KR102186091B1 - 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조 - Google Patents

적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판 상에 서로 상이한 주파수 특성을 갖는 복수 개의 돌출부를 용이하게 구현할 수 있도록 하는 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조에 관한 것이다. 본 발명은 기판에 복수 개의 돌출부를 형성하되, 현장에서 요구되는 주파수 특성에 따라, 복수 개의 유전부 사이에 서로 상이한 도전율을 갖도록 미리 형성된 복수 개의 도전부를 선택적으로 적층 배열하는 간단한 구조로 돌출부를 형성할 수 있으므로, 유전부 및 도전부의 적층 배열 순서에 따라, 기판 상에 서로 상이한 주파수 특성을 갖는 복수 개의 돌출부를 용이하게 구현할 수 있는 효과가 있다.

Description

적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조{FREQUENCY SELECTIVE STRUCTURE USING LAMINATED STRUCTURE}
본 발명은 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판 상에 서로 상이한 주파수 특성을 갖는 복수 개의 돌출부를 용이하게 구현할 수 있도록 하는 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조에 관한 것이다.
주파수 선택 표면(FSS : Frequency Selective Surface)은 특정 형태의 기본 단위 요소가 주기적으로 배열된 전도성 구조를 바탕으로 특정 주파수에서 전자기파(EM wave : Electromagnetic wave)를 선택적으로 투과하거나 차단할 수 있는 특성을 가지는 표면을 일컫는다. FSS는 안테나, 반사체, 흡수체, 레이돔 등에 적용되어, 항공기 또는 함정의 스텔스 무기 체계, 병원이나 교도소와 같이 전자파 보안을 필요로 건물, 특정한 전자파를 차단하기 위한 전자파 차폐 구조 등에 광범위하게 응용되고 있다.
전통적인 방식의 FSS 구조는 유전기판 위에 일정 형상을 갖는 전도성 패턴을 단위구조로 하여 무한히 배열된 구조를 갖는다. 대표적인 전도성 패턴의 형상으로는 십자 다이폴, 예루살렘 크로스 등의 중앙 연결형 형태와 사각 루프, 십자형 루프, 원형 링 등의 루프 형태 등이 있다. FSS 구조의 성능은 배열되는 단위구조의 개수에 매우 민감한데 반해, 대부분 무한히 배열된 단위구조를 가정하여 설계하고 있으며, 실제 환경에 적용하기 위해선 한정적인 공간에 유한개의 단위구조 배열로부터 유도된 특정 주파수에서의 선택적 특성을 고려해야 한다. 또한, 광대역 특성을 갖기 위하여 주파수 선택표면 구조를 입체 구조로 구현하기도 한다.
도 1은 종래 3차원 주파수 선택 구조를 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 종래 3차원 주파수 선택 구조는 유전체 물질로 형성되는 기판부(1)와, 기판(1)의 일면에 격자 상으로 배치되는 복수 개의 돌기부(10)를 포함한다. 돌기부(10)는 삼각뿔 형태로 형성되는 돌기(12)와, 돌기(12)의 표면에 주파수를 선택적으로 흡수하도록 형성되는 도체패턴(14)을 포함한다. 돌기(12)는 기판부(1)와 동일한 유전체로 형성되며 기판부(1)의 표면상에 사출성형 또는 3D 프린팅으로 형성된다. 도체패턴(14)은 돌기(12)의 표면에 차폐대상 주파수에 대한 공진을 발생시키는 폭과 높이를 가지는 도전체를 3D 프린팅으로 형성하여, 공진에 의해 주파수를 선택적으로 차폐하도록 구성된다. 이러한 종래기술은 돌기부(10)를 입체로 구현함에 따라 평면형에 비하여 외부에서 입사하는 전자파를 선택적으로 차폐할 수 있다.
한편, 돌기부(10) 및 도체패턴(14)은 3D 프린팅 등을 이용하여 2차원 평면 상에 3차원 구조로 구현된다. 이러한 돌기부(10) 및 도체패턴(14)은 고정된 주파수 특성을 갖기 때문에, 현장에서 요구되는 특정 주파수 특성을 가지도록 가변적으로 설계할 수 없는 문제점이 있다.
국내등록특허공보 제10-2005512호 국내등록특허공보 제10-1936834호
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 기판 상에 서로 상이한 주파수 특성을 갖는 복수 개의 돌출부를 용이하게 구현할 수 있도록 하는 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 유전부 및 도전부를 적층시켜서 입체 형상의 돌출부를 형성하되, 유전부 및 도전부의 적층되는 순서를 변경하는 간단한 조작만으로, 주파수 응답 특성을 재구성할 수 있어, 간단한 구조로, 원하는 주파수 대역의 신호를 선택적으로 차단 또는 통과시키거나 전면 재구성할 수 있도록 하는 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 유전체 물질로 형성되는 기판부; 및 상기 기판부 상에 배치되는 복수 개의 돌출부를 포함하고, 각각의 상기 돌출부는, 복수 개의 적층부가 적층되어 형성되고, 복수 개의 상기 적층부는, 전자파를 선택적으로 흡수하기 위한 하나 이상의 유전부 및 전자파를 선택적으로 반사하기 위한 하나 이상의 도전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조를 제공한다.
또한, 상기 돌출부는 원뿔, 다각뿔, 원뿔대, 다각뿔대, 다면체 및 원기둥 중에서 선택되는 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조를 제공한다.
또한, 복수 개의 상기 유전부 및 복수 개의 상기 도전부는 상호 교호적으로 적층되는 것을 특징으로 하는 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조를 제공한다.
또한, 상기 유전부와 상기 도전부는 각각 복수 개로 구성되고, 상호 마주보는 한 쌍의 유전부 사이에 복수 개의 도전부가 적층되거나 또는, 상호 마주보는 한 쌍의 도전부 사이에 복수 개의 유전부가 적층되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조를 제공한다.
또한, 각각의 상기 적층부의 외주연은 호 형상으로 볼록하게 형성되는 것을 특징으로 하는 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조를 제공한다.
또한, 상기 도전부는, 전도성 재질로 형성되거나 또는, 유전체로 형성되는 바디부의 표면에 전도성 패턴이 인쇄되어 형성되는 것을 특징으로 하는 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조를 제공한다.
또한, 상기 기판부, 상기 유전부 및 상기 도전부는 투명한 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조를 제공한다.
또한, 상기 유전부 및 상기 도전부는 각각 복수 개로 구성되고, 복수 개의 상기 유전부는 상호 상이한 유전율을 가진 유전체로 형성되고, 복수 개의 상기 도전부는 상호 상이한 반사율을 가진 도체로 형성되는 것을 특징으로 하는 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조를 제공한다.
또한, 복수 개의 상기 적층부 중 상호 마주보는 한 쌍의 적층부는 착탈 가능하도록 상호 암수 결합되는 것을 특징으로 하는 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조를 제공한다.
또한, 상기 기판부에는 복수 개의 상기 적층부 중 상기 기판부와 맞닿도록 위치되는 적층부와 암수 결합되도록 기판결합부가 형성되는 것을 특징으로 하는 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조를 제공한다.
또한, 상기 기판부의 상면에는 가이드기둥이 돌출 형성되고, 각각의 상기 적층부는 상기 가이드기둥에 삽입되도록 삽입부가 형성되는 것을 특징으로 하는 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조를 제공한다.
또한, 상기 가이드기둥의 길이방향을 따라 결합안내레일이 형성되고, 상기 가이드기둥에 상기 삽입부가 삽입될 때, 상기 삽입부의 내주연에 형성되는 가이드부가 상기 결합안내레일을 따라 슬라이딩 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조를 제공한다.
또한, 상기 가이드기둥의 직경 및 상기 가이드기둥에 삽입되는 상기 삽입부의 직경은 상기 기판부와 가까워질수록 커지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조를 제공한다.
본 발명은 기판에 복수 개의 돌출부를 형성하되, 현장에서 요구되는 주파수 특성에 따라, 복수 개의 유전부 사이에 서로 상이한 도전율을 갖도록 미리 형성된 복수 개의 도전부를 선택적으로 적층 배열하는 간단한 구조로 돌출부를 형성할 수 있으므로, 유전부 및 도전부의 적층 배열 순서에 따라, 기판 상에 서로 상이한 주파수 특성을 갖는 복수 개의 돌출부를 용이하게 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 돌출부는 유전부와 도전부가 적층되는 간단한 구조로 구성되므로, 한 쌍의 유전부 사이에 도전부를 위치시키기 위한 복잡한 기술이 요구되지 않고, 대량 생산이 용이하여, 생산 단가가 낮아지는 효과가 있다.
또한, 유전부 및 도전부를 적층시켜서 입체 형상의 돌출부를 형성하되, 유전부 및 도전부의 적층되는 순서를 변경하는 간단한 조작만으로, 주파수 응답 특성을 재구성할 수 있어, 간단한 구조로, 원하는 주파수 대역의 신호를 선택적으로 차단 또는 통과시키거나 전면 재구성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 기판부, 유전부 및 도전부는 투명한 재질로 형성될 수 있어, 이들 투명한 기판부, 유전부 및 도전부를 실내의 투명한 벽체에 구현하면, 건물 내부의 무선 자원을 제어할 수 있어, 이동 통신의 실내 전파 제어에 용이하게 사용 가능한 효과가 있다.
또한, 복수의 적층부는 가이드기둥에 가이드된 상태로 차례로 적층되도록 구성되므로, 복수의 적층부는 임의로 흔들리거나 분해되지 않고 그 형태가 견고하게 유지되는 효과가 있다.
또한, 적층부에 형성되는 가이드부가 결합안내레일에 삽입된 상태로 슬라이딩되므로, 적층부의 유전부 및 도전부는 임의로 회전되지 않고 정 위치를 견고하게 유지하는 효과가 있다.
또한, 복수 개의 적층부는 상호 암수 결합되는 간단한 구조로 기판에 견고하게 적층되므로, 복수 개의 적층부는 간단한 구조로 견고한 적층 구조를 구현할 수 있으며, 오랜 시간이 지난다 하더라도, 복수의 적층부는 임의로 흔들리거나 분해되지 않고, 그 형태가 견고하게 유지되는 효과가 있다.
도 1은 종래 주파수 선택 구조를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조의 돌출부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조의 돌출부가 기판부에 결합되는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조의 돌출부가 기판부에 결합된 상태를 단면으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조의 가이드기둥에 결합된 적층부의 수직 단면을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조의 유전부와 도전부가 다양한 순서로 적층되는 구조를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조의 돌출부의 다른 예시를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조의 돌출부의 다른 예시를 단면으로 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조의 돌출부의 또 다른 예시를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조의 돌출부의 다양한 예시를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조의 돌출부의 또 다른 다양한 예시를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 15는 도 13의 선택적인 흡수율에 대하여 대역별 전송 손실을 시뮬레이션한 그래프이다.
도 16은 도 14의 선택적인 흡수율에 대하여 대역별 전송 손실을 시뮬레이션한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조를 더욱 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조의 돌출부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조는 기판부(100) 및 돌출부(200)를 포함한다. 기판부(100)는 판형으로 형성되며 유전체 물질로 형성된다. 돌출부(200)는 기판부(100)의 상면에 복수 개가 다양한 패턴으로 배치되는 것으로, 예를 들면 복수 개의 돌출부(200)가 기판부(100)의 상면에 격자 패턴으로 배치된다.
돌출부(200)는 복수 개의 적층부(210)로 구성되는 것으로, 복수 개의 적층부(210)가 차례로 적층되어 하나의 입체 형상을 형성한다. 이러한 입체 형상은 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 예를 들면 원뿔, 다각뿔, 원뿔대, 다각뿔대, 다면체 및 원기둥 중에서 선택되는 어느 하나로 형성될 수 있다.
복수 개의 적층부(210)는 전자파를 선택적으로 흡수하기 위한 하나 이상의 유전부(212) 및 전자파를 선택적으로 반사하기 위한 하나 이상의 도전부(214)를 포함한다. 예를 들어, 복수 개의 적층부(210)는 복수 개의 유전부(212) 및 복수 개의 도전부(214)를 포함하며, 이들 유전부(212) 및 도전부(214)가 적층되는 순서 및 개수는 다양한 환경에 적용 가능하도록 다양하게 구성될 수 있으며, 예를 들면, 복수 개의 유전부(212) 및 복수 개의 도전부(214)가 상호 교호적으로 적층될 수 있다.
유전부(212)는 유전 물질로 형성될 수 있고, 도전부(214)는 도전 물질로 형성될 수 있다. 또한, 도전부(214)는 예를 들면 유전체로 형성되는 바디부의 표면에 임의의 크기를 갖는 전도성 패턴이 3차원으로 인쇄되어, 전도성 패턴의 형상 및 크기를 달리하면 현장에서 요구하는 주파수 특정을 가지도록 설계할 수 있다. 그리고 복수 개의 유전부(212)는 모두 동일한 유전율을 갖도록 구성되거나 또는 서로 다른 유전율을 갖도록 구성될 수 있다. 복수 개의 도전부(214) 또한, 모두 동일한 도전율을 갖도록 구성되거나 또는 서로 다른 도전율을 갖도록 구성될 수 있다.
그리고 복수 개의 도전부(214)가 서로 다른 도전율을 갖도록 형성되면, 이중 대역의 전자파를 선택적으로 통과 또는 차단할 수 있는 효과가 있다. 또한, 유전부(212) 및 도전부(214)의 적층 순서를 변경하여, 서로 다른 전자파를 선택적으로 통과 또는 차단할 수 있는 효과가 있다.
이처럼 본 발명은 현장에서 요구되는 주파수 특성에 따라, 복수 개의 유전부(212) 사이에 서로 상이한 도전율을 갖도록 미리 형성된 복수 개의 도전부(214)를 선택적으로 적층 배열하는 간단한 구조로 돌출부(200)를 형성할 수 있으므로, 유전부(212) 및 도전부(214)의 적층 배열 순서에 따라, 기판 상에 서로 상이한 주파수 특성을 갖는 복수 개의 돌출부(200)를 용이하게 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 돌출부(200)는 유전부(212)와 도전부(214)가 적층되는 간단한 구조로 구성되므로, 한 쌍의 유전부(212) 사이에 도전부(214)를 위치시키기 위한 복잡한 기술이 요구되지 않고, 대량 생산이 용이하여, 생산 단가가 낮아지는 효과가 있다.
또한, 유전부(212) 및 도전부(214)를 적절한 순서로 적층시켜서 입체 형상의 돌출부(200)를 형성하되, 유전부(212) 및 도전부(214)의 적층되는 순서를 변경하는 간단한 조작만으로, 주파수 응답 특성을 재구성할 수 있어, 간단한 구조로, 원하는 주파수 대역의 신호를 선택적으로 차단 또는 통과시키거나 전면 재구성할 수 있는 효과가 있다.
한편, 기판부(100), 유전부(212) 및 도전부(214)는 투명한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 기판부(100) 및 유전부(212)는 투명한 유전체로 형성되고, 도전부(214)는 투명한 유전체 바디부에 투명한 전극 패턴을 인쇄한다. 그리고 이들 투명한 기판부(100), 유전부(212) 및 도전부(214)를 실내의 투명한 벽체, 유리 창호 등에 구현하면, 건물 내부의 무선 자원을 제어할 수 있어, 이동 통신의 실내 전파 제어에 용이하게 사용 가능한 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조의 돌출부가 기판부에 결합되는 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조의 돌출부가 기판부에 결합된 상태를 단면으로 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 기판부(100)의 상면에는 복수 개의 가이드기둥(110)이 돌출 형성되고, 각각의 가이드기둥(110)에 각각의 돌출부(200)가 삽입되어 결합된다. 가이드기둥(110)은 예를 들면, 원 기둥 형상으로 형성된다. 그리고 돌출부(200)에 구비되는 복수 개의 적층부(210) 즉, 유전부(212) 및 도전부(214)에는 각각 삽입부(212a, 214a)가 관통 형성되어, 유전부(212)의 삽입부(212a) 및 도전부(214)의 삽입부(214a)가 가이드기둥(110)에 삽입되어 적층된다. 이처럼 복수의 적층부(210)는 가이드기둥(110)에 가이드된 상태로 차례로 적층되도록 구성되므로, 복수의 적층부(210)는 임의로 흔들리거나 자리를 이탈하지 않게 되는 효과가 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조의 가이드기둥에 결합된 적층부의 수직 단면을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 가이드기둥(110)에는 그 외주연 길이방향을 따라 복수 개의 결합안내레일(112)이 오목한 형태로 길게 형성된다. 복수 개의 결합안내레일(112)은 가이드기둥(110)의 외주연에 일정 간격을 두고 상호 이격된 상태로 배열된다. 그리고 가이드기둥(110)에 유전부(212)의 삽입부(212a) 및 도전부(214)의 삽입부(214a)가 삽입될 때, 유전부(212)의 삽입부(212a)의 내주연 및 도전부(214)의 삽입부(214a)의 내주연에는 각각 결합안내레일(112)에 삽입되도록 가이드부(212b, 214b)가 돌출 형성되어, 유전부(212)의 가이드부(212b) 및 도전부(214)의 가이드부(214b)가 결합안내레일(112)을 따라 슬라이딩 삽입된다. 이처럼 가이드부(212b)가 결합안내레일(112)에 삽입된 상태로 슬라이딩되므로, 유전부(212) 및 도전부(214)는 임의로 회전되지 않고 정 위치를 견고하게 유지하는 효과가 있다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조의 유전부와 도전부가 다양한 순서로 적층되는 구조를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 7의 (a)를 참조하면, 유전부(212)와 도전부(214)는 각각 복수 개로 구성되고, 상호 마주보는 한 쌍의 유전부(212) 사이에 복수 개의 도전부(214)가 적층되도록 구성되어, 돌출부(200)는, 유전부(212), 도전부(214), 도전부(214), 유전부(212) 및 유전부(212) 순으로 적층된다.
도 7의 (b)를 참조하면, 유전부(212)와 도전부(214)는 각각 복수 개로 구성되고, 상호 마주보는 한 쌍의 도전부(214) 사이에 복수 개의 유전부(212)가 적층되도록 구성되어, 돌출부(200)는, 도전부(214), 유전부(212), 유전부(212), 도전부(214) 및 유전부(212) 순으로 적층된다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조의 돌출부의 다른 예시를 설명하기 위하여 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조의 돌출부의 다른 예시를 단면으로 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 가이드기둥(111)에 복수 개의 적층부(210)가 삽입되어 하나의 돌출부(200)가 형성된다. 이때, 돌출부(200)에 구비되는 복수 개의 적층부(210) 즉, 유전부(216) 및 도전부(218)는 각각 링 또는 도넛 형상 등으로 형성되어, 적층부(210)의 외주연은 호 형상으로 볼록하게 형성된다. 이처럼 적층부(210)의 외주연이 평평한 판형이 아닌 호 형상으로 형성되므로, 전자파의 입사각에 변화를 주도록 하여, 특정 주파수 대역에서 흡수 또는 반사 특성을 용이하게 조절할 수 있는 효과가 있다. 예를 들어, 높은 탑에 위치한 기지국에서 오는 신호나 위성신호 등은 경사진 상태로 입사되는데, 적층부(210)의 외주연이 호 형상으로 형성되면, 이러한 경사진 상태로 입사되는 신호를 용이하게 차폐 또는 흡수할 수 있다.
한편, 돌출부(200)는 예를 들면, 전반적으로 원뿔대 형태로 형성될 수 있으며, 이때, 가이드기둥(111)의 직경 및 가이드기둥(111)에 삽입되는 유전부(216)의 삽입부(216a) 직경 및 도전부(218)의 삽입부(218a)의 직경은 기판부(100)와 가까워질수록 커지도록 형성될 수 있다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조의 돌출부의 또 다른 예시를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 돌출부(200)는 예를 들면 복수 개의 적층부(220)가 적층되어 다각뿔대 형태로 형성된다. 이러한 복수 개의 적층부(220) 중 상호 마주보는 한 쌍의 적층부(220) 끼리 착탈 가능하도록 상호 암수 결합된다. 예를 들면, 유전부(222)의 상측에는 오목하게 유전요부(223b)가 형성되고, 유전부(222)의 하측에는 볼록하게 유전돌부(223a)가 형성된다. 도전부(224)의 상측에도 마찬가지로 오목하게 도전요부(225b)가 형성되고, 도전부(224)의 하측에는 볼록하게 도전돌부(225a)가 형성된다. 그리고 유전부(222)의 상측에 도전부(224)가 적층되면, 유전부(222)의 유전요부(223b)에 도전부(224)의 도전돌부(225a)가 착탈 가능하도록 끼워지면서 상호 암수 결합된다. 반대로, 도전부(224)의 상측에 유전부(222)가 적층되면, 도전부(224)의 도전요부(225b)에 유전부(222)의 유전돌부(223a)가 착탈 가능하도록 끼워지면서 상호 암수 결합된다. 이때, 기판부(100)에는 복수 개의 적층부(220) 중 기판부(100)와 맞닿도록 위치되는 적층부(220), 예를 들면 유전부(222)의 유전돌부(223a)와 암수 결합되도록 오목하게 기판결합부(102)가 형성된다.
이처럼 복수 개의 적층부(220)는 상호 암수 결합되는 간단한 구조로 기판에 견고하게 적층되므로, 복수 개의 적층부(220)는 간단한 구조로 견고한 적층 구조를 구현할 수 있으며, 오랜 시간이 지난다 하더라도, 복수의 적층부(220)는 임의로 흔들리거나 분해되지 않고, 그 형태가 견고하게 유지되는 효과가 있다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조의 돌출부의 다양한 예시를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 도 11의 (a)는 돌출부(200)의 사시도이고, 도 11의 (b)는 돌출부(200)의 평면도이다. 돌출부(200)는 복수 개의 유전부(212)가 적층되어 피라미드 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 6개의 유전부(212)가 적층되어 피라미드 형태로 형성되며, 각 층의 높이는 3㎜로 동일하도록 형성되어, 돌출부(200)의 전체 높이는 18㎜로 구성된다. 그리고 최하단에 위치되는 유전부(212)의 가로 및 세로는 각각 20㎜FH 구성된다.
도 12의 (a) 내지 (d)를 참조하면, 돌출부(200)는 복수 개의 유전부(212)와 도전부(214)가 적층되어 피라미드 형태의 적층부(210)를 형성한다. 여기서 유전부(212) 및 도전부(214)의 개수 및 위치는 다양하게 설계 가능하다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조의 돌출부의 또 다른 다양한 예시를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, 돌출부(200)는 복수 개의 유전부(212)와 도전부(214)가 적층되어 피라미드 형태의 적층부(210)를 형성한다. 이때, 도전부(214)는 3번째 층에 위치되고 나머지는 모두 유전부(212)로 이루어진다.
도 14를 참조하면, 돌출부(200)는 복수 개의 유전부(212)와 도전부(214)가 적층되어 피라미드 형태의 적층부(210)를 형성한다. 이때, 도전부(214)는 1번째 및 3번째 층에 위치되고 나머지는 모두 유전부(212)로 이루어진다.
도 15는 도 13의 선택적인 흡수율에 대하여 대역별 전송 손실을 시뮬레이션한 그래프이고, 도 16은 도 14의 선택적인 흡수율에 대하여 대역별 전송 손실을 시뮬레이션한 그래프이다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 서로 다른 입사각(0도, 30도, 60도)에서 TE (Transverse Electric) 편파는 약 5.5㎓ 대역에서 밴드스탑(band stop) 특성을 보여주는 것을 알 수 있어, 본 발명은 TE 편파 모드에서 5.5㎓에서 기대되는 대역차단 특성을 가지는 것을 확인 할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에서 상세히 설명되었지만, 본 발명을 이로 한정하지 않음은 당연하고, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.
100: 기판부 102: 기판결합부
110: 가이드기둥 111: 가이드기둥
112: 결합안내레일 200: 돌출부
210: 적층부 212: 유전부
212a: 삽입부 212b: 가이드부
214: 도전부 214a: 삽입부
214b: 가이드부 216: 유전부
216a: 삽입부 218: 도전부
218a: 삽입부 220: 적층부
222: 유전부 223a: 유전돌부
223b: 유전요부 224: 도전부
225a: 도전돌부 225b: 도전요부

Claims (13)

  1. 유전체 물질로 형성되는 기판부; 및
    상기 기판부 상에 배치되는 복수 개의 돌출부를 포함하고,
    각각의 상기 돌출부는, 복수 개의 적층부가 적층되어 형성되고,
    복수 개의 상기 적층부는, 전자파를 선택적으로 흡수하기 위한 하나 이상의 유전부 및 전자파를 선택적으로 반사하기 위한 하나 이상의 도전부를 포함하고,
    상기 유전부 및 상기 도전부는 각각 복수 개로 구성되고,
    복수 개의 상기 유전부는 상호 상이한 유전율을 가진 유전체로 형성되고,
    복수 개의 상기 도전부는 상호 상이한 반사율을 가진 도체로 형성되는 것을 특징으로 하는 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 돌출부는 원뿔, 다각뿔, 원뿔대, 다각뿔대, 다면체 및 원기둥 중에서 선택되는 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    복수 개의 상기 유전부 및 복수 개의 상기 도전부는 상호 교호적으로 적층되는 것을 특징으로 하는 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전부와 상기 도전부는 각각 복수 개로 구성되고,
    상호 마주보는 한 쌍의 유전부 사이에 복수 개의 도전부가 적층되거나 또는, 상호 마주보는 한 쌍의 도전부 사이에 복수 개의 유전부가 적층되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조.
  5. 제 1 항에 있어서,
    각각의 상기 적층부의 외주연은 호 형상으로 볼록하게 형성되는 것을 특징으로 하는 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전부는, 전도성 재질로 형성되거나 또는, 유전체로 형성되는 바디부의 표면에 전도성 패턴이 인쇄되어 형성되는 것을 특징으로 하는 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판부, 상기 유전부 및 상기 도전부는 투명한 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조.
  8. 삭제
  9. 유전체 물질로 형성되는 기판부; 및
    상기 기판부 상에 배치되는 복수 개의 돌출부를 포함하고,
    각각의 상기 돌출부는, 복수 개의 적층부가 적층되어 형성되고,
    복수 개의 상기 적층부는, 전자파를 선택적으로 흡수하기 위한 하나 이상의 유전부 및 전자파를 선택적으로 반사하기 위한 하나 이상의 도전부를 포함하고,
    복수 개의 상기 적층부 중 상호 마주보는 한 쌍의 적층부는 착탈 가능하도록 상호 암수 결합되는 것을 특징으로 하는 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 기판부에는 복수 개의 상기 적층부 중 상기 기판부와 맞닿도록 위치되는 적층부와 암수 결합되도록 기판결합부가 형성되는 것을 특징으로 하는 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조.
  11. 유전체 물질로 형성되는 기판부; 및
    상기 기판부 상에 배치되는 복수 개의 돌출부를 포함하고,
    각각의 상기 돌출부는, 복수 개의 적층부가 적층되어 형성되고,
    복수 개의 상기 적층부는, 전자파를 선택적으로 흡수하기 위한 하나 이상의 유전부 및 전자파를 선택적으로 반사하기 위한 하나 이상의 도전부를 포함하고,
    상기 기판부의 상면에는 가이드기둥이 돌출 형성되고,
    각각의 상기 적층부는 상기 가이드기둥에 삽입되도록 삽입부가 형성되는 것을 특징으로 하는 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 가이드기둥의 길이방향을 따라 결합안내레일이 형성되고,
    상기 가이드기둥에 상기 삽입부가 삽입될 때, 상기 삽입부의 내주연에 형성되는 가이드부가 상기 결합안내레일을 따라 슬라이딩 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 가이드기둥의 직경 및 상기 가이드기둥에 삽입되는 상기 삽입부의 직경은 상기 기판부와 가까워질수록 커지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 적층 구조를 이용한 주파수 선택 구조.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115260988A (zh) * 2022-08-15 2022-11-01 南京航空航天大学 一种复合吸波材料及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180125339A (ko) * 2017-05-15 2018-11-23 공주대학교 산학협력단 돌출형 3차원 패턴 구조를 가지는 주파수 선택 표면 구조
KR20180137295A (ko) * 2017-06-16 2018-12-27 (주)제이엠씨 전자파 흡수 장치
KR102005512B1 (ko) 2019-06-03 2019-07-30 국방과학연구소 초광대역 주파수 차단특성을 갖는 주파수 선택표면 구조
KR102023397B1 (ko) * 2019-05-13 2019-09-20 국방과학연구소 양면형 전파흡수체

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180125339A (ko) * 2017-05-15 2018-11-23 공주대학교 산학협력단 돌출형 3차원 패턴 구조를 가지는 주파수 선택 표면 구조
KR101936834B1 (ko) 2017-05-15 2019-01-09 공주대학교 산학협력단 돌출형 3차원 패턴 구조를 가지는 주파수 선택 표면 구조
KR20180137295A (ko) * 2017-06-16 2018-12-27 (주)제이엠씨 전자파 흡수 장치
KR102023397B1 (ko) * 2019-05-13 2019-09-20 국방과학연구소 양면형 전파흡수체
KR102005512B1 (ko) 2019-06-03 2019-07-30 국방과학연구소 초광대역 주파수 차단특성을 갖는 주파수 선택표면 구조

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115260988A (zh) * 2022-08-15 2022-11-01 南京航空航天大学 一种复合吸波材料及其制备方法

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