KR101270197B1 - Radome structure with screen shutter to select transmission or shielding of electromagnetic waves - Google Patents

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김근홍
최재호
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국방과학연구소
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Abstract

PURPOSE: A radome structure with a screen shutter is provided to select the transmission or the shielding of electromagnetic wave by additionally setting a photoconductive screen and a lighting device in an existing radome structure. CONSTITUTION: A frame(40) is installed along the profile of the inner wall of a radome. The frame includes a photoconductive screen and a lighting device(30). A dielectric light reflection film is adhered to one surface of the photoconductive screen in order to improve light illumination efficiency. The lighting device includes a light emitting diode bar(31) consisting of LEDs(32), and a power supply device. The dielectric light reflection film is adhered to the back surface of the light emitting diode bar in order to improve the light illumination efficiency.

Description

전자기파의 차폐 또는 투과 특성 선택이 가능한 셔터형 레이돔 구조체{Radome Structure with Screen Shutter to select Transmission or Shielding of Electromagnetic Waves}Radome Structure with Screen Shutter to select Transmission or Shielding of Electromagnetic Waves}

본 발명은 전자기파의 차폐 또는 투과 특성 선택이 가능한 셔터형 레이돔 구조체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용 환경에 따라 전자기파의 차폐 또는 투과 특성을 가변적으로 선택하기 위해 기존의 레이돔 구조체에 광전도 스크린 및 조명장치를 추가 설치함으로써, 광대역 주파수에 걸친 레이더파에 대하여 차폐 및 투과를 임의로 선택할 수 있을 뿐만 아니라, 상대방에게 탐지될 가능성이 높은 전자기파의 추가 발생이 없는 셔터형 레이돔 구조체에 관한 것이다.The present invention relates to a shutter-type radome structure capable of selecting the shielding or transmission characteristics of the electromagnetic wave, and more specifically, to the conventional radome structure in order to variably select the shielding or transmission characteristics of the electromagnetic wave according to the use environment By further installing the device, it is possible to arbitrarily select shielding and transmission for radar waves over a wideband frequency, as well as to a shutter-type radome structure with no further generation of electromagnetic waves that are more likely to be detected by the other party.

레이더(Radar: Radio detecting and ranging)는 전자기파 펄스를 쏘아 보낸 뒤 물체에 부딪혀서 되돌아오는 시간을 측정함으로써 물체의 위치, 거리, 이동속도 등을 감지하고 측정하는 장치이다. Radar (Radar detecting and ranging) is a device that detects and measures the position, distance, moving speed, etc. of the object by measuring the time to shoot the electromagnetic wave pulse and then return to the object.

레이더는 2차 세계대전 중 최초로 전투에 사용되기 시작한 이래로 현재는 항공기, 함정, 미사일 등 모든 무기체계의 핵심 장치로 폭 넓게 사용되고 있다. 레이더의 주요 구성품 중 하나인 안테나는 금속판으로 제작되어 있어 마치 거울이 빛을 반사시키는 것과 같이 전자기파를 모아서 한 방향으로 반사시킨다. 따라서 안테나는 전자기파 펄스를 쏘아 보내고 반사되어온 신호를 모으는 역할을 수행하지만 반대로 상대방이 쏘아 보낸 레이더파도 강하게 반사시킴으로써 아군 무기체계가 상대방의 레이더에 쉽게 노출 되도록 하는 부작용도 피할 수 없었다. 세계 각국에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 통상 레이돔 구조물 표면에 주파수 선택적 투과막(FSS; Frequency Selective Surfaces)을 설치하는 기술을 집중적으로 연구해왔다. Radar has been widely used as the core device of all weapon systems, including aircraft, ships and missiles since it was first used in combat during World War II. One of the radar's main components, the antenna, is made of a metal plate that collects electromagnetic waves and reflects them in one direction, just as a mirror reflects light. Therefore, the antenna emits electromagnetic pulses and collects the reflected signals, but on the contrary, the radar waves emitted by the opponent are strongly reflected, so that side effects of the friendly weapon system are easily exposed to the opponent's radar. In order to solve these problems, countries around the world have been intensively researching techniques for installing Frequency Selective Surfaces (FSS) on the surface of radome structures.

레이돔은 안테나를 열, 습기 및 외부충격 등으로부터 보호하기 위해 안테나 주위에 설치하는 복합재 구조물 형태의 덮개로서 광범위한 주파수에 걸쳐서 전자기파를 모두 투과시키는 특성이 있다. 반면에 주파수 선택적 투과막이란 보통 얇은 금속판에 특정한 문양과 크기를 가진 반복 패턴들을 균일한 간격으로 뚫어놓은 형태로서, 패턴들의 모양, 크기 및 간격 등에 따라 일정한 주파수 대역폭의 전자기파만 투과시키고 나머지 주파수 대역의 전자기파들은 차폐시키는 주파수 필터기능을 갖게 된다. 즉, 반복패턴의 세부설계 및 주파수 선택 요구조건에 따라 일정한 대역폭의 주파수만 투과시키는 밴드패스 필터(band-pass filter), 일정 주파수 이상을 투과시키는 하이패스 필터(high-pass filter), 일정 주파수 이하를 투과시키는 로우패스 필터(low-pass filter) 등 다양한 형태의 주파수 선택적 투과막을 제작할 수 있다. The radome is a composite structure cover installed around the antenna to protect the antenna from heat, moisture and external shocks. It has the property of transmitting all electromagnetic waves over a wide range of frequencies. On the other hand, the frequency selective transmission membrane is a form in which the repeating patterns having a specific pattern and size are usually formed in a thin metal plate at uniform intervals, and transmit only electromagnetic waves having a constant frequency bandwidth according to the shape, size, and spacing of the patterns, Electromagnetic waves have a frequency filter function that shields them. That is, a band-pass filter that transmits only a frequency of a constant bandwidth, a high-pass filter that transmits a predetermined frequency or more, and a predetermined frequency or less, according to the detailed design of the repetition pattern and the frequency selection requirements. Various types of frequency-selective permeable membranes, such as a low-pass filter that transmits light, may be manufactured.

따라서 경사면 형태의 레이돔 표면에 주파수 선택적 투과막을 설치함으로써, 안테나에서 송수신하는 특정 주파수의 전자기파만을 자유롭게 투과시키고, 나머지 주파수 대역의 전자기파들은 차폐시켜서 안테나 표면에서 강하게 반사되어 되돌아가는 현상을 억제할 수 있다. Therefore, by installing a frequency selective transmission membrane on the inclined radome surface, it is possible to freely transmit only the electromagnetic waves of a specific frequency transmitted and received by the antenna, and to shield the electromagnetic waves of the remaining frequency band to be strongly reflected from the antenna surface to suppress the phenomenon.

그러나 이러한 종래의 주파수 선택적 투과막 기술은 상대방이 사용하는 레이더의 주파수 밴드가 아군 무기체계의 레이더 주파수 밴드와 다를 경우에는 우수한 차폐효과를 발휘하지만, 동일한 주파수 밴드를 사용할 경우에는 차폐 효과가 미흡한 문제점이 있었다. 따라서 상대방이 아군과 동일한 주파수 밴드를 사용하는 경우에도 상대방 레이더파를 최대한 차폐함으로써 안테나 반사에 의해 상대방 레이더에 탐지될 가능성을 줄일 수 있는 셔터형 레이돔 구조체의 설계 및 제작기술이 중요하다. However, the conventional frequency selective permeable membrane technology exhibits excellent shielding effect when the frequency band of the other party's radar is different from the radar frequency band of the friendly weapon system, but the shielding effect is insufficient when the same frequency band is used. there was. Therefore, even when the other party uses the same frequency band as the allies, it is important to design and manufacture a shutter type radome structure that can reduce the possibility of detection by the other party radar by shielding the other party's radar waves as much as possible.

이를 위해 최근에 플라즈마 막을 이용한 셔터형 레이돔 구조체에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 낮은 농도의 불활성 기체들이 채워진 진공 막에 고전압을 가하여 플라즈마를 발생시킬 경우, 플라즈마 내부의 전하 밀도(charge density)가 일정 수준에 도달하면 금속 막과 같은 전기 전도성을 갖게 되어 광대역 주파수에 걸쳐서 외부에서 입사되는 전자기파를 차폐하게 된다. 반면에 전압 스위치를 끌 경우에는 플라즈마가 소멸되어 원래의 진공 막 상태로 되돌아가기 때문에 모든 주파수 대역의 전자기파들이 자유롭게 투과하게 된다. 이러한 플라즈마 막을 레이돔 내부에 설치함으로써 아군 무기체계 레이더가 작동할 때는 플라즈마 스위치를 끄고, 작동하지 않을 때는 플라즈마 스위치를 켜는 방법으로 전자기파의 투과 또는 차폐특성을 가변적으로 선택 가능한 셔터형 레이돔 구조체를 제작할 수 있다.To this end, the research on the shutter type radome structure using the plasma film has been actively conducted recently. When a plasma is generated by applying a high voltage to a vacuum film filled with a low concentration of inert gases, when the charge density inside the plasma reaches a certain level, the plasma becomes electrically conductive like a metal film, and is incident from the outside over a broadband frequency. To shield the electromagnetic waves. On the other hand, when the voltage switch is turned off, since the plasma disappears and returns to the original vacuum film state, electromagnetic waves in all frequency bands are transmitted freely. By installing the plasma membrane inside the radome, a shutter-type radome structure can be manufactured in which the transmission or shielding characteristics of electromagnetic waves can be variably selected by turning off the plasma switch when the friendly weapon system radar is operated and turning on the plasma switch when not operating. .

그러나 종래의 플라즈마 막을 이용한 셔터형 레이돔 구조체 기술은 플라즈마 발생과 함께 플라즈마 고유 주파수에 해당하는 전자기파 발생이 수반되는 문제점을 피할 수 없다. 즉, 플라즈마 막을 이용하여 상대방 레이더파는 효과적으로 차폐 가능한 반면에 별도의 전자기파 신호가 추가 발생함으로써 아군 무기체계가 상대방의 각종 전자신호 수집 장비에 탐지될 가능성은 높아지게 된다. 따라서 사용 환경에 따라 레이더파의 투과 또는 차폐 특성을 가변적으로 선택 가능하면서도 전자기파의 추가 발생이 없는 셔터형 레이돔 구조체 설계 및 제작 기술이 매우 중요하다. However, the conventional shutter-type radome structure technology using the plasma film can not avoid the problem that the generation of the electromagnetic wave corresponding to the plasma natural frequency with the plasma generation. In other words, the other party's radar waves can be effectively shielded by using the plasma film, while additional electromagnetic wave signals are generated, thereby increasing the likelihood that the friendly weapon system is detected by the other party's electronic signal collection equipment. Therefore, it is very important to design and manufacture a shutter-type radome structure that can select the transmission or shielding characteristics of the radar wave variably according to the use environment, but does not generate additional electromagnetic waves.

본 발명의 일반적인 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위해, 사용 환경에 따라 전자기파의 차폐 또는 투과 특성을 가변적으로 선택하기 위해 기존의 레이돔 구조체에 광전도 스크린 및 조명장치를 추가 설치함으로써, 광대역 주파수 걸친 레이더파에 대하여 차폐 및 투과를 임의로 선택할 수 있을 뿐만 아니라, 상대방에게 탐지될 가능성이 높은 전자기파의 추가 발생이 없는 셔터형 레이돔 구조체를 제공하는 데에 있다.The general object of the present invention is to solve the problems of the prior art, by adding a photoconductive screen and lighting device to the existing radome structure in order to variably select the shielding or transmission characteristics of the electromagnetic wave according to the use environment, It is not only possible to arbitrarily select shielding and transmission for radar waves over a wideband frequency, but also to provide a shutter-type radome structure with no further generation of electromagnetic waves that are likely to be detected by the other party.

또한 본 발명의 다른 목적은 조명장치로서 엘이디 바(LED bar)를 격자 형태로 배열한 조명 장치를 사용함으로써 부피가 작고 경량이며 저 전력을 사용하여 광대역 주파수에 걸친 레이더파를 모두 차폐시키거나 투과시킬 수 있는 셔터형 레이돔 구조체를 제공하는 데에 있다. In addition, another object of the present invention is to use a lighting device arranged in the form of a lattice of the LED bar as a lighting device to shield or transmit all the radar waves over a broadband frequency using a small volume, light weight and low power It is to provide a shutter-type radome structure that can be.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 레이돔; 레이돔 내벽면에 설치되어, 광대역의 주파수 범위에서 전자기파의 차폐 또는 투과 특성 선택이 가능하도록 광전도 스크린 및 조명장치를 구비한 프레임; 을 포함하며,In order to achieve the above object, the present invention is a radome; A frame having a photoconductive screen and an illumination device installed on an inner wall surface of the radome to enable selection of shielding or transmission characteristics of electromagnetic waves in a wide frequency range; / RTI >

상기 광전도 스크린은 광전도(photo-conductivity) 특성이 우수하고 암저항(dark-resistance)과 광저항(photo-resistance) 값의 비율인 광민감도(photoconductivity: Rdark/Rphoto)가 큰 CdS, CdSe, PbS, PbTe, InP 및 Si 계열로 이루어지는 군에서 선택된 반도체 재료를 유리 또는 유전체 기판 위에 RF 스퍼터링 기법을 이용하여 박막 형태로 증착 형성하여 된 광전도 필름으로 이루어진 것을 특징으로 하는 셔터형 레이돔 구조체를 제공한다.The photoconductive screen has excellent photo-conductivity and has high photoconductivity (Rdark / Rphoto), which is a ratio of dark-resistance and photo-resistance, CdS, CdSe, Provided is a shutter-type radome structure comprising a photoconductive film formed by depositing a semiconductor material selected from the group consisting of PbS, PbTe, InP and Si series in a thin film form using RF sputtering on a glass or dielectric substrate. .

본 발명에 있어서, 상기 광전도 스크린은 광전도 필름을 단층 또는 다층으로 형성함으로써 이루어진 것을 특징으로 한다.In the present invention, the photoconductive screen is characterized in that formed by forming a photoconductive film in a single layer or multiple layers.

본 발명에 있어서, 상기 광전도 스크린은 광 조명 효율을 높이기 위해 한쪽 면에 유전체 광 반사필름을 부착한 것을 특징으로 한다.In the present invention, the photoconductive screen is characterized in that the dielectric light reflecting film is attached to one side in order to increase the light illumination efficiency.

본 발명에 있어서, 상기 조명장치는 각각 복수개의 엘이디(LED)가 일정 간격으로 배열 설치된 복수개의 엘이디 바(LED bar)와, 엘이디 바에 전력을 공급하는 전력공급장치, 전력공급을 제어하는 전원스위치 및 배선으로 이루어진 것을 특징으로 한다.In the present invention, the lighting device comprises a plurality of LED bars (LED bar) each of which is arranged at a predetermined interval, a plurality of LED bar (LED bar), a power supply for supplying power to the LED bar, a power switch for controlling the power supply and It is characterized by consisting of wiring.

본 발명에 있어서, 상기 복수개의 엘이디 바는 상기 프레임의 가장자리 안쪽 둘레에 일정 간격을 두고 형성된 복수개의 홈에 격자식으로 배열되어 고정된 것을 특징으로 한다.In the present invention, the plurality of LED bar is characterized in that the lattice arrangement is fixed to a plurality of grooves formed at regular intervals around the inner edge of the frame.

본 발명에 있어서, 상기 복수개의 엘이디 바의 각 뒷면에는, 광 조명 효율을 높이기 위해 유전체 광 반사필름이 부착되어 있는 것을 특징으로 한다.In the present invention, a dielectric light reflecting film is attached to each back surface of the plurality of LED bars in order to increase light illumination efficiency.

본 발명에 있어서, 상기 내부 프레임은 비강성 및 비강도가 높고 저손실 특성을 갖는 유전재료로 이루어진 것을 특징으로 한다.In the present invention, the inner frame is characterized by being made of a dielectric material having a high rigidity, high specific strength and low loss characteristics.

본 발명에 있어서, 상기 유전재료는 아라미드 섬유 복합재, 유리 섬유 복합재, 또는 플라스틱인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the dielectric material is characterized in that the aramid fiber composite, glass fiber composite, or plastic.

본 발명에 따른 전자기파의 차폐 및 투과특성 선택이 가능한 레이돔 구조체에 의하면, 기존 레이돔 구조체 내부에 LED 조명장치를 포함하여 단층 또는 다층으로 이루어진 광전도 스크린을 추가 장착함으로써 사용 환경에 따라 다양한 주파수 대역에 대하여 조명장치의 온/오프 조작을 통해 전자기파의 차폐 및 투과를 임의로 선택 가능할 뿐 아니라, 상대방에게 탐지될 가능성이 높은 전자기파의 추가 발생도 없는 우수한 성능의 스텔스 기능을 갖는 레이돔 구조체의 제작이 가능하다.According to the radome structure which can select the shielding and transmission characteristics of the electromagnetic wave according to the present invention, by adding a photoconductive screen consisting of a single layer or a multilayer including an LED lighting device in the existing radome structure for various frequency bands according to the use environment Through on / off operation of the lighting device, not only the shielding and transmission of electromagnetic waves can be arbitrarily selected, but also a radome structure having excellent stealth function can be manufactured without additional generation of electromagnetic waves that are likely to be detected by the counterpart.

도 1은 본 발명에 따른 셔터형 레이돔 구조체를 나타낸 것으로, 내부에 광전도 스크린과 조명장치를 구비한 프레임이 설치된 상태를 보인 개략 단면도.
도 2는 프레임에 조명장치가 격자식으로 설치된 상태를 나타낸 도면.
도 3은 도 2의 A-A 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 프레임을 적용 가능한 각종 레이돔 구조체의 개략 단면도.
도 5(a)와 도 (5)는 레이돔 구조체에 본 발명에 따른 프레임을 적용하기 전과 후의 레이돔의 주파수별 전파투과율 측정결과를 나타낸 그래프.1 is a schematic cross-sectional view illustrating a shutter-type radome structure according to the present invention, in which a frame having a photoconductive screen and a lighting device is installed therein.
Figure 2 is a view showing a state in which the lighting device is installed in a grid grid.
3 is a cross-sectional view taken along line AA of Fig.
4 is a schematic cross-sectional view of various radome structures to which the frame according to the present invention is applicable.
5 (a) and (5) is a graph showing the results of measuring the radio wave transmittance for each frequency of the radome before and after applying the frame according to the invention to the radome structure.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 셔터형 레이돔 구조체를 나타낸 것으로, 내부에 광전도 스크린과 조명장치를 구비한 프레임이 설치된 상태를 보인 개략 단면도이고, 도 2는 프레임에 조명장치가 격자식으로 설치된 상태를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 A-A 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 프레임을 적용 가능한 각종 레이돔 구조체의 개략 단면도이다.1 is a view illustrating a shutter-type radome structure according to the present invention, which is a schematic cross-sectional view showing a state in which a frame having a photoconductive screen and a lighting device is installed therein, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2, and FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of various radome structures to which a frame according to the present invention is applicable.

도면에서 구성요소의 치수와 형상 등은 발명의 이해를 돕기 위해 과장되거나 단순화되어 나타낸 것임을 이해하여야 한다. In the drawings, dimensions and shapes of the components, etc. should be understood to be exaggerated or simplified for clarity.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 셔터형 레이돔 구조체는 내부에 안테나(도시하지 않음)를 수용하는 섬유강화 복합재료층(11)으로 이루어진 기존 레이돔(10)의 내벽면에, 광전도 스크린(20) 및 조명장치(30)를 구비한 프레임(40)이 설치된 구조로 이루어져 있다. 도면부호 12는 안테나 접지판을 나타낸 것이다. As shown in Figures 1 and 2, the shutter-type radome structure according to the present invention is on the inner wall surface of the existing radome 10 made of a fiber-reinforced composite layer 11 containing an antenna (not shown) therein , A frame 40 having a photoconductive screen 20 and a lighting device 30 is installed. Reference numeral 12 denotes an antenna ground plate.

이하에서는, 상기 프레임(40)을 도 1에 도시한 바와 같이 단층의 섬유강화 복합재료층(11)으로 이루어진 레이돔(10)에 적용한 예에 대하여 설명하고 있지만, 도 4에 도시한 바와 같이 2개의 섬유강화 복합재료층 사이에 발포폼(도시하지 않음)을 접합시킨 3층 투과체로 이루어진 다양한 형상을 갖는 기존의 레이돔에도 적용가능함은 물론이다. 상기 프레임(40)은 비강성(specific stiffness) 및 비강도(specific strength)가 높으며 굽힘 강성이 크고, 전자기파의 손실과 간섭을 최소화할 수 있도록 저손실 유전재료로 제조되는 것이 바람직하다. 저손실 유전재료로는, 아라미드 섬유 복합재, 유리 섬유 복합재, 또는 플라스틱 등을 들 수 있다. Hereinafter, an example in which the frame 40 is applied to the radome 10 composed of a single layer of fiber reinforced composite material 11 as shown in FIG. 1 will be described. It is, of course, also applicable to the existing radome having a variety of shapes consisting of a three-layer transmission body bonded to the foam foam (not shown) between the fiber-reinforced composite material layer. The frame 40 is preferably made of a low loss dielectric material having high specific stiffness and specific strength, high bending stiffness, and minimizing loss and interference of electromagnetic waves. As a low loss dielectric material, an aramid fiber composite material, a glass fiber composite material, a plastics, etc. are mentioned.

이와 같은 프레임(40)은 레이돔(10) 내벽면의 프로파일을 따라 설치되어 설치되며, 접착제(예컨대, 레진 접착제)에 의해 접착 고정될 수 있고, 또는 일체로 형성될 수도 있다. 또한 프레임(40)은 함정의 경우 레이돔(11) 내벽면의 측벽에만 설치될 수 있고 항공기의 경우 내벽면 전체에 설치될 수 있다.The frame 40 is installed and installed along the profile of the inner wall surface of the radome 10, may be adhesively fixed by an adhesive (for example, resin adhesive), or may be integrally formed. In addition, the frame 40 may be installed only on the side wall of the inner wall surface of the radome 11 in the case of the ship, and may be installed on the entire inner wall surface of the aircraft.

그리고 상기 광전도 스크린(20)은 광전도(photo-conductivity) 특성이 우수하고 암저항(dark-resistance)과 광저항(photo-resistance) 값의 비율인 광민감도(photoconductivity: Rdark/Rphoto)가 큰 CdS, CdSe, PbS, PbTe, InP, Si 계열 등의 반도체 재료를 얇고 투명한 유리 혹은 유전체 기판 위에 RF 스퍼터링 기법을 이용하여 박막 형태로 증착 형성하여 된 광전도 필름으로 이루어져 있다. 상기 광전도 필름은 단층 또는 다층으로 형성된다. 상기한 반도체 재료 중에서 CdS를 기반으로 하여 광전도 필름을 형성하는 경우, 광전도 필름은 Cd1 -xSxHy(0.4≤x≤0.6, y(H2/(H2+Ar))≤0.5) 조성을 갖고, 그 두께는 200nm 내지 10㎛ 범위의 값을 갖는다. 이러한 광전도 필름은 빛을 받았을 때 반도체 특성에서 금속과 같은 낮은 노광 면저항(50Ω/sq.)을 갖고 또한 빛을 차단하였을 때 반도체 고유의 면저항을 회복하여 높은 광민감도(Rdark/Rphoto = 103)를 갖는다. 상술한 바와 같은 광전도 필름의 제조에 관한 기술은 본 출원인에 의해 특허출원된 특허공개 제2011-0035172호에 명확히 설명되어 있으므로, 여기에서는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. In addition, the photoconductive screen 20 has excellent photo-conductivity and has a large photoconductivity (Rdark / Rphoto), which is a ratio of dark-resistance and photo-resistance values. CdS, CdSe, PbS, PbTe, InP, and Si-based semiconductor materials are formed on a thin transparent glass or dielectric substrate by RF sputtering to form a thin film by using a photoconductive film. The photoconductive film is formed in a single layer or multiple layers. In the case of forming a photoconductive film based on CdS among the above semiconductor materials, the photoconductive film has Cd 1- x S x H y (0.4 ≦ x ≦ 0.6, y (H 2 / (H 2 + Ar)) ≦ 0.5) and its thickness ranges from 200 nm to 10 μm. The photoconductive film has a low exposure sheet resistance (50Ω / sq.) As a metal in semiconductor characteristics when it receives light, and also restores the sheet resistance inherent in semiconductors when blocking light, thereby increasing high photosensitivity (Rdark / Rphoto = 10 3 ). Has Since the technology related to manufacturing the photoconductive film as described above is clearly described in Korean Patent Application Publication No. 2011-0035172 filed by the applicant, detailed description thereof is omitted here.

광전도 스크린(20), 즉 광전도 필름의 한쪽 면에는 유전체 광 반사필름(21)이 부착되어 있다. 이러한 광반사 필름(21)을 부착하게 되면, 조명장치(30)으로부터 빛이 발산될 때, 그 빛이 유전체 광반사 필름에 의해 반사되어 광전도 스크린(20)에 대한 광 조명 효율이 높아질 수 있다.The dielectric light reflecting film 21 is attached to one side of the photoconductive screen 20, that is, the photoconductive film. When the light reflecting film 21 is attached, when light is emitted from the lighting device 30, the light is reflected by the dielectric light reflecting film to increase the light illumination efficiency of the photoconductive screen 20. .

이와 같은 광전도 스크린(20)의 구조에 의하면, 조명장치(30)에서 발산하는 빛의 온/오프(on/off)에 의해 금속 특성과 반도체 특성으로 가역적으로 변화됨으로써, 전자기파의 선택적 차폐 및 투과 특성을 가질 수 있다. According to the structure of the photoconductive screen 20, the shielding and transmission of electromagnetic waves are selectively reversible by changing the metal characteristics and the semiconductor characteristics by on / off of light emitted from the lighting device 30. Can have characteristics.

한편 조명장치(30)는 부피가 작고 경량이며 저전력으로 사용될 수 있는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 조명장치(30)는 각각 복수개의 엘이디(LED)(32)가 일정 간격으로 배열 설치된 엘이디 바(LED bar)(31)와, 도면에 도시하지 않았지만 엘이디 바(31)에 전력을 공급하는 전력공급장치, 전력공급을 제어하는 전원스위치 및 배선(도시하지 않음)으로 이루어져 있다. 이러한 구조에 의해, 조명장치(30)의 전원스위치를 온시킨 경우에는 광전도 스크린(20)에 빛이 발산되어 전자기파를 투과시킬 수 있고 전원스위치를 오프시킨 경우에는 전자기파를 차폐할 수 있다. On the other hand, the lighting device 30 is preferably made of a structure that can be used in a small volume, light weight and low power. That is, the lighting device 30 is a plurality of LED (LED) 32 is arranged to be arranged at regular intervals, respectively, LED bar 31 and the power supply to the LED bar 31, although not shown in the figure It consists of a power supply, a power switch for controlling the power supply, and wiring (not shown). With this structure, when the power switch of the lighting device 30 is turned on, light may be emitted to the photoconductive screen 20 to transmit electromagnetic waves, and the electromagnetic wave may be shielded when the power switch is turned off.

여기서 엘이디 바(31)는 광전도 스크린(20)을 균일하게 조명할 뿐만 아니라 전자기파 발생을 억제할 수 있도록 격자 형태로 배열되는 것이 바람직하다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 상기 프레임(40)의 가장자리 안쪽 둘레에는 일정 간격을 두고 요철 형태의 복수개의 홈(41)과 돌기(42)가 형성되어 있는데, 이 프레임(40)의 홈(41)에 엘이디 바(31)가 격자식으로 조립됨으로써 복수개의 엘이디 바(31) 사이의 간격이 적절히 조절된다. 엘이디 바(31)의 뒷면에는 광전도 스크린(20)과 마찬가지로 광 조명 효율을 높이기 위해 유전체 광 반사필름이 부착되어 있는 것이 바람직하다.Here, the LED bar 31 is preferably arranged in a lattice form so as to uniformly illuminate the photoconductive screen 20 and to suppress the generation of electromagnetic waves. As shown in FIG. 3, a plurality of grooves 41 and protrusions 42 having concavo-convex shapes are formed around the inner edge of the frame 40 at regular intervals, and the grooves 41 of the frame 40 are formed. By assembling the LED bar 31 in a lattice manner, the spacing between the plurality of LED bars 31 is appropriately adjusted. Like the photoconductive screen 20, a dielectric light reflecting film is attached to the back of the LED bar 31 in order to increase the light lighting efficiency.

이러한 구조를 갖는 레이돔 구조체에 의하면, 조명장치(30)의 전원스위치의 온/오프 조작을 통해 광대역 주파수에 걸친 전자기파의 투과 또는 차폐특성을 가변적으로 선택할 수 있을 뿐만 아니라, 상대방에게 탐지될 가능성이 높은 전자기파의 추가 발생도 없으므로, 항공기 및 함정과 같은 무기체계에 우수한 성능의 스텔스 기능을 부여할 수 있다.According to the radome structure having such a structure, through the on / off operation of the power switch of the lighting device 30 can not only variably select the transmission or shielding characteristics of the electromagnetic waves over a wide frequency frequency, but also has a high probability of being detected by the other party No additional electromagnetic waves are generated, which can give a superior performance stealth capability to weapon systems such as aircraft and ships.

도 5는 레이돔 구조체에 본 발명에 따른 프레임(40)을 적용하기 전과 후의 레이돔의 주파수별 전파투과율 측정결과를 나타낸 그래프이다. 여기서, 주파수별 전파투과율은 고주파 대역(8.2∼12.4 GHz)내에서 측정한 것이다.Figure 5 is a graph showing the results of measuring the radio wave transmittance of the radome before and after applying the frame 40 according to the present invention to the radome structure. Here, the radio wave transmittance for each frequency is measured within a high frequency band (8.2 to 12.4 GHz).

도 5(a)는 2개의 섬유강화 복합재료층 사이에 발포폼을 접합시킨 3층형 투과체로 이루어진 일반적인 레이돔 구조체에 대한 주파수별 전파투과율 측정결과를 나타낸 것으로, 8.2∼12.4GHz 대역에 대해서 입사 전자기파의 90% 이상이 투과되어 10%(-0.5dB) 이하의 차폐율이 측정되었음을 알 수 있다.FIG. 5 (a) shows the results of measurement of the radio wave transmittance by frequency for a general radome structure composed of a three-layered permeable body in which foamed foam is bonded between two fiber-reinforced composite layers. It can be seen that more than 90% is transmitted and a shielding rate of 10% (-0.5 dB) or less is measured.

도 5(b)는 상기와 같은 3층형 투과체로 이루어진 일반적인 레이돔 구조체에 본 발명에 따른 광전도 스크린(20) 및 조명장치(30)를 구비한 프레임(40)을 적용한 경우에 대하여 조명장치(30)가 온되었을 때와 오프되었을 때 겹쳐진 광전도 박사막의 적층 숫자에 따른 주파수별 전파 투과율 측정 결과를 나타낸 그래프이다. 여기서, 광전도 스크린(20)으로서는 투명 플라스틱 기판 위에 RF 스퍼터링 방법으로 Cd1-xSxHy 박막을 증착한 필름을 사용하였으며, 광전도 스크린 표면에서 측정한 엘이디 조명의 조도는 50,000 Lux 이었다. FIG. 5 (b) shows the lighting device 30 in the case where the frame 40 including the photoconductive screen 20 and the lighting device 30 according to the present invention is applied to a general radome structure composed of the three-layered transparent body as described above. ) Is a graph showing the results of measuring the radio wave transmittance according to the frequency according to the number of stacked photoconductor film overlapped when the on and off. Here, as the photoconductive screen 20, a film in which a Cd 1-x S x H y thin film was deposited on a transparent plastic substrate by RF sputtering was used, and the illuminance of the LED illumination measured on the photoconductive screen surface was 50,000 Lux.

도 5(b)로부터 알 수 있는 바와 같이, 조명장치(30)가 오프된 경우에는 도 5(a)와 유사하게 8.2∼12.4GHz 대역에 대해서 입사 전자기파의 90% 이상이 투과됨을 보여준다. 반면에 조명장치(30)가 온되었을 경우에는 입사 전자기파가 현저히 차폐됨을 알 수 있다. 또한 차폐되는 비율도 광전도 스크린(20)에 겹쳐진 광전도 필름의 적층 숫자에 따라 계속적으로 증가함을 알 수 있다. 즉, 조명이 켜진 경우에는, 적층 숫자가 1장에서부터 5장까지 증가함에 따라 전자기파가 차폐되는 비율도 각각 70%(-5.37dB), 84%(-7.96dB), 88.6%(-9.44dB), 94.7%(-12.77dB), 97.5%(-5.37dB)로 계속적으로 증가한 반면, 조명이 꺼진 경우에는 광전도 필름의 겹쳐진 장수와 상관없이 90% 이상의 전자기파가 일정하게 투과되었다. As can be seen from Figure 5 (b), when the lighting device 30 is off, similar to Figure 5 (a) shows that more than 90% of the incident electromagnetic wave is transmitted for the 8.2 ~ 12.4GHz band. On the other hand, when the lighting device 30 is turned on it can be seen that the incident electromagnetic wave is significantly shielded. It can also be seen that the rate of shielding also increases continuously with the number of stacked photoconductive films superimposed on the photoconductive screen 20. That is, when the lighting is turned on, as the stacking number increases from 1 to 5, the shielding rate of electromagnetic waves is 70% (-5.37dB), 84% (-7.96dB) and 88.6% (-9.44dB), respectively. , 94.7% (-12.77dB), and 97.5% (-5.37dB), while the illumination was turned off, and more than 90% of the electromagnetic waves were constantly transmitted regardless of the number of overlap of the photoconductive film.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 전자기파의 차폐 및 투과 특성 선택가능한 레이돔 구조체는 단층 또는 다층으로 이루어진 광전도 스크린(20) 및 조명장치(30)를 구비한 프레임(40)를 적용하여 조명의 온/오프에 따라 기존 레이돔에서 구현할 수 없었던 전자기파의 차폐 및 투과 특성을 자유롭게 선택 가능하다. As described above, the shielding and transmission characteristics of the electromagnetic wave according to the present invention, the selectable radome structure is applied by applying a frame 40 having a photoconductive screen 20 and a lighting device 30 composed of a single layer or a multilayer. Depending on the on and off, the shielding and transmission characteristics of electromagnetic waves that could not be realized in the existing radome can be freely selected.

이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of the same should be construed as being included in the scope of the present invention.

10 : 레이돔
11 : 섬유강화 복합재료층
12 : 안테나 접지판
20 : 광전도 스크린
21 : 광 반사필름
30 : 조명장치
31 : 엘이디 바
32 : 엘이디
40 : 프레임
41 : 홈
42 : 돌기10: radome
11: Fiber reinforced composite material layer
12: antenna ground plate
20: photoconductive screen
21: light reflecting film
30: lighting device
31: LED Bar
32: LED
40: frame
41: home
42: turning

Claims (9)

레이돔(10);
레이돔(10) 내벽면에 설치되어, 광대역의 주파수 범위에서 전자기파의 차폐 또는 투과 특성 선택이 가능하도록 광전도 스크린(20) 및 조명장치(30)를 구비한 프레임(40);
을 포함하고,
상기 광전도 스크린(20)은 광전도(photo-conductivity) 특성이 우수하고 암저항(dark-resistance)과 광저항(photo-resistance) 값의 비율인 광민감도(photoconductivity: Rdark/Rphoto)가 큰 CdS, CdSe, PbS, PbTe, InP 및 Si 계열로 이루어지는 군에서 선택된 반도체 재료를 유리 또는 유전체 기판 위에 RF 스퍼터링 기법을 이용하여 박막 형태로 증착 형성하여 된 광전도 필름으로 이루어진 것을 특징으로 하는 셔터형 레이돔 구조체.Radome 10;
A frame 40 installed on the inner wall surface of the radome 10 and having a photoconductive screen 20 and an illumination device 30 to select shielding or transmission characteristics of electromagnetic waves in a wide frequency range;
/ RTI >
The photoconductive screen 20 has excellent photo-conductivity and CdS having high photoconductivity (Rdark / Rphoto), which is a ratio of dark-resistance and photo-resistance values. Shutter-type radome structure characterized in that the semiconductor material selected from the group consisting of, CdSe, PbS, PbTe, InP and Si based on the glass or dielectric substrate formed by thin film deposition using RF sputtering technique . 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 광전도 스크린(20)은 광전도 필름을 단층 또는 다층으로 형성함으로써 이루어진 것을 특징으로 하는 셔터형 레이돔 구조체.The method of claim 1,
The photoconductive screen 20 is a shutter-type radome structure, characterized in that made by forming a photoconductive film in a single layer or multiple layers. 제3항에 있어서,
상기 광전도 스크린(20)은 광 조명 효율을 높이기 위해 한쪽 면에 유전체 광 반사필름을 부착한 것을 특징으로 하는 셔터형 레이돔 구조체.The method of claim 3,
The photoconductive screen 20 is a shutter-type radome structure, characterized in that to attach a dielectric light reflecting film on one side in order to increase the light illumination efficiency. 제1항에 있어서,
상기 조명장치(30)는 각각 복수개의 엘이디(LED)(32)가 일정 간격으로 배열 설치된 복수개의 엘이디 바(LED bar)(31)와, 엘이디 바(31)에 전력을 공급하는 전력공급장치, 전력공급을 제어하는 전원스위치 및 배선으로 이루어진 것을 특징으로 하는 셔터형 레이돔 구조체.The method of claim 1,
The lighting device 30 includes a plurality of LED bars 31 and a plurality of LED bars 31 each of which is arranged at regular intervals, and a power supply device for supplying power to the LED bars 31. Shutter-type radome structure, characterized in that consisting of a power switch and wiring for controlling the power supply. 제5항에 있어서,
상기 복수개의 엘이디 바(31)는 상기 프레임(40)의 가장자리 안쪽 둘레에 일정 간격을 두고 형성된 복수개의 홈에 격자식으로 배열되어 고정된 것을 특징으로 하는 셔터형 레이돔 구조체.The method of claim 5,
The plurality of LED bar (31) is a shutter-type radome structure, characterized in that arranged in a grid arrangement in a plurality of grooves formed at regular intervals around the inner edge of the frame (40). 제6항에 있어서,
상기 복수개의 엘이디 바(31)의 각 뒷면에는, 광 조명 효율을 높이기 위해 유전체 광 반사필름이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 셔터형 레이돔 구조체.The method according to claim 6,
Shutter-type radome structure, characterized in that the dielectric light reflecting film is attached to each of the back of the plurality of LED bar 31 to increase the light illumination efficiency. 제1항, 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내부 프레임(40)은 비강성 및 비강도가 높고 저손실 특성을 갖는 유전재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 셔터형 레이돔 구조체.8. The method according to any one of claims 1 to 7,
The inner frame 40 is a shutter-type radome structure, characterized in that made of a dielectric material having high specific strength and low loss characteristics and low loss characteristics. 제8항에 있어서,
상기 유전재료는 아라미드 섬유 복합재, 유리 섬유 복합재, 또는 플라스틱인 것을 특징으로 하는 셔터형 레이돔 구조체.9. The method of claim 8,
The dielectric material is a shutter-type radome structure, characterized in that the aramid fiber composite, glass fiber composite, or plastic.
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