KR101927491B1 - 레이더-적외선 영역 흡수율-방사율 제어 복합 구조 - Google Patents

레이더-적외선 영역 흡수율-방사율 제어 복합 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이더와 적외선 영역의 파동으로부터 피탐을 방지할 수 있는 기술에 대한 발명으로서, 메타물질로 이루어진 구조체를 이용하여 레이더 및 적외선 영역의 파동을 함께 제어함으로써 레이더의 흡수율과 적외선의 방사율을 조절하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1피탐방지부와 상기 제1피탐방지부의 상부에 적층되는 제2피탐방지부를 포함하되, 상기 제1피탐방지부는 상기 제1피탐방지부의 외부에서 입사되는 제1범위의 전자기파를 흡수하는 흡수체이며, 상기 제2피탐방지부는 상기 제2피탐방지부 외부로 방사될 수 있는 전자기파 중에서, 제2범위의 전자기파의 방사는 차단하고 제3범위의 전자기파의 방사는 허용하는 선택방사체인 흡수율-방사율 제어를 위한 복합 구조를 제공한다.

Description

레이더-적외선 영역 흡수율-방사율 제어 복합 구조 {Structure for Radar and Infrared Compatible Technology by Controlling Absorptivity and Emissivity}
본 발명은 레이더와 적외선 영역의 파동으로부터 피탐을 방지할 수 있는 기술에 대한 발명으로서, 메타물질로 이루어진 구조체를 이용하여 레이더 및 적외선 영역의 파동을 함께 제어함으로써 레이더의 흡수율과 적외선의 방사율을 조절하도록 한다.
레이더는 전자기파를 발생하는 장치로부터 인위적인 전파를 내보낸 다음, 반사되어 돌아오는 전파를 이용해 목표대상을 탐지해내는 것을 말한다. 적외선(IR, Infra-Red)은 물체가 절대 0도(K)가 아닌 이상 어떠한 형태로든 물체의 주변에 나타나는 파동형태인데 IRST(Infra-Red Search and Track)등의 장비를 이용해 탐지하게 되며, 상기 레이더를 탐지하는 기술과 함께 항공기를 비롯한 각종 군사용 장비, 미사일 기술 등에 응용되고 있다.
적외선 피탐 방지 기술과 레이더 피탐 방지 기술은 항공기, 함선 및 각종 군사용 장비의 위장성을 높이기 위한 기술로서, 적과의 대치상황에서 아군의 식별가능성을 최소화하여 아군의 생존성을 높이는 기술이다.
구체적으로 적외선 탐지기는 탐지대상과 배경의 적외선 에너지 신호차를 이용하여 대상을 탐지하게 되는데, 일반적으로 항공기, 함선 및 전차 등의 무기체계는 고온 엔진부의 발열 때문에 주위대기 및 지표와 대비하여 온도가 높으며, 특히 초음속으로 비행하는 항공기는 공기와의 마찰로 인해 표면온도가 상승하여 주위대기보다 온도가 높다. 이러한 환경에선 탐지대상의 온도와 방사율이 낮을수록 탐지대상이 방사하는 적외선 에너지의 크기가 작아 탐지확률이 작아진다.
그리고, 레이더 탐지기는 전술한 것처럼 대상물의 탐지를 위해 레이더 신호를 내보내고 탐지대상에서 반사되어 되돌아오는 신호를 탐지수단으로 사용한다. 따라서 레이더 탐지기를 파괴하지 않는 한 적의 레이더가 전파를 내보내는 것 자체는 막을 수 없지만, 되돌아가는 반사파를 레이더탐지기가 수신하지 못하게 하는 것은 가능하다. 구체적으로 물체에 입사되는 레이더파를 많이 흡수하여 되돌아가는 레이더파를 줄일수록 레이더 탐지기에 대한 탐지확률이 작아진다. 어떠한 물체가 전파를 얼마나 많이 반사시키는가에 대한 척도는 RCS(Radar Cross Section: 레이더 반사 단면)라는 수치로써 표현한다. RCS값이 작을 수록 적의 레이더에 작게 표시되는데, 통상의 항공기들은 1.0㎡ 이상 수치를 갖는데 비해 RCS값을 줄여 레이더 피탐방지 성능을 높은 항공기들은 0.01㎡ ~ 0.0001㎡ 수치를 갖기도 한다.
상기한 내용으로부터 확인할 수 있는 것처럼 적외선 탐지와 레이더 탐지로부터 탐색되는 것으로부터 회피할 수 있는 방법은 서로 상이하다.
레이더 피탐방지를 위해 널리 알려진 방법으로서 항공기 표면에 RAM(전파흡수물질)을 도포하여 적 레이더로 돌아가는 전파를 획기적으로 줄이는 것이 있다. 다만, RAM과 같은 도료는 항공기를 운용할 때마다, 도료가 침식되므로 피탐방지 성능을 유지하기 위해서는 계속적으로 다시 도포해야 하는 등 유지/관리/경제성 측면에서 불리한 측면이 많다.
적외선의 피탐을 방지하기 위해서는 앞서 말한 것처럼 물체의 표면에서 자연적으로 방사되는 열을 줄여야 하는데, 이를 위해 적외선 흡수 코팅 층을 코팅하는 기술들이 개시되어 있다.
적의 위협요소에 의해 올바르게 대처하기 위해서는 레이더의 피탐은 물론 적외선의 피탐을 함께 방지하여야 한다는 인식 아래, 최근에는 레이더 피탐기술과 적외선 피탐기술이 접목된 기술들이 연구들이 활발히 이루어지고 있다.
예를 들어, 대한민국 공개특허 2013-0076011와, 중국 공개특허 2015-10390745와 같은 것들이 있다.
위와 같은 종래의 기술은 섬유강화 또는 화학적 개질 방법 등을 통해 레이더 파동과 적외선 파동의 동시 호환 재료를 마련하여 피탐의 목적을 달성하고자 한다. 그런데 이러한 방법은 전술한 RAM 도료와 같이 항공기의 경우 고속운항 시 공기와의 마찰 등으로 인해 침식 등의 현상이 발생하는 문제에 자유롭지 않으며, 조성물과 관련된 특허들인 바 그 내구성의 검증이 어려운 문제가 있다.
대한민국 공개특허 2013-0076011 중국 공개특허 2015-10390745
본 발명에서는 상기한 특허들과 달리 레이더 영역의 흡수율, 적외선 영역의 방사율을 함께 제어하여 피탐 방지 기능을 갖는 것으로서, 구조적인 측면에서 접근한 기술을 제공하고자 한다.
그 수단으로써 본 발명에서는 메타물질을 이용하여 레이더 및 적외선 영역의 파동을 함께 제어하고자 한다.
본 발명은 레이더 및 적외선 영역에서 동시 피탐방지 성능을 갖도록 하는 기술로서 레이더 및 적외선 탐지기를 사용하는 적의 위협요소에 대한 아군 무기체계의 생존성 향상을 목표로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1피탐방지부와 상기 제1피탐방지부의 상부에 적층되는 제2피탐방지부를 포함하되, 상기 제1피탐방지부는 상기 제1피탐방지부의 외부에서 입사되는 제1범위의 전자기파를 흡수하는 흡수체이며, 상기 제2피탐방지부는 상기 제2피탐방지부 외부로 방사될 수 있는 전자기파 중에서, 제2범위의 전자기파의 방사는 차단하고 제3범위의 전자기파의 방사는 허용하는 선택방사체인 흡수율-방사율 제어를 위한 복합 구조를 제공한다.
여기서, 상기 제1피탐방지부는 레이더 영역에 대한 피탐방지부이고, 상기 제2피탐방지부는 적외선 영역에 대한 피탐방지부인 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 제3범위의 전자기파는 수 마이크로미터 내지 수십 마이크로미터 범위의 파장 중 일부영역에 해당하는 연속적인 파장을 갖는 파동이며, 상기 제2범위의 전자기파는 제3범위의 전자기파를 제외한 나머지 영역에 해당하는 파장을 갖는 파동인 것을 특징으로 할 수 있다.
나아가, 상기 제3범위의 전자기파는 5㎛ 초과 8 ㎛ 미만의 파장을 가지는 파동이며, 상기 제2범위의 전자기파는 3㎛ 이상 5㎛ 이하 및 8㎛ 이상 12 ㎛ 이하의 파장을 가지는 파동인 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1피탐방지부는 제1바닥부; 제1유전체; 전자기파 차폐층; 제2유전체; 제1금속층이 순서대로 적층되는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서 상기 제1금속층은 상기 제2유전체 상에 배치되는, 동일한 형상을 갖는 복수 개의 금속블록으로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 복수 개의 금속블록은 상호 간에 이격되어 소정의 패턴을 형성할 수 있다.
이때, 상기 제1금속층은 상기 제2피탐방지부의 바닥부 구성과 동일 구성으로서, 상기 제2피탐방지부의 바닥부 구성은 제1금속층으로 대체될 수 있다.
일 실시예에 따르면 상기 제2피탐방지부는 제2바닥부; 제3유전체; 제2금속층이 순서대로 적층되는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서 상기 제2금속층은 상기 제3유전체 상에 배치되는, 동일한 형상을 갖는 복수 개의 금속블록으로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 복수 개의 금속블록은 상호 간에 이격되어 소정의 패턴을 형성할 수 있다.
이때, 상기 제2금속층을 구성하는 단위 금속블록의 직경 변화에 따라 상기 제2범위의 전자기파의 파장이 가변되고, 상기 제3유전체의 두께 변화에 따라 상기 제2범위의 전자기파의 방사량이 가변되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 레이더 영역의 흡수율과 적외선 영역의 방사율을 함께 제어하기 위한 복합 구조를 제공한다. 여기서 레이더 영역의 파동을 제어하는 층(제1피탐방지부)과 적외선 영역의 파동을 제어하는 층(제2피탐방지부)은 각각 다층의 구조로 이루어져 있다.
제1피탐방지부는 제2피탐방지부를 투과한 레이더 영역의 전자기파를 흡수하도록 하여 레이더 영역의 파동에 대하여 피탐방지 성능을 발휘할 수 있게 한다. 이때, 레이더 영역의 전자기파는 본 발명 흡수율-방사율 제어 복합 구조의 외부에서 입사된 전자기파를 의미할 수 있다.
제2피탐방지부는 제1피탐방지부 위에 배치되는 것으로서, 특정 영역의 파장을 갖는 적외선 영역의 파동은 방사하고, 특정 영역 이외의 파장을 갖는 적외선 영역의 파동은 차단하도록 제어하며, 레이더 영역의 전자기파는 투과시킨다. 이때, 적외선 영역의 전자기파는 본 발명 흡수율-방사율 제어 복합 구조의 내부 또는 표면에서 방출될 수 있는 전자기파를 의미할 수 있다. 이때, 적외선 영역의 전자기파는 본 발명 흡수율-방사율 제어 복합 구조의 내부에 입사된 레이더 영역의 전자기파에 기인한 것일 수 있다.
본 발명에서는 피탐방지 기술이 장착된 기존 무기체계의 한계를 극복함으로써 적외선 및 레이더 미사일에 대한 아군 무기체계의 생존성을 향상 시킬 수 있다.
본 발명은 적외선 영역과 레이더 영역에 대한 복합 피탐방지 수단을 구조적인 측면에서 접근하여 해결하고자 하기 때문에 종래 공개된 기술에 비해 내구성 검증 등이 용이한 측면이 있다.
도1은 본 발명 레이더-적외선 영역 흡수율-방사율 제어를 위한 복합 구조의 모식도이다.
도2는 상기 도1에 대한 사시도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더-적외선 영역 흡수율-방사율 제어를 위한 복합 구조의 단면도이다.
도4는 도3에 도시된 복합 구조에서 제1금속층을 구성하는 복수 개의 금속블록이 배열된 모습을 나타내는 단면도이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더-적외선 영역 흡수율-방사율 제어를 위한 복합 구조의 사시도이다.
도6은 본 발명의 제2금속층을 구성하는 단위 금속블록의 직경 변화에 따른 파장의 변화, 제3유전체의 두께 변화에 따른 방사율 변화, 단위 금속블록의 높이와 재질의 변화에 따른 시뮬레이션 결과 그래프를 도시한 도면이다.
도7은 적외선 피탐방지 성능을 갖는 선택방사체와, 적외선 피탐방지 성능을 갖지 않는 선택방사체를 비교한 도면이다.
도8은 레이더 영역 흡수체 및 흡수체의 성능 측정에 따른 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다.
도9는 본 발명 메타물질을 이용한 복합 구조의 표면에서 레이더 및 적외선 영역 흡수율과 방사율을 측정한 결과 그래프를 도시한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
장치 또는 요소 방향 예를 들어 "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)" 등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.
아래의 설명에서 X축은 흡수율-방사율 제어를 위한 복합 구조의 길이방향을 의미할 수 있고, Y축은 흡수율-방사율 제어를 위한 복합 구조의 폭방향을 의미할 수 있으며, Z축은 흡수율-방사율 제어를 위한 복합 구조의 높이방향을 의미할 수 있다.
아울러, “제1, 제2, 제3”등과 같은 표현은 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로서, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.
본 명세서에서 “차단”이란 에너지가 진행방향으로 나아가지 않도록 하는 것을 의미하는 것으로서, 에너지 굴절, 반사의 개념을 포함할 수 있다. 그리고, “동시”란 시간흐름에 대한 개념으로서 반드시 “이시(異時)”의 반대개념으로서 해석되는 것은 아님을 유의하여야 한다. 오히려, 적외선 영역의 방사율과 레이더 영역의 흡수율을 “함께” 제어 가능함을 의미하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하, 도1과 도2를 참조하여 본 발명 레이더-적외선 영역 흡수율-방사율 제어를 위한 복합 구조(100)에 대하여 구체적으로 설명한다.
도1은 본 발명 레이더-적외선 영역 흡수율-방사율 제어를 위한 복합 구조의 모식도이다. 도2는 상기 도1에 대한 사시도이다.
본 발명은 레이더-적외선 영역 흡수율-방사율 제어를 위한 복합 구조(100)에 있어서, 제1피탐방지부(110)와 상기 제1피탐방지부(110)의 상부에 적층되는 제2피탐방지부(120)를 포함할 수 있다. 여기서 제1피탐방지부(110)와 제2피탐방지부(120)는 어떠한 제품 또는 구조물의 표면(Skin)에 해당하는 요소일 수 있다. 예를 들어 항공기의 동체(fuselage) 또는 날개(wing)의 표면에 해당하는 요소일 수 있다.
본 발명의 피탐 방지용 복합 구조는 스텔스(Stealth)라는 용어로 통칭될 수 있으며, 경우에 따라 항공기, 함선, 전차 등의 각종 군사장비, 미사일 및 특수목적장비에 적용될 수 있다. 또한, 각종 레이더 또는 적외선 탐색기로부터 인체의 안전을 확보하기 위한 수단으로써 이용될 수 있다. 예를 들어 최근 국내외 언론에서 이슈(issue)가 되고 있는 THAAD(Terminal High Altitude Area Defense missle) 방어체계가 설치되는 지역의 거주민 보호를 위해 건물의 외벽에 설치되는 자재로서도 활용될 수 있을 것이다. 이외 레이더 및 적외선을 함께 차단하고자 하는 목적을 가진다면 어떠한 제품 또는 구조물에도 적극 활용될 수 있을 것이다.
여기서 상기 제1피탐방지부(110)는 상기 제1피탐방지부(110)의 외부에서 입사되는 제1범위의 전자기파를 흡수하는 흡수체(absorber)이며, 상기 제2피탐방지부(120)는 상기 제2피탐방지부 외부로 방사될 수 있는 전자기파 중에서, 제2범위의 전자기파의 방사는 차단하고 제3범위의 전자기파의 방사는 허용하는 선택방사체(selective emmiter)일 수 있다.
이하의 설명에서 제1피탐방지부(110)는 간단히 ‘흡수체’로, 제2피탐방지부(120)는 간단히 ‘선택방사체’로 통칭될 수도 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 제1피탐방지부(110)는 레이더 영역의 전자기파에 대한 피탐방지부이고, 상기 제2피탐방지부(120)는 적외선 영역의 전자기파에 대한 피탐방지부인 것을 특징으로 한다.
도면을 참조하면, 밑에서부터(z축 방향) 첫번째 층(1층)은 레이더 영역의 전자기파로서 제1피탐방지부(110)에 대응되고, 제1피탐방지부 위에 배치된 두번째 층(2층)은 외부로 방사되는 적외선을 파장별로 제어하면서, 레이더 영역의 전자기파는 투과시키는 층으로서 제2피탐방지부(120)에 대응된다.
배경기술에서 전술하였지만, 레이더 스텔스 기술은 입사된 레이더파를 많이 흡수하여 되돌아가는 레이더파를 줄일수록 레이더 탐지기에 대한 탐지확률이 작아지는 원리인데, 본 발명에서는 상기 제1피탐방지부(110)에 도달한 제1범위의 전자기파를 흡수하도록 한다.
그리고 본 발명의 적외선 스텔스 기술은 적외선 탐지기가 사용하는 영역인 제2범위의 전자기파에 대한 적외선 에너지 방사율을 선택적으로 제어하고, 적외선 탐지기가 사용하지 않는 영역인 제3범위의 전자기파는 적외선 에너지를 방사하여 표면의 온도를 낮춘다. 예컨대 항공기나 함선 등 대상물체에서 방출되는 적외선 에너지를 그 주위 환경에서 방출되는 적외선 에너지와 동일하게 만들어 적외선 탐지기에 대한 탐지확률을 낮출 수 있다. 일반적으로는 탐지대상의 온도와 방사율이 낮으면 낮을수록 탐지대상이 방사하는 적외선 에너지의 크기가 작아 탐지확률이 작아지게 된다.
한편, 본 명세서에서 제1범위, 제2범위, 제3범위에서의 “범위(range)”는 세계전파통신회의(WRC)에서 제정한 전파규칙(RR; Radio Regulations)에서 말하는 전자기파 중에서 일부 구분된 영역을 의미한다.
구체적으로 제1범위의 경우 군사목적으로 주로 사용하는 밀리파(EHF, 약 1mm~1cm 파장), 마이크로파(SHF, 약 1cm~10cm 파장), 극초단파(UHF, 약 10cm ~1m 파장)에 해당하는 전자기파를 의미할 수 있다. 이를 주파수 단위로 환산하면 수백 MHz 내지 수십 GHz의 주파수를 갖는 파동이 해당된다. 구체적으로 L-Band, S-Band, C-Band, X-Band, KU Band, K-Band, Ka-Band가 본 발명 제1범위의 전자기파에 해당될 수 있다.
그리고 제2범위와 제3범위의 경우는 적외선(열복사)에 해당하는 전자기파를 의미할 수 있다. 적외선은 일반적으로 800nm~0.1mm의 파장, THz 단위의 주파수를 갖는다.
특히 본 발명에서 상기 제3범위의 전자기파는 수 마이크로미터 내지 수십 마이크로미터 범위의 파장 중 일부영역에 해당하는 연속적인 파장을 갖는 파동이며, 상기 제2범위의 전자기파는 제3범위의 전자기파를 제외한 나머지 영역에 해당하는 마이크로미터 범위의 파장을 갖는 전자기파인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제1범위, 제2범위, 제3범위를 구체적인 수치로써 표현한 실시예는 다음과 같다.
제1범위의 레이더 파동의 경우 바람직하게는 X-band (8 GHz 내지 12 GHz)의 주파수를 갖는 전자기파가 해당될 수 있다. 제2범위의 적외선 영역 전자기파의 경우 바람직하게는 통상적인 적외선 탐지기가 탐지하는 영역인 3㎛ 이상 5㎛ 이하 및 8㎛ 이상 12 ㎛ 이하의 파장을 갖는 전자기파인 것이 좋다. 아울러, 제3범위는 제2범위와 겹치지 않는 범위의 파장을 갖는 전자기파로서 5㎛ 초과 8㎛ 미만의 파장을 갖는 것일 수 있다. 본 발명에서의 제2범위와 제3범위는 본질적으로 서로 다른 파장영역을 갖는 전자기파를 의미하지만, 제2범위의 변화에 따라 제3범위가 함께 변화되는 측면에서 상호 종속적이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제2피탐방지부(120)에서는 제2범위를 3㎛ 내지 5 ㎛, 그리고 8㎛ 내지 12㎛ 의 파장영역으로 설정하여, 상기 제2범위의 방사율을 선택적으로 낮추거나 높여 예컨대 항공기 주위 환경의 적외선 에너지와 피탐방지 복합 구조(스텔스) 표면의 적외선 에너지를 동일하게 만들어 피탐 확률을 낮추는 것을 특징으로 할 수 있다.
참고로, 적외선 에너지는 그리고 상기 제3범위에 해당하는 적외선 전자기파는 방사함으로써, 피탐방지 복합 구조(스텔스)의 표면부에 쌓인 적외선 에너지를 방출할 수 있게 된다. 통상적으로 5㎛ 초과 8㎛ 미만의 파장을 갖는 적외선은 공기 중에서 산란 및 흡수가 잘 일어나는 영역으로 알려져 있으므로 제3범위의 수치를 위와 같이 5㎛ 초과 8㎛ 미만의 파장영역으로 설정 설정하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 기능의 구현을 위해서 본 발명의 제1피탐방지부(110) 및 제2피탐방지부(120)는 메타물질로 형성된다.
일반적으로 메타물질은 자연적으로 존재하는 원자나 분자와 달리 유전율(Permittivity), 투자율(Permeability), 굴절율(Refractive Index), 전파특성(Scattering Parameter)등의 특성을 임의로 제어할 수 있기 때문에 새로운 물질 또는 구조로서 다양하게 활용되는 것을 말한다.
특히 파동형태의 에너지를 제어하는 기술과 관련하여 메타물질은 매우 중요한 요소로 활용된다. 파동은 매질 내에서 다양한 파장(주파수) 형태로 존재(또는 정의)되기 때문이다.
다음에서는 도3 내지 도5를 참조하면서 본 발명 메타물질을 이용한 레이더-적외선 영역 흡수율-방사율 제어를 위한 복합 구조에 대한 구체적인 실시예를 설명하기로 한다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더-적외선 영역 흡수율-방사율 제어를 위한 복합 구조의 단면도이다. 도4는 도3에 도시된 복합 구조에서 제1금속층을 구성하는 복수 개의 금속블록이 모습을 나타내는 단면도이다. 도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더-적외선 영역 흡수율-방사율 제어를 위한 복합 구조의 사시도이다.
본 발명 복합 구조에서 제1피탐방지부(110)의 x방향, y방향의 크기단위는 제2피탐방지부(120)의 x방향, y방향 크기단위보다 더 큰 단위를 갖도록 형성된다. 예컨대, 제1피탐방지부(110)의 경우 x방향, y방향의 크기 단위가 밀리미터(mm)단위이며, 제2피탐방지부(120)의 경우 x방향, y방향의 크기단위가 마이크로(㎛)미터 단위를 갖도록 형성될 수 있다. 따라서, 상대적으로 큰 단위를 갖는 제1피탐방지부(110) 상에 제2피탐방지부(120)를 적층할 수 있게 된다.
본 발명의 주요 특징은 도3에 도시된 것처럼 상기 제1피탐방지부(110)가 제1바닥부(111); 제1유전체(112); 전자기파 차폐층(113); 제2유전체(114); 제1금속층(115)이 순서대로 적층되도록 배치될 수 있다는 거이다.
그리고 또 하나의 주요 특징은 상기 제2피탐방지부(120)가 제2바닥부(121); 제3유전체(122); 제2금속층(123)이 순서대로 적층되도록 배치될 수 있다는 것이다.
구체적으로 상기 제1바닥부(111)는 항공기나 함선 등 대상물체에서 바디(body)의 내측면 부분을 형성할 수 있다. 그리고 제1바닥부(111)는 제1금속층(115)과 실질적으로 동일한 재질로서 형성될 수 있다. 예컨대 구리, 알루미늄, 금 등으로 형성될 수 있다. 제1바닥부(111)의 상부에는 제1유전체(112)가 배치될 수 있으며, 이 제1유전체(112)의 상부에는 전자기파 차폐층(113)이 배치될 수 있다. 나아가 전자기파 차폐층(113) 상부에는 또 다른 제2유전체(114)가 배치되고, 제2유전체(114) 상부에는 제1금속층(115)이 배치될 수 있다.
상기 제1금속층(115)에 대한 전자기파의 투과성은 제1금속층(115)의 패턴에 의해 결정된다. 제1금속층(115)이 금속판으로 존재하는 경우 레이더 영역 전자기파는 금속층을 통과하지 못하지만, 제1금속층(115)과 같이 특정 패턴을 가지면 특정 주파수의 전자기파는 투과시킬 수 있다. 제1금속층(115)은 흡수하고자 하는 레이더 영역 전자기파를 투과시키는 역할을 한다. 여기서의 제1금속층(115)은 구리, 알루미늄, 금 등이 다양하게 채택될 수 있다.
제1금속층(115)을 투과한 전자기파는 제2유전체(114)를 통과하게 되는데, 이때 유전체 내부에서는 자유전자의 움직임이 상대적으로 느리기 때문에 제1금속층(115)을 투과한 전자기파가 흡수되기 시작한다. 흡수되는 전자기파의 파장은 특정될 수 있는데 이는 제2유전체(114)의 loss tangent 등의 물성치에 따라 결정될 수 있다. 본 발명에서의 제2유전체는 FR4와 같은 EPOXY 수지가 포함될 수 있다.
제2유전체(114)를 통과한 전자기파는 전자기파 차폐층(113)을 만나 흡수된다. 전자기파 차폐층(113)은 금속과 유전체의 중간성질을 갖는 물질을 사용함이 바람직하다. 예컨대, 전자기파 차폐층(113)은 통상적인 레이더 스텔스 재료로서 전자기파 손실을 일으키는 역할로서 주로 쓰이는 카본(carbon)이 해당될 수 있다. 이 부분에 전자기파 에너지가 머무르게 되는 원리에 따라 레이더 파동에 의한 피탐 방지가 가능해진다.
전자기파 차폐층(113)을 통과한 전자기파는 최초 제1금속층(115)에 입사될 때의 전자기파에 비해 그 에너지가 상당부분 감소된 상태로서, 제1유전체(112)에 도달하게 되며, 여기서 다시 상당량의 전자기파 에너지가 흡수되어 종국적으로 제1바닥부(111)에 도달하게 된다. 일 실시예에 따라 제1유전체(112)는 제2유전체(114)와 실질적으로 동일한 재질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 유전체들(112, 114)와 금속들(111, 115) 각각의 두께는 각각 동일하게 설정되거나 또는 서로 다른 치수를 갖도록 자유롭게 설정될 수도 있다.
위 내용에서 살펴볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 특징은 제1피탐방지부(110)가 전자기파 손실을 일으키는 전자기파 차폐층(113)을 중심으로 하부에 제1바닥부(111)와 제1유전체(112)가 위치하고, 상부에 제2유전체(114)와 제1금속층(115)이 위치하게 된다는 것이다.
만약, 제1금속층(115)과 제1바닥부(111) 사이에 제1유전체(112)와 제2유전체(114)가 연속적으로 배치되는 경우라면, 전체적으로 메탈->유전체->메탈 순서의 레이더 흡수체를 구성하게 되는데, 이 경우 흡수되는 레이더 영역 전자기파의 범위는 매우 제한적이게 된다. 그런데, 본 발명에서는 제1유전체(112)와 제2유전체(114) 사이에 유전체(112, 114)와 다른 성질의 전자기파 손실을 일으키는 차폐층(113)을 구비함으로써, 전체적으로 메탈->유전체->차폐층->유전체->메탈 순서의 레이더 흡수체를 구성하게 되어, 레이더 영역의 전자기파가 흡수되는 범위를 현저히 확장할 수 있게 되는 장점이 있다. 후술하겠지만, 도8의 레이더 흡수 영역을 참고하면, 도시된 도면에서 peak point가 2곳 위치하게 되는데, 기본적으로 peak point는 금속과 유전체의 계면 부근에서 발생하게 된다. 도8의 경우에는 차폐층(113)이 있는 경우의 결과 그래프이므로 흡수되는 레이더 영역이 상당히 넓지만 만약 차폐층(113)이 없는 경우는 도8에서와 달리 현저히 좁은 영역의 레이더만이 흡수되는 양상을 보인다. 이처럼, 본 발명의 전자기파 차폐층(113)은 매우 유의미한 구성요소이다.
한편, 본 발명의 제2피탐방지부(120)는 아래로부터 순서대로 제2바닥부(121), 제3유전체(122)와 최상위층인 제2금속층(123)이 배치된다. 상기한 바와 마찬가지로, 전자기파의 투과성은 금속의 plasma frequency 및 damping constant와 유전체의 loss constant 등에 의해 결정되는데, 적외선도 전자기파의 일종으로서 파동 진행에 있어서 상기한 인자들의 영향을 많이 받는다. 특히, 제2금속층(123)에서 금속 내부 자유전자들의 움직임에 따라 특정파장에서 전자기파의 공진현상이 발생하여, 일부 파장영역은 투과가 되고 또 다른 일부 파장영역은 투과가 되지 못하는 현상이 발생한다.
본원 출원의 발명자는 상기 제2금속층(123)의 형상, 치수, 재질과 유전체의 재질, 두께 등에 의해 공진현상이 일어나는 주파수와, 그에 따라 투과가 되는 파장영역 및 투과가 되지 않는 파장영역이 조절될 수 있음을 발견하였다. 이에 대한 상세한 실험 데이터는 후술하기로 한다.
본 발명의 또 다른 주요 기술적 특징으로서, 상기 제1금속층(115)은 상기 제2피탐방지부(120)의 바닥부(121) 구성과 동일 구성으로서, 상기 제2피탐방지부(120)의 바닥부(121) 구성은 제1금속층(115)으로 대체될 수 있다. 이에 따르면, 동일한 기능을 갖는 제1금속패턴(115)과 제2바닥부(121) 중 어느 한 쪽의 구성을 생략함으로써, 전체 구성의 체적 감소에 따른 복합 구조를 적용하는 대상물체의 체적 감소 및 자중을 줄일 수 있는 장점이 있고, 비용 또한 절감할 수 있는 측면이 있다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따르면 제1금속층(115)을 구성하는 복수 개의 금속블록 사이에 슬릿이 형성된 상태(상호 S만큼의 거리가 이격된 상태) 에서 제2유전체(114) 상에 배열될 수 있다. 도4를 참조하면, 도3(c)의 복합 구조 여러 개가 배열되고 있는 모습을 나타낸다. 이는 실제 항공기나 선박에 제1피탐방지부(110)와 제2피탐방지부(120)가 적용되는 모습을 나타내는 것으로 볼 수 있는데, 여기서 제1금속층(115)을 구성하는 복수 개의 금속블록이 사이에 S 만큼의 거리가 이격되도록 슬릿이 형성되어 있음을 확인할 수 있다. 그리고 제2바닥부(121)의 구성은 제1금속층(115)으로 대체된 것으로 도시된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 제1피탐방지부(110)는 밀리미터단위이고, 제2피탐방지부(120)의 경우 나노미터단위의 크기를 가지도록 형성될 수 있다. 예컨대 도 4에 도시된 제1피탐방지부(110)의 두께는 0.5mm 내지 2mm의 크기를 갖도록 구성된다. 반면 제2피탐방지부(120)의 단위 금속블록은 대략 200nm의 높이방향(z방향) 두께를 가지고, 제3유전체가 대략 200nm의 높이방향(z방향) 두께를 갖도록 형성되어 제2피탐방지부(120)의 전체 높이는 대략 400nm의 높이를 갖도록 구성될 수 있다. 여기에 레이더 영역의 전자기파(약 3cm의 파장을 갖는 전자기파)가 본 발명 복합 구조체에 입사되면 제2피탐방지부(120)는 입사되는 전자기파의 파장에 비해 수천분의 1의 크기를 가지므로, 대부분의 전자기파는 제2피탐방지부(120)에 의해 반사되지 않고 그대로 투과하게 된다.
제2피탐방지부(120)를 투과한 전자기파는 상기 제1금속층(115)에 형성된 슬릿의 간격(S) 또는 제1금속층(115)의 두께에 따라 특정 파장을 갖는 레이더 영역의 전자기파만이 레이더 흡수체에 흡수될 수 있다. 예를 들어 상기 슬릿의 간격(S) 또는 제1금속층(115)을 적절히 설정하면 약 3cm정도의 파장을 갖는 X-Band 레이더(8GHz~12GHz의 주파수를 가짐)만이 레이더 흡수체에 흡수되고, 나머지 파장 영역의 전자기파는 제1피탐방지부(110)에서 흡수되지 않고 반사된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 5에 도시된 바와 같이 제1바닥부(111)는 x축 방향으로 a mm(ex, 70mm), 전자기파 차폐층(113)은 b mm(ex, 6.2mm)의 길이를 갖도록 형성된다. 그리고 제1금속층(115)과 제3유전체(122)는 c mm(ex, 1.3mm) 의 길이를 갖도록 형성되고 실질적으로 동일한 면적을 갖도록 형성된다. 이때, 제2금속층(123)의 단위 금속블록은 d ㎛(ex, 1.5㎛)의 직경을 갖도록 형성된다. 이러한 스케일 차이로 인해 상기 제1피탐방지부(110)의 상부에 수백 내지 수 천개의 제2피탐방지부(120)를 배치할 수 있게 된다.
전술한 것처럼 제2금속층(123)은 상기 제3유전체(122) 상에 배치되는데, 이때 제2금속층(123)은 동일한 형상을 갖는 단위 금속블록 여러 개가 규칙적으로 배열되는 것일 수 있다. 여기서 상기 복수 개의 단위 금속블록은 상호 간에 이격되어 소정의 패턴을 형성할 수 있다.
여기서 상기 제2금속층(123)을 구성하는 단위 금속블록은 상기 제2피탐방지부(120)의 상면에서 보아 원, 삼각형, 장방형, 다각형, 십자형 중 어느 하나의 형상을 갖도록 할 수 있다.
그리고 상기 제2금속층(123)을 구성하는 단위 금속블록의 형상 및 직경 변화에 따라 상기 제2범위의 전자기파의 파장이 가변되고, 상기 제3유전체의 두께 변화에 따라 상기 제2범위의 전자기파의 방사량이 가변되는 것을 특징으로 할 수 있다.
이해를 돕기 위해, 레이더-적외선 영역 흡수율-방사율 제어를 위한 복합 구조에 대한 시뮬레이션 및 그 결과들에 대해서 설명하기로 한다.
도6은 본 발명의 시뮬레이션 결과 그래프를 도시한 도면이다. 구체적으로 도6(a)는 본 발명의 제2금속층을 구성하는 단위 금속블록의 직경 변화에 따른 파장의 변화를, 도6(b)는 제3유전체의 두께 변화에 따른 방사율 변화를, 도 6(c)는 단위 금속블록의 재질 변화에 따른 방사율 변화를, 도 6(d)는 금속블록의 높이 변화에 따른 방사율 변화를 나타낸다.
도6에서 단위 금속블록은 높이가 작은 원기둥(disk)으로 설정하였다.
도6(a)를 참조하면 단위 금속블록의 지름의 크기에 따라 적외선 파장별 방사율이 달라짐을 확인할 수 있다. 금속 원기둥의 지름이 작아질수록 단파장의 전자기파와 공진하여 단파장에서 방사율이 높으며, 지름이 클수록 장파장의 전자기파와 공진하여 장파장에서 방사율이 높다. 금속 원기둥의 높이는 50 nm에서 250 nm까지 안정적인 성능을 보인다.
도 6(b)를 참조하면 제3유전체(122)의 두께 조절을 통해 해당 파장에서 방사율의 조절이 가능함을 알 수 있다. 제3유전체(122)의 두께가 두꺼워 질수록 공진현상이 감소하여 방사율이 감소한다.
반면, 도6(c)에서 확인할 수 있듯이 금속인 단위구조체의 재질을 금, 은, 구리 등으로 바꾸었을 때는 선택방사체의 성능이 유지되고, 도 6(d)에서 확인할 수 있듯이 단위 금속블록 자체의 높이는 방사율에 큰 영향을 미치지 않음을 확인할 수 있다.
이 시뮬레이션 결과에 따르면 본 발명의 복합 구조에서 제2범위와, 제3범위의 설정에 유의미한 영향을 끼치는 파라미터는 단위 금속블록의 지름(직경)과 제3유전체(123)의 높이인 것을 확인할 수 있다.
즉, 금속블록 지름의 조절을 통해 제2범위와 제3범위의 파장영역을 조절할 수 있으며, 또한 제3유전체(122)의 두께 조절을 통해 해당 파장에서 방사율을 낮출 수 있으며 이와 같은 시뮬레이션을 수 회 진행하여 적외선 스텔스에 적합한 형상과 재질을 선정할 수 있다.
도7은 적외선 스텔스 성능을 갖는 선택방사체와, 적외선 스텔스 성능을 갖지 않는 선택방사체를 비교한 도면이다.
여기서 선택방사체 1은 적외선 스텔스 성능을 갖는 선택방사체이며, 선택방사체 2는 적외선 스텔스 성능을 갖지 않는 선택방사체이다.
구체적으로 선택방사체 1은 8㎛ 내지 12㎛ 영역을 탐지하는 적외선 탐지기에 대응하는 파장을 가진 적외선을 차단하는 스텔스 표면으로서 8㎛ 내지 12㎛ 영역의 방사율은 0.2 이하로 낮고 탐지되지 않는 영역인 4㎛ 초과 8㎛미만 영역의 적외선을 방사한다. 선택방사체 2는 선택방사체 1의 대조군으로 제작된 것으로서, 적외선 스텔스 성능을 가지고 있지 아니하므로 적외선 탐지기가 탐지하는 영역인 8㎛ 내지 12㎛ 영역의 방사율이 높다. 도 7의 (a)를 참조하면, 눈으로 보았을 때 두 방사체는 구분할 수 없을 정도로 동일하다. 그러나 100˚C의 핫 플레이트 위에 두 선택방사체를 두고 적외선 카메라로 촬영하면 도7의 (b)와 같이 스텔스 성능을 갖는 선택방사체 1은 주위와 동일한 온도를 보이며, 선택방사체 2는 주위보다 높은 온도를 보인다. 다시 말하면 선택방사체 1은 같은 온도로 가열되어도 매우 낮은 적외선 에너지를 주위로 방사하여 적외선 탐지기가 탐지할 수 있는 적외선 에너지를 감소시킨다.
도8은 레이더 영역 흡수체 및 흡수체의 성능 측정에 따른 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다.
일반적으로 레이더 스텔스 성능 지표에서 레이더 스텔스 성능을 갖는지 여부를 결정하는 기준은 -10 dB이하의 RCS를 갖는 것을 말하며, 입사한 레이더파의 1/10보다 적은 레이더파를 내보내는 표면을 스텔스 표면이라 한다.
도8의 (a)는 실제 레이더-적외선 영역 흡수율-방사율 제어를 위한 복합 구조(100)를 제작한 사진이며, 도8의 (b)는 제작한 레이더 흡수체의 흡수율 측정결과 및 시뮬레이션 결과이다. 예컨대, 도8(a)의 구조는 단위 금속블록(123) 대 제3유전체(122)의 면적비가 0.862이다. 따라서 표면의 86%이상의 면적에서 적외선 선택방사체가 작동한 모습을 나타낸다. 도8의 (b)의 결과를 살펴보면 본 발명의 레이더 흡수체는 X-band의 레이더파를 90%이상 흡수하는 것을 알 수 있다.
도9는 본 발명 메타물질을 이용한 복합 구조의 표면에서 적외선 및 레이더 영역 방사율과 흡수율을 측정한 결과 그래프를 도시한 도면이다.
도9를 통해 본 발명 레이더-적외선 영역 흡수율-방사율 제어를 위한 복합 구조의 효과를 종합해 보면, 일 실시예에 따른 제1피탐방지부(110)를 제1범위(예컨대, 8GHz 내지 14GHz의 파장을 갖는)의 전자기파를 흡수하는 흡수체로 형성하며, 제2피탐방지부(120)를 스텔스 표면으로부터 제2범위(예컨대, 3㎛ 내지 5㎛ 및 8㎛ 내지 12 ㎛의 파장을 갖는)의 적외선 파동의 방사는 차단하고, 상기 제2범위 이외 영역의 적외선 파동을 방사하는 선택방사체를 형성한 경우에는 도 10의 결과와 같이, 적외선 파동의 경우 80%이상의 방사율과 레이더 파동의 경우 90%의 흡수율을 보임을 알 수 있다.
본 발명은 레이더 영역의 흡수율과 적외선 영역의 방사율을 함께 제어하기 위한 복합 구조를 제공한다. 여기서 레이더 영역의 파동을 제어하는 층(제1피탐방지부)과 적외선 영역의 파동을 제어하는 층(제2피탐방지부)은 각각 다층의 구조로 이루어져 있다.
제1피탐방지부는 제2피탐방지부를 투과한 레이더 영역의 전자기파를 흡수하도록 하여 레이더 영역의 파동에 대하여 피탐방지 성능을 발휘할 수 있게 한다. 이때, 레이더 영역의 전자기파는 본 발명 흡수율-방사율 제어 복합 구조의 외부에서 입사된 전자기파를 의미할 수 있다.
제2피탐방지부는 제1피탐방지부 위에 배치되는 것으로서, 특정 영역의 파장을 갖는 적외선 영역의 파동은 방사하고, 특정 영역 이외의 파장을 갖는 적외선 영역의 파동은 차단하도록 제어하며, 레이더 영역의 전자기파는 투과시킨다. 이때, 적외선 영역의 전자기파는 본 발명 흡수율-방사율 제어 복합 구조의 내부 또는 표면에서 방출될 수 있는 전자기파를 의미할 수 있다. 이때, 적외선 영역의 전자기파는 본 발명 흡수율-방사율 제어 복합 구조의 내부에 입사된 레이더 영역의 전자기파에 기인한 것일 수 있다.
본 발명에서는 피탐방지 기술이 장착된 기존 무기체계의 한계를 극복함으로써 적외선 및 레이더 미사일에 대한 아군 무기체계의 생존성을 향상 시킬 수 있다.
본 발명은 적외선 영역과 레이더 영역에 대한 복합 피탐방지 수단을 구조적인 측면에서 접근하여 해결하고자 하기 때문에 종래 공개된 기술에 비해 내구성 검증 등이 용이한 측면이 있다.
본 명세서는 그 제시된 구체적인 용어에 의해 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 따라서, 이상에서 기술한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 본 발명의 일 실시예들에 대한 개조, 변경 및 변형을 가할 수 있다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
즉, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지되, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 흡수율-방사율 복합 구조
110 : 제1피탐방지부
111 : 제1바닥부
112 : 제1유전체
113 : 전자기파 차폐층
114 : 제2유전체
115 : 제1금속층
120 : 제2피탐방지부
121 : 제2바닥부
122 : 제3유전체
123 : 제2금속층

Claims (12)

  1. 제1피탐방지부와 상기 제1피탐방지부의 상부에 적층되는 제2피탐방지부를 포함하되,
    상기 제1피탐방지부는 상기 제1피탐방지부의 외부에서 입사되는 제1범위의 전자기파를 흡수하는 흡수체이고,
    상기 제2피탐방지부는 상기 제2피탐방지부 외부로 방사될 수 있는 전자기파 중에서, 제2범위의 전자기파의 방사는 차단하고 제3범위의 전자기파의 방사는 허용하는 선택방사체이며,
    상기 제2피탐방지부는 제2바닥부, 제3유전체, 제2금속층이 순서대로 적층되고,
    상기 제2금속층은 상기 제3유전체 상에 배치되는, 동일한 형상을 갖는 복수 개의 금속블록으로 이루어지며,
    상기 복수 개의 금속블록은 상호 간에 이격되어 소정의 패턴을 형성하되, 상기 제2금속층을 구성하는 단위 금속블록의 직경 변화에 따라 상기 제2범위의 전자기파의 파장이 가변되고, 상기 제3유전체의 두께 변화에 따라 상기 제2범위의 전자기파의 방사량이 가변되며,
    상기 제1피탐방지부는 제1바닥부; 제1유전체; 전자기파 차폐층; 제2유전체; 제1금속층이 순서대로 적층되고,
    상기 제1금속층은 상기 제2피탐방지부의 제2바닥부 구성과 동일 구성으로서, 상기 제2피탐방지부의 제2바닥부 구성은 제1금속층으로 대체되는 것을 특징으로 하는 흡수율-방사율 제어를 위한 복합 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1피탐방지부는 레이더 영역의 전자기파에 대한 피탐방지부이고, 상기 제2피탐방지부는 적외선 영역의 전자기파에 대한 피탐방지부인 것을 특징으로 하는 흡수율-방사율 제어를 위한 복합 구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제3범위의 전자기파는 수 마이크로미터 내지 수십 마이크로미터 범위의 파장 중 일부영역에 해당하는 연속적인 파장을 갖는 파동이며, 상기 제2범위의 전자기파는 제3범위의 전자기파를 제외한 나머지 영역에 해당하는 파장을 갖는 파동인 것을 특징으로 하는 흡수율-방사율 제어를 위한 복합 구조.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제3범위의 전자기파는 5㎛ 초과 8 ㎛ 미만의 파장을 가지는 파동이며, 상기 제2범위의 전자기파는 3㎛ 이상 5㎛ 이하 및 8㎛ 이상 12 ㎛ 이하의 파장을 가지는 파동인 것을 특징으로 하는 흡수율-방사율 제어를 위한 복합 구조.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1금속층은 상기 제2유전체 상에 배치되는, 동일한 형상을 갖는 복수 개의 금속블록으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 흡수율-방사율 제어를 위한 복합 구조.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수 개의 금속블록은 상호 간에 이격되어 소정의 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 흡수율-방사율 제어를 위한 복합 구조.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2금속층을 구성하는 상기 단위 금속블록은 마이크로 구조물인 것을 특징으로 하는 흡수율-방사율 제어를 위한 복합 구조.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
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