KR101880439B1 - Frequency selection surface with jigsaw puzzle concept - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a frequency selection structure employing a jigsaw puzzle concept which prepares a plurality of unit cells arranged by a dielectric plate and a pattern unit having a conductive pattern formed on the dielectric plate to have a spatial cycle to simply couple the unit cells in a jigsaw puzzle form to present various frequency characteristics. According to the present invention, the frequency selection structure employing a jigsaw puzzle concept prepares a plurality of unit cells arranged by one or more dielectric plates and one or more pattern units having conductive patterns formed on the dielectric plates to have a spatial cycle to simply couple the unit cells in a jigsaw puzzle form.

Description

지그소 퍼즐 개념을 도입한 주파수 선택구조{FREQUENCY SELECTION SURFACE WITH JIGSAW PUZZLE CONCEPT} {FREQUENCY SELECTION SURFACE WITH JIGSAW PUZZLE CONCEPT}

본 발명은 지그소 퍼즐(Jigsaw Puzzle) 개념을 도입한 주파수 선택구조에 관한 것으로, 특히 유전체판과 유전체판 위에 도체 패턴이 형성된 패턴부로 배열되어 공간적으로 주기를 갖는 단위 셀을 복수 개 준비하여 지그소 퍼즐 형태로 간단하게 결합시켜 다양한 주파수 특성을 나타낼 수 있는, 지그소 퍼즐 개념을 도입한 주파수 선택구조에 관한 것이다.The present invention relates to a frequency selection structure incorporating a jigsaw puzzle concept. More particularly, the present invention relates to a frequency selection structure in which a dielectric plate and a dielectric plate are arranged in a pattern portion on which a conductor pattern is formed, The present invention relates to a frequency selection structure that incorporates a jigsaw puzzle concept that can be easily combined with a puzzle shape to display various frequency characteristics.

통상, 주파수 선택구조(FSS: Frequency Selective Surface)는 일정 모양을 갖는 패턴을 주기적으로 배열하여 주파수의 선택적인 특성을 가지도록 만든 평면 또는 표면을 의미한다. 주파수 선택구조(FSS)는 일정한 모양을 갖는 패턴의 모양, 크기, 길이, 폭 등과 같은 기하 구조 및 유전체의 전기적 특성에 따라 임의의 주파수 대역을 투과 또는 차단시킬 수 있다. FSS에서 공간적으로 단일 주기에 해당하는 일정 모양의 구조를 일반적으로 단위 셀(unit cell)이라 한다.Generally, a frequency selective structure (FSS) refers to a plane or a surface which is formed by periodically arranging patterns having a predetermined shape so as to have selective characteristics of frequencies. The frequency selective structure (FSS) may transmit or block an arbitrary frequency band depending on geometry such as shape, size, length, width, etc. of a pattern having a predetermined shape and electrical characteristics of the dielectric. In the FSS, a periodic structure corresponding to a single period spatially is generally referred to as a unit cell.

FSS의 주파수 특성은 단위 셀 내부 패턴의 모양, 기하 구조, 크기, 단위 셀 사이의 간격 및 기타 유전재료들의 전기적 재질 등에 따라 크게 변화되는데, 원하는 주파수 특성을 얻고자 여러 가지 방법들이 연구되고 있다.The frequency characteristics of the FSS vary greatly depending on the shape, geometry, size, unit cell spacing, electrical material of other dielectric materials, etc., and various methods are being studied to obtain desired frequency characteristics.

종래의 단일 주파수 대역 투과/차단용 FSS 공간 필터는 예컨대, 한국 특허 등록 제0791227호 공보에 개시된 바와 같이, 단일 주파수 대역 투과/차단용 FSS(Frequency selective surface) 공간 필터에 있어서, 공간 채움 곡선(space-filling curve) 원리를 이용하여 기하학적으로 얽힌 루프; 상기 루프를 지지하기 위한 기판; 및 상기 루프와 상기 기판으로 이루어진 단일 주기의 단위 셀(unitcell);을 갖되, 상기 루프의 기하학적 모양과 상기 단위 셀의 배열 및 주기와 상기 루프 및 상기 기판의 재질 특성에 따라 원하는 주파수를 선택적으로 투과/반사시킬 수 있도록 구성하며, 최소한의 면적을 차지하면서 상기 루프의 길이를 연장하기 위해 상기 루프가 상기 단위 셀의 모든 공간에 대해 좌우 상하가 서로 대칭인 일정한 패턴을 갖도록 구불구불하게 형성되고, 상기 루프가 전체적으로 폐 루프가 되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.The conventional FSS spatial filter for transmitting / blocking a single frequency band is a frequency selective surface (FSS) spatial filter for transmitting / blocking a single frequency band as disclosed in Korean Patent Registration No. 0791227, for example, -filling curve) geometrically entangled loop; A substrate for supporting the loop; And a unit cell having a single cycle consisting of the loop and the substrate, wherein a desired frequency is selectively transmitted according to the geometry of the loop, the arrangement and period of the unit cells, and the material characteristics of the loop and the substrate And the loop is formed in a serpentine manner so as to have a predetermined pattern symmetrical with respect to all the spaces of the unit cells in order to extend the length of the loop while occupying a minimum area, And the loop is formed to be a closed loop as a whole.

그런데, 이와 같이 구성된 종래의 기술은 루프와 기판으로 이루어진 단일 주기의 단위 셀을 원하는 주파수 특성을 얻기 위해 배열한 고정된 형태를 가지므로 한 가지 주파수 특성만 나타나게 된다. 따라서 주파수 특성을 변경하기 위해서는 단위 셀을 구성하는 루프 또는 기판의 재질이나 모양 등을 변경하거나 단위 셀의 배열을 변경한 FSS를 마련해야 한다. 그러므로 다양한 주파수 특성을 얻기 위해서는 주파수 특성마다 별도의 FSS를 마련해야 하므로 FSS를 보관하기 위한 공간이 마련되어야 하고, 많은 FSS가 필요하게 되므로 비용이 상승하게 된다는 문제점이 있었다.However, since the conventional technology having such a structure has a fixed form in which single-cycle unit cells made up of a loop and a substrate are arranged in order to obtain desired frequency characteristics, only one frequency characteristic appears. Therefore, in order to change the frequency characteristics, it is necessary to change the material or shape of the loop or substrate constituting the unit cell, or to change the arrangement of the unit cells. Therefore, in order to obtain various frequency characteristics, a separate FSS must be provided for each frequency characteristic. Therefore, a space for storing the FSS must be provided, and a large number of FSS is required.

한국 특허 등록 제0791227호 공보Korean Patent Registration No. 0791227 한국 특허 등록 제0959056호 공보Korean Patent Registration No. 0959056

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 다양한 주파수 특성을 얻기 위해서 공간적으로 많은 부분을 차지하지 않음과 아울러 비용적인 측면에서도 유리한, 지그소 퍼즐 개념을 도입한 주파수 선택구조를 제공하는 데에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a jigsaw puzzle concept which does not occupy a large area spatially in order to obtain various frequency characteristics, And to provide a frequency selection structure.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시형태에 의한, 지그소 퍼즐 개념을 도입한 주파수 선택구조는 하나 이상의 유전체판과 유전체판위에 도체 패턴이 형성된 하나 이상의 패턴부로 배열되어 공간적으로 주기를 갖는 단위 셀을 복수 개 준비하여 이들 단위 셀을 지그소 퍼즐 형태로 결합시킨 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a frequency selection structure incorporating a jigsaw puzzle concept. The frequency selection structure includes at least one dielectric plate and at least one pattern portion having a conductor pattern formed on the dielectric plate, A plurality of cells are prepared and these unit cells are combined in the form of a jigsaw puzzle.

상기 실시형태에 의한, 지그소 퍼즐 개념을 도입한 주파수 선택구조에 있어서, 상기 도체 패턴의 모양은 원형, 삼각형, 사각형 및 기타 다각형 중 어느 하나일 수 있다. In the frequency selection structure adopting the jigsaw puzzle concept according to the above embodiment, the shape of the conductive pattern may be any one of a circle, a triangle, a rectangle, and other polygons.

상기 실시형태에 의한, 지그소 퍼즐 개념을 도입한 주파수 선택구조에 있어서, 상기 단위 셀은 상기 유전체판과 상기 패턴부가 지그소 퍼즐 형태로 결합될 수 있다.In the frequency selection structure incorporating the jigsaw puzzle concept according to the above embodiment, the unit cell may be combined with the dielectric plate in the form of a jig puzzle.

상기 실시형태에 의한, 지그소 퍼즐 개념을 도입한 주파수 선택구조에 있어서, 상기 단위 셀의 모양은 원형, 삼각형, 사각형 및 기타 다각형 중 어느 하나일 수 있다.In the frequency selection structure incorporating the jigsaw puzzle concept according to the above embodiment, the shape of the unit cell may be any one of a circle, a triangle, a rectangle, and other polygons.

상기 실시형태에 의한, 지그소 퍼즐 개념을 도입한 주파수 선택구조에 있어서, 전체 모양이 원형, 삼각형, 사각형 및 기타 다각형 중 어느 하나일 수 있다.In the frequency selection structure adopting the jigsaw puzzle concept according to the above embodiment, the overall shape may be any one of a circle, a triangle, a rectangle, and other polygons.

본 발명의 실시형태에 의한, 지그소 퍼즐 개념을 도입한 주파수 선택구조에 의하면, 하나 이상의 유전체판과 유전체판위에 도체 패턴이 형성된 하나 이상의 패턴부로 배열되어 공간적으로 주기를 갖는 단위 셀을 복수 개 준비하여 이들 단위 셀을 지그소 퍼즐 형태로 결합시키는 구성을 가짐으로써, 원하는 주파수 특성을 얻기 위하여 소정 수의 단위 셀을 선택하여 간단하게 결합 모양을 변경시키면 되므로 종래에 주파수별로 별도의 주파수 선택구조를 만드는 방식에 비해 공간적으로 많은 부분을 차지하지 않음과 아울러 비용적인 측면에서도 유리하다는 뛰어난 효과가 있다.According to the frequency selection structure adopting the concept of the jigsaw puzzle according to the embodiment of the present invention, a plurality of unit cells arranged in one or more dielectric plates and one or more pattern portions in which conductor patterns are formed on the dielectric plate, And the unit cells are connected in a jigsaw puzzle shape. In order to obtain a desired frequency characteristic, a predetermined number of unit cells are selected and the coupling shape is simply changed. Thus, a separate frequency selection structure There is an advantageous effect in that it does not occupy a large part in terms of space and is advantageous in terms of cost.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한, 지그소 퍼즐 개념을 도입한 주파수 선택구조를 구현하기 위해 단위 셀을 이용한 것을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 주파수 선택구조 A, B, C의 주파수에 대한 (a) 전자파 반사 특성과, (b) 전자파 투과 특성을 나타낸 도면이다.
FIG. 1 is a diagram illustrating a unit cell for implementing a frequency selection structure incorporating a jigsaw puzzle concept according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
FIG. 2 is a graph showing (a) electromagnetic wave reflection characteristics and (b) electromagnetic wave transmission characteristics with respect to the frequencies of the frequency selection structures A, B and C of FIG.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한, 지그소 퍼즐 개념을 도입한 주파수 선택구조를 구현하기 위해 단위 셀을 이용한 것을 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a unit cell for implementing a frequency selection structure incorporating a jigsaw puzzle concept according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

본 발명의 실시예에 의한, 지그소 퍼즐 개념을 도입한 주파수 선택구조는, 도 1에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 유전체판(D)과 유전체판위에 도체 패턴이 형성된 하나 이상의 패턴부(C)로 배열되어 공간적으로 주기를 갖는 단위 셀(10, 10')을 복수 개 준비하여 이들 단위 셀(10, 10')을 지그소 퍼즐 형태로 결합시킨 형태를 가지며, 이에 따라 원하는 주파수 특성을 얻기 위해 단위 셀(10, 10')의 결합 및 분리가 용이하다. 1, a frequency selection structure incorporating a jigsaw puzzle concept according to an embodiment of the present invention includes at least one dielectric plate D and at least one pattern portion C having a conductor pattern formed on a dielectric plate, A plurality of unit cells 10 and 10 'having spatial periods are arranged in the unit cell 10 and 10', and these unit cells 10 and 10 'are combined in the form of a jigsaw puzzle. Thus, The unit cells 10 and 10 'can be easily combined and separated.

여기서 단위 셀(10, 10')은 2가지 형태를 가지며 유전체판과 패턴부가 지그소 퍼즐 형태로 결합되어 있다.Here, the unit cells 10 and 10 'have two shapes, and the dielectric plate and the pattern portion are combined in the form of a jigsaw puzzle.

상세하게는, 단위 셀(10)은 상부 일측에 배열된 하나의 패턴부(C)와, 패턴부(C)와 인접하여 결합된 3개의 유전체판(D)으로 이루어져 있다. 단위 셀(10')은 상부에 연속으로 배열된 2개의 패턴부(C)와 하부에 배열된 2개의 유전체판(D)으로 이루어져 있다. 단위 셀(10, 10')은 각각 공간적으로 한 주기를 가지며, 서로 다른 주파수 특성을 가진다.In detail, the unit cell 10 includes one pattern portion C arranged on one side of the upper portion and three dielectric plates D adjoining the pattern portion C. The unit cell 10 'includes two pattern portions C arranged continuously on the upper portion and two dielectric plates D arranged on the lower portion. Each of the unit cells 10 and 10 'has a spatially different period and has different frequency characteristics.

주파수 선택구조(A)는 4개의 단위 셀(10)을 방향 변경 없이 그대로 결합시킨 형태이다.The frequency selection structure A is a form in which four unit cells 10 are directly coupled without changing directions.

주파수 선택구조(B)는 4개의 단위 셀(10')을 방향 변경 없이 그대로 결합시킨 형태이다.The frequency selection structure B is a form in which the four unit cells 10 'are directly connected without changing directions.

주파수 선택구조(C)는 좌측 2개의 단위 셀(10')은 방향 변경 없이 그대로, 우측 2개의 단위 셀(10')은 수직으로 뒤집어서 결합시킨 형태이다.In the frequency selection structure C, the left two unit cells 10 'are inverted and joined without changing direction, while the right two unit cells 10' are vertically inverted.

도 2는 도 1의 주파수 선택구조 A, B, C의 주파수에 대한 (a) 전자파 반사 특성과, (b) 전자파 투과 특성을 나타낸 도면이다. FIG. 2 is a graph showing (a) electromagnetic wave reflection characteristics and (b) electromagnetic wave transmission characteristics with respect to the frequencies of the frequency selection structures A, B and C of FIG.

위와 같이 구성된 주파수 선택구조 A, B, C는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상이한 주파수 특성을 나타낸다.The frequency selection structures A, B, and C constructed as described above exhibit different frequency characteristics as shown in FIG.

상세하게는,Specifically,

주파수 선택구조(A)는 주파수(f1)에서 전자파 반사특성(S11)이 최소값을 가짐과 아울러, 주파수(f1)에서 전자파 투과특성(S21)이 최대값을 가진다. The frequency selective structure (A), and having an electromagnetic wave reflection characteristic (S 11) a minimum value at a frequency (f 1) In addition, electromagnetic waves transmitted at the frequency (f 1) characteristic (S 21) is has a maximum value.

주파수 선택구조(B)는 주파수(f2)에서 전자파 반사특성(S11)이 최소값을 가짐과 아울러, 주파수(f2)에서 전자파 투과특성(S21)이 최대값을 가진다. The frequency selective structure (B) and is having an electromagnetic wave reflection characteristic (S 11) a minimum value at a frequency (f 2) as well, has an electromagnetic wave transmission characteristic (S 21) the maximum value at a frequency (f 2).

주파수 선택구조(C)는 주파수(f3)에서 전자파 반사특성(S11)이 최소값을 가짐과 아울러, 주파수(f3)에서 전자파 투과특성(S21)이 최대값을 가진다. The frequency selective structure (C) is a frequency and (f 3) having an electromagnetic wave reflection characteristic (S 11) a minimum value in addition, the frequency (f 3) the electromagnetic wave transmission characteristic (S 21) has a maximum value at.

이와 같이, 주파수 선택구조가 상이할 경우 상이한 주파수 특성을 나타낸다. 따라서 주파수 선택구조의 형태에 따른 주파수 특성을 인지하고 있으면, 복수의 단위 셀의 간단한 지그소우 퍼즐 결합을 통해 원하는 주파수 특성을 달성할 수 있다. Thus, different frequency characteristics are exhibited when the frequency selection structure is different. Therefore, if the frequency characteristic according to the form of the frequency selection structure is recognized, desired frequency characteristics can be achieved through simple jigsaw puzzle combination of a plurality of unit cells.

한편, 상기 주파수 선택구조의 도체 패턴의 모양은 사각형인 것을 예로 들어 설명하였으나, 삼각형, 사각형 및 기타 다각형일 수 있다. Meanwhile, the shape of the conductor pattern of the frequency selection structure is described as an example of a rectangle, but it may be a triangle, a rectangle, and other polygons.

한편, 상기 단위 셀은 유전체판과 패턴부가 지그소 퍼즐 형태로 결합된 것을 예로 들어 설명하였으나, 지그소 퍼즐 형태가 아닌 고정형의 결합 형태를 나타낼 수 있다. 단, 단위 셀의 바깥부분은 지그소 퍼즐 형태를 나타내어야 한다. Meanwhile, although the unit cell has been described in connection with the dielectric plate and the pattern portion in the form of a jigsaw puzzle, the unit cell may be a fixed type coupling type rather than a jigsaw puzzle type. However, the outer part of the unit cell should show a jigsaw puzzle shape.

한편, 상기 단위 셀의 모양은 사각형인 것을 예로 들어 설명하였으나, 원형, 삼각형 및 기타 다각형의 형태를 나타낼 수 있다.Meanwhile, although the shape of the unit cell is described as being a quadrangle, it may represent a shape of a circle, a triangle, and other polygons.

한편, 상기 주파수 선택구조는 전체 모양이 사각형인 것을 예로 들어 설명하였으나, 원형, 삼각형 및 기타 다각형의 형태를 나타낼 수 있다.In the meantime, although the above-described frequency selection structure has been described by taking an example that the overall shape is a quadrangle, it may represent a shape of a circle, a triangle, and other polygons.

본 발명의 실시예에 의한, 지그소 퍼즐 개념을 도입한 주파수 선택구조에 의하면, 하나 이상의 유전체판과 유전체판위에 도체 패턴이 형성된 하나 이상의 패턴부로 배열되어 공간적으로 주기를 갖는 단위 셀을 복수 개 준비하여 이들 단위 셀을 지그소 퍼즐 형태로 결합시키는 구성을 가짐으로써, 원하는 주파수 특성을 얻기 위하여 소정 수의 단위 셀을 선택하여 간단하게 결합 모양을 변경시키면 되므로 종래에 주파수별로 별도의 주파수 선택구조를 만드는 방식에 비해 공간적으로 많은 부분을 차지하지 않음과 아울러 비용적인 측면에서도 유리하다.According to the frequency selection structure adopting the concept of the jigsaw puzzle according to the embodiment of the present invention, a plurality of unit cells having spatially arranged periods are arranged in one or more dielectric plates and one or more pattern portions having conductor patterns formed on the dielectric plates And the unit cells are connected in a jigsaw puzzle shape. In order to obtain a desired frequency characteristic, a predetermined number of unit cells are selected and the coupling shape is simply changed. Thus, a separate frequency selection structure It does not occupy much space and is advantageous in terms of cost.

도면과 명세서에는 최적의 실시예가 개시되었으며, 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 실시형태를 설명하기 위한 목적으로 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the best mode has been shown and described in the drawings and specification, certain terminology has been used for the purpose of describing the embodiments of the invention and is not intended to be limiting or to limit the scope of the invention described in the claims. It is not. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

10, 10': 단위 셀
C: 패턴부
D: 유전체판
10, 10 ': unit cell
C: pattern portion
D: dielectric plate

Claims (5)

하나 이상의 유전체판과 유전체판위에 도체 패턴이 형성된 하나 이상의 패턴부로 배열되어 공간적으로 주기를 가지며 상기 유전체판과 상기 패턴부가 지그소 퍼즐 형태로 결합된 단위 셀을 복수 개 준비하여 이들 단위 셀을 지그소 퍼즐 형태로 결합시키며;
원하는 주파수 특성을 얻기 위하여 설정 수의 단위 셀을 선택하여 결합 모양을 변경시키며;
특정 주파수에서 전자파 반사특성과 전자파 투과특성을 나타내는, 지그소 퍼즐 개념을 도입한 주파수 선택구조.
A plurality of unit cells arranged in at least one dielectric plate and at least one pattern portion having a conductive pattern formed on the dielectric plate and spatially periodic and the dielectric plate and the pattern portion being combined in the form of jig puzzles are prepared, Combined in a puzzle form;
Selecting a set number of unit cells to change the shape of the combination to obtain a desired frequency characteristic;
A frequency selection structure introducing the concept of jigsaw puzzle, which shows electromagnetic wave reflection characteristics and electromagnetic wave transmission characteristics at specific frequencies.
제 1 항에 있어서,
상기 도체 패턴의 모양은 원형, 삼각형, 사각형 및 기타 다각형 중 어느 하나인, 지그소 퍼즐 개념을 도입한 주파수 선택구조.
The method according to claim 1,
Wherein the shape of the conductor pattern is one of a circle, a triangle, a rectangle, and other polygons.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 단위 셀의 모양은 원형, 삼각형, 사각형 및 기타 다각형 중 어느 하나인, 지그소 퍼즐 개념을 도입한 주파수 선택구조.
The method according to claim 1,
Wherein the shape of the unit cell is one of a circle, a triangle, a rectangle, and other polygons.
제 1 항에 있어서,
전체 모양이 원형, 삼각형, 사각형 및 기타 다각형 중 어느 하나인, 지그소 퍼즐 개념을 도입한 주파수 선택구조.
The method according to claim 1,
A frequency selection structure introducing the jigsaw puzzle concept in which the overall shape is one of a circle, a triangle, a rectangle, and other polygons.
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