KR102272327B1 - 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통합마스트용 메타물질 흡수체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스텔스 성능 확보가 가능한 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체는 통합마스트용 메타물질 흡수체 바닥 면에 결합되는 금속 층; 통합마스트용 메타물질 흡수체 상단에 결합되는 전도성 저항 층; 및 전도성 저항 층과 금속 층 사이의 유전체 층을 포함하고, 금속 층은 투과 대역을 특정 대역 이상으로 이동할 수 있도록 하부 내부 공백 패턴과 하부 외곽 공백 패턴을 형성하고, 하부 외곽 공백 패턴의 공백 폭의 치수는 하부 내부 공백 패턴과 비교하여 같은 폭이거나 상대적으로 더 넓게 설정한다.

Description

낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체 및 그 제조방법{Meta material absorber for integrated mast and its manufacturing method}

본 발명은 통합마스트용 메타물질 흡수체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스텔스 성능 확보가 가능한 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체 및 그 제조방법에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

현대의 해군 함정은 해상에서 대함/대공/대잠/대지 등의 복합전 개념의 다중 위협에 대한 작전을 수행하고 있다. 적의 공격 무기체계가 고도화/정밀화 됨에 따라 함정의 생존성을 확보하기 위해 모든 탐지 기능에 대항하여 은폐할 수 있는 스텔스 성능 확보가 중요하다.

특히, 레이더, 전자전 및 통신 시스템이 통합되어 운용되는 함정의 통합마스트에는 스텔스 성능 확보가 필수적이고, 동시에 해상환경에서 발생될 수 있는 낙뢰에 대해서 함정의 생존성을 높이면서 안테나 간 전자파 간섭을 최소화할 수 있는 구조가 필요하다.

일반적으로 스텔스 성능 확보를 위해 사용되는 전자기파 흡수체는 크게 전도성 저항 층 (Resistive layer), 유전체 층 (Dielectric layer), 그리고 금속 층 (Conductive layer)으로 구성되며, 이때 전도성 저항 층과 금속 층은 높은 전도도를 갖기 때문에 낙뢰에 취약할 수 밖에 없다.

특히, 전자기파 흡수체의 바닥면에 위치하는 높은 전도도를 갖는 금속 층은 낙뢰에 매우 취약한 문제가 있다.

한국공개특허번호 10-2013-0126697호(발명의 명칭 : 번개 방호 시스템과 양립 가능한 레이더 흡수 물질)

따라서 본 발명의 목적은 전자기파 흡수 성능을 가지면서 낙뢰를 방어할 수 있는 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 전자기파 흡수체의 바닥면에 결합하여 낙뢰 보호 기능을 추가할 수 있는 공백 패턴이 포함된 금속 층을 포함하고 있는 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 금속 표면을 따라 흐를 수 있는 DC 또는 저주파 신호를 차단할 수 있고, 전자기파 흡수 성능이 유지되는 대역폭을 용이하게 조정할 수 있는 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 통합마스트 표면으로 전파하는 표면파 또는 표면 전류를 흡수하여, 동시 운용되는 복수개의 안테나 사이의 전자파 간섭을 방지할 수 있는 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 전자기파 흡수체의 바닥면에 결합하여 낙뢰로부터 보호 및 복수의 안테나 사이의 전자파 간섭 방지를 위하여 공백 패턴이 포함된 금속 층을 포함하고 있는 메타물질 흡수체를 제공함에 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체는, 통합마스트용 메타물질 흡수체 바닥 면에 결합되는 금속 층; 통합마스트용 메타물질 흡수체 상단에 결합되는 전도성 저항 층; 및 전도성 저항 층과 금속 층 사이의 유전체 층을 포함하고, 금속 층은 투과 대역을 특정 대역 이상으로 이동할 수 있도록 하부 내부 공백 패턴과 하부 외곽 공백 패턴을 형성하고, 하부 외곽 공백 패턴의 공백 폭 치수는 하부 내부 공백 패턴과 비교하여 같은 폭이거나 상대적으로 더 넓게 설정하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 통합마스트용 메타물질 흡수체는 단위 셀들이 복수개 배열되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 하부 내부 공백 패턴은 단위 셀의 중심을 향하도록 설계되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 단위 셀이 배열되면, 하부 외곽 공백 패턴의 공백 폭 치수는 하부 내부 공백 패턴과 비교하여 상대적으로 커지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 금속 층은 하부 내부 공백 패턴의 길이, 폭을 조절하여 투과 대역을 조절하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 금속 층은 투과 대역을 설계 대역의 가장 높은 주파수 이상으로 이동하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 하부 내부 공백 패턴과 하부 외곽 공백 패턴의 공백 폭 치수는 0.1~0.3mm 범위에 포함되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 통합마스트용 메타물질 흡수체의 단위 셀은 설계 대역의 가장 높은 주파수를 기준으로 1/10 파장에서 1파장 범위에 포함되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 하부 내부 공백 패턴에서 A 길이는 7.45mm~9.45mm 범위, B 길이는 10.75mm~13.975mm 범위, C 길이는 6.625~8.625mm의 범위, E 길이는 2.11~4.11mm의 범위에 포함되도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 전도성 저항 층은 상부 공백과의 조합으로 구성되고, 상부 공백은 전도성 저항물질이 끊겨 있는 구성을 갖도록 하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 전도성 저항 층과 상부 공백과의 조합은 y축을 기준으로 대칭 설계된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 전도성 저항 층과 상부 공백과의 조합은 x축, y축 모두에 대해서 대칭 설계된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 전도성 저항 층은 x축과 y축의 중심점(0,0)을 기준으로 가운데 영역에 형성되고, 상부 공백은 가장자리 영역에 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상부 공백은 x축과 y축의 중심점을 기준으로 가운데 영역에 형성되고, 전도성 저항 층은 모서리 부분에 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 전도성 저항 층은 10~200Ω/sq 범위의 면저항을 갖는 카본 잉크를 사용하고, 두께는 8~12μm의 범위에서 설정되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 통합마스트용 메타물질 흡수체는 함정용 통합마스트에 적용되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 통합마스트용 메타물질 흡수체는 함정용 통합마스트의 외부 스킨 구조물에 포함되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 함정용 통합마스트는 여러개의 안테나를 설치하여, 동시 운용이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 통합마스트용 메타물질 흡수체는 여러개의 안테나 사이에 적용하고, 안테나 간 전자파 간섭을 방지하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체의 제조방법은, 통합마스트용 메타물질 흡수체 바닥 면에 결합되는 금속 층을 형성하는 단계; 금속 층 상부에 유전체 층을 형성하는 단계; 유전체 층의 상부에 전도성 저항 층을 형성하는 단계를 포함하고, 금속 층은 투과 대역을 특정 대역 이상으로 이동할 수 있도록 하부 내부 공백 패턴과 하부 외곽 공백 패턴을 형성하고, 하부 외곽 공백 패턴의 공백 폭 치수는 하부 내부 공백 패턴과 비교하여 같은 폭이거나 상대적으로 더 넓게 설정하는 것을 특징을 한다.

바람직하게는 통합마스트용 메타물질 흡수체는 단위 셀들이 복수개 배열되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 하부 내부 공백 패턴은 단위 셀의 중심을 향하도록 설계되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 단위 셀이 복수개 배열되면, 하부 외곽 공백 패턴의 공백 폭 치수는 하부 내부 공백 패턴과 비교하여 상대적으로 커지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 금속 층은 하부 내부 공백 패턴의 길이, 폭을 조절하여 투과 대역을 조절하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 금속 층은 투과 대역을 설계 대역의 가장 높은 주파수 이상으로 이동하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 전도성 저항 층은 상부 공백과의 조합으로 구성되고, 전도성 저항 층과 상부 공백과의 조합은 y축을 기준으로 대칭 설계된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 전도성 저항 층은 상부 공백과의 조합으로 구성되고, 전도성 저항 층과 상부 공백과의 조합은 x축, y축 모두에 대해서 대칭 설계된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 통합마스트용 메타물질 흡수체는 함정용 통합마스트에 적용되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 통합마스트용 메타물질 흡수체는 함정용 통합마스트의 외부 스킨 구조물에 포함되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 함정용 통합마스트는 여러개의 안테나를 설치하고 있고, 통합마스트용 메타물질 흡수체는 여러개의 안테나 사이에 적용되어 안테나 간 전자파 간섭을 방지하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 메타물질 흡수체는, 금속 층; 금속 층의 상부에 형성되는 유전체 층; 및 유전체 층의 상부에 형성되는 전도성 저항 층을 포함하고, 금속 층 은 투과 대역을 특정 대역 이상으로 이동할 수 있도록 하부 내부 공백 패턴과 하부 외곽 공백 패턴을 형성하고, 하부 외곽 공백 패턴의 공백 폭 치수는 하부 내부 공백 패턴과 비교하여 같은 폭이거나 상대적으로 더 넓게 설정하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 하부 내부 공백 패턴은 단위 셀의 중심을 향하도록 설계되고, 하부 외곽 공백 패턴은 단위 셀의 테두리에 동일 폭으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 유전체 층의 유전율은

을 갖는 아크릴을 적용하고, 두께는 2mm 내지 6mm 범위로 조절하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 전도성 저항 층은 10~200Ω/sq 범위의 면저항을 갖는 카본 잉크를 사용하고, 두께는 8~12μm의 범위에서 설정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체 및 그 제조방법은 전자기파 흡수 성능을 가지면서 낙뢰를 방어할 있다. 특히, 본 발명은 전자기파 흡수체의 바닥면에 결합하여 낙뢰 보호 기능을 추가할 수 있도록 공백 패턴이 포함된 금속 층을 포함하고 있다. 또한 본 발명은 금속 표면을 따라 흐를 수 있는 DC 또는 저주파 신호를 차단할 수 있고, 전자기파 흡수 성능이 유지되는 대역폭을 용이하게 조정하는 것이 가능하다. 그리고 본 발명은 통합마스트 표면으로 전파하는 표면파 또는 표면 전류와 결합된 전자파를 흡수하여, 동시 운용되는 복수개의 안테나 사이의 전자파 간섭을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

이와 같은 본 발명은 함정용 통합마스트에 적용 가능하고, 그 외에도 항공기에도 적용되어서 스텔스 성능은 물론 번개로부터 항공기를 보호하는데 이용할 수 있다. 본 발명은 산업상으로는 풍력 발전기 날개 등에 적용하여 대형 날개 구조물 회전시 발생될 수 있는 전자기 간섭을 방지하고 낙뢰에 대한 보호 기능을 동시에 확보할 수 있다.

특히, 본 발명의 통합마스트용 메타물질 흡수체는 군사용의 통합마스트에 적용하면, 낙뢰에 대한 보호기능과 함께 적으로부터 아군의 함정 및 전투기에 대한 모든 탐지 기능에 대항하여 은폐하는 것이 가능하여, 군사적으로 매우 유용하게 활용할 수 있다.

그리고 본 발명의 메타물질 흡수체는, 전자기파 흡수체의 바닥면에 결합하여 낙뢰로부터 보호 및 복수의 안테나 운용시 안테나 간 전자파 간섭을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체(이하 통합마스트용 메타물질 흡수체로 명명 함)의 실시 형태를 보여주는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체, 또는 메타물질 흡수체의 구조도를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합마스트용 메타물질 흡수체를 정면에서 바라 본 금속 층(110), 하부 내부 공백 패턴(120), 하부 외곽 공백 패턴(130)의 예시도를 도시하고 있다.
도 4는 금속 층(110)에 포함되고 있는 하부 내부 공백 패턴(120)과 하부 외곽 공백 패턴(130)의 공백 패턴의 폭을 각각 0.1mm 내지 0.3mm의 범위에서 동일한 폭으로 설계했을 때의 예시도를 도시하고 있다.
도 5는 통합마스트용 메타물질 흡수체를 구성하는 단위 셀들이 다수개 배열되어 있는 예시도를 도시하고 있다.
도 6은 통합마스트용 메타물질 흡수체에 대해서 반사도 및 투과도를 시뮬레이션 수행한 결과 예시도를 도시하고 있다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합마스트용 메타물질 흡수체의 실시형태를 도시하고 있고, 그에 따른 시뮬레이션 결과를 보여주고 있다.
도 11은 하부 내부 공백 패턴(120)을 조절하여 투과 대역이 설계 대역인 X 밴드의 가장 높은 주파수인 12GHz 이상으로 이동하여 금속 층이 8~12GHz 대역 전체를 반사시키는 대역 차단 층으로 동작 가능한 최적의 실시예를 도시하고 있다.
도 12는 도 11의 실시예를 적용한 시뮬레이션 결과를 보여주고 있다.
도 13에 도시하고 있는 실시예는 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 저항 층의 예시도를 도시하고 있다.
도 14와 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전도성 저항 층의 예시도를 도시하고 있다.
도 16은 복수개의 안테나가 운용되는 통합마스트에서 본 발명의 실시예에 따른 통합마스트용 메타물질 흡수체를 적용하지 않았을 때, 안테나 사이의 간섭이 발생하는 것을 보여주고 있다.
도 17은 안테나 1과 안테나2가 설치된 통합마스트의 표면 부분에 대응하여 통합마스트에 메타물질 흡수체를 적용했을 때, 표면전류의 상태도를 도시하고 있다.
도 18과 도 19는 본 발명의 일 실시예에서 표면파와 유사한 조건으로 경사각 70°, 80°에서 입사되는 전자기파가 메타물질 흡수체에 의해 흡수되는 실시예를 도시하고 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"와 "기", "모듈"과 "부", "유닛"과 "부", "장치"와 "시스템", "단말"과 "노드"와 "디지털 무전기" 등은 명세서 작성의 용이함 만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체(이하 통합마스트용 메타물질 흡수체로 명명 함)의 실시 형태를 보여주는 구성도이다.

본 발명의 통합마스트용 메타물질 흡수체는 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능과 낙뢰방지 기능을 갖추고 있다. 통합마스트(10)는 함정에 설치되어서 안테나 및 기타 여러 전기적 구성들을 설치하기 위한 함정용 마스트로서, 금속 또는 합성수지재 또는 이들을 조합한 복합재질로서 구성되어 있다.

즉, 통합마스트(10)의 외부 스킨 구조물(20)에 본 발명의 일 실시예에 따른 통합마스트용 메타물질 흡수체(100)가 포함되어진다. 메타물질 흡수체(100)는 통합마스트(10)에 탑재되는 안테나가 차지하는 영역을 제외한 통합마스트(10)의 표면 영역에 전체적으로 부착된다.

통합마스트용 메타물질 흡수체(100)는 함정 외에도 항공기에도 적용되어서 스텔스 성능을 물론 번개로부터 항공기를 보호하는데 이용할 수 있다. 통합마스트용 메타물질 흡수체(100)는 산업용으로는 풍력 발전기 날개 등에 적용하여 대형 날개 구조물 회전시 발생될 수 있는 전자기 간섭을 방지하고 낙뢰에 대한 보호 기능을 동시에 구현할 수 있다. 이와 같이 본 발명은 메타물질 흡수체로서 설명 가능하고, 이 경우 풍력 발전기 날개와 같이 산업용, 항공기 등에도 이용 가능하다.

특히, 본 발명의 통합마스트용 메타물질 흡수체(100)는 군사용의 통합마스트(10)에 적용 가능하고, 적으로부터 아군의 함정 및 전투기에 대한 모든 탐지 기능에 대항하여 은폐할 수 있도록 스텔스 성능을 갖추고 해상 환경에서 자주 노출되는 낙뢰에 대한 보호기능도 동시에 구현하는 것이 가능하다.

본 발명의 통합마스트용 메타물질 흡수체(100) 또는 메타물질 흡수체는 제품의 표면에 부착 또는 적용된다. 이때 적용된 제품의 표면을 따라 흐르는 표면전류는 표면파와 결합되어 있기 때문에, 메타물질 흡수체가 표면파를 흡수하면 표면전류도 같이 소멸되는 효과를 얻는다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체, 또는 메타물질 흡수체의 구조도를 도시하고 있다.

본 발명의 통합마스트용 메타물질 흡수체(100)는 메타물질 흡수체 바닥면에 결합되는 금속 층(110), 메타물질 흡수체 상단에 결합되는 전도성 저항 층(140), 전도성 저항 층(140)과 금속 층 (110) 사이의 유전체 층(160)을 포함한다.

금속 층(110)은 하부 내부 공백 패턴(120)을 형성하고 있다. 그리고 금속 층(110)의 외곽으로 하부 외곽 공백 패턴(130)을 형성하고 있다. 금속 층(110)은 구리, 알루미늄, 카본 에폭시 복합재 등 높은 전도도를 갖는 금속 재질이 바람직하다. 실시예에서 금속 층(110)은 두께 0.05mm~0.1mm 범위의 구리를 사용하였다.

하부 내부 공백 패턴(120)과 하부 외곽 공백 패턴(130)은 8 ~ 12 GHz 고주파 대역 신호의 반사도는 상대적으로 크게 저하시키지 않고, 금속 층(110)을 통해 전파될 수 있는 DC 또는 저주파 신호를 차단하는 역할을 수행한다.

하부 외곽 공백 패턴(130)은 하부 내부 공백 패턴(120)의 너비와 같거나 상대적으로 더 넓은 특징을 가지며, 이를 통해서 낙뢰가 이웃한 메타물질 흡수체로 전파되는 것을 최소화시킨다. 하부 외곽 공백 패턴(130)은 단위 셀의 테두리에 동일 폭으로 형성된다. 하부 외곽 공백 패턴(130)은 단위 셀 테두리 전체에 형성된다.

하부 외곽 공백 패턴(130)과 하부 내부 공백 패턴(120)은 낙뢰가 메타물질 흡수체(100)를 통해서 통합 마스트(10)의 표면을 따라 전파되지 않도록 한다. 하부 외곽 공백 패턴(130)과 하부 내부 공백 패턴(120)은 낙뢰가 피뢰침(도시하지 않음) 또는 낙뢰 포집기(도시하지 않음)를 통해 안전하게 외부로 빠져나가도록 유도할 수 있다. 즉, 통합마스트(10)에 설치 또는 부착되고 있는 전자기기들을 안전하게 보호할 수 있다.

하부 내부 공백 패턴(120)은 단위 셀 단위 내에서 중심을 향하도록 설계되고, 이를 통해서 자유 전자를 메타물질 흡수체 단위 셀 내부로 집중시키는 효과를 얻는다. 이로부터 낙뢰가 이웃한 메타물질 흡수체로 전파되는 것을 최소화한다. 특히, 단위 셀의 외곽에 구성되고 있는 하부 외곽 공백 패턴(130)은 낙뢰가 이웃한 단위 셀로 전파되는 것을 방지시킨다.

메타물질 흡수체 상단에 결합되는 전도성 저항 층(140)의 사이 사이에는 상부 공백(150)이 존재하고, 상부 공백(150)은 낙뢰가 이웃한 메타물질 흡수체로 전파되는 것을 최소화한다.

전도성 저항 층(140)은 카본 잉크, 은, 구리, 금 등 높은 전도도를 갖는 금속 재질이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에서는 10~200Ω/sq 범위의 면저항을 갖는 카본 잉크를 사용하였다.

전도성 저항 층(140)과 금속 층 (110) 사이에는 유전체 층(160)이 포함되고, 이를 통해서 낙뢰가 금속 층(110)에 도달할 확률을 낮출 수 있다.

유전체 층(160)은 아크릴, PET, FR4, 테플론, Foam 복합재 등 전도도가 매우 낮아서 절연 특성을 갖는 모든 종류의 유전체를 이용할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 유전체 층(160)의 유전율은

을 갖는 아크릴을 사용하였고, 두께는 2mm 내지 6mm 범위가 바람직하다. 여기서 r은 통상적으로 상대유전율을 나타내는 밑첨자이고, i는 허수를 의미하는 문자로

을 나타낸다.

하부 내부 공백 패턴(120)과 하부 외곽 공백 패턴(130)이 형성되고 있는 금속 층(110)은 특정 주파수 대역을 투과시키는 주파수 선택 표면(층)으로 동작할 수 있다. 즉, 하부 내부 공백 패턴(120)과 하부 외곽 공백 패턴(130)의 길이와 폭을 조절하면, 투과 대역이 설계 주파수 대역, 일 예로 8~12GHz 대역을 벗어나도록 설계하는 것이 가능해진다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합마스트용 메타물질 흡수체를 정면에서 바라 본 금속 층(110), 하부 내부 공백 패턴(120), 하부 외곽 공백 패턴(130)의 예시도를 도시하고 있다.

금속 층(110)에 형성되고 있는 하부 외곽 공백 패턴(130)은 하부 내부 공백 패턴(120)과 비교하여 상대적으로 같은 폭을 갖거나 더 넓게 구성되고 있다.

도 4는 금속 층(110)에 포함되고 있는 하부 내부 공백 패턴(120)과 하부 외곽 공백 패턴(130)의 공백 패턴의 폭을 각각 0.1mm 내지 0.3mm의 범위에서 동일한 폭으로 설계했을 때의 예시도를 도시하고 있다.

그리고 도 5는 통합마스트용 메타물질 흡수체를 구성하는 단위 셀들이 다수개 배열되어 있는 예시도를 도시하고 있다.

즉, 도 5에서와 같이, 본 발명의 통합마스트용 메타물질 흡수체는 통합마스트(10)의 표면에 단위 셀들을 다수 배열해서 구성한다. 따라서 도 4와 같이 하부 내부 공백 패턴(120)과 하부 외곽 공백 패턴(130)을 동일한 폭으로 설계하더라도 도 5에 도시하고 있는 바와 같이 통합마스트용 메타물질 흡수체는 다수의 단위 셀들이 배열되어 구성되므로서 하부 외곽 공백 패턴(130)은 0.2mm 내지 0.6mm 범위에 해당하는 폭을 갖는 것과 동일한 효과를 얻는다. 즉, 통합마스트에 적용된 하부 외곽 공백 패턴(130)은 하부 내부 공백 패턴(120)과 비교해서 2배의 폭을 갖게 된다.

따라서 도 4에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 금속 층(110)의 단위 셀에 구성되는 하부 외곽 공백 패턴(130)의 공백 너비는 하부 내부 공백 패턴(120)과 비교하여 같은 너비를 갖도록 구성할 수 있다. 또는 다른 실시예로서 금속 층(110)의 단위 셀에 구성되는 하부 외곽 공백 패턴(130)의 공백 너비는 하부 내부 공백 패턴(120)과 비교하여 상대적으로 넓은 너비를 갖도록 구성할 수 있다.

그러나 도 5에 도시하고 있는 바와 같이 본 발명은 단위 셀을 다수개 배열해서 통합마스트용 메타물질 흡수체를 구성하게 된다. 따라서 단위 셀에 구성되는 하부 외곽 공백 패턴(130)의 공백 너비가 하부 내부 공백 패턴(120)과 비교하여 상대적으로 좀 작은 너비(일 실시예로 하부 내부 공백 패턴의 공백 너비의 70~100% 범위)를 갖더라도, 인접한 단위 셀의 하부 외곽 공백 패턴들이 연결되면서 단위 셀의 외곽의 공백은 하부 내부 공백 패턴(120)과 비교해서 상대적으로 넓은 효과를 창출한다. 이와 같이 구현되는 하부 외곽 공백 패턴(130)의 구성을 통하여 본 발명은 낙뢰가 인접한 셀로 전파되지 않도록 유도하는 것이 가능해진다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에서 도 4에 도시하고 있는 바와 같이, 단위 셀을 구성하는 금속 층(110)에 하부 외곽 공백 패턴(130)과 하부 내부 공백 패턴(120)을 0.1mm 내지 0.3mm 범위에서 동일한 폭을 갖도록 구성하고, 통합마스트용 메타물질 흡수체에 대해서 반사도 및 투과도를 시뮬레이션 수행한 결과를 도 6에 도시하고 있다.

도시되고 있는 구성을 통하여 본 발명은 상부 공백(150), 하부 내부 공백 패턴(120), 하부 외곽 공백 패턴(130)을 이용해서 8~12GHz 대역에서 전자기파의 반사도(S11)와 투과도(S21)를 모두 -10dB 미만으로 감소시키는 것이 가능하였다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지는 않는다. 본 발명은 상부 공백(150), 하부 내부 공백 패턴(120), 하부 외곽 공백 패턴(130)을 이용해서 X밴드 전체적으로 전자기파의 반사도와 투과도를 조절할 수 있다. 다른 실시예로 본 발명은 상부 공백(150), 하부 내부 공백 패턴(120), 하부 외곽 공백 패턴(130)을 이용해서 투과 대역을 설계 대역의 가장 높은 주파수 이상으로 이동시키거나 반대로 투과 대역을 가장 낮은 주파수 이하로 이동시키도록 설계하는 것이 가능하다. 즉, 본 발명은 상부 공백(150), 하부 내부 공백 패턴(120), 하부 외곽 공백 패턴(130)을 이용해서 투과 대역을 조절할 수 있도록 설계할 수 있다.

다음, 도 7 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합마스트용 메타물질 흡수체의 실시형태를 도시하고 있고, 그에 따른 시뮬레이션 결과를 보여주고 있다.

도 7과 도9는 하부 내부 공백 패턴을 조절하여 설계 대역폭 내에 투과도가 가변되는 실시예를 보여주기 위한 예시도이다.

실시예에서 하부 내부 공백 패턴(120)에 대해서 A 길이는 3.8~5.8mm의 범위, B의 길이는 14.6~16.6mm의 범위, C 길이는 4~6mm의 범위, E 길이는 6.39~8.39mm의 범위에 포함되도록 구성하고 있다. 이와 같이 구성하였을 때, 도 8에서 S21 그래프로 확인 가능한 바와 같이, 금속 층이 10.5GHz 대역을 투과시키는 주파수 선택 표면으로 동작할 수 있음을 확인하였다. 이때 하부 내부 공백 패턴(120)과 하부 외곽 공백 패턴(130)의 공백 패턴의 폭은 각각 0.1mm 내지 0.3mm의 범위에서 동일한 폭으로 설계하였다.

도 9에 도시되는 실시예에서는 하부 내부 공백 패턴(120)에 대해서 A 길이는 7.25~9.25mm의 범위, B의 길이는 10.95~12.95mm의 범위, C 길이는 6.625~8.625mm의 범위, E 길이는 2.82~4.82mm의 범위에 포함되도록 구성하고 있다. 이와 같이 구성하였을 때, 도 10에서 S21 그래프로 확인 가능한 바와 같이, 금속 층이 11.5GHz 대역을 투과시키는 주파수 선택 표면으로 동작할 수 있음을 확인하였다. 이때 하부 내부 공백 패턴(120)과 하부 외곽 공백 패턴(130)의 공백 패턴의 폭은 각각 0.1mm 내지 0.3mm의 범위에서 동일한 폭으로 설계하였다.

즉, 도 7의 실시예는 하부 내부 공백 패턴(120)의 길이와 폭을 조절하여 10.5GHz 대역의 주파수를 투과시키는 주파수 선택 표면으로 동작할 수 있고, 도 10의 실시예는 11.5GHz 대역의 주파수를 투과시킬 수 있는 주파수 선택 표면으로 동작할 수 있음을 확인할 수 있다. 즉, 도 8 및 도 10의 그래프로 확인 가능한 바와 같이, 투과파가 발생하면 투과 후 통합마스트 내부에서 재반사가 이루어져서 반사율을 증가시킬 우려가 있기 때문에, 설계 대역에서 투과파를 제거할 수 있도록 최적의 설계를 해야 한다.

다음, 도 11은 하부 내부 공백 패턴(120)을 조절하여 투과 대역이 12GHz 이상으로 이동하여 금속 층이 X(8~12GHz 대역)밴드 전체를 반사시키는 대역 차단 층으로 동작 가능한 실시예를 도시하고 있다.

본 발명의 실시예에서 단위 셀에 구성되는 하부 내부 공백 패턴(120)의 길이는 도 11에 도시하고 있는 바와 같이 구성하였다. 즉, 하부 내부 공백 패턴(120)은 A길이에 대해서 7.45mm~9.45mm 범위, B 길이에 대해서 10.75mm~13.975mm 범위, C 길이는 6.625~8.625mm의 범위, E 길이는 2.11~4.11mm의 범위에 포함되도록 구성하였다. 도 7에 도시되고 있는 단위 셀의 공백의 길이는 앞서 언급한 바와 같이 다수의 실험치를 통해서 얻어진 최적의 값이다. 이때 하부 내부 공백 패턴(120)과 하부 외곽 공백 패턴(130)의 공백 패턴의 폭은 각각 0.1mm 내지 0.3mm의 범위에서 동일한 폭으로 설계하였다.

이와 같은 실시예를 통해서 하부 내부 공백 패턴(120)을 조절하므로서 도 12의 S21 그래프로 확인 가능한 바와 같이, 투과 대역이 12GHz 이상으로 이동함을 확인할 수 있고, 금속 층이 8~12GHz 대역 전체를 반사시키는 대역 차단 층으로 동작할 수 있음을 확인 가능하다.

다음, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 저항 층(140)에 형성되는 상부 공백(150)의 구체적인 실시예를 도시하고 있다.

도시되고 있는 통합마스트용 메타물질 흡수체는 단위 셀을 가로와 세로를 동일 길이를 갖도록 구성하고, 18~24mm의 범위 내에서 형성한 실시예를 보여주고 있다. 그리고 전도성 저항 층(140) 및 상부 공백(150)은 가로/세로가 0.5~1.5mm 범위에 포함되는 정사각형 형상이 바람직하다. 그러나 단위 셀의 구성을 이에 한정할 필요는 없다. 본 발명의 실시예에서 통합마스트용 메타물질 흡수체의 단위 셀은 설계 대역의 가장 높은 주파수를 기준으로 1/10 파장~1파장 범위에 포함되도록 구성할 수 있다.

도시되는 구성에서 색이 있는 부분(보라색)이 전도성 저항 층(140)으로 채워진 부분이고, 색이 없는 부분(흰색)이 상부 공백(150)을 나타낸다. 즉, 도시하고 있는 바와 같이 전도성 저항 층(140)과 상부 공백(150)의 최적의 조합을 통해서, 최적의 전자기파 흡수 성능 효과를 얻을 수 있다.

실시예에서 전도성 저항 층(140)의 면저항은 10~200Ω/sq 의 범위로 구성하였으나, 면 저항은 이보다 작거나 클 수 있다. 그리고 상부 공백(150) 부분은 비어 있는 공간, 즉 공기가 채워져 있을 수 있다. 본 발명의 실시예에서 전도성 저항 층(140)의 두께는 8~12μm의 범위로 설정하였다.

도 13에 도시하고 있는 실시예는 상부 공백(150)에 의해서 전도성 저항 층의 전도성 저항 물질이 끊겨있는 구성을 갖게 되고, 이 끊긴 구성을 명확히 나타내기 위해서 단위 셀에서 중심점(0,0)을 중심으로 형성한 y축을 기준으로 대칭 설계하고 있다.

그러나 본 발명의 실시예가 y 축 대칭 구조에 한정되는 것은 아니다. 도 14와 도 15에 도시하고 있는 바와 같이, 단위 셀에 대해서 중심점(0,0)을 중심으로 x축과 y축을 구성하고, x축과 y축 모두에 대해서 대칭인 구조를 갖을 수 있다.

도 14는 전도성 저항 층(140)을 x축과 y축의 가운데 부분에 중점적으로 구성하고 있고, 상부 공백(150) 부분은 가장자리 부분에 중점적으로 구성하고 있다. 즉, 전도성 저항 층은 x축과 y축의 중심점(0,0)을 기준으로 가운데 영역에 형성되고, 상부 공백은 가장자리 영역에 형성되고 있다.

또한, 다른 실시예로 도 15는 상부 공백(150)이 x축과 y축을 중심으로 가운데 부분에 중점적으로 위치하고 있고, 전도성 저항 층(140)은 상부 공백(150)의 주변으로 위치하고 있음을 확인할 수 있다. 이 경우는 상부 공백은 x축과 y축의 중심점(0,0)을 기준으로 가운데 영역에 형성되고, 전도성 저항 층은 모서리 부분에 형성되고 있다.

즉, 도 13 내지 도 15의 실시예에서와 같이, 전도성 저항 층(140)의 위치와 상부 공백(150)의 위치는 y축을 중심으로 대칭 설계 가능하고, 또한 x축과 y축 모두에 대해서도 대칭 설계를 할 수 있다. 이러한 대칭적 구성의 조합을 통해서 최적의 전자기파 흡수 성능을 얻을 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합마스트용 메타물질 흡수체는 통합마스트에 설치되어 운용되는 복수개의 안테나 사이의 간섭을 방지하는 것이 가능하다.

도 16은 복수개의 안테나가 운용되는 통합마스트에서 본 발명의 실시예에 따른 통합마스트용 메타물질 흡수체를 적용하지 않았을 때, 안테나 사이의 간섭이 발생하는 것을 보여주고 있다.

즉, 통합마스트는 복수개의 안테나가 설치되어서 운용되기 때문에, 여러개의 안테나가 동시 운용되는 경우에 안테나에서 발생되는 전자파가 통합마스트 표면에 유기되면서 표면 유기 전류를 발생시킨다. 이때 발생되는 표면 유기 전류는 근접한 안테나에게 간섭을 야기시켜서, 안테나 운용 효율을 저하시키게 된다.

도 16에 도시되고 있는 바와 같이, 안테나 1 또는 안테나 2에서 발생된 전자파는 통합마스트의 표면에 유기되고, 이 표면 유기 전류가 다른 안테나 2 또는 안테나 1에게 영향이 미치고 있음을 확인할 수 있다.

그러나 본 발명은 복수개의 안테나가 운용되는 통합마스트의 표면에 메타물질 흡수체를 적용하였다. 도 17은 안테나 1과 안테나2가 설치된 통합마스트의 표면 부분에 대응하여 통합마스트에 메타물질 흡수체를 적용했을 때, 차단된 표면전류의 상태도를 도시하고 있다.

도시되는 도 17의 실시예에서 통합마스트의 표면에 부착된 메타물질 흡수체는 안테나가 설치된 영역을 제외하여, 전체적으로 적용되고 있다. 그리고 복수의 안테나의 운용시에 안테나 근처 통합마스트의 표면에 유기되는 표면전류의 상태를 도시하고 있다.

그리고 도 18과 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따라서 표면 전류에 의해 유도되는 표면파와 유사한 특징을 나타내는 경사각 70°, 80°에서 입사되는 전자기파가 메타물질 흡수체에 의해 흡수되는 실시예를 보여주고 있다.

도시되는 실시예에서 경사 입사각 70°에서, 메타물질 흡수체를 적용하기 전에는 표면파를 가정한 적색의 강한 전자기파가 존재하지만, 메타물질 흡수체를 적용하면 표면파를 가정한 전자기파의 감쇄가 이루어지고 있음을 확인할 수 있다. 마찬가지로 도시되는 실시예에서 경사 입사각 80°에서, 메타물질 흡수체를 적용하기 전에는 표면파를 가정한 적색의 강한 전자기파가 존재하지만, 메타물질 흡수체를 적용하면 표면파를 가정한 전자기파의 감쇄가 이루어지고 있음을 확인할 수 있다.

즉, 본 발명은 전자기파 흡수체의 바닥면에 결합하여 낙뢰 보호 기능을 추가할 수 있는 공백 패턴이 포함된 금속 층을 포함하고 있는 통합마스트용 메타물질 흡수체를 통합마스트에 적용하였다. 이로부터 본 발명은 복수의 안테나가 운용되면서 통합마스트의 표면에 야기되는 표면파와 결합된 표면 유기전류를 억제 가능하고, 따라서 안테나 사이의 간섭을 방지하는 효과를 얻는다.

도 18과 도 19에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 통합마스트용 메타물질 흡수체(100) 또는 메타물질 흡수체는 제품의 표면에 부착 또는 적용된다. 이때 적용된 제품의 표면을 따라 흐르는 표면전류는 표면파와 결합되어 있기 때문에, 메타물질 흡수체가 표면파를 흡수하면 표면전류도 같이 소멸되는 효과를 얻는다. 이러한 효과를 통해서 복수의 안테나가 운용되어도 통합마스트의 표면에 야기는 표면전류가 억제 되면서 안테나 사이의 간섭을 방지하는 것이 가능해진다.

이상의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

10 : 통합마스트
20 : 외부 스킨 구조물
100 : 메타물질 흡수체
110 : 금속 층
120 : 하부 내부 공백 패턴
130 : 하부 외곽 공백 패턴
140 : 전도성 저항 층
150 : 상부 공백
160 : 유전체 층

Claims (34)

1. 통합마스트용 메타물질 흡수체 바닥 면에 결합되는 금속 층;
   통합마스트용 메타물질 흡수체 상단에 결합되는 전도성 저항 층; 및
   전도성 저항 층과 금속 층 사이의 유전체 층을 포함하고,
   금속 층은 투과 대역을 특정 대역 이상으로 이동할 수 있도록 하부 내부 공백 패턴과 하부 외곽 공백 패턴을 형성하고,
   하부 외곽 공백 패턴의 공백 폭의 치수는 하부 내부 공백 패턴과 비교하여 같은 폭이거나 상대적으로 더 넓게 설정하는 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체.
2. 청구항 1에 있어서,
   통합마스트용 메타물질 흡수체는 단위 셀들이 복수개 배열되는 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체.
3. 청구항 2에 있어서,
   하부 내부 공백 패턴은 단위 셀의 중심을 향하도록 설계되는 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체.
4. 청구항 3에 있어서,
   단위 셀이 복수개 배열되면, 하부 외곽 공백 패턴의 공백 폭 치수는 하부 내부 공백 패턴과 비교하여 상대적으로 커지는 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체.
5. 청구항 1에 있어서,
   금속 층은 하부 내부 공백 패턴의 길이, 폭을 조절하여 투과 대역을 조절하는 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체.
6. 청구항 5에 있어서,
   금속 층은 투과 대역을 설계 대역의 가장 높은 주파수 이상으로 이동시키거나 설계 대역의 가장 낮은 주파수 이하로 이동시키도록 설계되는 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체.
7. 청구항 1에 있어서,
   하부 내부 공백 패턴과 하부 외곽 공백 패턴의 공백 폭 치수는 0.1~0.3mm 범위에 포함되는 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체.
8. 청구항 7에 있어서,
   통합마스트용 메타물질 흡수체는 단위 셀들이 복수개 배열되고, 단위 셀은 설계 대역의 가장 높은 주파수를 기준으로 1/10파장에서 1파장 범위에 포함되는 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체.
9. 삭제
10. 청구항 1에 있어서,
    전도성 저항 층은 상부 공백과의 조합으로 구성되고, 상부 공백은 전도성 저항물질이 끊겨 있는 구성을 갖도록 하는 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체.
11. 청구항 10에 있어서,
    전도성 저항 층과 상부 공백과의 조합은 y축을 기준으로 대칭 설계된 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체.
12. 청구항 10에 있어서,
    전도성 저항 층과 상부 공백과의 조합은 x축, y축 모두에 대해서 대칭 설계된 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체.
13. 청구항 12에 있어서,
    전도성 저항 층은 x축과 y축의 중심점(0,0)을 기준으로 가운데 영역에 형성되고, 상부 공백은 가장자리 영역에 형성되는 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체.
14. 청구항 12에 있어서,
    상부 공백은 x축과 y축의 중심점을 기준으로 가운데 영역에 형성되고, 전도성 저항 층은 모서리 부분에 형성되는 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체.
15. 청구항 1에 있어서,
    전도성 저항 층은 10~200Ω/sq 범위의 면저항을 갖는 카본 잉크를 사용하고, 두께는 8~12μm의 범위에서 설정되는 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체.
16. 청구항 1에 있어서,
    통합마스트용 메타물질 흡수체는 함정용 통합마스트에 적용되는 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체.
17. 청구항 16에 있어서,
    통합마스트용 메타물질 흡수체는 함정용 통합마스트의 외부 스킨 구조물에 포함되는 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체.
18. 청구항 17에 있어서,
    함정용 통합마스트는 여러개의 안테나를 설치하여, 동시 운용이 이루어지는 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체.
19. 청구항 18에 있어서,
    통합마스트용 메타물질 흡수체는 여러개의 안테나 사이에 적용하고, 안테나 간 전자파 간섭을 방지하는 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체.
20. 통합마스트용 메타물질 흡수체 바닥 면에 결합되는 금속 층을 형성하는 단계;
    금속 층 상부에 유전체 층을 형성하는 단계;
    유전체 층의 상부에 전도성 저항 층을 형성하는 단계를 포함하고,
    금속 층은 투과 대역을 특정 대역 이상으로 이동할 수 있도록 하부 내부 공백 패턴과 하부 외곽 공백 패턴을 형성하고,
    하부 외곽 공백 패턴의 공백 폭의 치수는 하부 내부 공백 패턴과 비교하여 같은 폭이거나 상대적으로 더 넓게 설정하는 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체의 제조방법.
21. 청구항 20에 있어서,
    통합마스트용 메타물질 흡수체는 단위 셀들이 복수개 배열되는 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체의 제조방법.
22. 청구항 21에 있어서,
    하부 내부 공백 패턴은 단위 셀의 중심을 향하도록 설계되는 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체의 제조방법.
23. 청구항 22에 있어서,
    단위 셀이 복수개 배열되면, 하부 외곽 공백 패턴의 공백 폭 치수는 하부 내부 공백 패턴과 비교하여 상대적으로 커지는 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체의 제조방법.
24. 청구항 20에 있어서,
    금속 층은 하부 내부 공백 패턴의 길이, 폭을 조절하여 투과 대역을 조절하는 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체의 제조방법.
25. 청구항 24에 있어서,
    금속 층은 투과 대역을 설계 대역의 가장 높은 주파수 이상으로 이동시키거나 설계 대역의 가장 낮은 주파수 이하로 이동시키도록 설계되어 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체의 제조방법.
26. 청구항 20에 있어서,
    전도성 저항 층은 상부 공백과의 조합으로 구성되고, 전도성 저항 층과 상부 공백과의 조합은 y축을 기준으로 대칭 설계된 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체의 제조방법.
27. 청구항 20에 있어서,
    전도성 저항 층은 상부 공백과의 조합으로 구성되고, 전도성 저항 층과 상부 공백과의 조합은 x축, y축 모두에 대해서 대칭 설계된 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체의 제조방법.
28. 청구항 20에 있어서,
    통합마스트용 메타물질 흡수체는 함정용 통합마스트에 적용되는 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체의 제조방법.
29. 청구항 28에 있어서,
    통합마스트용 메타물질 흡수체는 함정용 통합마스트의 외부 스킨 구조물에 포함되는 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체의 제조방법.
30. 청구항 29에 있어서,
    함정용 통합마스트는 여러개의 안테나를 설치하고 있고, 통합마스트용 메타물질 흡수체는 여러개의 안테나 사이에 적용되어 안테나 간 전자파 간섭을 방지하는 낙뢰방지 및 안테나 간 전자파 간섭 방지 기능을 갖춘 통합마스트용 메타물질 흡수체의 제조방법.
31. 금속 층;
    금속 층의 상부에 형성되는 유전체 층; 및
    유전체 층의 상부에 형성되는 전도성 저항 층을 포함하고,
    금속 층은 투과 대역을 특정 대역 이상으로 이동할 수 있도록 하부 내부 공백 패턴과 하부 외곽 공백 패턴을 형성하고,
    하부 외곽 공백 패턴의 공백 폭 치수는 하부 내부 공백 패턴과 비교하여 같은 폭이거나 상대적으로 더 넓게 설정하는 메타물질 흡수체.
32. 청구항 31에 있어서,
    하부 내부 공백 패턴은 단위 셀의 중심을 향하도록 설계되고, 하부 외곽 공백 패턴은 단위 셀의 테두리에 동일 폭으로 형성되는 메타물질 흡수체.
33. 청구항 31에 있어서,
    유전체 층의 유전율은

    

    을 갖는 아크릴을 적용하고, 두께는 2mm 내지 6mm 범위로 조절하는 메타물질 흡수체.
34. 청구항 31에 있어서,
    전도성 저항 층은 10~200Ω/sq 범위의 면저항을 갖는 카본 잉크를 사용하고, 두께는 8~12μm의 범위에서 설정되는 메타물질 흡수체.
    
    
    
    
    
    
    

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