KR102085038B1 - 전자파 차폐용 콘크리트 블록의 차폐성능 시험장치 - Google Patents

전자파 차폐용 콘크리트 블록의 차폐성능 시험장치 Download PDF

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장홍제
김기연
권종원
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Abstract

본 발명은 전자파가 차단되며 개구부를 갖는 벽면을 공유하는 2개의 공간에 설치되는 차폐성능 시험장치로서, 제1 공간에 설치되어 빈공간 또는 콘크리트계 차폐블록으로 전자파를 송신하는 전자파송신수단; 제2 공간에 설치되어 빈공간 또는 콘크리트계 차폐블록을 통과한 전자파를 수신하는 전자파수신수단; 상기 제1 공간과 제2 공간 사이의 벽면에 설치되며, 상기 콘크리트계 차폐블록을 위치시키는 받침수단; 및 상기 받침수단에 설치되며, 상기 콘크리트계 차폐블록을 상기 받침수단에 밀착시키는 밀착수단;을 포함하며, 상기 밀착수단은 차폐성능 측정 시 상기 콘크리트계 차폐블록과 밀착되며 개구부를 갖는 제1 프레임을 포함하여, 상기 전자파가 상기 제1 프레임의 개구부를 통하여 상기 콘크리트계 차폐블록으로 입사하도록 하는 차폐성능 시험장치에 관한 것으로, 차폐성능을 갖는 재료의 구조에 상관없이 재료 자체의 차폐성능 측정이 용이하고, 측정 결과의 재현성(reproducibility) 및 신뢰도(reliability)가 우수한 시험장치를 제공할 수 있다.

Description

전자파 차폐용 콘크리트 블록의 차폐성능 시험장치{Shielding performance testing device of concrete block for electromagnetic shielding}
본 발명은 전자파 차폐용 콘크리트 블록의 차폐성능 시험장치에 관한 것으로 더욱 구체적으로는 콘크리트계 차폐블록 시료의 차폐성능 측정이 용이한 시험장치에 관한 것이다.
여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다.
일반적으로 전자기 펄스(ElectroMagnetic Pulse, EMP)란 핵폭발에 의하여 생기는 전자기 충격파로, 직접적으로 인명과 건물에 대한 피해를 발생시키지 않으면서 대략 50kV/m의 전계와 5000A의 매우 큰 전자기적 에너지를 발생시켜 가공전력선과 통신선을 통해 유도되거나 직접 기기에 인가되어 전자회로를 파괴시켜 반도체로 작동하는 모든 전자기기, 즉 군사용 장비, 통신장비, 컴퓨터, 이동수단, 전산망 등을 ns 단위로 순간적으로 마비시킨다. 최근에는 인명 살상에 대한 국제적 비난을 피하면서 적국의 산업시설을 파괴시킬 수 있기 때문에 현대전이 전자산업에 기반을 둔 통신·무기 시스템에 의해 진행되는 만큼 사람과 건물에는 피해를 주지 않으면서 적의 군사용 통신·무기 시스템을 비롯한 모든 전력 시스템을 무력화할 수 있는 EMP 폭탄, 적국의 핵개발과 고고도 핵실험 및 공격에 대한 대책이 요구된다.
전자파 간섭을 방지하는 대책 기술로는 여파(Filtering), 차폐(Shielding), 배선(Wiring), 및 접지(Grounding) 등과 같은 다양한 방법이 사용되고 있으며, 이 중 차폐(shielding) 방법은 기기나 구조물의 내성 측면을 고려하였을 때 적절하게 사용될 수 있는 방법이다.
따라서 차폐성능이 우수한 재료를 개발하기 위해서는 정확한 차폐성능 분석이 선결되어야 한다. 전자파를 차폐하는 기능을 갖는 재료에 대하여, 차폐성능을 평가하기 위해 사용되는 기존의 측정 방법으로는 재료를 실제로 사용되는 구조물의 형태로 제작하여 특성을 측정하고 있다. 이러한 측정 방법은 구조물 내부에 안테나를 설치하고 전자파를 복사시킴에 따라 구조물의 벽면을 통해 누설되는 전자파를 안테나 또는 탐침(probe)을 이용하여 감지함으로써 측정하는 방법이다.
이러한 측정 방법은 평가하고자 하는 재료를 사용하여 최종적으로 만들어지는 구조물을 근사적으로 묘사하기 때문에 실제 상황에 가장 근접하는 측정결과를 얻을 수 있는 장점이 있지만, 구조물을 만들 때 들어가는 각종의 인입구, 구조물의 구조적 특성 등에 의해 전자파 차폐특성이 크게 영향을 받기 때문에 재료 자체의 특성을 보기에는 어려움이 있다.
또한, 이러한 측정 방법은 제품의 외장 구조물을 설계하는 단계에서 사용할 예정의 모든 재료에 대해 구조물을 만들어야 하며, 구조물의 형태를 변경시킬 때 다시 모든 재료에 대해 구조물을 만들어야 하는 어려움이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 차폐성능을 위해 여러 차폐물질을 첨가한 콘크리트 자체의 차폐성능 측정이 용이한 시험장치를 제공하는 것이다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 전자파가 차단되며 개구부를 갖는 벽면을 공유하는 2개의 공간에 설치되는 차폐성능 시험장치로서, 제1 공간에 설치되어 빈공간 또는 콘크리트계 차폐블록 로 전자파를 송신하는 전자파송신수단; 제2 공간에 설치되어 빈공간 또는 콘크리트계 차폐블록을 통과한 전자파를 수신하는 전자파수신수단; 상기 제1 공간과 제2 공간 사이의 벽면에 설치되며, 상기 콘크리트계 차폐블록을 위치시키는 받침수단; 및 상기 받침수단에 설치되며, 상기 콘크리트계 차폐블록을 상기 받침수단에 밀착시키는 밀착수단;을 포함하며, 상기 밀착수단은 차폐성능 측정 시 상기 콘크리트계 차폐블록과 밀착되며 개구부를 갖는 제1 프레임을 포함하여, 상기 전자파가 상기 제1 프레임의 개구부를 통하여 상기 콘크리트계 차폐블록으로 입사하도록 하는 차폐성능 시험장치를 제공한다.
또한 상기 받침수단은 상기 벽면과 상기 콘크리트계 차폐블록 사이에 구비되며, 개구부를 갖는 플레이트; 및 상기 플레이트의 개구부에 대응하는 위치에 상기 콘크리트계 차폐블록이 위치할 수 있도록 콘크리트계 차폐블록을 받치는 다이;를 포함하는 것을 일 특징으로 한다.
또한 상기 밀착수단은 상기 제1 프레임의 개구부 전체가 상기 콘크리트계 차폐블록과 밀착되도록 상기 제1 프레임을 상기 콘크리트계 차폐블록 방향으로 밀거나 당기는 동작이 가능한 왕복운동기구;를 더 포함하는 것을 일 특징으로 한다.
또한 상기 왕복운동기구는 실린더와 상기 실린더 내부에 구비되는 피스톤을 포함하여 상기 실린더 내에 압력이 발생됨에 따라 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 기구이며, 상기 피스톤의 일단이 상기 제1 프레임과 결합되어 상기 제1 프레임을 상기 콘크리트계 차폐블록 방향으로 밀거나 당기는 것을 일 특징으로 한다.
또한 상기 밀착수단은 상기 제1 프레임과 상기 왕복운동기구 사이에 구비되고, 상기 왕복운동기구의 피스톤이 관통하는 홀을 포함하며, 개구부를 갖는 제2 프레임; 및 상기 제2 프레임과 상기 플레이트 사이에 구비되어 상기 제2 프레임과 상기 플레이트 사이의 간격을 유지하는 지지대;를 더 포함하는 것을 일 특징으로 한다.
또한 상기 밀착수단은 상기 왕복운동기구의 실린더 내에 압력을 발생시키는 컴프레셔를 더 포함하는 것을 일 특징으로 한다.
또한 상기 받침수단은 상기 플레이트와 상기 콘크리트계 차폐블록 사이에 구비되어, 상기 플레이트의 개구부 외곽과 상기 콘크리트계 차폐블록 사이를 패킹하는 가스켓을 더 포함하는 것을 일 특징으로 한다.
또한 상기 전자파송신수단은 600MHz 내지 2GHz 의 주파수(f)를 갖는 전자파를 발생시켜 송신하는 수단으로서, 상기 콘크리트계 차폐블록의 전자파 차폐 성능을 측정하는 것을 일 특징으로 한다.
또한 상기 개구부의 너비(W)는 하기 화학식 1을 만족하는 것을 일 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure 112018114249903-pat00001
또한 상기 차폐성능 시험장치는 상기 전자파송신수단에서 동일한 크기의 전자파를 송신하고, 빈공간을 통과시켰을 때 상기 전자파수신수단에 수신되는 전자파(SE)에 대한 콘크리트계 차폐블록을 통과시켰을 때 상기 전자파수신수단에 수신되는 전자파(SM)의 비(SM/SE)를 계산하여 차폐성능을 측정하는 것을 일 특징으로 한다.
본 발명은 차폐성능을 갖는 재료의 구조에 상관없이 재료 자체의 차폐성능 측정이 용이하고, 측정에 사용되는 콘크리트계 차폐블록을 고정할 때 접촉 임피던스의 영향을 최소화하여 측정 결과의 재현성(reproducibility) 및 신뢰도(reliability)가 우수한 시험장치를 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 시험장치는 전자파를 흡수하지 않는 벽면을 구비하는 공간이라면 어느 곳에든지 용이하게 설치가 가능한 효과를 제공한다.
특히 본 발명에 따른 시험장치는 콘크리트계 차폐블록의 전자파 차폐성능을 측정하는데 용이하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐성능 시험장치를 나타낸 것이다.
도 2 및 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시험장치 구성을 나타낸 것이다.
도 4 내지 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 받침수단 및 밀착수단을 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 플레이트를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 프레임을 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 프레임을 나타낸 것이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 패널을 나타낸 것이다.
이하에 본 발명을 상세하게 설명하기에 앞서, 본 명세서에 사용된 용어는 특정의 실시예를 기술하기 위한 것일 뿐 첨부하는 특허청구의 범위에 의해서만 한정되는 본 발명의 범위를 한정하려는 것은 아님을 이해하여야 한다. 본 명세서에 사용되는 모든 기술용어 및 과학용어는 다른 언급이 없는 한은 기술적으로 통상의 기술을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.
본 명세서 및 청구범위의 전반에 걸쳐, 다른 언급이 없는 한 포함(comprise, comprises, comprising)이라는 용어는 언급된 물건, 단계 또는 일군의 물건, 및 단계를 포함하는 것을 의미하고, 임의의 어떤 다른 물건, 단계 또는 일군의 물건 또는 일군의 단계를 배제하는 의미로 사용된 것은 아니다.
한편, 본 발명의 여러 가지 실시예들은 명확한 반대의 지적이 없는 한 그 외의 어떤 다른 실시예들과 결합될 수 있다. 특히 바람직하거나 유리하다고 지시하는 어떤 특징도 바람직하거나 유리하다고 지시한 그 외의 어떤 특징 및 특징들과 결합될 수 있다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 및 이에 따른 효과를 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 차폐성능 시험장치는 측정 대상 재료를 이용하여 편평한 시편으로 제작하여 전자파에 대한 차폐성능을 측정하는 시험장치이다. 본 발명에 따른 시험장치는 측정되기 적합한 크기 및 형태로 시편을 제작하고, 제작된 시편을 시험장치에 위치시킨 후 시편의 한쪽 부분에 설치된 전자파송신부를 이용하여 전자파를 송신하면 반대편에서 시편을 통해 전달되는 전자파를 전자파수신부 또는 탐침(probe)을 이용하여 감지함으로써 측정할 수 있는 시험장치이다.
신호송신부의 종류에 따라 다양한 신호에 대한 차폐성능을 측정할 수 있으며, 본 발명에서는 신호로서 전자파를 예시로 설명한다. 즉, 제작된 시편을 시험장치에 위치시킨 후 시편의 한쪽 부분에 설치된 (송신)안테나 등의 전파원을 이용하여 전자파를 복사시키고 반대편에서 시편을 통해 전달되는 전자파를 (수신)안테나 또는 탐침(probe)을 이용하여 감지함으로써 전자파 차폐성능을 측정할 수 있다.
본 발명에 따른 시험장치로 측정될 수 있는 콘크리트계 차폐블록은 전자파송신부 및 전자파수신부 사이에 평행하게 장착시켜야 하므로, 편평하며 높이 및 너비에 비하여 두께가 얇은 시편을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시예에 따른 차폐성능 시험장치는 도 1에 나타낸 것과 같이 전자파를 송신하는 전자파송신수단(10), 빈공간 또는 콘크리트계 차폐블록(1)을 통과한 전자파를 수신하는 전자파수신수단(20), 상기 콘크리트계 차폐블록(1)을 위치시키는 받침수단(30) 및 상기 콘크리트계 차폐블록(1)을 상기 받침수단(30)에 밀착시키는 수단을 포함하는 밀착수단(40)을 포함하고, 전자파가 차단되며, 개구부(501)를 갖는 벽면을 공유하는 2개의 공간(50) 사이의 벽면에 상기 받침수단 및 밀착수단이 설치되며, 상기 전자파 송신수단과 전자파수신수단은 서로 다른 공간에 구비된다.
상기 전자파송신수단(10)은 신호발생기 및 송신안테나를 포함하여 전자파를 발생시켜 송신안테나를 통하여 전자파를 송신하고, 상기 전자파수신수단(20)은 수신 안테나 및 스펙트럼 분석기를 포함하여 수신된 전자파를 측정할 수 있다. 상기 안테나는 대수 주기 안테나(Log Periodic antenna)를 사용할 수 있다. 신호발생기와 송신안테나, 수신안테나와 스펙트럼 분석기는 동축케이블을 이용하여 신호를 전송받는 것이 좋다. 도 2 및 3에 본 발명의 일실시예에 따른 시험장치의 구성을 나타내었다. 컴퓨터, 제어PC 등의 제어부는 공간 내부 또는 외부에 구비될 수 있다.
상기 2개의 공간이 공유하는 벽면에는 전자파가 통과하기 위한 개구부가 구비되며, 상기 콘크리트계 차폐블록은 받침수단에 의하여 상기 개구부에 대응하는 위치에 위치하고, 밀착수단에 의해 상기 개구부에 대응하는 위치에 밀착된다.
이 때, 상기 밀착수단(40)은 상기 콘크리트계 차폐블록(1)과 밀착되며 개구부(411)를 갖는 제1 프레임(41)을 포함하여, 상기 전자파가 상기 개구부(411)를 통하여 상기 콘크리트계 차폐블록(1)으로 입사하도록 하는 구조를 갖는다.
전자파 차폐성능을 측정하는 경우 상기 전자파송신수단(10)은 전자파 차폐가 가능한 제1 공간(51)에 설치되어 특정 범위의 주파수(f)를 갖는 전자파를 발생시켜 송신하는 수단이다. 상기 전자파수신수단(20)은 전자파 차폐가 가능한 제2 공간(52)에 설치되어 상기 빈공간 또는 콘크리트계 차폐블록을 통과한 전자파를 수신하는 수단이다.
상기 전자파송신수단에서 동일한 크기의 주파수를 송신하고, 빈공간을 통과시켰을 때 상기 전자파수신수단에 수신되는 전자파(SE)에 대한 콘크리트계 차폐블록을 통과시켰을 때 상기 전자파수신수단에 수신되는 전자파(SM)의 비(SM/SE)를 계산하여 전자파 차폐 성능을 측정할 수 있다.
상기 제1 공간(51)과 제2 공간(52) 사이에 구비되는 벽면에는 상기 전자파가 통과할 수 있는 개구부(501)가 구비되며, 상기 개구부(501)에는 상기 전자파송신수단(10)에 의해 송신된 전자파가 빈공간을 그대로 통과하거나 콘크리트계 차폐블록이 위치한 경우 콘크리트계 차폐블록을 통하여 통과한다. 상기 전자파수신수단(20)은 개구부(501)를 통하여 통과하는 전자파를 수신함으로써 콘크리트계 차폐블록의 차폐 성능을 측정할 수 있다. 예를 들면 상기 전자파수신수단에 수신되는 전력을 측정하고, 빈공간을 통과한 경우와 콘크리트계 차폐블록을 통과한 경우 수신되는 전력의 비를 구함으로써 전자파 차폐성능을 측정할 수 있다.
상기 받침수단(30) 및 밀착수단(40)은 상기 전자파송신수단(10)과 전자파수신수단(20) 사이에 구비되며, 상기 제1 공간(51)과 제2 공간(52) 사이에 구비되는 벽면에 설치된다. 이하 받침수단(30)과 밀착수단(40)을 구성하는 각 수단의 종류, 형태 및 결합관계를 설명하고, 작동되는 방식을 설명한다. 도 4 내지 6에 본 발명의 일실시예에 따른 받침수단(30) 및 밀착수단(40)을 나타내었다.
상기 받침수단(30)은 상기 개구부(501)에 대응하는 위치에 상기 콘크리트계 차폐블록(1)을 위치시키는 수단으로써, 상기 벽면에 설치되며 개구부(311)를 갖는 플레이트(31) 및 상기 플레이트(31)의 개구부(311)에 대응하는 위치에 상기 콘크리트계 차폐블록(1)이 위치할 수 있도록 콘크리트계 차폐블록을 받치는 다이(32)를 포함한다.
상기 플레이트(31)는 도 9에 나타나는 것과 같이 개구부(311)의 중심이 상기 벽면의 개구부(501)와 거의 일치하도록 상기 벽면의 일면에 결합되거나 후술할 패널(34)의 개구부(341)와 거의 일치하도록 패널(34)의 일면에 결합된다. 결합방법은 제한되지 않으나 상기 플레이트(31)와 벽면 또는 패널의 일 부분에 적어도 1개 이상의 나사홀을 구비하여 나사 및 볼트를 이용한 결합이 가능하다. 상기 플레이트(31)는 판 형태로써 철, 황동, 은 등의 금속 소재를 이용하여 형성될 수 있다.
상기 다이(32)는 콘크리트계 차폐블록(1)이 상기 벽면의 개구부(501), 패널(34)의 개구부(341) 및 상기 플레이트(31)의 개구부(311)의 위치에 놓일 수 있도록 콘크리트계 차폐블록(1)을 받치는 수단으로서, 상기 역할을 하는 수단이라면 그 형태 및 소재에 제한이 없이 사용할 수 있다. 본 발명에서는 예시로서 일측이 개방된 ∩형 각관을 사용하여 콘크리트계 차폐블록의 아래부분에서 콘크리트계 차폐블록을 받치도록 구성하였다. 이때 상기 ∩형 각관의 옆면에 나사홀을 구비하여 상기 플레이트(31)와 결합될 수 있다.
상기 밀착수단(40)은 상기 콘크리트계 차폐블록(1)을 상기 개구부(411)에 대응하는 위치에 밀착시키는 수단으로서, 상기 플레이트(31)의 반대측에서 상기 콘크리트계 차폐블록(1)과 밀착되며 개구부(411)를 갖는 제1 프레임(41) 및 상기 제1 프레임(41)의 개구부(411) 전체가 상기 콘크리트계 차폐블록(1)과 밀착되도록 상기 제1 프레임(41)을 상기 콘크리트계 차폐블록(1)이 위치한 방향으로 밀거나 당기는 동작이 가능한 왕복운동기구(42)를 포함한다.
상기 제1 프레임(41)은 도 10에 나타나는 것과 같이 상기 전자파송신수단(10)으로부터 발생한 전자파를 콘크리트계 차폐블록(1)으로 입사시키기 위한 개구부(411)를 포함하는 판 형태일 수 있으며, 상기 개구부(411)의 위치는 상기 벽면의 개구부(501) 및 상기 플레이트(31)의 개구부(311)의 위치와 일치하도록 구비되고, 철, 황동, 은 등의 금속 소재를 이용하여 형성될 수 있다.
도 5에 나타낸 것과 같이 상기 제1 프레임(41)을 상기 콘크리트계 차폐블록(1)이 위치한 방향으로 미는 동작을 통하여 콘크리트계 차폐블록이 개구부들(501, 311, 341, 411 등)에 평행하게 위치하면서 고정될 수 있도록 한다. 또한 도 4에 나타낸 것과 같이 상기 제1 프레임(41)을 상기 콘크리트계 차폐블록(1)이 위치한 방향의 반대 방향으로 당기는 동작을 통하여 콘크리트계 차폐블록(1)의 위치 고정을 해제하고 시험장치로부터 콘크리트계 차폐블록(1)을 꺼낼 수 있도록 한다.
상기 왕복운동기구(42)는 상기 제1 프레임(41)이 상기 콘크리트계 차폐블록(1) 방향으로 밀거나 당기는 동작이 가능하도록 하는 기구로서, 예를 들면, 실린더(421)와 상기 실린더(421) 내부에 구비되는 피스톤(422)을 포함하여 상기 실린더(421) 내에 압력이 발생됨에 따라 상기 피스톤(422)을 왕복 운동시키는 기구를 사용할 수 있다.
이 때, 상기 피스톤(422)의 일단이 상기 제1 프레임(41)과 결합되어, 피스톤(422)의 왕복 운동이 상기 제1 프레임(41)으로 전달되고 이로써, 제1 프레임(41)이 상기 콘크리트계 차폐블록 방향 또는 반대 방향으로 왕복 운동이 가능하다.
상기 밀착수단(20)과 상기 받침수단(30)과의 결합관계 및 동작방식을 설명하면 다음과 같다.
상기 밀착수단(40)은 상기 제1 프레임(41)과 상기 왕복운동기구(42) 사이에 구비되고, 상기 왕복운동기구(42)의 피스톤(422)이 관통하는 홀(432)을 포함하며, 개구부(431)를 갖는 제2 프레임(43); 및 상기 제2 프레임(43)과 상기 플레이트(31) 사이에 구비되어 상기 제2 프레임(43)과 상기 플레이트(31) 사이의 간격을 유지하는 지지대(44);를 더 포함하여 상기 받침수단(30)과 결합할 수 있다. 도 11에 본 발명의 일실시예에 따른 제2 프레임을 나타내었다.
더욱 구체적으로 상기 지지대(44)의 일단은 상기 플레이트(31)에 결합되고, 타단은 상기 제2 프레임(43)에 결합되며, 상기 왕복운동기구(42)의 피스톤(422)의 일단이 상기 제2 프레임(43)의 홀(432)을 통과할 수 있도록 상기 왕복운동기구(42)를 상기 제2 프레임(43)의 일측에 결합하고, 피스톤(422)의 상기 홀(432)을 통과한 일단을 상기 제1 프레임(41)의 일측에 결합하는 구조를 갖는다.
상기와 같이 결합함으로써 실린더(421) 내에 (+) 압력이 발생하면 피스톤(422)이 실린더(421)로부터 돌출되고 피스톤(422) 끝단에 연결된 제1 프레임(41)을 콘크리트계 차폐블록(1)이 위치한 방향으로 밀어내는 동작이 가능하다. 또한 실린더(421) 내에 (-) 압력이 발생하면 피스톤(422)이 실린더(421)로 인입되고 피스톤(422) 끝단에 연결된 제1 프레임(41)을 콘크리트계 차폐블록(1)이 위치한 방향의 반대 방향 당기는 동작이 가능하다.
이 때 실린더(421)의 일단은 제2 프레임(43)에 결합되어 있고, 제2 프레임(43)은 지지대(44)에 의해 플레이트(31)와 간격이 유지되므로, (+) 압력 발생 시 피스톤(422)을 포함한 왕복운동기구(42)가 제1 프레임(41)에 의해 밀리지 않고 실린더(421)의 위치를 유지한 채 제1 프레임(41)을 밀어낼 수 있는 지지 역할이 가능하다.
상기 밀착수단(40)은 상기 왕복운동기구의 실린더 내에 압력을 발생시키는 컴프레셔(45)를 더 포함할 수 있다. 컴프레셔(45)를 작동하여 상기 실린더 내에 공기를 주입함으로써 피스톤이 실린더로부터 돌출되도록 할 수 있다.
상기와 같은 구성을 통하여 콘크리트계 차폐블록의 인입 및 인출이 용이하고, 콘크리트계 차폐블록을 고정할 때 접촉 임피던스의 영향을 최소화하여 재현성(reproducibility)이 우수한 차폐성능 측정이 가능하다.
상기 받침수단(30)은 상기 플레이트(31)와 상기 콘크리트계 차폐블록(1) 사이에 구비되어, 상기 플레이트(31)의 개구부(311) 외곽과 상기 콘크리트계 차폐블록(1) 사이를 패킹하는 가스켓(33)을 더 포함할 수 있다. 이로써 콘크리트계 차폐블록을 통과한 전자파가 결합 틈새로 유실되는 것을 방지하여 더욱 신뢰도(reliability)가 우수한 차폐성능 측정이 가능하다.
또한 상기 받침수단(30)은 상기 플레이트(31)와 상기 벽면 사이에 설치되며, 개구부(341)를 포함하는 패널(34)을 더 포함할 수 있다. 상기 패널(34)을 벽면에 구비함으로써 플레이트(31)를 통한 받침수단(30) 및 밀착수단(40)의 탈부착이 용이하도록 할 수 있다. 도 12에 본 발명의 일실시예에 따른 패널을 나타내었다.
콘크리트계 차폐블록의 600MHz 내지 2GHz 의 주파수(f)를 갖는 전자파에 대한 차폐 성능을 측정하기 위하여 본 발명에 따른 시험장치를 이용하는 경우, 시험장치는 플레이트의 개구부 너비(W1), 제1 프레임의 개구부 너비(W2) 및 제2 프레임의 개구부 너비(W3)는 측정하고자 하는 전자파의 주파수에 해당하는 파장(λ)의 적어도 반파장(λ/2) 이상이어야 하며, 하기 화학식 1을 만족하도록 구성된다.
[화학식 1]
Figure 112018114249903-pat00002
예를 들어, 600MHz 의 주파수를 갖는 전자파에 대한 차폐 성능을 측정하는 경우 상기 개구부의 너비(또는 높이)는 0.25m 이상이도록 구성된다. 전자파의 특성상 금속으로 이루어진 공간 안에서 상기 개구부는 도파관(waveguide)과 같은 역할을 하여 특정 주파수를 차단하거나 통과시킬 수 있다. 이 때 개구부를 통과 가능한 전자파의 주파수는 개구부의 너비에 의해 결정되며, 그 너비와 전자파의 파장이 같거나 0.5배인 경우 해당 주파수를 통과시키게 된다. 개구부의 너비가 3λ, 2λ, λ, 1/2λ, 1/4λ, 1/8λ 등인 경우에 공진이 발생하며, 특히 λ, 1/2λ에서 공진효과가 크다. 따라서 주파수에 해당하는 파장의 반파장보다 좁은 개구부를 구비하는 경우, 즉 상기 화학식 1을 만족하지 않는 경우 전자파는 차단되게 되어 전자파 차폐 성능을 측정할 수 없다.
또한 콘크리트계 차폐블록의 두께는 특정의 공진주파수에 해당하는 두께인 것을 제외하고는 제한없이 사용 가능하며, 다만 너무 두꺼워지는 경우 무게가 상당해지므로 바람직하게는 콘크리트계 차폐블록의 무게가 50kg 이하로 제작되는 것이 좋으며, 일반적인 콘크리트인 경우 30cm ㅧ 30cm 의 너비 및 높이를 가질 때 20cm 이하의 두께를 갖는 것이 좋다.
또한 전자파송신부의 송신안테나와 콘크리트계 차폐블록과의 거리(r)를 조절하여 원역장 차폐성능 및 근역장 차폐성능 측정이 가능하다. 더욱 구체적으로 송신안테나와 콘크리트계 차폐블록과의 거리(r)를 안테나 최대길이(D)와 파장(λ)의 관계에 따라, 2D2/λ [m] 보다 크도록 설치하는 경우 원역장 차폐성능 측정이 가능하고, 2D2/λ [m] 보다 작도록 설치하는 경우 근역장 차폐성능 측정이 가능하다.
전술한 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 콘크리트계 차폐블록
10: 전자파송신수단
20: 전자파수신수단
30: 받침수단
31: 플레이트(PLATE)
32: 다이(DIE)
33: 가스켓(GASCKET)
34: 패널(PANEL)
40: 밀착수단
41: 제1 프레임(PUSH)
42: 왕복운동기구(CYLINDER)
43: 제2 프레임(SUPPORT)
44: 지지대
45: 컴프레셔
50: 전자파 차폐 공간
51: 제1 공간
52: 제2 공간

Claims (10)

  1. 전자파가 차단되며 개구부를 갖는 벽면을 공유하는 2개의 공간에 설치되는 차폐성능 시험장치로서,
    제1 공간에 설치되어 빈공간 또는 콘크리트계 차폐블록으로 전자파를 송신하는 전자파송신수단;
    제2 공간에 설치되어 빈공간 또는 콘크리트계 차폐블록을 통과한 전자파를 수신하는 전자파수신수단;
    상기 제1 공간과 제2 공간 사이의 벽면에 설치되며, 상기 콘크리트계 차폐블록을 위치시키는 받침수단; 및
    상기 받침수단에 설치되며, 상기 콘크리트계 차폐블록을 상기 받침수단에 밀착시키는 밀착수단;을 포함하고,
    상기 받침수단은 상기 벽면과 상기 콘크리트계 차폐블록 사이에 구비되고, 개구부를 갖는 플레이트를 포함하며,
    상기 플레이트와 상기 벽면사이에 설치되어 개구부를 포함하는 패널을 포함하고,
    상기 밀착수단은 차폐성능 측정 시 상기 콘크리트계 차폐블록과 밀착되며 개구부를 갖는 제1 프레임을 포함하여, 상기 전자파가 상기 제1 프레임의 개구부를 통하여 상기 콘크리트계 차폐블록으로 입사하도록 하는 차폐성능 시험장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 받침수단은,
    상기 플레이트의 개구부에 대응하는 위치에 상기 콘크리트계 차폐블록이 위치할 수 있도록 콘크리트계 차폐블록을 받치는 다이;를 포함하는 차폐성능 시험장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 밀착수단은,
    상기 제1 프레임의 개구부 전체가 상기 콘크리트계 차폐블록과 밀착되도록 상기 제1 프레임을 상기 콘크리트계 차폐블록 방향으로 밀거나 당기는 동작이 가능한 왕복운동기구;를 더 포함하는 차폐성능 시험장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 왕복운동기구는 실린더와 상기 실린더 내부에 구비되는 피스톤을 포함하여 상기 실린더 내에 압력이 발생됨에 따라 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 기구이며,
    상기 피스톤의 일단이 상기 제1 프레임과 결합되어 상기 제1 프레임을 상기 콘크리트계 차폐블록 방향으로 밀거나 당기는 차폐성능 시험장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 밀착수단은,
    상기 제1 프레임과 상기 왕복운동기구 사이에 구비되고, 상기 왕복운동기구의 피스톤이 관통하는 홀을 포함하며, 개구부를 갖는 제2 프레임; 및
    상기 제2 프레임과 상기 플레이트 사이에 구비되어 상기 제2 프레임과 상기 플레이트 사이의 간격을 유지하는 지지대;를 더 포함하는 차폐성능 시험장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 밀착수단은 상기 왕복운동기구의 실린더 내에 압력을 발생시키는 컴프레셔를 더 포함하는 차폐성능 시험장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 받침수단은 상기 플레이트와 상기 콘크리트계 차폐블록 사이에 구비되어, 상기 플레이트의 개구부 외곽과 상기 콘크리트계 차폐블록 사이를 패킹하는 가스켓을 더 포함하는 차폐성능 시험장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전자파송신수단은 600MHz 내지 2GHz 의 주파수(f)를 갖는 전자파를 발생시켜 송신하는 수단으로서,
    상기 콘크리트계 차폐블록의 전자파 차폐 성능을 측정하는 차폐성능 시험장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 개구부의 너비(W)는 하기 화학식 1을 만족하는 차폐성능 시험장치.
    [화학식 1]
    Figure 112018114249903-pat00003

  10. 제1항에 있어서,
    상기 차폐성능 시험장치는 상기 전자파송신수단에서 동일한 크기의 전자파를 송신하고, 빈공간을 통과시켰을 때 상기 전자파수신수단에 수신되는 전자파(SE)에 대한 콘크리트계 차폐블록을 통과시켰을 때 상기 전자파수신수단에 수신되는 전자파(SM)의 비(SM/SE)를 계산하여 차폐성능을 측정하는 차폐성능 시험장치.
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