
그러나 상기의 방법들은 자유공간을 전파가 이동함에 따른 다른 외부전파의 방해등으로 감도가 떨어지기 때문에 정밀한 측정을 위해서는 저파암실과 같은 외부전파가 차단된 환경이 요구되는 단점이 있다.However, the above methods have a disadvantage in that sensitivity is reduced due to interference of other external radio waves as the radio waves move in free space, so that an external radio wave such as a low dark room is blocked for accurate measurement.
또한, 상기 방법들은 주로 차폐능이 비교적 작은 전도성 플라스틱 측정용으로 개발되었기 때문에 차폐능이 큰 강판의 전자파 차폐능 분석에는 어려운 점이 있다.In addition, the above methods have been developed mainly for the measurement of conductive plastic having a relatively low shielding capability, which makes it difficult to analyze the electromagnetic shielding capability of a steel sheet having a large shielding capability.
전자파 차폐능은 다음 식으로 표현된다. 단위는 데시벨[dB]이다.The electromagnetic shielding ability is expressed by the following equation. The unit is decibels [dB].
상기에서, 차폐능이 있는 시료의 경우 30dB이상 시료를 말하며 금속판등은 80dB이상으로 차폐능이 매우 크다. 따라서 입사전자파와 투과되는 전자파비(P2/P1)가 10-8정도로 매우 작기 때문에 입사파의 전력밀도(P1)를 매우 높여 측정하거나 투과되는 전력밀도(P2)를 감지하는 능력이 매우 큰 수신기를 사용하지 않으면 안된다.In the above, in the case of a sample having a shielding ability is more than 30dB refers to the sample, such as a metal plate is 80dB or more shielding ability is very large. Therefore, the incident electromagnetic wave and the transmitted electromagnetic wave ratio (P 2 / P 1 ) is very small, such as 10 -8, so that the power density (P 1 ) of the incident wave is very high, or the ability to detect the transmitted power density (P 2 ) is very high. Very large receivers must be used.
따라서, 분석기기 자체가 고가가 될 수 밖에 없을 뿐만 아니라 자유공간상을 전자파가 통과하는 제1도와 같은 방식은 측정의 오차가 큰 단점이 더욱 발생하는 것이다.Therefore, not only the analyzer itself is expensive but also a method such as FIG. 1 through which electromagnetic waves pass in free space has a disadvantage in that a measurement error is large.
이와같은 문제를 해결하기 위하여 최근에는, 제2도에 나타낸 바와 같이 중심도체(61)와 외부도체(62)사이에 측정용 시료(63)를 톨로이드 형태로 끼우고 측정하면 전자파가 자유공간을 비행하는 것이 아니라 일정한 통로로 평면파의 형태로 통과토록 되는 동축관 방법이 알려져 있다.In order to solve such a problem, recently, as shown in FIG. 2, when the measurement sample 63 is placed in a toroidal shape between the center conductor 61 and the outer conductor 62, the electromagnetic wave generates a free space. A coaxial tube method is known in which a plane passes through a constant passage instead of flying.
그러나, 동축관 방법은 판재형태의 측정이 불가능하므로 금속판재측정에는 적합하지 않다.However, the coaxial tube method is not suitable for metal sheet measurement because it is impossible to measure the sheet shape.
이에 따라서, 차폐능이 매우 높은 강판등 금속판의 경우에는 보다 정밀한 측정이 요구되고 있는 실정이다.Accordingly, in the case of a metal plate such as steel sheet having a very high shielding ability, more accurate measurement is required.
이에 대하여 본 발명자는 상기와 같은 요구에 부응하여 전자파 차폐능 측정방법을 이미 제안한 바 있다.In response to this, the present inventors have already proposed a method for measuring electromagnetic wave shielding ability.
그러나, 상기의 경우 측정시료인 강판에 투과되는 전자파의 강도가 약하게 되어 강판의 전자파 차폐능을 제대로 측정할 수 없게 되는 단점이 있다.However, in the above case, the strength of the electromagnetic wave transmitted through the steel sheet, which is the measurement sample, becomes weak, and thus, the electromagnetic shielding ability of the steel sheet cannot be properly measured.
본 발명은 상기한 바와같은 종래의 여러 문제점을 개선시키기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은 , 전자파를 송수신하는 네트워크 어낼라이져의 양측단부에 전도선이 연설되고, 상기 전도선은 네트워크 어낼라이져의 중앙에 사각형 형상의 웨이프 가이드가 설치되어 그 사이에 구멍이 천설되어 삽설되는 강판을 통한 전자파의 송수신이 가능토록 함으로 인하여, 강판의 전자파 차폐능력을 효과적으로 측정할 수 있도록 하며, 측정장치의 간단한 구성에 의하여 제작 및 설치가 용이하게 이루어질 수 있는 강판의 전자파 차폐능 측정방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. The object of the present invention is to conduct conductive wires at both ends of a network analyzer for transmitting and receiving electromagnetic waves, and the conductive wires have a rectangular shape at the center of the network analyzer. Shaped wave guides are installed to allow the transmission and reception of electromagnetic waves through steel plates inserted and inserted therebetween, enabling effective measurement of electromagnetic shielding ability of steel sheets, and by the simple configuration of measuring devices. And to provide a method and apparatus for measuring the electromagnetic shielding ability of the steel sheet can be easily installed.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
제3도는 본 발명에 따른 강판의 전자파 차폐능 측정장치의 개략 구조도로서, 전자파를 송신, 수신하는 네트워크 어낼라이져(1)가 위치되어 상기 네트워크 어낼라이져(1)에는 전도선(2)이 양단에 연결되어 사각형 모양의 웨이브 가이드(3)를 통하여 전자파가 평면파로 진행하도록 구성된다.3 is a schematic structural diagram of an electromagnetic wave shielding capability measuring apparatus of a steel sheet according to the present invention, in which a network analyzer 1 for transmitting and receiving electromagnetic waves is located, and conductive lines 2 are provided at both ends of the network analyzer 1. It is connected to the electromagnetic wave through a rectangular wave guide (3) is configured to travel in a plane wave.
상기 웨이브 가이드(3)사이에는 구멍(5)이 다수개 천설되는 강판(4)을 사이에 끼우고 본 발명에 있어서는, 제4도에 나타낸 바와 같이 웨이브 가이드(3)를 통과하는 방향으로 강판(4)에 일정량의 구멍(5)을 형성하여 측정을 하는 것이다.In the present invention, the steel sheet 4 is sandwiched between the wave guides 3 and the hole 5 is formed therebetween, and in the present invention, as shown in FIG. In 4), a certain amount of holes 5 are formed and measured.
제4도에서 상기 구멍(5)을 에워싸는 점선의 사각부분(5')은 웨이브 가이드(3)에 의해서 전자파가 통과하는 영역을 나타내고, 이에 일치하는 전자파 통과공간(3')이 상기 웨이브 가이드(3)의 중앙에 형성되어 있다.In FIG. 4, the dotted line 5 'enclosing the hole 5 represents a region through which the electromagnetic wave passes by the wave guide 3, and an electromagnetic wave passing space 3' corresponding to the wave guide (3 ') is formed. It is formed in the center of 3).
이때 구멍을 내는 이유로서는, 입사된 전자파의 일부가 고의적으로 누출되도록 함으로서, 투과되는 전자파의 강도를 높여주는 것이다. 그러나, 구멍의 크기는 한정을 둔다.At this time, the reason for the hole is to intentionally leak a part of the incident electromagnetic waves, thereby increasing the intensity of the transmitted electromagnetic waves. However, the size of the holes is limited.
상기 구멍의 크기의 결정은 10mm이하로 측정하는 것이 좋다. 강판에 있어서 통상 측정되는 주파수 범위는 300MHz에서 3GHz로 파장이 (10cm-1m)정도로 구멍 크기의 10배 이상 되기 때문에 10mm 구멍을 통과하기는 어렵지만 구멍 끝에서 안테나 역할을 하여 극히 일부가 통과된다.Determination of the size of the hole is preferably measured to 10mm or less. In steel sheet, the frequency range that is usually measured is 300MHz to 3GHz, because the wavelength is more than 10 times the size of the hole (10cm-1m).
이와 같이 안테나 역할을 하면서 구멍(5)을 통과하는 전자파는 투과 전자파의 양을 늘려주므로 전자파 차폐능이 구멍이 없을 때 보다 우수하게 되는 것이다.In this way, the electromagnetic wave passing through the hole 5 while acting as an antenna increases the amount of transmitted electromagnetic waves, so that the electromagnetic shielding ability is better than that without the hole.
그러나, 구멍의 크기를 10mm 이상으로 하면 특히 고주파 성분이 쉽게 유실되기 때문에 이는 차폐능의 급격한 저하를 가져오게 되고 이에 따라 재료 자체의 차폐능분석에는 오히려 분석의 정확도 측면에서 불리해진다. 또한 경우에 따라서는 10GHz이상 고주파에 대한 분석이 요구될 때가 있는데 이 경우 급격한 차폐능 저하로 측정자체가 무의미해진다. 특히 이와 같은 기공이 형성된 강판의 차폐용 분석방법은 실제 가전제품에서 강판을 사용하여 샤시나 몸체를 구성할 때의 미세한 틈과 방열공이 형성된 전자제품용 차폐강판의 기공에 따른 기공의 효과를 감안한 것으로 강판의 실제 제품 사용에 있어서의 차폐능에 더욱 유사한 것이라 할 수 있다. 미설명 부호(7)는 웨이브 가이드와 강판들을 연결하는 볼트이다.However, when the size of the hole is 10 mm or more, especially the high frequency component is easily lost, this leads to a drastic decrease in the shielding ability, which is disadvantageous in terms of the accuracy of the analysis rather than the shielding performance analysis of the material itself. In addition, in some cases, an analysis of high frequency of 10 GHz or more may be required. In this case, the measurement itself becomes meaningless due to a sudden drop in shielding ability. In particular, the analysis method for shielding the steel plate formed with such pores takes into account the effect of pores due to the pores of the shielded steel sheet for electronic products, in which fine gaps and heat radiation holes are formed when the chassis or the body is used in the actual household appliance. It can be said to be more similar to the shielding ability in the actual product use of the steel sheet. Reference numeral 7 is a bolt connecting the wave guide and the steel sheets.
이하, 측정하는 강판의 기공율 선정조건에 대하여 설명한다.Hereinafter, the porosity selection conditions of the steel sheet to be measured will be described.
기공의 크기는 10mm이하로 하고 구멍의 수는 가급적 많이 하는 것이 출력신호의 증가 측면에서 유리하다. 그러나, 너무 많은 구멍을 뚫는 경우 차폐능의 급격한 저하로 재료자체의 차폐능 분석에는 불리하다. 따라서 기공의 양의 한정이 따르는데 적절한 기공율(구멍의 면적/측정시료부 면적)은 0.5-8%가 적절하다. 0.5%이하에서는 투과되는 신호가 너무 작아 측정오차를 가져오며 8%이상이 되면 과도한 투과로 재료자체의 분석에 문제가 있기 때문이다.The pore size should be less than 10mm and the number of holes should be as high as possible in terms of increasing the output signal. However, when too many holes are drilled, the shielding ability is suddenly lowered, which is disadvantageous in analyzing the shielding ability of the material itself. Therefore, there is a limit on the amount of pores. An appropriate porosity (hole area / measurement area) is 0.5-8%. If it is less than 0.5%, the transmitted signal is too small, which leads to measurement error. If it is more than 8%, excessive transmission causes problems in analyzing the material itself.
이와 같은 조건으로 강판의 전자파 차폐능을 측정하여 차폐능이 40-75dB사이일 때가 측정의 재현성이 우수해지며 이에 따라 재료와 강판의 특성에 따른 차폐능 비교에 용이해진다.Under these conditions, when the electromagnetic shielding ability of the steel sheet is measured and the shielding capability is between 40 and 75 dB, the reproducibility of the measurement is excellent, and thus, the shielding capability according to the characteristics of the material and the steel sheet is easily compared.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples.
[실시예]EXAMPLE
두께 0.5mm의 냉연강판(CR)에 0-10mm까지 구멍의 크기를 달리하여 9개의 구멍을 낸 시료를 제조한 후 5회 반복하여 차폐능을 측정하였다. 구멍의 크기에 따른 차폐능 data의 분석의 정확성을 비교한 결과를 하기표1에 나타내었다.Cold-rolled steel (CR) with a thickness of 0.5 mm was prepared by making nine holes with different sizes of holes from 0 to 10 mm, and then shielding was repeated five times. Table 1 shows the results of comparing the accuracy of the analysis of the shielding performance data according to the size of the hole.
[표 1]TABLE 1
표 1에서 알 수 있는 바와 같이 구멍을 뚫지 않은 시료의 경우 최대 16dB의 오차 한계를 나타내었으며 평균편차도 3.6dB로 분석의 정확성이 떨어졌다.As can be seen from Table 1, the non-perforated sample showed an error limit of up to 16 dB, and the average deviation was 3.6 dB, which lowered the accuracy of the analysis.
이와같은 이유는 강판의 평균 차폐능이 80dB 정도로서 그 출력신호가 매우 작아지기 때문이다. 그러나, 기공을 형성시킨 시료들은 분석의 정확성이 양호하였다.The reason for this is that the average shielding ability of the steel sheet is about 80 dB and the output signal is very small. However, the pores formed samples were good in the accuracy of the analysis.
그러나 10mm이상의 구멍을 낸 시료의 경우 35dB 정도의 낮은 수치를 나타내어 강판자체의 재료적인 차폐특성을 평가하는데는 무리가 따르며 분석의 오차도 커지기 때문에 10mm이하의 구멍을 뚫는 것이 바람직하다고 할 수 있다.However, for samples with more than 10mm of hole, it shows a low value of about 35dB, which makes it difficult to evaluate the material shielding properties of the steel sheet itself and it is preferable to drill holes less than 10mm because the error of analysis increases.
시료에 있어서 기공율에 따른 차폐능을 비교분석한 결과를 제5도에 나타내었다. 기공율이 증가함에 따라 차폐능은 감소한다.5 shows the results of comparative analysis of shielding ability according to porosity in the sample. As the porosity increases, the shielding ability decreases.
0.5%에서 8%까지는 구멍형성에 따른 뚜렷한 차폐능의 감소가 일어나며 이때 차폐능은 40-75dB 수준이다. 그러나 기공율이 8%를 넘어서게 되면 차폐능이 40dB이하로 감소하기 때문에 재료자체의 차폐능 평가에는 어려운 단점이 있다. 따라서 구멍의 기공율은 0.5-8%이내가 적절하며 보다 바람직하게는 1-5%사이가 가장 바람직한 것이다.From 0.5% to 8%, there is a marked reduction in shielding ability due to the formation of holes, with shielding capacity of 40-75dB. However, when the porosity exceeds 8%, the shielding ability is reduced to 40 dB or less, which is difficult to evaluate the shielding ability of the material itself. Therefore, the porosity of the hole is suitably within 0.5-8%, more preferably between 1-5%.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 강판의 전자파 차폐능 측정이 강판에 구멍을 형성함으로써 가일층 효과적으로 측정될 수 있는 것이다.According to the present invention as described above, the electromagnetic wave shielding capability of the steel sheet can be measured more effectively by forming a hole in the steel sheet.
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