KR101908233B1 - 인공구조체셀 및 이를 포함하는 인공구조체 - Google Patents

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KR101908233B1
KR101908233B1 KR1020170082300A KR20170082300A KR101908233B1 KR 101908233 B1 KR101908233 B1 KR 101908233B1 KR 1020170082300 A KR1020170082300 A KR 1020170082300A KR 20170082300 A KR20170082300 A KR 20170082300A KR 101908233 B1 KR101908233 B1 KR 101908233B1
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이영백
김영주
부이쑤안쿠웬
황지섭
유영준
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한양대학교 산학협력단
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    • H01Q17/00—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems
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Abstract

본 출원은 인공구조체셀 및 이를 포함하는 인공구조체에 관한 것으로, 본출원의 일 양상에 따르면 중간층; 상기 중간층의 일측에 배치되는 상부유도판;및 상기 중간층의 타측에 배치되는 하부유도판;을 포함하고, 상기 중간층의 일측의 영역은 제1 영역 및 제2 영역을 포함하며, 상기 상부유도판은 제1 상부유도판 및 제2 상부유도판을 포함하고, 상기 제1 영역에는 상기 제1 상부유도판이 배치되고, 상기 제2 영역에는 상기 제2 상부유도판이 배치되며, 상기 제1 상부유도판의 크기는 상기 제2 상부유도판의 크기 보다 작으며, 상기 제1 영역에 배치되는 제1 상부유도판의 수는 상기 제2 영역에 배치되는 제2 상부유도판의 수 보다 많은 것을 특징으로 하는 인공구조체셀이 제공된다.

Description

인공구조체셀 및 이를 포함하는 인공구조체{ARTIFICIAL STRUCTURE CELL AND ARTIFICIAL STRUCTURE INCLUDING THE SAME}
본 출원은 인공구조체셀 및 이를 포함하는 인공구조체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광대역의 전자기파의 에너지를 흡수하는 인공구조체셀을 포함하는 인공구조체에 관한 것이다.
인공 구조체(혹은 메타 머트리얼 Meta Material)는 아직 자연에서 발견되지 않은 특성을 가지도록 인공적으로 설계되어 구현된 구조체를 말한다.
상기 특수한 목적으로 설계된 인공 구조체는 다양한 분야에 적용되어 이용될 수 있다. 상기 다양한 분야로는 i) 항공 우주 산업 분야, 센서 분야, 태양 에너지 관리 분야, 지진 피해 방지 건물의 설계 분야 등의 기술 산업 분야뿐만 아니라, ii) 전자 공학, 전자기학, 고전 광학, 양전자기학, 물질과학, 나노과학, 반도체 공학 등의 학문 연구 분야가 있을 수 있다.
상기 인공구조체는 특히 전자기파의 에너지를 흡수하도록 구현될 수 있는데, i) 기존의 인공구조체는 광대역의 주파수의 전자기파의 에너지를 흡수하기 어렵다는 점, ii) 광대역의 주파수의 전자기파의 에너지를 흡수할 수 있되, 상기 인공구조체의 부피가 커져 소형화가 어려워진다는 점 등의 문제점이 있어왔다. 따라서, 소형으로 구현됨과 동시에 광대역의 주파수의 전자기파의 에너지를 흡수할 수 있는 인공구조체에 대한 수요가 증대하고 있는 상황이다.
본 출원의 일 과제는, 얇은 두께로 구현됨과 동시에 광대역의 전자기파의 에너지를 흡수할 수 있는 인공구조체셀 및 이를 포함하는 인공구조체를 제공하는 것에 있다.
본 출원이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 출원의 일 양상에 따르면, 중간층; 상기 중간층의 일측에 배치되는 상부유도판;및 상기 중간층의 타측에 배치되는 하부유도판;을 포함하고, 상기 중간층의 일측의 영역은 제1 영역 및 제2 영역을 포함하며, 상기 상부유도판은 제1 상부유도판 및 제2 상부유도판을 포함하고, 상기 제1 영역에는 상기 제1 상부유도판이 배치되고, 상기 제2 영역에는 상기 제2 상부유도판이 배치되며, 상기 제1 상부유도판의 크기는 상기 제2 상부유도판의 크기 보다 작으며, 상기 제1 영역에 배치되는 제1 상부유도판의 수는 상기 제2 영역에 배치되는 제2 상부유도판의 수 보다 많은 것을 특징으로 하는 인공구조체셀이 제공될 수 있다.
본 출원의 다른 양상에 따르면, 입사되는 전자기파의 에너지를 흡수하는 인공구조체로서, 상기 인공구조체는 적어도 둘 이상의 인공구조체셀;을 포함하고, 상기 인공구조체셀은, 중간층; 상기 중간층의 일측에 배치되는 상부유도판;및 상기 중간층의 타측에 배치되는 하부유도판;을 포함하고, 상기 중간층의 일측의 영역은 제1 영역 및 제2 영역을 포함하며, 상기 상부유도판은 제1 상부유도판 및 제2 상부유도판을 포함하고, 상기 제1 영역에는 상기 제1 상부유도판이 배치되고, 상기 제2 영역에는 상기 제2 상부유도판이 배치되며, 상기 제1 상부유도판의 크기는 상기 제2 상부유도판의 크기 보다 작으며, 상기 제1 영역에 배치되는 제1 상부유도판의 수는 상기 제2 영역에 배치되는 제2 상부유도판의 수 보다 많은 것을 특징으로 하는 인공구조체가 제공될 수 있다.
본 출원의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 출원에 의하면 얇은 두께로 구현됨과 동시에 광대역의 전자기파의 에너지를 흡수할 수 있는 인공구조체셀 및 이를 포함하는 인공구조체가 제공될 수 있다.
본 출원의 효과가 상술한 효과로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 인공구조체를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 인공구조체셀을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 중간층에 배치된 상부유도판을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 배치된 전기연결체를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 출원의 일 실시예에 따른 인공구조체의 임피던스를 나타내는 개략도면이다.
도 6은 본 출원의 일 실시예에 따른 전자기파가 입사되는 인공구조체를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 출원의 일 실시예에 따른 형성된 유도전류를 나타내는 개략 도면이다.
도 8은 본 출원의 일 실시예에 따른 인공구조체를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 출원의 일 실시예에 따른 인공구조체의 흡수율과 임피던스 실수부와 허수부, 그리고 인공구조체에 형성된 유도전류를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 출원의 일 실시예에 따른 전기연결체가 구비된 인공구조체의 흡수율과 임피던스 실수부와 허수부, 그리고 전기연결체가 구비된 인공구조체에 형성된 유도전류를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 출원의 일 실시예에 따른 전자파 흡수체의 주파수와 흡수율에 따른 시뮬레이션 및 실험 결과 그래프, 그리고 실제 구현된 인공구조체 및 실제 측정하는 사진이다.
도 12는 본 출원의 일 실시예에 인공구조체의 전자기파 에너지 흡수 방법에 대한 순서도이다.
본 명세서에 기재된 실시예는 본 출원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 출원의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 출원이 본 명세서에 기재된 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 출원의 범위는 본 출원의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 출원에서의 기능을 고려하여 가능한 현재 널리 사용되고 있는 일반적인 용어를 선택하였으나 이는 본 출원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 의도, 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 다만, 이와 달리 특정한 용어를 임의의 의미로 정의하여 사용하는 경우에는 그 용어의 의미에 관하여 별도로 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.
본 명세서에 첨부된 도면은 본 출원을 용이하게 설명하기 위한 것으로 도면에 도시된 형상은 본 출원의 이해를 돕기 위하여 필요에 따라 과장되어 표시된 것일 수 있으므로 본 출원이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 본 출원에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 출원의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다.
본 출원의 일 양상에 따르면, 중간층; 상기 중간층의 일측에 배치되는 상부유도판; 및 상기 중간층의 타측에 배치되는 하부유도판;을 포함하고, 상기 중간층의 일측의 영역은 제1 영역 및 제2 영역을 포함하며, 상기 상부유도판은 제1 상부유도판 및 제2 상부유도판을 포함하고, 상기 제1 영역에는 상기 제1 상부유도판이 배치되고, 상기 제2 영역에는 상기 제2 상부유도판이 배치되며, 상기 제1 상부유도판의 크기는 상기 제2 상부유도판의 크기 보다 작으며, 상기 제1 영역에 배치되는 제1 상부유도판의 수는 상기 제2 영역에 배치되는 제2 상부유도판의 수 보다 많은 것을 특징으로 하는 인공구조체셀이 제공될 수 있다.
또, 상기 하부유도판의 면적은 상기 중간층의 면적에 대응되고, 상기 상부유도판의 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 인공구조체셀이 제공될 수 있다.
또, 상기 제1 영역에 배치된 복수의 상기 제1 상부유도판들 간의 간격은 상기 제2 영역에 배치된 복수의 상기 제2 상부유도판들 간의 간격 보다 작은 것을 특징으로 하는 인공구조체셀이 제공될 수 있다.
또, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역에 배치된 복수의 상기 상부유도판들은 횡방향과 종방향으로 배치되되, 상기 제1 영역에서 상기 횡방향으로 배치된 상기 제1 상부유도판의 수는 상기 제2 영역에서 상기 횡방향으로 배치된 상기 제2 상부유도판의 수 보다 많은 것을 특징으로 하는 인공구조체셀이 제공될 수 있다.
또, 상기 상부유도판들을 전기적으로 연결하는 전기연결체;를 더 포함하고, 상기 전기연결체는 제1 전기연결체 및 제2 전기연결체를 포함하는 인공구조체셀이 제공될 수 있다.
또, 상기 제1 영역에 복수의 상기 제1 전기연결체가 배치되고, 상기 제2 영역에 복수의 상기 제2 전기연결체가 배치되되, 상기 제1 전기연결체의 수는 상기 제2 전기연결체의 수 보다 많은 것을 특징으로 하는 인공구조체셀이 제공될 수 있다.
또, 상기 제1 영역에 배치되는 상기 제1 전기연결체는 인접한 제1 상부유도판을 전기적으로 연결시키는 상단전기연결체를 포함하고, 상기 상단전기연결체는 제1 상단전기연결체 및 제2 상단전기연결체를 포함하고, 상기 제1 상단전기연결체의 일단과 상기 제2 상단전기연결체의 일단은 제1 상부유도판에 접촉되고, 상기 제1 상단전기연결체의 타단과 상기 제2 상단전기연결체의 타단은 서로 접촉되는 것을 특징으로 하는 인공구조체셀이 제공될 수 있다.
또, 상기 제1 전기연결체는 상기 제2 영역에 배치된 제2 상부유도판과 상기 제1 상부유도판을 전기적으로 연결하는 하단전기연결체를 포함하고, 상기 하단전기연결체는 제1 하단전기연결체 및 제2 하단전기연결체를 포함하고, 상기 제1 하단전기연결체의 일단과 상기 제2 하단전기연결체의 일단은 상기 제1 상부유도판에 접촉되고, 상기 제1 하단전기연결체의 타단과 상기 제2 하단전기연결체의 타단은 서로 접촉되며, 상기 제2 전기연결체에 접촉되는 것을 특징으로 하는 인공구조체셀이 제공될 수 있다,
또, 상기 인공구조체는 임피던스를 가지고, 상기 임피던스에 의해 상기 인공구조체에 흡수되는 전자기파의 에너지의 양이 결정되는 것을 특징으로 하는 인공구조체셀이 제공될 수 있다.
또, 상기 임피던스는 제1 임피던스 및 제2 임피던스를 포함하고, 상기 제1 영역은 제1 임피던스를 가지고, 상기 제2 영역은 상기 제2 임피던스를 가지는 것을 특징으로 하는 인공구조체셀이 제공될 수 있다.
또, 상기 임피던스에 기초하여 상기 인공구조체셀에 유도전류가 흐르되, 상기 유도전류는 제1 유도전류 및 제2 유도전류를 포함하고, 상기 제1 임피던스에 기초하여, 상기 제1 영역의 상기 제1 상부유도판에는 상기 제1 유도전류가 흐르고, 상기 제2 임피던스에 기초하여 상기 제2 영역의 상기 제2 상부유도판에는 상기 제2 유도전류가 흐르는 것을 특징으로 하는 인공구조체셀이 제공될 수 있다.
또, 상기 상부유도판에 흐르는 유도전류의 세기는 상기 전기연결체에 흐르는 유도전류의 세기 보다 큰 것을 특징으로 하는 인공구조체셀이 제공될 수 있다.
또, 상기 인공구조체에 입사되는 전자기파의 주파수가 변경되는 경우, 상기 유도전류의 세기가 변경되는 것을 특징으로 하는 인공구조체셀이 제공될 수 있다.
또, 상기 상부유도판에 형성된 유도전류의 방향과 상기 하부유도판에 형성된 유도전류의 방향은 서로 다른 것을 특징으로 하는 인공구조체셀이 제공될 수 있다.
본 출원의 다른 양상에 따르면, 입사되는 전자기파의 에너지를 흡수하는 인공구조체로서, 상기 인공구조체는 적어도 둘 이상의 인공구조체셀;을 포함하고, 상기 인공구조체셀은, 중간층; 상기 중간층의 일측에 배치되는 상부유도판;및 상기 중간층의 타측에 배치되는 하부유도판;을 포함하고, 상기 중간층의 일측의 영역은 제1 영역 및 제2 영역을 포함하며, 상기 상부유도판은 제1 상부유도판 및 제2 상부유도판을 포함하고, 상기 제1 영역에는 상기 제1 상부유도판이 배치되고, 상기 제2 영역에는 상기 제2 상부유도판이 배치되며, 상기 제1 상부유도판의 크기는 상기 제2 상부유도판의 크기 보다 작으며, 상기 제1 영역에 배치되는 제1 상부유도판의 수는 상기 제2 영역에 배치되는 제2 상부유도판의 수 보다 많은 것을 특징으로 하는 인공구조체가 제공될 수 있다.
이하에서는 인공구조체에 대해서 설명한다.
본 명세서에서 도시된 E축, H축, k축은 소정의 방향을 나타낸다. 상기 E축은 전기장의 방향, 상기 H축은 자기장의 방향, 상기 k축은 상기 전기장과 자기장을 포함하는 전자기파의 진행방향을 나타낸다.
본 명세서에서 상기 전자기파는 특별한 언급이 없다면 모든 파장 대역의 전자기파를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 일 영역 상에 일 구성이 배치된다는 기재는 일 구성의 전체 부분뿐만 아니라, 일부 부분이 상기 일 영역에 배치된다는 의미까지 포괄하는 기재로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 도시된 E축, H축, k축은 소정의 방향을 나타낸다. 상기 E축은 전기장의 방향, 상기 H축은 자기장의 방향, 상기 k축은 상기 전기장과 자기장을 포함하는 전자기파(EH)의 진행방향을 나타낸다.
본 명세서에서 상기 전자기파(EH)는 특별한 언급이 없다면 모든 파장 대역의 전자기파(EH)를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 일 영역 상에 일 구성이 배치된다는 기재는 일 구성의 전체 부분뿐만 아니라, 일부 부분이 상기 일 영역에 배치된다는 의미까지 포괄하는 기재로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 제1, 제2, 제3, 제4 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 달리 말해, 이하 제1 내지 제4의 기재는 단순히 각 구성간 구별을 위해 이용되는 기재로 해석되어야 한다.
이하에서는 인공구조체(1)에 대해서 설명한다.
본 출원의 일 실시예에 따른 인공구조체(1)는 입사되는 광대역의 전자기파(EH)의 에너지를 흡수할 수 있다. 상기 인공구조체(1)는 입사되는 전자기파(EH)의 에너지를 전자기유도현상에 기초하여 흡수할 수 있다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 인공구조체를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 인공구조체(1)는 복수의 인공구조체셀(10)을 포함할 수 있다.
상기 인공구조체셀(10)은 상기 인공구조체(1)로 입사되는 전자기파(EH)의 에너지가 흡수되도록 할 수 있도록 할 수 있다.
상기 인공구조체셀(10)은 설계 목적에 따라 적절한 수로 인공구조체(1)를 구성할 수 있다.
상기 인공구조체셀(10)은 설계 목적에 따라 적절한 간격으로 상기 인공구조체(1)에 배치될 수 있다.
이하에서는 상기 인공구조체셀(10)에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 인공구조체셀을 나타내는 도면이다.
이하에서는 도 2 (a), 및 (b)를 참조하여 설명한다.
상기 인공구조체셀(10)은 중간층(100), 상부유도판(300), 하부유도판(200), 및 전기연결체(400)를 포함할 수 있다. 그러나, 도 2에 도시된 인공구조체셀(10)의 구성요소보다 더 많은 구성요소를 갖는 인공구조체셀(10)이 구현될 수도 있다.
상기 중간층(100)은 상기 하부유도판(200)과 상기 상부유도판(300)의 사이에 배치될 수 있다.
상기 하부유도판(200)은 상기 유전층의 하부에 배치될 수 있다.
상기 상부유도판(300)은 상기 유전층의 상부에 배치될 수 있다.
상기 전기연결체(400)는 인접한 상기 상부유도판(300)들 사이에 배치될 수 있다.
이하에서는 상기 인공구조체셀(10)의 구성요소에 대해서 구체적으로 설명한다.
먼저, 중간층(100)에 대해서 설명한다.
상기 중간층(100)은 소정의 외적 형상을 가질 수 있다.
상기 중간층(100)은 평판형상으로 제공될 수 있다. 상기 평판형상은 원 판형상, 반원 판형상, 삼각 판형상 등의 각종 다각형 판형상 또는 상기 다각형이 조합된 판형상일 수 있으나, 본 명세서에서 상기 중간층(100)은 사각 판형상인 것으로 설명한다.
상기 중간층(100)은 한 변의 너비가 제1 너비(P1)이고, 다른 변의 너비가 제2 너비(P2)이고, 소정의 두께를 가지는 사각판형상일 수 있다.
상기 중간층(100)은 상기 중간층(100) 상에 배치된 구성요소를 지지할 수 있다.
상기 중간층(100)은 상부유도판(300), 하부유도판(200), 및 전기연결체(400)를 지지할 수 있다.
상기 중간층(100)은 상기 상부유도판(300)과 상기 하부유도판(200)의 변형을 방지할 수 있다. 상기 중간층(100)은 상기 상부유도판(300)과 상기 하부유도판(200)의 배치 상태를 유지할 수 있다. 상기 중간층(100)은 상기 상부유도판(300)과 상기 하부유도판(200)이 갖는 소정의 형상을 유지할 수 있다. 상기 중간층(100)은 상기 배치된 전기연결체(400)의 위치를 고정시킬 수 있다.
상기 중간층(100)은 소정의 소재로 구현될 수 있다. 상기 소정의 소재는 절연 소재일 수 있다. 상기 절연 소재는 FR-4(FR4)일 수 있다. 상기 중간층(100)이 FR-4로 구현되는 경우, 상기 중간층(100)은 높은 기계적 강도와 내습성을 가질 수 있다.
상기 중간층(100)이 인공구조체(1)에 구현됨으로써, 상기 인공구조체(1)의 내구성이 증가되는 효과를 가질 수 있다. 상기 상부유도판(300)과 상기 하부유도판(200)의 두께는 매우 얇게 형성된다. 따라서, 상기 중간층(100)이 인공구조체(1)에 구비되지 않는 경우, 상기 인공구조체(1)에 인가되는 외력에 의하여 상기 두께가 매우 얇은 상부유도판(300)과 하부유도판(200)은 변형될 수 있다. 이에 반하여, 상기 중간층(100)이 구비되는 경우, 상기 상부유도판(300)과 상기 하부유도판(200)에 외력에 의해 변형되지 않을 수 있다. 상기 중간층(100)은 상기 상부유도판(300)과 상기 하부유도판(200)에 비하여 두껍게 형성되기 때문에, 상기 중간층(100)은 상기 외력에 저항할 수 있다. 특히, 상기 중간층(100)이 FR-4(FR4)로 구현되는 경우, 상기 중간층(100)은 상당히 큰 기계적 강도를 가져, 외력에 저항할 수 있다. 이에 따라, 상기 인공구조체(1)의 내구성이 증가된다.
이하에서는 하부유도판(200)에 대해서 설명한다.
상기 하부유도판(200)은 상기 중간층(100)의 일면이 덮이도록 상기 중간층(100)의 타측에 배치될 수 있다.
상기 하부유도판(200)은 소정의 외적형상을 가지고, 소정의 소재로 구현될 수 있다.
상기 하부유도판(200)은 전류가 흐르는 소재로 구현될 수 있다. 상기 소재는 금속 소재일 수 있다.
상기 하부유도판(200)은 평판형상으로 제공될 수 있다. 상기 하부유도판(200)은 원 판형상, 반원 판형상, 삼각 판형상 등의 각종 다각형 판형상 또는 상기 다각형이 조합된 판형상일 수 있으나, 본 명세서에서 상기 하부유도판(200)은 사각 판형상인 것으로 설명한다.
상기 하부유도판(200)은 한 변의 너비가 제1 폭(P1)이고, 다른 변의 너비가 제2 폭(P2)이며, 소정의 두께를 가지는 사각판형상일 수 있다. 상기 제1 폭(P1), 상기 제2 폭(P2), 및 상기 두께는 설계 목적에 따라 적절히 조절될 수 있다.
한편, 상기 하부유도판(200)의 두께는 상기 중간층(100)의 두께 보다 작게 구현될 수 있다. 이에 따라, 인공구조체(1)의 유연성은 증가될 수 있다.
이하에서는 상부유도판(300)에 대해서 설명한다.
상기 상부유도판(300)은 상기 하부유도판(200)과 서로 대향할 수 있다. 상기 상부유도판(300)은 상기 하부유도판(200)이 배치된 중간층(100)의 면의 반대 면에 배치될 수 있다.
상기 상부유도판(300)은 상기 중간층(100) 상에 복수 개 배치될 수 있다. 상기 인접한 상부유도판(300)은 이격되어 배치될 수 있다.
상기 상부유도판(300)은 소정의 외적형상을 가지고, 소정의 소재로 구현될 수 있다.
상기 상부유도판(300)은 평판형상으로 제공될 수 있다. 상기 상부유도판(300)은 원 판형상, 반원 판형상, 삼각 판형상 등의 각종 다각형 판형상 또는 상기 다각형이 조합된 판형상일 수 있으나, 본 명세서에서 상기 상부유도판(300)은 사각 판형상인 것으로 설명한다.
상기 상부유도판(300)은 한 변의 너비가 상부너비(w)이고, 다른 변의 길이가 상부길이(l)이며, 두께는 상부두께(th)인 사각판 형상일 수 있다. 상기 상부너비, 상부길이, 상부두께는 설계 목적에 따라 적절히 조절될 수 있다. 상기 상부유도판(300)은 상기 하부유도판(200)보다 작은 크기로 구현될 수 있다.
상기 상부유도판(300)은 전류가 흐르는 소재로 구현될 수 있다. 상기 소재는 금속 소재일 수 있다.
이에 따라, 상기 상부유도판(300)에는 입사된 전자기파(EH)에 의해 유도전류가 형성될 수 있다.
이하에서는 전기연결체(400)에 대해서 설명한다.
상기 전기연결체(400)는 전류가 흐르는 소재로 구현될 수 있다. 상기 전류는 입사되는 전자기파(EH)에 기초한 유도 전류일 수 있다. 상기 전기연결체(400)의 소재는 금속 소재일 수 있다.
상기 전기연결체(400)는 소정의 전기적 속성을 가질 수 있다. 상기 전기적 속성은 저항 속성일 수 있다. 상기 전기연결체(400)는 소정의 저항값을 가질 수 있다.
상기 전기연결체(400)는 인공구조체(1)의 각 구성을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 상기 전기연결체(400)는 상부유도판(300)들을 서로 전기적으로 연결시킬 수 있다.
이하에서는 상부유도판(300)과 전기연결체(400)의 배치에 대해서 구체적으로 설명한다.
먼저, 상부유도판(300)의 배치에 대해서 설명한다.
도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 중간층(100)에 배치된 상부유도판(300)을 나타내는 도면이다.
이하에서는 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.
복수의 상부유도판(300)들이 중간층(100)의 일측에 배치될 수 있다. 상기 상부유도판(300)은 제1 상부유도판(301),제2 상부유도판(303), 제3 상부유도판(305), 및 제4 상부유도판(307)을 포함할 수 있다. 상기 중간층(100)의 일측의 영역은 제1 영역(101),제2 영역(103), 제3 영역(105), 및 제4 영역(107)을 포함하는 복수의 영역으로 정의될 수 있다.
상기 제1 영역(101)에 복수의 상기 제1 상부유도판(301)들이 배치되고, 상기 제2 영역(103)에 상기 제2 상부유도판(303)들이 배치되고, 상기 제3 영역(105)에 복수의 상기 제3 상부유도판(305)들이 배치되고, 상기 제4 영역(107)에 복수의 제4 상부유도판들이 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 각 영역별로 배치되는 복수의 상부유도판(300)들은 상부유도판(300)군으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 영역(101)에 배치되는 상기 복수의 제1 상부유도판(301)들은 제1 상부유도판군으로 정의되고, 상기 제3 영역(105)에 배치되는 상기 복수의 제3 상부유도판(305)들은 제3 상부유도판군으로 정의되고, 상기 제4 영역에 배치되는 상기 복수의 제4 상부유도판(307)들은 제4 상부유도판군으로 정의될 수 있다.
한편, 상기 각 영역의 크기는 서로 같을 수 있다.
상기 복수의 상부유도판(300)들은 영역별로 소정의 배치형태로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 제1 상부유도판(301)들은 제1 영역(101)에 소정의 배치형태로 배치될 수 있다.
상기 배치형태는 배치크기, 배치수, 및 배치간격을 포함할 수 있다. 이하에서는 상기 배치형태에 대해서 구체적으로 설명한다.
먼저, 배치크기에 대해서 설명한다.
상기 배치크기는 배치되는 상부유도판(300)의 크기로 정의될 수 있다.
상기 영역별로 배치되는 상부유도판(300)의 크기는 서로 다를 수 있다. 상기 제1 영역(101)에 배치되는 제1 상부유도판(301)의 크기와 상기 제3 영역(105)에 배치되는 제3 상부유도판(305)의 크기는 서로 다를 수 있다.
상기 크기는 너비, 길이, 및 두께를 포함할 수 있다.
상기 제1 상부유도판(301)의 너비는 제1 상부너비(w1)로 형성되고, 길이는 제1 상부길이(l1)로 형성될 수 있다. 상기 제3 상부유도판(305)의 너비는 제2 상부너비(w2)로 형성되고, 길이는 제2 상부길이(l2)로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 상부유도판(301)의 두께와 상기 제3 상부유도판(305)의 두께는 서로 다를 수 있다.
이하에서는 배치수에 대해서 설명한다.
상부유도판(300)군에 포함된 상부유도판(300)들은 횡방향(H방향)과 종방향(E방향)으로 배치될 수 있다. 상기 상부유도판(300)들은 제1 폭방향(P1, 종방향)으로 배치되며, 제2 폭방향(P2, 횡방향)으로 배치될 수 있다. 상기 상부유도판(300)이 횡방향(H방향)으로 배치되는 경우, 상기 배치된 상부유도판(300)들의 수는 "행"으로 정의되고, 상기 상부유도판(300)이 종방향(E방향)으로 배치되는 경우, 상기 배치된 상부유도판(300)들의 수는 "열"로 정의될 수 있다.
상기 영역별로 배치되는 상부유도판(300)의 수는 서로 다를 수 있다. 상기 영역별로 배치되는 상부유도판(300)군의 행과 열은 다를 수 있다. 상기 행과 열은 영역별로 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 상부유도판군은 4행4열로 제1 영역(101)에 배치되는 제1 상부유도판(301)들을 포함하고, 상기 제3 영역(105)에는 3행3열로 제3 상부유도판(305)이 배치될 수 있다.
상기 제1 영역(101)에 배치되는 제1 상부유도판(301)의 수와 상기 제3 영역(105)에 배치되는 제3 상부유도판(305)의 수는 서로 다를 수 있다. 상기 제1 영역(101)에 배치되는 제1 상부유도판군의 행/열은 상기 제3 영역(105)에 배치되는 제3 상부유도판군의 행/열과 다를 수 있다.
한편. 도 3에 도시된 바와 같이 행방향으로 배치되는 상부유도판(300)의 수가 영역별로 비슷하도록 인공구조체(1)가 구현될 수 있다. 달리 말해, 제1 영역(101)과 제2 영역(103)에 배치되는 상부유도판(300)의 수와 제3 영역(105)과 제4 영역(107)에 배치되는 상부유도판(300)의 수가 차이가 적도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 영역(101)에 4행/4열의 상부유도판(300), 제2 영역(103)에 하나의 상부유도판(300) 제3 영역(105)에 3행/3열의 상부유도판(300), 제4 영역(107)에 2행/2열의 상부유도판(300)이 배치될 수 있다. 이 경우, 전자기파(EH)의 에너지가 전면적에서 고르게 흡수되는 효과를 가질 수 있다. 상기 전자기파(EH)의 에너지의 양은 배치되는 상부유도판(300)의 수에 기초하여 결정될 수 있다. 따라서 상기 행방향으로 배치되는 상부유도판(300)의 수가 영역별로 차이나도록 상부유도판(300)이 배치되는 경우, 상기 제1 영역(101)와 제2 영역(103)에서 흡수되는 전자기파(EH)의 에너지의 양과 제3 영역(105)과 제4 영역(107)에서 흡수되는 전자기파(EH)의 에너지의 양의 차이는 클 수 있다. 이에 반하여, 상기 행방향의 영역별로 배치되는 상부유도판(300)의 수가 비슷하도록 상부유도판(300)이 배치되는 경우, 상기 제1 영역(101)와 제2 영역(103)에서 흡수되는 전자기파(EH)의 에너지의 양과 제3 영역(105)과 제4 영역(107)에서 흡수되는 전자기파(EH)의 에너지의 양은 서로 비슷해진다. 결과적으로, 전자기파(EH)의 에너지가 전면적에서 고르게 흡수된다.
상기 영역별로 배치되는 상부유도판(300)의 수는 상부유도판(300)의 크기에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 상부유도판(300)의 수는 상기 상부유도판(300)의 크기에 반비례할 수 있다. 상기 제1 상부유도판(301)의 크기가 상기 제3 상부유도판(305)의 크기보다 큰 경우, 상기 제1 상부유도판(301)의 수는 상기 제3 상부유도판(305)의 수 보다 작을 수 있다.
한편, 일 영역에 배치되는 상부유도판(300)군의 행과 열이 서로 같도록, 상부유도판(300)들이 배치될 수 있다. 각 영역별로 배치되는 상부유도판(300)군의 행과 열이 서로 같도록, 복수의 상부유도판(300)들이 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 상부유도판(301)들은 제1 영역(101)에 4행4열로 배치되고, 제3 상부유도판(305)들은 제3 영역(103)에 3행3열로 배치될 수 있다.
상부유도판(300)군의 행과 열이 서로 같도록 복수의 상부유도판(300)들이 배치되는 경우, 전면적에서 전자기파(EH)의 에너지가 고르게 흡수되는 효과를 가질 수 있다. 상기 상부유도판(300)군의 행과 열이 서로 다르도록 상부유도판(300)들이 배치되는 경우, 상기 인공구조체(1)의 영역에 형성되는 유도전류의 분포가 불균일해질 수 있다. 예를 들어, 상기 상부유도판(300)군이 1행4열의 상부유도판(300)들로 구성되는 경우, 횡방향으로 배치된 상부유도판(300)의 수보다 종방향으로 배치된 상부유도판(300)의 수가 더 많다. 이에 따라, 영역별로 흡수되는 전자기파(EH)의 에너지의 양이 불균일해질 수 있다. 이에 반하여, 행과 열이 서로 같도록 상부유도판(300)들이 배치되는 경우, 전면적에서 균일하게 전자기파(EH)의 에너지가 흡수될 수 있다. 이에 따라, 전자기파(EH)의 에너지의 흡수 균일도가 향상될 수 있다. 상기 전자기파(EH) 에너지의 흡수 균일도가 향상됨으로써, 다양한 방향으로 전파되는 전자기파(EH)를 흡수할 수 있게 된다.
이하에서는 배치간격에 대해서 설명한다.
상기 복수의 상부유도판(300)들은 상기 인공구조체(1)의 영역별로 소정의 간격만큼 이격되어 배치될 수 있다. 상기 간격은 종간격과 횡간격을 포함할 수 있다.
상기 종간격은 인접한 상부유도판(300)들 간의 종방향으로 이격된 거리로 정의될 수 있다.
상기 횡간격은 인접한 상부유도판(300)들 간의 횡방향으로 이격된 거리로 정의될 수 있다.
상기 영역별로 배치되는 상부유도판(300)들 간의 간격은 서로 다를 수 있다. 상기 영역별로 종간격과 횡간격이 서로 다를 수 있다.
상기 제1 영역(101)에 배치되는 제1 상부유도판(301)들간의 횡간격은 제1 횡간격(ga1)이고, 종간격은 제2 종간격(gb2)일 수 있다. 상기 제3 영역(103)에 배치되는 제3 상부유도판(303)들 간의 횡간격은 제2 횡간격(ga2)이고, 종간격은 제2 종간격(gb2)일 수 있다.
상기 제1 횡간격(ga1)과 상기 제2 횡간격(ga2)은 서로 다르고, 상기 제1 종간격(gb1)과 상기 제2 종간격(gb2)은 서로 다를 수 있다.
상기 간격은 상부유도판(300)의 배치수와 상부유도판(300)의 크기에 기초하여 결정될 수 있다. 상기 간격은 상기 상부유도판(300)의 배치수와 상기 상부유도판(300)의 크기에 반비례할 수 있다.
상기 간격은 설계 목적에 따라 적절히 조절될 수 있다.
상기 복수의 상부유도판(300)들이 소정의 간격만큼 이격되어 배치됨으로써, 전면적에서 전자기파(EH)의 에너지가 고르게 흡수되는 효과를 가질 수 있다.
한편, 중간층(100)의 일 영역에 배치된 단 하나의 상부유도판(300)만이 배치될 수 있다. 이 경우, 상부유도판(300)의 크기는 상기 일 영역의 크기에 대응하는 크기일 수 있다.
한편 전술한 도 3에 도시된 바와 같은 배치 형태는 일 예일 뿐, 이에 국한되지 않을 수 있다.
이상에서는 상부유도판(300)의 배치예에 대해서 설명하였다. 이하에서는 전기연결체(400)의 배치에 대해서 설명한다.
도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 배치된 전기연결체를 나타내는 도면이다.
이하에서는 도 4를 참조하여 설명하도록 한다.
소정의 전기연결체(400)가 인공구조체(1)의 영역별로 배치될 수 있다. 상기 전기연결체(400)는 중간층(100)의 영역별로 일측에 배치될 수 있다. 상기 영역은 제1 영역(101) 및 제3 영역(105)을 포함하고, 상기 제1 영역(101)에는 제1 전기연결체(410)가 배치되고, 상기 제2 영역(103)에는 제2 전기연결체(420)가 배치될 수 있다.
상기 전기연결체(400)는 영역별로 서로 다른 배치되는 수, 길이, 또는 전기적속성 중 적어도 하나를 가질 수 있다. 상기 길이는 제1 길이 및 제2 길이를 포함하고, 상기 전기적속성은 제1 전기적속성 및 제2 전기적속성을 포함할 수 있다.
상기 전기연결체(400)는 영역별로 서로 다른 수로 배치될 수 있다. 상기 전기연결체(400)는 영역별로 영역별로 배치되는 상부유도판(300)의 수에 기초하여 서로 다른 수로 배치될 수 있다. 상기 전기연결체(400)의 수는 상기 상부유도판(300)의 수에 비례할 수 있다. 제1 영역(101)에 배치되는 제1 전기연결체(410)의 수는 상기 제2 영역(103)에 배치되는 제2 전기연결체(420)의 수와 서로 다를 수 있다.
상기 전기연결체(400)는 영역별로 서로 다른 길이를 가질 수 있다. 영역별로 배치되는 상기 전기연결체(400)의 길이는 영역별로 배치되는 상부유도판(300)의 수에 기초하여 결정될 수 있다. 상기 전기연결체(400)의 길이는 상기 상부유도판(300)의 수에 반비례할 수 있다. 상기 제1 영역(101)에 배치되는 제1 전기연결체(410)는 제1 길이를 갖고, 상기 제2 영역(103)에 배치되는 제2 전기연결체(420)는 제2 길이를 가질 수 있다.
상기 전기연결체(400)는 영역별로 서로 다른 전기적 속성을 가질 수 있다. 상기 제1 영역(101)에 배치되는 제1 전기연결체(410)는 제1 전기적속성을 갖고, 상기 제2 영역(103)에 배치되는 제2 전기연결체(420)는 제2 전기적속성을 가질 수 있다. 상기 전기적속성은 저항값일 수 있다.
일 영역에 배치되는 상기 전기연결체(400)는 소정의 방향으로 연장되어 인공구조체(1)의 각 구성과 접촉할 수 있다.
상기 전기연결체(400)가 배치됨에 따라, 인공구조체(1)는 에너지를 흡수하는 면적이 넓어지는 효과를 가질 수 있다. 상기 전기연결체(400)가 배치되지 않는 경우, 상기 인공구조체(1)의 일 영역에 배치된 상부유도판(300)들의 사이에는 간격(gap)이 존재한다. 상기 간격은 전도되는 성질을 가질 수 없기 때문에, 상기 간격에는 후술할 전자기적 현상이 발생할 수 없다. 이에 반하여, 상기 전기연결체(400)가 배치되는 경우, 상기 간격에 전기연결체(400)가 배치된다. 상기 배치된 전기연결체(400)에는 유도전류가 흐를 수 있다. 이에 따라, 일 영역에 배치된 상부유도판(300) 사이에서 전자기적 현상이 발생할 수 있다. 결과적으로 인공구조체(1)의 전자기파(EH)의 에너지를 흡수하는 면적은 전기연결체(400)가 배치됨으로써 증가하게 된다.
상기 소정의 방향은 전기장방향(E방향)일 수 있다.
상기 소정의 방향(E방향)으로 일 영역에 배치된 전기연결체(400)는 복수의 상단전기연결체(450), 복수의 중단전기연결체(460), 및 복수의 하단전기연결체(470)를 포함할 수 있다.
상기 상단전기연결체(450)는 다른 전기연결체(400)에 접촉되는 전기연결체(400)로 정의될 수 있다.
상기 중단전기연결체(460)는 적어도 둘 이상의 상부유도판(300)에 접촉되는 전기연결체(400)로 정의될 수 있다.
상기 하단전기연결체(470)는 서로 다른 영역에 배치된 상부유도판(300)을 전기적으로 연결하는 전기연결체(400)로 정의될 수 있다.
상기 전기연결체(400)들은 상부유도판(300)에 접촉되거나, 다른 전기연결체(400)에 접촉될 수 있다. 이하에서는 상기 접촉에 대해서 구체적으로 설명한다.
상기 인공구조체(1)의 제1 영역(101)에는 상부유도판(300)이 배치될 수 있고, 상기 제1 영역(101)에 배치된 상부유도판(300)은 제1행1열 상부유도판(300), 제1행2열 상부유도판(300), 제4행1열 상부유도판(300), 및 제4행2열 상부유도판(300)을 포함할 수 있다.
상기 상단전기연결체(450)는 다른 전기연결체(400)에 접촉됨으로써 서로 다른 상부유도판(300)을 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 상단전기연결체(450)는 제1 상단전기연결체(451) 및 제2 상단전기연결체(453)를 포함할 수 있다. 상기 상부유도판(300)은 제1행1열상부유도판(311) 및 제1행2열상부유도판(321)을 포함할 수 있다.
상기 상단전기연결체(450)는 상부유도판(300)과 다른 상단전기연결체(450)에 접촉될 수 있다. 상기 제1 상단전기연결체(451)와 상기 제2 상단전기연결체(453)는 서로 다른 상부유도판(300)에 접촉될 수 있다. 상기 제1 상단전기연결체(451)는 제1행1열상부유도판(311)에 접촉되고, 상기 제2 상단전기연결체(453)는 제1행2열상부유도판(321)에 접촉될 수 있다.
상기 제1 상단전기연결체(451)와 상기 제2 상단전기연결체(453)는 서로 접촉될 수 있다.
상기 상단전기연결체(450)의 일단은 상부유도판(300)에 접촉되고 타단은 다른 상단전기연결체(450)에 접촉될 수 있다. 상기 제1 상단전기연결체(451)의 일단은 상부유도판(300)에 접촉되고 타단은 상기 제2 상단전기연결체(453)에 접촉될 수 있다. 상기 제2 상단전기연결체(453)의 일단은 상부유도판(300)에 접촉되고 타단은 상기 제1 상단전기연결체(451)에 접촉될 수 있다.
이에 따라, 상기 상부유도판(300)은 상기 제1 상단전기연결체(451)와 상기 제2 상단전기연결체(453)에 의해 전기적으로 접속될 수 있다. 상기 제1행1열상부유도판(311)과 상기 제1행2열상부유도판(321)은 상기 상단전기연결체(450)에 의해 전기적으로 접속될 수 있다.
상기 중단전기연결체(460)는 인접한 상부유도판(300)들에 접촉됨으로써, 상기 인접한 상부유도판(300)들을 전기적으로 연결시킬 수 있다.
상기 중단전기연결체(460)는 상기 인접한 상부유도판(300)들 사이에 배치될 수 있다. 상기 중단전기연결체(460)는 인접한 상부유도판(300)들 각각의 측부에 접촉될 수 있다. 상기 중단전기연결체(460)의 일단은 일 상부유도판(300)에 접촉되고, 타단은 다른 상부유도판(300)에 접촉될 수 있다.
상기 중단전기연결체(460)는 상부유도판(300)에서 다른 상부유도판(300)방향으로 연장되도록 배치될 수 있다. 상기 방향은 종방향, 또는 횡방향일 수 있다.
상기 하단전기연결체(470)는 일 영역에 배치된 상부유도판(300)과 하단전기연결체(470), 및 일 영역과 다른 영역의 상단전기연결체(450)에 접촉될 수 있다. 상기 하단전기연결체(470)는 제1 하단전기연결체(471) 및 제2 하단전기연결체(473)를 포함할 수 있다. 상기 일 영역에 배치된 상부유도판(300)은 제1 영역(101)에 배치된 제4행1열상부유도판(331)과 제4행2열상부유도판(341)을 포함할 수 있다. 상기 다른 영역의 상단전기연결체(450)는 제2 영역(103)에 배치된 제2 상부유도판(303)에 접촉되는 전기연결체(400)로 정의될 수 있다.
상기 하단전기연결체(470)는 일 영역에 배치된 상부유도판(300)들은 전기적으로 연결시킬 수 있다.
상기 하단전기연결체(470)는 상부유도판(300)과 다른 하단전기연결체(470)에 접촉될 수 있다. 상기 제1 하단전기연결체(471)와 상기 제2 하단전기연결체(473)는 서로 다른 상부유도판(300)에 접촉될 수 있다. 상기 제1 하단전기연결체(471)는 제4행1열상부유도판(331)에 접촉되고, 상기 제2 하단전기연결체(473)는 제4행2열상부유도판(341)에 접촉될 수 있다.
상기 제1 하단전기연결체(471)와 상기 제2 하단전기연결체(473)는 서로 접촉될 수 있다.
상기 하단전기연결체(470)의 일단은 상부유도판(300)에 접촉되고 타단은 다른 하단전기연결체(470)에 접촉될 수 있다. 상기 제1 하단전기연결체(471)의 일단은 상부유도판(300)에 접촉되고 타단은 상기 제2 하단전기연결체(473)에 접촉될 수 있다. 상기 제2 하단전기연결체(473)의 일단은 상부유도판(300)에 접촉되고 타단은 상기 제1 하단전기연결체(471)에 접촉될 수 있다.
이에 따라, 상기 상부유도판(300)은 상기 제1 하단전기연결체(471)와 상기 제2 하단전기연결체(473)에 의해 전기적으로 접속될 수 있다. 상기 제4행1열상부유도판(331)과 상기 제4행2열상부유도판(341)은 상기 상단전기연결체(450)에 의해 전기적으로 접속될 수 있다.
또한, 상기 하단전기연결체(470)는 일 영역에 배치된 상부유도판(300)과 다른 영역에 배치된 상부유도판(300)을 전기적으로 연결시킬 수 있다.
상기 하단전기연결체(470)는 상부유도판(300)에 접촉되고, 상단전기연결체(450)에 접촉될 수 있다. 상기 하단전기연결체(470)의 일단은 일 영역에 배치된 상부유도판(300)에 접촉되고, 타단은 다른 영역의 상부유도판(300)에 접촉된 상단전기연결체(450)에 접촉될 수 있다. 상기 제1 하단전기연결체(471)는 상기 제1행3열상부유도판(300)에 접촉되고 상기 제2 상부유도판에 접촉된 상단전기연결체(450)에 접촉될 수 있다. 상기 제2 하단전기연결체(473)는 상기 제1행4열상부유도판(300)에 접촉되고 상기 제2 유도판에 접촉된 상단전기연결체(450)에 접촉될 수 있다. 상기 제1 하단전기연결체(471)의 타단과 상기 제2 하단전기연결체(473)의 타단과 상기 상부전기연결체(400)는 서로 접촉될 수 있다.
이에 따라, 상기 서로 다른 영역에 배치된 상부유도판(300)들이 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 영역(101)에 배치된 상부유도판(300)과 상기 제2 영역(103)에 배치된 상부유도판(300)이 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 상부유도판(301)과 상기 제2 상부유도판(303)은 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 전술한 상단전기연결체(450), 중단전기연결체(460), 및 하단전기연결체(470)의 저항값은 서로 다를 수 있다. 상기 저항값은 설계 목적에 따라 적절히 구현될 수 있다.
한편, 전술한 전기연결체(400)들의 타단과 일단은 서로 바뀔 수 있다.
전술한 구성들로 구현되는 인공구조체(1)는 임피던스를 가질 수 있다. 상기 임피던스는 상기 인공구조체(1)에 설정된 전기적 성질로 정의될 수 있다.
도 5는 본 출원의 일 실시예에 따른 인공구조체의 임피던스를 나타내는 개략도면이다.
이하에서는 도 5를 참조하여 설명한다.
상기 인공구조체(1)는 영역별로 다른 임피던스를 가질 수 있다. 상기 인공구조체(1)에는 영역별로 서로 다른 임피던스가 결정될 수 있다. 상기 임피던스는 실수임피던스와 허수임피던스를 포함할 수 있다.
상기 영역은 제1 영역(101) 및 제2 영역(103)을 포함할 수 있다. 상기 제1 영역(101)에는 복수의 제1 상부유도판(301)을 포함하는 제1 상부유도판군이 배치되고, 상기 제2 영역(103)에는 하나의 제2 상부유도판(303)이 배치될 수 있다. 상기 제1 영역(101)에는 제1 상단전기연결체(451), 중단전기연결체(460), 제1 하단전기연결체(471)를 포함하는 제1 전기연결체(410)가 배치되고, 상기 제2 영역(103)에는 제2 상단전기연결체(453), 제2 하단전기연결체(473)를 포함하는 제2 전기연결체(420)가 배치될 수 있다.
상기 임피던스는 제1 임피던스(Z1(f)) 및 제2 임피던스(Z2(f))를 포함할 수 있다. 상기 제1 임피던스는 제1 실수임피던스 및 제1 허수임피던스를 포함하고, 상기 제2 임피던스는 제2 실수임피던스 및 제2 허수임피던스를 포함할 수 있다.
상기 인공구조체(1)의 제1 영역(101)은 제1 임피던스를 가지고, 제2 영역(103)은 제2 임피던스를 가질 수 있다. 상기 제1 영역(101)은 제1 실수임피던스와 제1 허수임피던스를 가지고, 상기 제2 영역(103)은 제2 실수임피던스와 제2 허수임피던스를 가질 수 있다.
상기 인공구조체(1)의 영역별 임피던스는 인공구조체(1)의 각 구성에 의해 결정될 수 있다. 상기 임피던스는 상부유도판(300)과 전기연결체(400)에 의해 결정될 수 있다. 상기 임피던스는 상기 상부유도판(300)의 전기적 속성과 상기 전기연결체(400)의 전기적 속성에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 전기적 속성은 커패시턴스(C), 인덕턴스(L), 및 저항(R)을 포함할 수 있다. 상기 실수임피던스는 상기 각 구성의 저항(R)에 기초하여 결정되고, 상기 허수임피던스는 각 구성의 상기 커패시턴스(C)와 상기 인덕턴스(L)에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 임피던스는 상기 저항(R)이 클수록 커질 수 있다. 또는, 상기 임피던스는 상기 커패시턴스와 인덕턴스의 벡터합에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 인공구조체(1)의 각 구성의 전기적 속성은 상기 각 구성의 크기, 형상, 및 구현소재에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 상부유도판(300)의 구현소재의 전기적 속성에 따라 상기 상부유도판(300)의 저항(R), 상기 커패시턴스(C), 및 인덕턴스(L)이 변경될 수 있다. 예를 들어, 상기 상부유도판(300)의 구현 소재가 높은 저항(R)을 가지는 경우, 상기 상부유도판(300)의 저항(R)은 커질 수 있다.
전술한 예들은 상기 전기연결체(400)의 전기적속성의 경우에도 적용될 수 있다.
상기 전기연결체(400)의 전기적속성은 상기 전기연결체(400)의 크기, 형상, 및 구현소재에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 전기연결체(400)의 구현소재의 전기적 속성에 따라 상기 전기연결체(400)의 저항(R), 상기 커패시턴스(C), 및 인덕턴스(L)이 변경될 수 있다.
한편, 일 영역에 배치되는 상부유도판(300)의 저항값은 상기 일 영역에 배치되는 전기연결체(400)의 저항값 보다 현저히 작을 수 있다.
또는, 상기 인공구조체(1)의 영역별 임피던스는 인공구조체(1)로 입사되는 전자기파(EH)의 주파수에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 허수임피던스는 상기 전자기파(EH)의 주파수에 기초하여 결정될 수 있다. 상기 전자기파(EH)의 주파수가 변경되는 경우, 상기 허수임피던스는 변경될 수 있다. 상기 허수임피던스가 변경됨으로써, 상기 인공구조체(1)의 임피던스가 변경될 수 있다. 예를 들어, 상기 입사되는 전자기파(EH)의 주파수가 증가할수록 상기 허수임피던스가 증가하게 됨으로써, 상기 인공구조체(1)의 임피던스는 증가할 수 있다.
이하에서는 인공구조체(1)의 전자기파(EH) 흡수에 대해서 설명하도록 한다.
도 6은 본 출원의 일 실시예에 따른 전자기파(EH)가 입사되는 인공구조체를 나타내는 도면이다.
이하에서는 도 6을 참조하여 설명한다.
상기 인공구조체(1)는 영역별로 서로 다른 임피던스에 기초하여, 서로 다른 크기의 전자기파(EH)의 에너지를 흡수할 수 있다.
상기 영역은 제1 내지 제4 영역(107)을 포함할 수 있다. 상기 제1 영역(101)은 제1 임피던스를 가지고, 상기 제2 영역(103)은 제2 임피던스를 가지고, 상기 제3 영역(105)은 제3 임피던스를 가지고, 상기 제4 영역(107)은 제4 임피던스를 가질 수 있다.
상기 전자기파(EH)의 에너지는 제1 내지 제4 에너지를 포함할 수 있다.
상기 인공구조체(1)에 특정 주파수의 전자기파(EH)가 입사되는 경우, 상기 인공구조체(1)의 상기 제1 영역(101)은 제1 에너지를 흡수하고, 상기 제2 영역(103)은 제2 에너지를 흡수하고, 상기 제3 영역(105)은 제3 에너지를 흡수하고, 상기 제4 영역(107)은 제4 에너지를 흡수할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 내제 제4 에너지의 합은 전자기파(EH)의 특정 주파수의 에너지의 95%이상일 수 있다.
상기 인공구조체(1)는 영역별로 소정의 전자기적 현상에 기초하여 전자기파(EH)의 에너지를 흡수할 수 있다.
상기 전자기적 현상은 유도전류 형성, 유도자기장 형성, 및 전자기파 흡수를 포함할 수 있다. 상기 유도전류 형성, 및 유도자기장 형성은 전자기유도현상에 기초할 수 있다. 상기 전자기유도현상은 주지의 과학적 원리로서, 이에 대한 설명은 생략한다.
상기 유도전류 형성은 전자기유도현상에 기초하여 인공구조체(1)의 각 구성에 전류가 형성되는 현상을 의미할 수 있다.
상기 유도자기장 형성은 상기 형성된 유도전류에 의해 전자기유도현상에 기초하여 자기장이 형성되는 현상을 의미할 수 있다.
상기 전자기파 흡수는 인공구조체(1)에 입사되는 전자기파(EH)의 에너지가 흡수되는 것을 의미할 수 있다.
이하에서는 각 현상에 대해서 구체적으로 설명한다.
먼저, 유도전류 형성에 대해서 설명한다.
도 7은 본 출원의 일 실시예에 따른 형성된 유도전류를 나타내는 개략 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 인공구조체(1)는 입사되는 전자기파(EH)의 진행방향(k방향)에 수직하도록 배치될 수 있다. 그러나, 이에 국한되지 않고 상기 인공구조체(1)는 입사되는 전자기파(EH)의 진행방향(k)과 다양한 각도를 이루도록 배치될 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 입사되는 전자기파(EH)에 의해 상부유도판(300)과 하부유도판(200)에는 유도전류가 형성될 수 있다. 상기 상부유도판(300)에 형성된 유도전류는 상부유도전류로 정의될 수 있고, 상기 하부유도판(200)에 형성된 유도전류는 하부유도전류로 정의될 수 있다.
상기 유도전류는 상기 상부유도판(300)과 상기 하부유도판(200)에 포함된 전자가 이동됨으로써 형성될 수 있다. 상기 전자의 이동은 상기 전지기파에 포함된 전기장(E)과 자기장(H)에 의한 것일 수 있다. 상기 전기장과 상기 자기장은 상기 상부유도판(300)과 상기 하부유도판(200)에 포함된 전자에 소정의 전자기적 힘을 전달할 수 있다. 상기 전달된 전자기적 힘에 기초하여 전자가 이동하게 되고, 이에 따라 상부유도판(300)과 하부유도판(200)에 유도전류가 형성될 수 있다.
상기 유도전류는 소정의 세기를 가질 수 있다. 상기 상부유도전류의 세기와 상기 하부유도전류의 세기는 서로 대응될 수 있다.
상기 유도전류는 소정의 방향으로 흐를 수 있다. 상기 상부유도전류의 방향과 상기 하부유도전류의 방향은 서로 다를 수 있다. 상기 상부유도전류의 방향이 제1 방향이고, 상기 하부유도전류의 방향이 제2 방향인 경우, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 서로 반대인 방향일 수 있다.
또한, 상기 유도전류는 전기연결체(400)에 형성될 수 있다. 상기 전기연결체(400)에 형성된 유도전류의 크기는 상기 상부유도판(300)과 상기 하부유도판(200)에 형성된 유도전류의 크기보다 작을 수 있다.
상기 인공구조체(1)의 영역별로 형성되는 유도전류의 세기와 방향은 서로 다를 수 있다.
상기 유도전류는 제1 유도전류, 제2 유도전류, 제3 유도전류, 및 제4 유도전류를 포함할 수 있다.
상기 영역별 유도전류는 영역별로 결정된 임피던스에 기초하여 형성될 수 있다.
상기 제1 영역(101)에는 상기 제1 임피던스에 기초하여 유도전류가 형성되고, 상기 제2 영역(103)에는 제2 임피던스에 기초하여 유도전류가 형성될 수 있다. 상기 제1 영역(101)에 형성되는 유도전류와 상기 제2 영역(103)에 형성되는 유도전류는 서로 다를 수 있다. 상기 제1 영역(101)에 형성되는 유도전류와 상기 제2 영역(103)에 형성되는 유도전류의 세기, 또는 방향 중 적어도 하나는 다를 수 있다.
상기 제1 영역(101)에 배치된 제1 상부유도판(301)에 제1 유도전류가 형성되고, 상기 제2 영역(103)에 배치된 제2 상부유도판(303)에는 제2 유도전류가 형성될 수 있다. 상기 제1 유도전류와 상기 제2 유도전류의 세기 또는 방향 중 적어도 하나는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 유도전류는 시간당 제1 전하량이 이동되는 전류이고, 상기 제2 유도전류는 시간당 제2 전하량이 이동되는 전류이되, 상기 제1 전하량은 상기 제2 전하량 보다 크거나, 작을 수 있다.
상기 제1 영역(101)에 배치된 제1 전기연결체(410)에는 제3 유도전류가 형성되고, 상기 제2 영역(103)에 배치된 제2 전기연결체(420)에는 제4 유도전류가 형성될 수 있다. 상기 제3 유도전류와 상기 제4 유도전류의 세기 또는 방향 중 적어도 하나는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 유도전류는 시간당 제3 전하량이 이동되는 전류이고, 상기 제4 유도전류는 시간당 제4 전하량이 이동되는 전류이되, 상기 제3 전하량은 상기 제4 전하량 보다 크거나, 작을 수 있다.
한편, 상기 상부유도판(300)과 상기 하부유도판(200)에 형성된 유도전류의 세기는 전기연결체(400)에 형성된 유도전류의 세기보다 크다.
또한, 상기 하부유도판(200)의 영역별로 형성된 유도전류는 서로 다를 수 있다. 상기 제1 영역(101)에 대응되는 하부유도판(200)의 영역에 형성된 유도전류의 세기와 상기 제2 영역(103)에 대응되는 하부유도판(200)의 영역에 형성된 유도전류의 세기는 서로 다를 수 있다.
이하에서는 유도자기장의 형성에 대해서 설명한다.
상기 유도자기장은 상기 상부유도판(300)과 상기 하부유도판(200) 사이에 형성될 수 있다. 상기 유도자기장은 상기 중간층(100)에 형성될 수 있다.
상기 유도자기장은 상부유도판(300)에 형성된 유도전류와 하부유도판(200)에 형성된 유도전류에 의해 형성될 수 있다. 상기 유도자기장은 상기 상부유도전류와 상기 하부유도전류에 의해 형성될 수 있다. 상기 유도자기장은 상기 상부유도전류의 방향과 상기 하부유도전류의 방향이 서로 반대 방향인 경우에 형성될 수 있다.
상기 유도자기장은 소정의 세기를 가질 수 있다. 상기 유도자기장의 세기는 상기 유도전류의 세기에 기초하여 결정될 수 있다. 상기 유도자기장의 세기는 상기 상부유도전류의 세기 또는 상기 하부유도전류의 세기에 비례할 수 있다.
상기 유도자기장은 소정의 주파수를 가질 수 있다.
상기 유도자기장은 소정의 방향으로 형성될 수 있다. 상기 유도자기장의 형성 방향은 유도전류의 방향에 기초하여 결정될 수 있다.
도 7 (a)와 (b)를 참조하면, 도 7 (a)에 도시된 바와 같은 방향으로 상기 제1 유도전류와 상기 제2 유도전류가 흐르는 경우에 형성된 유도자기장의 방향과 도 7 (b)에 도시된 바와 같은 방향으로 상기 제1 유도전류와 상기 제2 유도전류가 흐르는 경우에 형성된 유도자기장의 방향은 서로 다를 수 있다.
상기 인공구조체(1)의 영역별로 형성되는 유도자기장은 서로 다를 수 있다. 상기 유도자기장은 제1 유도자기장과 제2 유도자기장을 포함할 수 있다.
상기 제1 영역(101)에는 제1 유도자기장이 형성되고, 상기 제2 영역(103)에는 제2 유도자기장이 형성될 수 있다. 상기 제1 영역(101)의 중간층(100)에는 제1 유도자기장이 형성되고, 상기 제2 영역(103)의 중간층(100)에는 제2 유도자기장이 형성될 수 있다.
상기 영역별 서로 다른 유도자기장은 영역별 임피던스와 유도전류에 기초하여 형성될 수 있다.
서로 다른 임피던스에 기초하여 상기 인공구조체(1)의 영역별로 형성되는 유도자기장이 다를 수 있다. 상기 제1 임피던스에 기초하여 제1 영역(101)에 형성된 제1 유도자기장이 형성되고, 상기 제2 임피던스에 기초하여 제2 영역(103)에 제2 유도자기장이 형성될 수 있다.
영역별로 형성된 유도전류에 기초하여 상기 인공구조체(1)의 영역별로 형성되는 유도자기장이 다를 수 있다. 상기 제1 영역(101)에 형성된 유도전류에 기초하여 제1 유도자기장이 형성되고, 상기 제2 영역(103)에 형성된 유도전류에 기초하여 제2 유도자기장이 형성될 수 있다.
상기 제1 유도자기장과 상기 제2 유도자기장의 세기, 또는 방향 중 적어도 하나가 다를 수 있다.
이하에서는 전자기파의 흡수에 대해서 설명한다.
상기 인공구조체(1)는 입사되는 전자기파(EH)의 에너지를 흡수할 수 있다.
상기 인공구조체(1)는 형성된 유도전류 및 상기 유도전류에 의한 유도자기장에 기초하여 전자기파(EH)의 에너지를 흡수할 수 있다. 상기 유도전류의 세기가 클수록 인공구조체(1)는 큰 양의 전자기파(EH)의 에너지를 흡수할 수 있다.
상기 영역별로 형성된 유도전류와 유도자기장에 기초하여, 인공구조체(1)는 영역별로 서로 다른 양의 전자기파(EH)의 에너지를 흡수할 수 있다. 상기 제1 영역(101)에 형성된 유도전류와 제1 유도자기장에 기초하여 상기 제1 영역(101)은 제1 에너지를 흡수하고, 상기 제2 영역(103)에 형성된 유도전류와 제2 유도자기장에 기초하여 상기 제2 영역(103)은 제2 에너지를 흡수할 수 있다.
상기 인공구조체(1)는 인공구조체(1)의 영역별 임피던스와 외부공간의 임피던스의 관계에 기초하여 전자기파(EH)를 흡수할 수 있다. 제1 영역(101)의 제1 임피던스와 외부공간의 임피던스의 관계에 기초하여 인공구조체(1)의 제1 영역(101)에 제1 에너지가 흡수되고, 상기 제2 영역(103)의 제2 임피던스와 외부공간의 임피던스의 관계에 기초하여 인공구조체(1)의 제2 영역(103)에 제2 에너지가 흡수될 수 있다.
상기 인공공구조체의 임피던스와 상기 인공구조체(1)의 외부 공간의 임피던스 간의 차이가 작을수록, 상기 인공구조체(1)는 큰 양의 전자기파(EH)의 에너지를 흡수할 수 있다.
달리 말해 입력임피던스와 출력임피던스가 거의 같아지는 경우, 일 구성은 최대의 에너지를 흡수할 수 있다. 상기 일 구성은 인공구조체(1)일 수 있다. 상기 입력임피던스는 일 구성의 외부의 임피던스로 정의될 수 있다. 예를 들어, 상기 입력임피던스는 인공구조체(1)의 외부 공간의 임피던스일 수 있다. 상기 출력임피던스는 일 구성의 임피던스로 정의될 수 있다. 예를 들어, 상기 출력임피던스는 인공구조체(1)의 임피던스일 수 있다.
상기 입력임피던스와 출력임피던스가 같아지는 현상은 임피던스매칭으로 정의될 수 있다.
상기 임피던스매칭되는 경우, 입사되는 전자기파(EH)와 인공구조체(1)에 형성된 유도자기장과 공진할 수 있다. 상기 공진에 기초하여, 상기 입사되는 전자기파(EH)는 상기 인공구조체(1)로 최대의 에너지를 전달할 수 있다. 상기 공진이 발생하는 경우, 상기 인공구조체(1)는 전자기파(EH)의 최대의 에너지를 흡수할 수 있다.
결과적으로, 상기 인공구조체(1)의 임피던스와 상기 외부공간의 임피던스가 서로 매칭되는 경우, 상기 인공구조체(1)는 전자기파(EH)의 최대의 에너지를 흡수할 수 있다. 인공구조체(1)의 각 구성과 전자기파(EH)의 주파수에 기초하여 결정된 인공구조체(1)의 임피던스는 외부 공간의 임피던스와 매칭될 수 있다. 이 경우, 상기 인공구조체(1)는 입사되는 전자기파(EH)의 에너지를 최대로 흡수할 수 있다.
상기 인공구조체(1)에 전기연결체(400)가 구비되는 경우 전자기파(EH)의 광대역 흡수 특성이 향상되는 효과를 가질 수 있다.
이하에서는 상기 효과에 대해서 설명한다.
도 8은 본 출원의 일 실시예에 따른 인공구조체를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 출원의 일 실시예에 따른 인공구조체의 흡수율과 임피던스 실수부와 허수부, 그리고 인공구조체에 형성된 유도전류를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 출원의 일 실시예에 따른 전기연결체가 구비된 인공구조체의 흡수율과 임피던스 실수부와 허수부, 그리고 전기연결체가 구비된 인공구조체에 형성된 유도전류를 나타내는 도면이다.
도 8 (a)에 도시된 바와 같이 상부유도판(300)만이 배치되는 인공구조체(1)에 비하여, 도 8 (b)에 도시된 바와 같이 상부유도판(300)과 전기연결체(400)를 구비하는 인공구조체(1)가 상대적으로 향상된 광대역의 전자기파(EH) 흡수 특성을 가질 수 있다.
도 9와 도 10을 참조하면, 전기연결체(400)가 인공구조체(1)에 구비되는 경우 입사되는 전자기파(EH)에 의해 유도전류가 형성되는 영역이 넓어질 수 있다. 또한, 입사되는 전자기파(EH)에 의해 형성되는 유도전류의 세기가 크게 상승할 수 있다.
상기 인공구조체(1)에는 서로 다른 주파수의 전자기파(EH)가 입사될 수 있다.
상기 각 주파수의 전자기파(EH)가 인공구조체(1)로 입사되는 경우, 유도전류는 전기연결체(400)가 구비되지 않은 인공구조체(1)의 일 영역에만 형성될 수 있다. 이에 반하여, 상기 인공구조체(1)에 전기연결체(400)가 구비되는 경우, 유도전류는 인공구조체(1)의 광범위한 영역에 형성될 수 있다.
상기 유도전류가 인공구조체(1)의 광범위한 영역에 형성됨으로써, 상기 인공구조체(1)의 전 영역에서 전자기파(EH)가 흡수될 수 있다. 상기 인공구조체(1)의 전 영역에 전자기파(EH)가 흡수됨으로써, 흡수되는 전자기파(EH)의 에너지는 비약적으로 상승될 수 있다.
이하에서는 도 10를 참조하여, 도 10에 도시된 지표를 갖는 인공구조체(1)에 대해서 구체적으로 설명한다.
상기 인공구조체(1)는 상부유도판(300), 중간층(100), 하부유도판(200), 및 전기연결체(400)를 포함할 수 있다.
상기 인공구조체(1)는 복수의 영역을 포함할 수 있다. 상기 복수의 영역은 제1 내지 제4 영역(107)을 포함할 수 있다.
상기 복수의 영역별로 서로 다른 상부유도판(300)과 전기연결체(400)가 배치될 수 있다.
상기 제1 영역(101)에는 4행4열로 배치되는 제1 상부유도판(301)들을 포함하는 제1 상부유도판군이 배치되며, 제1 전기연결체(410)가 배치되고, 상기 제2 영역(103)에는 하나의 제2 상부유도판(303)이 배치되며 제2 전기연결체(420)가 배치되고, 상기 제3 영역(105)에는 3행3열로 배치되는 제3 상부유도판(305)들을 포함하는 제3 상부유도판(305)군이 배치되며 제3 전기연결체(400)가 배치되고, 상기 제4 영역(107)에는 2행2열로 배치되는 제4 상부유도판(307)들을 포함하는 제4 상부유도판(307)군이 배치되며 제4 전기연결체(400)가 배치된다.
상기 중간층(100)의 제1 너비(P1)는 400mm이고, 제2 너비(P2)는 400mm이고, 두께는 0.8mm이다. 상기 중간층(100)은 FR-4로 구현되며, 상기 중간층의 유전율은 4.3이다.
상기 하부유도판(200)의 제1 너비(P1)는 400mm이고, 제2 너비(P2)는 400mm이고, 두께는 0.036mm이다.
상기 각 상부유도판(300)들은 서로 다른 너비와 길이를 가진다.
상기 제1 상부유도판(301)의 상부너비는 180mm, 길이는 180mm이고, 상기 제2 상부유도판(303)의 상부너비는 90mm, 상부길이는 70mm이고, 상기 제3 상부유도판(305)의 상부너비는 60mm, 길이는 55mm이고, 상기 제4 상부유도판의 상부너비는 45mm이고, 길이는 35mm이다. 상기 각 상부유도판(300)들의 두께(th)는 0.036mm이다.
상기 각 전기연결체(400)는 서로 다른 저항값을 가진다. 상기 제1 전기연결체(410)의 저항은 150k, 상기 제2 전기연결체(420)의 저항은 75k, 상기 제3 전기연결체(400)의 저항은 22k, 상기 제4 전기연결체(400)의 저항은 19k이다.
상기 인공구조체(1)는 입사되는 전자기파(EH)의 주파수 별로 서로 다른 임피던스를 가질 수 있다. 상기 인공구조체(1)는 다양한 주파수 대역의 전자기파(EH)의 에너지를 흡수할 수 있다.
이하에서는 도 10에 도시된 지표를 참조하여 설명한다.
상기 인공구조체(1)의 임피던스는 도 10 (b)에 도시된 바와 같다.
도 10 (b)를 참조하면, 상기 특정 주파수 대역은 1.0GHz 내지 3.3GHz일 수 있다. 바람직하게 상기 특정 주파수 대역은 0.95GHz 내지 3.15GHz이다. 상기 인공구조체(1)의 임피던스는 전자기파(EH)의 특정 주파수 대역에서 상기 인공구조체(1)의 실수임피던스와 허수임피던스 크기의 차이가 실수 임피던스 크기의 0.2 이내로 형성된다. 달리 말해, 전자기파(EH)의 주파수가 0.95GHz 보다 낮은 경우, 상기 인공구조체(1)의 실수임피던스와 허수임피던스의 차이는 0.2 보다 커지고, 전지가피의 주파수가 3.15GHz보다 큰 경우, 상기 인공구조체(1)의 실수임피던스와 허수임피던스의 차이는 0.2 보다 커진다.
상기 인공구조체(1)는 상기 특정 주파수 대역의 전자기파(EH)의 에너지의 95% 이상을 흡수할 수 있다.
상기 전자기파(EH)의 주파수가 1.01GHz인 경우, 상기 인공구조체(1)의 전 영역에서 전자기파(EH)의 에너지가 흡수되되 제4 영역(107)에서 흡수되는 전자기파(EH)의 에너지가 가장 크다.
상기 전자기파(EH)의 주파수가 1.28GHz인 경우, 상기 인공구조체(1)의 전 영역에서 전자기파(EH)의 에너지가 흡수되되 제3 영역(105)에서 흡수되는 전자기파(EH)의 에너지가 가장 크다.
상기 전자기파(EH)의 주파수가 1.96GHz인 경우, 상기 인공구조체(1)의 전 영역에서 전자기파(EH)의 에너지가 흡수되되 제1 영역(101)에서 흡수되는 전자기파(EH)의 에너지가 가장 크다.
상기 전자기파(EH)의 주파수가 3.01GHz인 경우, 상기 인공구조체(1)의 전 영역에서 전자기파(EH)의 에너지가 흡수되되 제1 영역(101)에서 흡수되는 전자기파(EH)의 에너지가 가장 크다.
즉, 상기 인공구조체(1)는 얇은 두께로 구현되었음에도 불구하고, 기가헤르츠(GHZ) 주파수 대역에서 광대역의 전자기파의 에너지 흡수율을 보인다.
도 11은 본 출원의 일 실시예에 따른 전자파 흡수체의 주파수와 흡수율에 따른 시뮬레이션 및 실험 결과 그래프, 그리고 실제 구현된 인공구조체 및 실제 측정하는 사진이다.
도 11 (a)에 도시된 바와 같이 실제로 구현된 인공구조체(1)는 도 11 (b)에 도시된 바와 같은 전자기파(EH)의 에너지 흡수율을 나타낸다.
이하에서는 상기 인공구조체(1)의 전자기파(EH) 에너지 흡수 방법에 대해서 설명한다.
도 12는 본 출원의 일 실시예에 인공구조체(1)의 전자기파(EH) 에너지 흡수 방법에 대한 순서도이다.
도 12를 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 전자기파(EH) 에너지 흡수 방법은 임피던스결정단계, 유도전류형성단계, 유도자기장형성단계, 및 전자기파(EH)흡수단계를 포함할 수 있다. 본 출원의 실시예에서, 단계 S1000 내지 단계 S4000은 동시에 수행될 수 도 있지만, 어느 하나의 단계가 시간적으로 더 먼저 수행될 수 도 있다. 단계 S1000 내지 단계 S4000은 모두 수행될 수도 있지만, 항상 단계 S1000 내지 단계 S4000가 모두 수행되어야 하는 것은 아니고, 단계 S1000 내지 단계 S4000 중 적어도 하나만이 수행될 수도 있다.
이하에서는 각 단계에 대해서 구체적으로 설명한다.
상기 임피던스결정단계(S1000)에서, 인공구조체(1)는 각 영역별로 서로 다른 임피던스를 영역별로 가질 수 있다. 상기 영역별 임피던스는 상기 인공구조체(1)로 입사되는 전자기파(EH)의 주파수와 상기 영역별로 배치된 구성에 따라 결정될 수 있다.
상기 유도전류형성단계(S2000)에서, 상기 인공구조체(1)의 영역별로 서로 다른 유도전류가 형성될 수 있다. 상기 영역별로 형성된 유도전류의 세기와 방향은 영역별 임피던스에 기초하여 결정될 수 있다. 상기 유도전류는 영역별 상부유도판(300)과 전기연결체(400)에 형성될 수 있다. 상기 유도전류는 영역별 하부유도판(200)에 형성될 수 있다 상기 상부유도판(300)과 전기연결체(400)에 형성된 유도전류의 방향과 상기 하부유도판(200)에 형성된 유도전류의 방향은 서로 다른 방향일 수 있다.
상기 유도자기장형성단계(S3000)에서, 상기 인공구조체(1)의 영역별로 서로 다른 유도자기장이 형성될 수 있다. 상기 유도자기장은 인공구조체(1)의 영역별로 형성된 유도전류에 기초하여 형성될 수 있다. 상기 유도자기장은 중간층(100)의 영역별로 형성될 수 있다,
상기 전자기파(EH)흡수단계(S4000)에서, 상기 인공구조체(1)는 영역별로 서로 다른 전자기파(EH)의 에너지를 흡수할 수 있다. 상기 영역별로 흡수되는 전자기파(EH)의 에너지의 크기는 인공구조체(1)의 영역별 임피던스, 유도전류, 및 유도자기장에 기초하여 결정될 수 있다.
전술한 인공구조체(1)는 전자기파(EH)의 차폐목적으로 전자디바이스에 구비되거나, 전자기파(EH)의 에너지 흡수 목적으로 전자디바이스에 구비될 수 있다.
상술한 본 출원에 따른 인공구조체셀(10) 및 이를 포함하는 인공구조체(1)에 있어서, 각 실시예를 구성하는 단계가 필수적인 것은 아니며, 따라서 각 실시예는 상술한 단계를 선택적으로 포함할 수 있다. 또 각 실시예를 구성하는 각 단계는 반드시 설명된 순서에 따라 수행되어야 하는 것은 아니며, 나중에 설명된 단계가 먼저 설명된 단계보다 먼저 수행될 수도 있다. 또한 각 단계는 동작하는 동안 어느 한 단계가 반복적으로 수행되는 것도 가능하다.
1: 인공구조체 10: 인공구조체셀
100: 중간층 101: 제1 영역
103: 제2 영역 105: 제3 영역
107: 제4 영역 200: 하부유도판
300: 상부유도판 301: 제1 상부유도판
303: 제2 상부유도판 305: 제3 상부유도판
307: 제4 상부유도판
311: 제1행1열상부유도판 321: 제1행2열상부유도판
331: 제4행1열상부유도판 341: 제4행2열상부유도판
400: 전기연결체 410: 제1 전기연결체
420: 제2 전기연결체 450: 상단전기연결체
451: 제1 상단전기연결체 453: 제2 상단전기연결체
460: 중단전기연결체 470: 하단전기연결체
471: 제1 하단전기연결체 473: 제2 하단전기연결체

Claims (15)

  1. 중간층;
    상기 중간층의 일측에 배치되는 상부유도판;및
    상기 중간층의 타측에 배치되는 하부유도판;을 포함하고,
    상기 중간층의 일측의 영역은 제1 영역 및 제2 영역을 포함하며,
    상기 상부유도판은 제1 상부유도판 및 제2 상부유도판을 포함하고,
    상기 상부유도판들을 연결하는 전기연결체를 포함하고,
    상기 제1 영역에는 상기 제1 상부유도판이 배치되고, 상기 제2 영역에는 상기 제2 상부유도판이 배치되며,
    상기 제1 상부유도판의 크기는 상기 제2 상부유도판의 크기 보다 작으며, 상기 제1 영역에 배치되는 제1 상부유도판의 수는 상기 제2 영역에 배치되는 제2 상부유도판의 수 보다 많은 것을 특징으로 하고,
    상기 전기연결체는,
    유도전류가 형성되는 것을 특징으로 하며,
    제1 전기연결체 및 제2 전기연결체를 포함하고,
    상기 제1 영역에 복수의 상기 제1 전기연결체가 배치되고, 상기 제2 영역에 복수의 상기 제2 전기연결체가 배치되되,
    상기 제1 전기연결체의 수는 상기 제2 전기연결체의 수보다 많은 것을 특징으로 하는,
    인공구조체셀.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 하부유도판의 면적은 상기 중간층의 면적에 대응되고, 상기 상부유도판의 면적보다 큰 것을 특징으로 하는,
    인공구조체셀.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 영역에 배치된 복수의 상기 제1 상부유도판들 간의 간격은 상기 제2 영역에 배치된 복수의 상기 제2 상부유도판들 간의 간격 보다 작은 것을 특징으로 하는
    인공구조체셀.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역에 배치된 복수의 상기 상부유도판들은 횡방향과 종방향으로 배치되되,
    상기 제1 영역에서 상기 횡방향으로 배치된 상기 제1 상부유도판의 수는 상기 제2 영역에서 상기 횡방향으로 배치된 상기 제2 상부유도판의 수 보다 많은 것을 특징으로 하는
    인공구조체셀.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 영역에 배치되는 상기 제1 전기연결체는 인접한 제1 상부유도판을 전기적으로 연결시키는 상단전기연결체를 포함하고,
    상기 상단전기연결체는 제1 상단전기연결체 및 제2 상단전기연결체를 포함하고,
    상기 제1 상단전기연결체의 일단과 상기 제2 상단전기연결체의 일단은 제1 상부유도판에 접촉되고, 상기 제1 상단전기연결체의 타단과 상기 제2 상단전기연결체의 타단은 서로 접촉되는 것을 특징으로 하는
    인공구조체셀.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 전기연결체는 상기 제2 영역에 배치된 제2 상부유도판과 상기 제1 상부유도판을 전기적으로 연결하는 하단전기연결체를 포함하고,
    상기 하단전기연결체는 제1 하단전기연결체 및 제2 하단전기연결체를 포함하고,
    상기 제1 하단전기연결체의 일단과 상기 제2 하단전기연결체의 일단은 상기 제1 상부유도판에 접촉되고,
    상기 제1 하단전기연결체의 타단과 상기 제2 하단전기연결체의 타단은 서로 접촉되며, 상기 제2 전기연결체에 접촉되는 것을 특징으로 하는
    인공구조체셀.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 인공구조체는 임피던스를 가지고,
    상기 임피던스에 의해 상기 인공구조체에 흡수되는 전자기파의 에너지의 양이 결정되는 것을 특징으로 하는
    인공구조체셀.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 임피던스는 제1 임피던스 및 제2 임피던스를 포함하고,
    상기 제1 영역은 제1 임피던스를 가지고, 상기 제2 영역은 상기 제2 임피던스를 가지는 것을 특징으로 하는
    인공구조체셀.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 임피던스에 기초하여 상기 인공구조체셀에 유도전류가 흐르되,
    상기 유도전류는 제1 유도전류 및 제2 유도전류를 포함하고,
    상기 제1 임피던스에 기초하여, 상기 제1 영역의 상기 제1 상부유도판에는 상기 제1 유도전류가 흐르고, 상기 제2 임피던스에 기초하여 상기 제2 영역의 상기 제2 상부유도판에는 상기 제2 유도전류가 흐르는 것을 특징으로 하는
    인공구조체셀.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 상부유도판에 흐르는 유도전류의 세기는 상기 전기연결체에 흐르는 유도전류의 세기 보다 큰 것을 특징으로 하는
    인공구조체셀.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 인공구조체에 입사되는 전자기파의 주파수가 변경되는 경우, 상기 유도전류의 세기가 변경되는 것을 특징으로 하는
    인공구조체셀.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 상부유도판에 형성된 유도전류의 방향과 상기 하부유도판에 형성된 유도전류의 방향은 서로 다른 것을 특징으로 하는
    인공구조체셀.
  15. 입사되는 전자기파의 에너지를 흡수하는 인공구조체로서,
    상기 인공구조체는 적어도 둘 이상의 인공구조체셀;을 포함하고,
    상기 인공구조체셀은,
    중간층;
    상기 중간층의 일측에 배치되는 상부유도판;및
    상기 중간층의 타측에 배치되는 하부유도판;을 포함하고,
    상기 중간층의 일측의 영역은 제1 영역 및 제2 영역을 포함하며,
    상기 상부유도판은 제1 상부유도판 및 제2 상부유도판을 포함하고,
    상기 상부유도판들을 연결하는 전기연결체를 포함하며,
    상기 제1 영역에는 상기 제1 상부유도판이 배치되고, 상기 제2 영역에는 상기 제2 상부유도판이 배치되며,
    상기 제1 상부유도판의 크기는 상기 제2 상부유도판의 크기 보다 작으며, 상기 제1 영역에 배치되는 제1 상부유도판의 수는 상기 제2 영역에 배치되는 제2 상부유도판의 수 보다 많은 것을 특징으로 하고,
    상기 전기연결체는,
    유도전류가 형성되는 것을 특징으로 하며,
    제1 전기연결체 및 제2 전기연결체를 포함하고,
    상기 제1 영역에 복수의 상기 제1 전기연결체가 배치되고, 상기 제2 영역에 복수의 상기 제2 전기연결체가 배치되되,
    상기 제1 전기연결체의 수는 상기 제2 전기연결체의 수보다 많은 것을 특징으로 하는,
    인공구조체.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010252172A (ja) * 2009-04-17 2010-11-04 Mitsubishi Electric Corp アンテナ装置
JP2015534760A (ja) * 2012-09-20 2015-12-03 ウニヴェルシテ・パリ−シュド 電磁吸収体
KR20170028598A (ko) * 2015-09-04 2017-03-14 현대모비스 주식회사 패치 어레이 안테나 및 이를 구비하는 레이더 신호 송수신 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010252172A (ja) * 2009-04-17 2010-11-04 Mitsubishi Electric Corp アンテナ装置
JP2015534760A (ja) * 2012-09-20 2015-12-03 ウニヴェルシテ・パリ−シュド 電磁吸収体
KR20170028598A (ko) * 2015-09-04 2017-03-14 현대모비스 주식회사 패치 어레이 안테나 및 이를 구비하는 레이더 신호 송수신 장치

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