KR100760835B1 - 전파 흡수체 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 전파 흡수체는 전파 반사체의 표면에, 기재에 도전성 산화 티타늄을 배합하여 이루어지는 2층 이상의 전파 흡수층을 적층한 구성으로 되어 있다. 이들 전파 흡수층은 도전성 산화 티타늄의 배합 비율을 바꿈으로써 전파 흡수 성능을 다르게 하고 있다.
전파 흡수체, 도전성 산화 티타늄, 전파 흡수층, 배합 비율, 전파 흡수 성능

Description

전파 흡수체{Electric-wave absorber}
본 발명은 마이크로파대나 밀리파대의 전파를 흡수하는 전파 흡수체에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 넓은 주파수 대역에 있어서 높은 전파 흡수 특성을 얻을 수 있는 전파 흡수체에 관한 것이다.
전파 흡수체는 선박이나 항공기 등에 널리 사용되고 있다. 이러한 전파 흡수체는 상대방의 레이저로부터 발사된 전파를 흡수함으로써, 상대방의 레이저로 돌아가는 반사파를 저감시켜, 상대방의 레이저에 이쪽의 존재가 용이하게 탐지되지 않도록 하고 있다.
그런데, 최근, 마이크로파대나 밀리파대의 전파 이용에 관한 연구가 각 방면에서 활발하게 행하여지고 있다. 이러한 마이크로파대나 밀리파대의 전파는 인체나 기기에 장해를 야기할 우려가 있다. 그 때문에, 상기 연구에 따라, 전파 장해를 방지하는 수단의 하나로서, 전파 흡수체가 주목을 모으고 있다.
종래, 상술한 전파 흡수체는 전파 반사판 상에 흡수하는 전파의 주파수에 정합하는 단층의 전파 흡수층을 설치한 구조로 되어 있다. 이러한 단층의 전파 흡수층을 사용하여 전파를 흡수하는, 소위 「정합형 흡수」의 전파 흡수체는 도 6에 도시하는 바와 같이, 1개의 주파수(f)를 중심으로 하는 주파수 대역에 있어서 높은 전파 흡수 성능을 갖고 있다. 그러나 그 반면, 흡수하는 주파수 대역이 한정된 좁은 범위가 된다. 그 때문에, 선박이나 항공기 등의 분야 이외에의 적용이 방해가 되었었다.
본 발명의 목적은 종래보다도 넓은 주파수 대역에 있어서 높은 전파 흡수 성능을 발휘할 수 있는 전파 흡수체를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하는 본 발명의 전파 흡수체는 전파 반사체의 표면에, 기재에 도전성 산화 티타늄을 배합하여 이루어지는 2층 이상의 전파 흡수층을 적층하여, 상기 도전성 산화 티타늄의 배합 비율을 바꿈으로써 상기 2층의 전파 흡수층의 전파 흡수 성능을 다르게 한 것을 특징으로 한다.
상술한 본 발명의 전파 흡수체에 의하면, 적어도 2개의 주파수를 중심으로 하는 주파수 대역에 있어서 각각 높은 전파 흡수 특성을 얻을 수 있다. 그 때문에, 종래의 단층의 전파 흡수층을 설치한 전파 흡수체보다도 넓은 주파수 대역에 있어서 높은 전파 흡수 성능을 발휘할 수 있다.
도 1은 본 발명의 전파 흡수체의 일례를 도시하는 확대 단면도.
도 2는 도 1의 전파 흡수체의 전파 흡수 성능을 도시하는 그래프.
도 3은 본 발명의 전파 흡수체의 다른 예를 도시하는 확대 단면도.
도 4는 제 1 실시예의 전파 흡수체의 전파 흡수 성능을 도시하는 그래프.
도 5는 제 2 실시예의 전파 흡수체의 전파 흡수 성능을 도시하는 그래프.
도 6은 종래의 전파 흡수체의 전파 흡수 성능을 도시하는 그래프.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1에 있어서, 본 발명의 전파 흡수체는 금속판으로 이루어지는 전파 반사체(1)의 한쪽 표면(1a)에, 기재에 도전성 산화 티타늄을 배합하여 이루어지는 제 1 전파 흡수층(2)과 제 2 전파 흡수층(3)을 적층한 구성으로 되어 있다.
2층의 전파 흡수층(2, 3)은 기재에 대한 도전성 산화 티타늄의 배합 비율이 다르고, 그에 의해서, 도 2에 도시하는 바와 같이, 다른 2개의 주파수(f1, f2)를 중심으로 하는 주파수 대역에 있어서 각각 높은 전파 흡수 특성을 갖도록 되어 있다.
전파 흡수층(2, 3)에 사용되는 기재로서는 열 가소성 수지, 열 경화성 수지, 고무, 엘라스토머(elastomer) 등 중에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다.
열 가소성 수지로서는 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 수지, 나일론(6), 나일론(66) 등의 폴리아미드 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지 또는 이들 혼합물을 바람직하게 사용할 수 있다.
열 경화성 수지로서는 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 페놀 수지 등을 바람직하게 예시할 수 있다. 열 경화성 수지에 사용되는 경화제는 종래 공지의 것을 사용할 수 있으며, 그 종류는 특별히 한정되지 않는다.
고무로서는 종래 공지의 각종 고무를 사용할 수 있으며, 예를 들면, 클로로프렌 고무, 실리콘 고무, 아크릴로니트릴부타디엔 고무(NBR) 등을 바람직하게 들 수 있다.
상기 도전성 산화 티타늄으로서는 종래 공지의 것을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 산화 티타늄의 루틸(rutile)형 구형 결정 또는 루틸형 침형 결정의 표면에 이산화주석/안티몬(SnO2/Sb) 합금층으로 이루어지는 도전층을 피복한 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 이러한 도전성 산화 티타늄은 물리적 및 화학적인 안정성에 뛰어나며, 기재 중에 분산시킴으로써, 전파 흡수층(2, 3)의 유전율을 크게 할 수 있다.
상술한 본 발명의 전파 흡수체에 의하면, 전파 흡수 성능을 다르게 한 전파 흡수층(2, 3)을 적층함으로써, 도 2에 도시하는 바와 같이, 2개의 주파수(f1, f2)를 중심으로 하는 주파수 대역에 있어서 각각 높은 전파 흡수 특성을 얻을 수 있다. 그 때문에, 종래보다도 넓은 주파수 대역에 있어서 높은 전파 흡수 성능을 발휘하는 것이 가능해진다.
도 3은 본 발명의 전파 흡수체의 다른 예를 도시한다. 이 전파 흡수체는 도 1의 전파 흡수체에 있어서, 전파 반사체(1)를 이미 설치되어 있는 금속제 구조물로 구성한 것이다. 이렇게 기존의 금속제 구조물을 전파 반사체(1)로서 사용하도록 하여도 된다.
본 발명에 있어서, 상기 도전성 산화 티타늄의 배합 비율로서는 기재 100중량부에 대하여 1 내지 50중량부로 하는 것이 좋다. 배합 비율이 1중량부 미만이면, 전파 흡수층(2, 3)의 복소비 유전율의 실부, 허부 모두 너무 낮아지기 때문에, 전파 흡수층(2, 3)을 마이크로파 및 밀리파대의 전파에 정합시키는 것이 어려워진다. 반대로 50중량부를 넘어도, 전파 흡수층(2, 3)의 복소비 유전율의 실부, 허부 모두 너무 높아지기 때문에, 마이크로파 및 밀리파대의 전파에 정합시킬 수 없게 된다.
전파 흡수층(2, 3)의 기재에는 전파 흡수층(2, 3)의 유전율을 크게 하는 다른 재료로서, 상술한 도전성 산화 티타늄과 더불어, 도전성 카본 블랙을 배합하는 것이 바람직하다. 도전성 카본 블랙 첨가에 의해, 전파 흡수층(2, 3)의 복소비 유전율의 실부와 허부가 높아지지만, 그것에 의하여, 전파 흡수 성능에 영향을 미치지 않고 전파 흡수층의 두께를 얇게 하는 것이 가능해진다.
도전성 카본 블랙의 배합 비율로서는 기재 100중량부에 대하여 0중량부 초과 4중량부 이하로 하는 것이 좋다. 4중량부를 넘으면, 혼합한 재료의 점도가 높아지는 결과, 시공성이 악화된다. 도전성 카본 블랙은 각 전파 흡수층에 배합하여도 되며, 또한 어느 한쪽이라도 된다.
도전성 카본 블랙으로서는 아세틸렌 블랙, 연소로 검댕(furnace black), 케첸 블랙 등을 예시할 수 있다. 바람직하게는 케첸 블랙이 높은 도전성을 갖는 점에서 좋다.
상술한 전파 흡수층(2, 3)은 동일 두께여도 되며, 또한 다른 두께여도 된다. 전파 흡수층의 전파 흡수 성능은 그 조성 내용과 두께에 의해 결정되지만, 두께를 다르게 함으로써, 전파 흡수층(2, 3)의 전파 흡수 성능을 변경하도록 하여도 된다.
상술한 전파 흡수체는 전파 반사체(1)의 표면(1a)에 전파 흡수층(2)의 재료를 도포하여 전파 흡수층(2)을 형성하고, 상기 재료가 경화한 후, 전파 흡수층(3) 의 재료를 도포하여 전파 흡수층(3)을 형성함으로써, 용이하게 얻을 수 있다. 혹은, 미리 성형된 경화 전의 전파 흡수층(2, 3)을 전파 반사체(1)의 표면(1a)에 순차 접착제를 통해 적층하여 형성하여도 된다.
본 발명은 상기 실시예에서는 도전성 산화 티타늄의 배합 비율을 바꿈으로써 전파 흡수 성능을 다르게 한 2층의 전파 흡수층(2, 3)을 사용한 예를 도시하였지만, 전파 흡수 성능을 다르게 한 3층 이상의 전파 흡수층을 적층하여 전파 흡수체를 구성하여도 된다. 3층 이상의 전파 흡수층을 설치함으로써, 3개 이상의 주파수를 중심으로 하는 주파수 대역에 있어서 각각 높은 전파 흡수 특성을 얻는 것이 가능해지기 때문에, 보다 넓은 주파수 대역에 있어서 높은 전파 흡수 성능을 발휘하는 것이 가능해진다.
[제 1 실시예]
에폭시 수지와 경화제의 혼합물을 기재로 하여, 이것에 도전성 산화 티타늄과 도전성 카본 블랙을 표 1에 도시하는 비율로 첨가하고, 이것에 용제를 가하여 밀(mill) 속에서 교반 혼합하여, 제 1, 제 2 전파 흡수층의 재료를 각각 얻었다. 또한, 용제의 량은 상기 조성물 80중량부에 대하여 20중량부였다.
알루미늄제 반사판 상에 제 1 전파 흡수층의 재료를 스프레이 도포하여 제 1 전파 흡수층을 형성하였다. 제 1 전파 흡수층의 경화 후, 그 위에 제 2 전파 흡수층의 재료를 스프레이 도포하여 제 2 전파 흡수층을 형성하여, 도 1에 도시하는 구성의 전파 흡수체를 얻었다. 제 1, 제 2 전파 흡수층의 두께는 표 1에 도시하는 대로이다.
얻어진 전파 흡수체의 제 2 전파 흡수층의 표면에 대하여 입사각 4°로 밀리파 대역의 전파(주파수: 50 내지 110GHz)를 입사시켜 전파 흡수 성능을 평가하였다. 그 결과를 도 4에 도시한다.
제 1 전파 흡수층 제 2 전파 흡수층
기재(중량부) 100 100
도전성 산화 티타늄(#1) (중량부) 32.9 1.2
도전성 카본 블랙(#2) (중량부) 3.3 0.6
두께(mm) 1.0 0.57
(#1) 침형 도전성 산화 티타늄 FT2000(이시하라 산업 제작 상품명)
(#2) 케첸 블랙(일본 EC 제작 상품명)
도 3으로부터 본 발명의 전파 흡수체는 2개의 주파수(약 60GHz와 약 76GHz)를 중심으로 하는 주파수 대역에 있어서 높은 전파 흡수 성능을 도시하며, 그것에 의해 종래보다 넓은 주파수 대역에 있어서 높은 전파 흡수 성능을 발휘할 수 있는 것을 알 수 있다.
또한, 이렇게 60GHz와 76GHz의 주파수를 중심으로 하는 주파수 대역에 있어서 높은 전파 흡수 성능을 도시하는 전파 흡수체는 자동차의 차간 거리 측정용 레이더(60GHz와 76GHz의 전파를 사용)의 전파를 흡수하는 전파 흡수체로서 유효하게 이용할 수 있다.
[제 2 실시예]
제 1 실시예와 동일하게 하여 전파 흡수체를 얻었다. 에폭시 수지, 도전성 산화티타늄, 도전성 카본 블랙의 배합 비율 및 제 1, 제 2 전파 흡수층의 두께는 표 2에 도시하는 대로이다.
얻어진 전파 흡수체의 제 2 전파 흡수층의 표면에 대하여 제 1 실시예와 동일한 조건에서 밀리파 대역의 전파를 입사시켜, 전파 흡수체의 전파 흡수 성능을 평가하였다. 그 결과를 도 5에 도시한다.
제 1 전파 흡수층 제 2 전파 흡수층
기재(중량부) 100 100
도전성 산화 티타늄(#1) (중량부) 40.0 2.0
도전성 카본 블랙(#2) (중량부) 2.0 0
두께(mm) 0.82 0.47
(#1) 침형 도전성 산화 티타늄 FT2000(이시하라 산업 제작 상품명)
(#2) 케첸 블랙(일본 EC 제작 상품명)
도 5로부터, 본 발명의 전파 흡수체는 2개의 주파수(약 78GHz와 약 99GHz)를 중심으로 하는 주파수 대역에 있어서 높은 전파 흡수 성능을 도시하며, 그것에 의해 종래보다 넓은 주파수 대역에 있어서 높은 전파 흡수 성능을 발휘할 수 있는 것을 알 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 전파 흡수체는 전파 반사체의 표면에, 기재에 도전성 산화 티타늄을 배합하여 이루어지는 적어도 2층의 전파 흡수층을 적층하고, 상기 도전성 산화 티타늄의 배합 비율을 바꿈으로써 전파 흡수층의 전파 흡수 성능을 다르게 하도록 하였기 때문에, 적어도 2개의 주파수를 중심으로 하는 주파수 대역에 있어서 각각 높은 전파 흡수 성능을 얻을 수 있기 때문에, 종래보다도 넓은 주파수 대역에 있어서 높은 전파 흡수 성능을 발휘하는 것이 가능해진다.
상술한 뛰어난 효과를 갖는 본 발명은 선박이나 항공기 등의 분야에 사용되 는 전파 흡수체로서, 또한 인체나 기기에 장해를 야기할 우려가 있는 마이크로파대나 밀리파대의 전파를 흡수하는 전파 흡수체로서, 극히 유효하게 이용할 수 있다.

Claims (7)

  1. 전파 반사체의 표면에, 기재에 도전성 산화 티타늄을 배합하여 이루어지는 2층 이상의 전파 흡수층을 적층하고, 상기 도전성 산화 티타늄의 배합 비율을 바꿈으로써 상기 2층의 전파 흡수층의 전파 흡수 성능을 다르게 한 전파 흡수체.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 도전성 산화 티타늄의 배합 비율이 기재 100중량부에 대하여 1 내지 50중량부인 전파 흡수체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 적어도 한쪽의 전파 흡수층이 기재 100중량부에 대하여 도전성 카본 블랙을 4중량부 이하 배합하여 이루어지는 전파 흡수체.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 2층의 전파 흡수층의 두께가 다른 전파 흡수체.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 전파 반사체가 금속판으로 이루어지는 전파 흡수체.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 전파 반사체가 금속제 구조물로 이루어지는 전파 흡수체.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 기재가 열 가소성 수지, 열 경화성 수지, 고무, 열 가소성 엘라스토머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상인 전파 흡수체.
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