KR101825192B1 - 금속 피복 직물층을 포함하는 전자파 흡수체 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

전자파 흡수체는 금속 피복 섬유를 포함하는 금속 피복 직물층 및 상기 금속 피복 직물층과 결합되는 지지층을 포함한다. 상기 전자파 흡수체는, 제조 및 흡수 성능의 조절이 용이하며, 개선된 기계적 성능을 가질 수 있다.

Description

금속 피복 직물층을 포함하는 전자파 흡수체 및 이의 제조 방법{ELECTROMAGNETIC WAVE ABSORBING STRUCTURES INCLUDING METAL-COATED FABRIC LAYER AND METHODS OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 전자파 흡수체 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 금속 피복 직물층을 포함하는 전자파 흡수체 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

스텔스 기술(Stealth technology)은 상대방의 레이더 적외선 신호(Infra-red Signiture), 음향 신호(Acoustic Signature), 광학적 신호(Optical Signiture), 그리고 레이더에 의한 전자적 신호(Electronic Signiture)를 쉽게 잡히지 않도록 아군 무기체계에 각종 신호들을 축소 또는 통제하는 기술을 말한다. 스텔스 기술을 항공기에 구현하기 위해서는 크게 3가지의 기술로 나눠지는데, 항공기 설계 단계에서 레이더부터 입사하는 전자기파를 레이더 방향이 아닌 다른 방향으로 산란시키는 형상 설계 (Shaping design) 방법, 전자파를 직접 흡수 할 수 있는 물질을 직접 항공기 표면에 적용하는 방법 (Radar Absorbing Material, RAM) 그리고 형상 설계 및 RAM이 가지고 있는 취약한 내구성을 보완하기 위해서 전자파 흡수 재료자체가 전자파를 흡수하는 동시에 하중을 지지하는 구조물의 역할을 수행하는 전자파 흡수 구조체(Radar Absorbing Structure, RAS) 있다. 알려진 전자파 흡수 구조체 재료는 강화 섬유(Fiber), 기지 재료(Matrix) 그리고 흡수 성능에 기인되는 나노 입자(Filler, 손실 나노 물질) 로 구성되어 있다. 기존의 전자파 흡수 구조체는 나노 입자의 함량에 따라 다양한 유전율을 얻을 수 있는데 결국 흡수 성능을 향상시키기 위해서는 높은 무게 분율(Weight percent, wt.%)의 나노 입자를 분산시켜 전자파 흡수 구조를 설계하게 된다.

하지만, 유전 및 자성 나노 입자를 기지 재료에 분산하는 방법은 매우 복잡하여 작업자에 따라 분산하는 방법의 차이가 있기 때문에 설계 단계에서 불확실도 (Uncertainty)를 증가시킨다. 또한 기지 재료의 점도를 증가시켜 섬유의 체적 함유율 (Volume fraction, vf)을 감소시키므로 기계적 물성이 저하의 원인이 되며 다양한 전자파 흡수체를 구현하기 위한 전자기적 물성의 자유도가 작아지는 한계점이 발생한다.

종래의 기술로써, 특허문헌 1은 단일 복합재료를 이용한 가변 전자기특성을 갖는 맞춤형 전자파 흡수체의 제조방법과 그에 따른 전자파 흡수체에 관한 것으로, 나노 물질을 포함하는 프리프레그를 이용 성형압력에 따른 복합재료 전자기 특성 변화를 이용하여 그에 따른 다양한 전자파 흡수체를 제안하고 있으나, 이 방법 또한 나노 입자를 기지 재료에 분산하는 방법으로서, 단일 복합재료를 이용하여 성형 압력의 변화만으로는 다양한 전자파 흡수체를 구현하기 위한 전자기 물성의 자유도의 제약이 크며 제작 단계에서 두께를 제어하는데 한계점이 존재한다.

1. 한국등록특허 제10-1578484호(2015.12.11.)

본 발명의 일 과제는 제조 및 흡수 성능의 조절이 용이하며, 우수한 기계적 물성을 갖는 전자파 흡수체를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 과제는 상기 전자파 흡수체의 제조 방법을 제공하는 것이다.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급된 과제에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

상술한 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 전자파 흡수체는 금속 피복 섬유를 포함하는 금속 피복 직물층 및 상기 금속 피복 직물층과 결합되는 지지층을 포함한다.

일 실시예에서, 상기 금속 피복 섬유는, 베이스 섬유 및 상기 베이스 섬유의 표면 상에 물리 증착에 의해 형성된 금속 피복층을 포함한다.

일 실시예에서, 상기 지지층은, 수지 기재 및 상기 수지 기재에 함침된 보강 섬유를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 수지 기재는, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리이미드 수지, 아크릴 수지 및 폴리에스터 수지로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 보강 섬유는, 유리 섬유 또는 아라미드 섬유를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 금속 피복층은, 은(Ag), 니켈(Ni), 코발트(Co) 및 철(Fe)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 베이스 섬유는 유리 섬유 또는 아라미드 섬유를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 전자파 흡수체는 X-밴드 대역에 해당하는 8.2 내지 112.4GHz의 전자파를 흡수한다.

일 실시예에서, 상기 전자파 흡수체는, 상기 금속 피복 직물층과 결합하며, 고분자 수지의 발포체를 포함하는 임피던스 조절층을 더 포함한다.

일 실시예에서, 상기 전자파 흡수체는 C-Ku-밴드 대역에 해당하는 4 내지 18GHz의 전자파를 흡수한다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 전자파 흡수체의 제조 방법은, 베이스 직물에 금속을 물리 증착하여 금속 피복 섬유를 포함하는 금속 피복 직물층을 형성하는 단계 및 상기 금속 피복 직물과 지지층을 결합하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 물리 증착은 스푸터링(sputtering)에 의해 수행된다.

일 실시예에서, 상기 금속 피복 직물과 지지층을 결합하는 단계는, 수지 기재에 함침된 보강 섬유를 포함하는 프리프레그 시트와 상기 금속 피복 직물층을 적층하고, 가압하여 수행된다,

상술한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 전자파 흡수체에 있어서, 유전 손실 재료 또는 자성 손실 재료를 기재에 분산시키지 않고, 금속 피복 직물층을 이용하여 제공할 수 있다. 따라서, 입자 분산의 어려움에 따른 신뢰도 하락을 방지할 수 있다. 또한, 섬유의 체적 함유율을 증가시키고, 직물 구조 도입에 의한 기계적 물성의 향상을 기대 할 수 있다.

또한, 상기 실시예들에 따르면, 물리 증착의 증착 시간 등을 조절함으로써, 전자파 흡수체의 전자기적 성질(유전율 또는 투자율 등)을 용이하게 조절할 수 있으므로, 목적에 따라 다양한 대역의 전파를 흡수할 수 있는 전자파 흡수체를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 흡수체를 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 흡수체의 금속 피복 섬유를 확대 도시한 단면도들이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자파 흡수체를 도시한 단면도이다.
도 5는 실시예 1의 전자파 흡수체의 X-밴드 주파수에서 (a) 실수부(real permittivity)와 (b) 허수부(imaginary permittivity)를 나타내는 그래프이다.
도 6은 실시예 1의 은-피복 유리섬유직물의 표면과 단면을 나타내는 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 7은 실시예 1의 은-피복 유리섬유직물과 피복 전 유리섬유직물의 ??랑을 분석한 에너지분산분광(EDS) 분석 그래프이다.
도 8은 실시예 1의 은-피복 유리섬유직물과 피복 전 유리섬유직물의 층간전단응력(ASTM D2344에 따라 측정)을 나타낸 그래프이다.
도 9는 실시예 1의 전자파 흡수체의 반사손실 측정결과를 나타낸 그래프이다.
도 10은 광대역 흡수를 위하여 실시예 1의 전자파 흡수체에 저유전율 유전체를 추가한 구조의 반사손실 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 흡수체를 도시한 단면도이다. 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 흡수체의 금속 피복 섬유를 확대 도시한 단면도들이다.

도 1을 참조하면, 전자파 흡수체는, 금속 피복 섬유(112)를 포함하는 금속 피복 직물층(110) 및 지지층(120)을 포함한다. 예를 들어, 상기 금속 피복 직물층(110)은, 경사와 위사로 교차하는 금속 피복 섬유(112)로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 경사와 위사는 각각 복수의 금속 피복 섬유(112)의 집합 또는 꼬임에 의해 형성된 것일 수 있다.

상기 금속 피복 직물층(110)은, 전자파 흡수체에서, 유전 손실항(dielectric lossy component)을 증가시킨다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 금속 피복 섬유(112)는, 베이스 섬유(112a) 및 상기 베이스 섬유(112a) 상에 코팅된 금속 피복층(112b)을 포함한다.

예를 들어, 상기 베이스 섬유(112a)는, 유리 섬유, 아라미드(케블라) 섬유 등을 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 금속 피복층(112b)은 은(Ag)을 포함할 수 있다. 상기 은을 포함하는 금속 피복 섬유(112)를 이용할 경우, 전자파 흡수체에서, 유전 손실항을 증가시킬 수 있다. 유전 손실항은, 유전체에 전자장이 인가되었을 때, 분자들간의 진동에 의한 열, 그리고 유전체에 포함되어 있는 자유전자들에 의한 저항손실(ohmic loss)을 나타내는 항이다. 상기 금속 피복층(112b)은 은 외에도 다른 전도성 금속을 포함할 수 있다. 상기 금속 피복층(112b)을 구성하는 금속은 전도성 등을 고려하여 적절하게 선택되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 전도성이 너무 높거나 낮은 경우, 전자파 흡수체의 흡수 성질을 조절하기 어렵거나, 흡수 성능이 저하될 수 있다.

또한, 상기 전자파 흡수체가 목적하는 전자파에 따라, 유전율 또는 투자율을 조절하기 위하여, 상기 금속 피복 섬유(112)에서, 상기 금속 피복층(112b)의 두께 또는 함량은 조절될 수 있다.

다른 실시예에서, 상기 금속 피복층(112b)은, 페라이트와 같은 분자 쌍극자를 갖는 강자성체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 피복층(112b)은, 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni) 등을 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 금속 피복층(112b)은, 바인더 등으로 결합된 파티클의 집합체가 아닌 금속만으로 이루어진 연속적인 피막을 형성하도록 스푸터링(sputtering) 등과 같은 물리 증착에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 피복층(112b)은 증착은, 상기 베이스 섬유(112b)로 이루어진 베이스 직물 위에 스푸터링과 같은 물리 증착을 수행하여 이루어질 수 있다.

도 2에 도시된 것과 같이, 상기 금속 피복층(112b)은, 단면도 상에서 상기 베이스 섬유(112a) 전체를 둘러싸도록 형성될 수 있으나, 증착 과정에 따라, 예를 들어, 금속 소스가 일 방향으로 제공되는 경우, 도 3에 도시된 것과 같이, 베이스 섬유(112a)를 부분적으로 둘러싸거나, 비대칭적 두께를 갖도록 형성될 수도 있다.

예를 들어, 상기 베이스 섬유(112a)의 직경은 1 내지 50㎛일 수 있으며, 상기 금속 피복층(112b)의 두께는 0.1 내지 10㎛일 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 얻고자 하는 전자파 흡수체의 흡수 대역 등에 따라 다양하게 변형될 수 있다.

상기 지지층(120)은, 상기 금속 피복 직물층(110)을 지지하고, 상기 전자파 흡수체의 유전율을 조절하는 역할을 할 수 있다.

상기 지지층(120)은, 기재(matrix, 122) 및 상기 기재(122) 내부에 함침된 보강 섬유(124)를 포함할 수 있다. 상기 전자파 흡수체가 목적하는 전자파에 따라, 유전율 또는 투자율을 조절하기 위하여, 상기 지지층(120)에서, 기재와 보강 섬유의 함량 비율은 조절될 수 있다.

예를 들어, 상기 기재(122)는, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리이미드 수지, 아크릴 수지, 폴리에스터 수지 등과 같은 고분자 수지를 포함할 수 있다. 일 실시예서, 상기 기재(122)는, 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지로 이루어질 수 있다.

예시적인 실시예들에 따르면, 보강 섬유(124)는 유리 섬유, 아라미드(케블라) 섬유, 탄소 섬유 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 보강 섬유(124)로서 유리 섬유를 사용할 수 있다.

상기 전자파 흡수체의 전체 두께는, 흡수하고자 하는 전자파에 따라 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 전자파 흡수체의 두께는 흡수하고자 하는 전자파의 파장의 약 1/4일 수 있다. 예를 들어, 상기 전자파 흡수체는 X-밴드 대역에 해당하는 8.2 내지 12.4GHz의 전자파를 흡수할 수 있다.

전술한 것과 같이, 전자파 흡수체의 성능을 최적화하기 위해서, 전자파 흡수체의 두께는 수하고자 하는 전자파의 파장의 약 1/4일 수 있으며, 이 범위에서 유전 손실항의 증가를 야기하기 위하여, 상기 금속 피복 직물층(110)의 표면 저항(specific sheet resistance)은 250 ohm/sq 내지 350ohm/sq일 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 피복 직물층(110)의 표면 저항, 전자파 흡수체의 전체 두께 등은 유전 알고리즘(genetic algorithm)에 의해 계산/최적화될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 흡수체의 제조 방법은 다음과 같이 예시될 수 있다. 먼저 상기 전자파 흡수체를 제조하기 위하여, 베이스 섬유로 이루어진 베이스 직물에 물리 증착을 수행하여, 금속 피복 섬유(112)를 포함하는 금속 피복 직물층(110)을 형성한다.

다음으로, 상기 금속 피복 직물층(110)의 일면에 지지층(120)을 결합한다. 예를 들어, 상기 지지층(120)을 결합하는 단계는, 고분자 수지 및 보강 섬유(124)를 포함하는 프리프레그 시트를 상기 금속 피복 직물층(110)과 적층한 후, 가온 가압함으로써, 수행될 수 있다. 예를 들어, 동일 출원인의 한국등록특허 제10-1578484호에 기재된 것과 같이, 필플라이(peel ply), 천공이형필름(pergorated release film), 브리더(breather) 및 진공 백 필름(vacuum bag film)을 이용하여 수지 유출을 조절하여 유전율을 제어할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이러한 방법에 제한되지 않으며, 예를 들어, 접착제를 이용하여, 지지층(120) 시트를 상기 금속 피복 직물층(110)에 결합하는 방법이 이용될 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 유전 손실 재료 또는 자성 손실 재료를 기재에 분산시키지 않고, 금속 피복 직물층(110)을 이용하여 제공할 수 있다. 따라서, 입자 분산의 어려움에 따른 신뢰도 하락을 방지할 수 있다. 또한, 섬유의 체적 함유율을 증가시키고, 직물 구조 도입에 의한 기계적 물성의 향상을 기대 할 수 있다.

또한, 상기 실시예에 따르면, 물리 증착의 증착 시간 등을 조절함으로써, 전자파 흡수체의 전자기적 성질(유전율 또는 투자율 등)을 용이하게 조절할 수 있으므로, 목적에 따라 다양한 대역의 전파를 흡수할 수 있는 전자파 흡수체를 제공할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자파 흡수체를 도시한 단면도이다.

도 4를 참조하면, 전자파 흡수체는, 금속 피복 섬유(212)를 포함하는 금속 피복 직물층(210), 지지층(220) 및 임피던스 조절층(230)을 포함한다. 상기 피복 직물층(210)은 기재(matrix, 222) 및 상기 기재(222) 내부에 함침된 보강 섬유(224)를 포함할 수 있다.

상기 금속 피복 직물층(210) 및 상기 지지층(220)의 구성은 기설명된 것들과 실질적으로 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

상기 임피던스 조절층(230)은, 상기 금속 피복 직물층(210)에 결합될 수 있다. 따라서, 상기 금속 피복 직물층(210)은, 상기 임피던스 조절층(230)과 상기 지지층(220) 사이에 배치될 수 있다.

상기 임피던스 조절층(230)은, 일종의 더미층으로서, 임피던스를 매칭지점으로 변환하기 위한 역할을 할 수 있다. 상기 임피던스 조절층(230)은, 저유전율 유전체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 임피던스 조절층(230)은, 고분자 수지를 포함하는 발포체일 수 있다. 예를 들어, 상기 임피던스 조절층(230)은, 아크릴 경화 수지를 포함하는 발포체일 수 있다. 상기 고분자 발포체는 전자파 흡수체의 무게 증가를 최소화하면서, 흡수 성질을 조절할 수 있다.

상기 임피던스 조절층(230)의 두께는 흡수하고자 하는 전자파의 성질에 따라 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 전자파 흡수체의 두께는 흡수하고자 하는 전자파의 파장의 1/4일 수 있다. 예를 들어, 상기 전자파 흡수체는 C-Ku-밴드 대역에 해당하는 4 내지 18GHz의 전자파를 흡수할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예 및 실험을 통하여, 본 발명의 구성 및 효과를 설명하기로 한다.

실시예 1

스푸터링 장치를 이용하여, 유리섬유직물(1180, Muhan Composite)에 은을 증착하였다. 상기 은이 증착된 유리섬유직물을 유리섬유-에폭시 복합체 프리프레그(GEP 118, Muhan Composite, 12장 적층) 위에 배치하고, 상기 유리섬유직물 위에 접착 필름(AF126 Scotchweld, 3M)을 적층하고, 오토클레이브 장치(필 플라이, 천공이형필름, 브리더, 진공 백 필름 이용)에서 성형하여 전자파 흡수체를 제작하였다. 전자파 흡수 실험을 위하여, 상기 전자파 흡수체에 구리 박막 테이프(PEC)를 부착하였다. 전자파 흡수 실험시 사용된 전자파 흡수체의 은 코팅 시간은 6분이었다.

도 5는 실시예 1의 전자파 흡수체의 X-밴드 주파수에서 (a) 실수부(real permittivity)와 (b) 허수부(imaginary permittivity)를 나타내는 그래프이다.

도 5를 참조하면, 전도성이 없는 유리섬유의 실수부유전율은 X-밴드에서 대략 4.3정도 되며 허수부유전율은 거의 0으로 수렴된다. 그러나, 진공상태에서 실버 나노 입자의 증착 시간이 커짐에 따라 실수부와 허수부 유전율이 증가 되는 것을 확인할 수 있다. 유전재료(Dielectric material)에서, 허수 항 즉, 유전 손실 항(Dielectric lossy component)은 유전분극(Dielectric polarization)과 자유 전자에 의해 유도가 가능한데 X-밴드에서는 이는 쌍극자가 장의 변화를 따라가지 못할 만큼 매질의 점성이 크다면, 장의 에너지가 흡수되는 형태인 유전완화(Dielectric relaxation)와 유전 손실항(Dielectric lossy component) 증가를 야기한다. 결국, 이러한 분극화 현상 때문에 결국 복소유전율이 증가할 수 있다.

도 6은 실시예 1의 은-피복 유리섬유직물의 표면과 단면을 나타내는 주사전자현미경(SEM) 사진이다.

도 6을 참조하면, 스퍼터링 후 표면에 은 층이 유리 섬유의 표면에 형성된 것을 확인할 수 있다. 또한, 스퍼터링 과정에서 은 입자가 일 방향으로 제공되어, 은 층이 비대칭적으로 형성된 것을 확인할 수 있다.

도 7은 실시예 1의 은-피복 유리섬유직물과 피복 전 유리섬유직물의 ??랑을 분석한 에너지분산분광(EDS) 분석 그래프이다.

도 7을 참조하면, 스퍼터링 코팅 시간이 증가함에 따라, 은(Ag) 함량이 증가함을 확인할 수 있다.

도 8은 실시예 1의 은-피복 유리섬유직물과 피복 전 유리섬유직물의 층간전단응력(ASTM D2344에 따라 측정)을 나타낸 그래프이다.

도 8을 참조하면, 실시예 1의 은-피복 유리섬유직물(silver coated glass-fabric, 코팅시간:6분)은, 피복 전 유리섬유직물(pristine glass-fabric)의 층간전단응력(Interlarminar shear strength)은 모두 높으며 동등성을 가질 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 전자파 흡수체를 위한 복합 재료로서 신뢰성 및 구조적 안정성을 확보할 수 있음을 확인할 수 있다.

도 9는 실시예 1의 전자파 흡수체의 반사손실 측정결과를 나타낸 그래프이다. 구체적으로, 도 9는 오토클레이브 공정의 압력 조절 등을 통하여 두께가 조절된 전자파 흡수체들의 반사손실 측정결과를 나타낸다. 상기 전자파 흡수체들에서, 은-피복 유리섬유직물의 은-피복 시간은 6분이었다(복소유전율: 36.271-j12.218). 도 9에서, top.silver.fabric은 은-피복 유리섬유직물을 나타내며, bottom.glass/eopxy는 유리섬유-에폭시 지지층을 나타낸다.

도 9를 참조하면, 상기 전자파 흡수체들의 구조는 2mm 이내로 얇지만, X-밴드 대역에 해당하는 8.2 내지 12.4GHz의 대역에서, -10db의 흡수 성능을 만족하는 커버리지는 약 2.34 내지 2.78Hz임을 확인할 수 있다.

도 10은 광대역 흡수를 위하여 실시예 1의 전자파 흡수체에 저유전율 유전체를 추가한 구조의 반사손실 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다. 도 10에서, 저유전율 유전체는 아크릴 폼(발포체)을 이용하였다. 도 10에서, top은 유리섬유-에폭시 지지층을 나타내며, middle은 은-피복 유리섬유직물(복소유전율: 36.271-j12.218)을 나타내며, bottom은 저유전율 유전체를 나타낸다.

도 10을 참조하면, 전자파 흡수체는, 설계에 따라, X-밴드가 아닌 영역, 예를 들어, C-밴드에서 X-밴드 사이, X-밴드와 Ku-밴드 사이에서 -10db의 흡수 성능을 만족할 수 있음을 확인할 수 있으며, 따라서, 상기 전자파 흡수체는 광대역 전자파 흡수체로 사용될 수 있음을 알 수 있다.

전술한 예시적인 실시예들에 따른 전자파 흡수체는 스텔스 기술이 적용되는 항공 우주 분야와 같은 첨단 기계 분야에 적용될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110, 210: 금속 피복 직물층
112, 212: 금속 피복 섬유
120, 220: 지지층
230: 임피던스 조절층

Claims (15)

1. 금속 피복 섬유를 포함하는 금속 피복 직물층; 및
   상기 금속 피복 직물층과 결합되는 지지층을 포함하고,
   상기 금속 피복 섬유는, 베이스 섬유 및 상기 베이스 섬유의 표면 상에 물리 증착에 의해 형성된 은(Ag) 피복층을 포함하고,
   상기 금속 피복 직물층의 표면 저항(specific sheet resistance)은 250 ohm/sq 내지 350ohm/sq인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 지지층은, 수지 기재 및 상기 수지 기재에 함침된 보강 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체.
4. 제3항에 있어서, 상기 수지 기재는, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리이미드 수지, 아크릴 수지 및 폴리에스터 수지로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체.
5. 제3항에 있어서, 상기 보강 섬유는, 유리 섬유 또는 아라미드 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체.
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7. 제1항에 있어서, 상기 베이스 섬유는 유리 섬유 또는 아라미드 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체.
8. 제1항에 있어서, 상기 전자파 흡수체는 X-밴드 대역에 해당하는 8.2 내지 12.4GHz의 전자파를 흡수하는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체.
9. 제1항에 있어서, 상기 금속 피복 직물층과 결합하며, 고분자 수지의 발포체를 포함하는 임피던스 조절층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체.
10. 제9항에 있어서, 상기 전자파 흡수체는 C-Ku-밴드 대역에 해당하는 4 내지 18GHz의 전자파를 흡수하는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체.
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12. 베이스 직물에 은(Ag)을 물리 증착하여 금속 피복 섬유를 포함하며, 표면 저항(specific sheet resistance)은 250 ohm/sq 내지 350ohm/sq인 금속 피복 직물을 형성하는 단계; 및
    상기 금속 피복 직물과 지지층을 결합하는 단계를 포함하는 전자파 흡수체의 제조 방법.
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14. 제12항에 있어서, 상기 물리 증착은 스푸터링(sputtering)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체의 제조 방법.
15. 제12항에 있어서, 상기 금속 피복 직물과 지지층을 결합하는 단계는,
    수지 기재에 함침된 보강 섬유를 포함하는 프리프레그 시트와 상기 금속 피복 직물을 적층하고, 가압하여 수행되는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체의 제조 방법.

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