KR102335787B1 - electromagnetic wave absorber - Google Patents

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KR102335787B1
KR102335787B1 KR1020200166957A KR20200166957A KR102335787B1 KR 102335787 B1 KR102335787 B1 KR 102335787B1 KR 1020200166957 A KR1020200166957 A KR 1020200166957A KR 20200166957 A KR20200166957 A KR 20200166957A KR 102335787 B1 KR102335787 B1 KR 102335787B1
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김남식
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에스아이오티 주식회사
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q17/00Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems
    • H01Q17/008Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems with a particular shape

Abstract

본 발명은 전자파 흡수체를 제공한다.
상기 전자파 흡수체는 평판 형상의 제 1몸체; 상기 제 1몸체의 일면에 형성되는 평판 형상의 제 2몸체; 상기 제 1몸체의 내부에 형성되는 원 뿔 형상의 원뿔 몸체를 포함한다.
The present invention provides an electromagnetic wave absorber.
The electromagnetic wave absorber may include a first body having a flat plate shape; a second body having a flat plate shape formed on one surface of the first body; and a conical conical body formed inside the first body.

Description

전자파 흡수체{electromagnetic wave absorber}electromagnetic wave absorber

본 발명은 전자파 흡수체에 관한 것이다The present invention relates to an electromagnetic wave absorber.

흡수율을 높이기 위해서는 반사와 투과가 모두 작아야 한다. 반사의 측면에서 물질의 고유 임피던스 (intrinsic impedance)가 자유 공간(free space)의 임피던스와 같으면 반사를 없앨 수 있어 이상적인 흡수체 (absorber)를 만들 수 있다.In order to increase absorption, both reflection and transmission should be small. In terms of reflection, if the intrinsic impedance of the material is the same as the impedance of the free space, the reflection can be canceled and an ideal absorber can be created.

다만 일반적인 물질의 특성을 통해선 그러한 특성을 만들 수 없으므로 메타물질(metamaterial)과 같은 기법을 통해 임피던스를 맞추는 방법들이 제안되고 있다.However, since it is impossible to create such a characteristic through the characteristics of a general material, methods for matching the impedance through a technique such as a metamaterial have been proposed.

현재까지 제시된 FSS (frequency selective surface) 흡수체들의 메타물질을 제작하는 방법으로는 물질의 모양을 변형하는 방법과 적절한 유전율(permittivity)과 투자율(permeability)을 갖는 물질을 만드는 방법이 있다.Methods for fabricating metamaterials of frequency selective surface (FSS) absorbers proposed so far include a method of modifying the shape of a material and a method of making a material having appropriate permittivity and permeability.

본 발명은 전자파 흡수체를 제공한다.The present invention provides an electromagnetic wave absorber.

본 발명은 전자파 흡수체를 제공한다.The present invention provides an electromagnetic wave absorber.

상기 전자파 흡수체는The electromagnetic wave absorber is

평판 형상의 제 1몸체;a first body in the shape of a flat plate;

상기 제 1몸체의 일면에 형성되는 평판 형상의 제 2몸체;a second body having a flat plate shape formed on one surface of the first body;

상기 제 1몸체의 내부에 형성되며, 격자 상으로 배치되는 원 뿔 형상의 원뿔 몸체를 포함하되,It is formed inside the first body and includes a conical conical body arranged on a grid,

상기 제 1몸체의 두께는 상기 제 2몸체의 두께 보다 두텁게 형성되고,The thickness of the first body is formed to be thicker than the thickness of the second body,

상기 원뿔 몸체의 두께는, 상기 제 2몸체의 두께 보다 두텁게 형성되고,The thickness of the conical body is formed to be thicker than the thickness of the second body,

상기 원뿔 몸체의 저면은, 상기 제 1몸체의 저면과 동일 선상에 배치되고,The bottom surface of the conical body is disposed on the same line as the bottom surface of the first body,

상기 원뿔 몸체는, 상기 제 1몸체의 내부에서 다수로 형성되고,The conical body is formed in plurality in the interior of the first body,

다수로 형성되는 상기 원뿔 몸체 각각의 꼭지점은 서로 다른 높이를 이루되,The vertices of each of the conical bodies formed in plurality have different heights,

상기 제 1몸체의 상단에는, 다수로 형성되는 상기 원뿔 몸체 중, 최외곽의 원뿔 몸체의 하단을 고정하는 고정 블록들이 형성되고,At the upper end of the first body, among the conical bodies formed in plurality, fixing blocks for fixing the lower end of the outermost conical body are formed,

다수로 형성되는 상기 원뿔 몸체 중, 상기 최외곽의 원뿔 몸체를 제외한 나머지 원뿔 몸체들은 서로 균일 간격을 이루어 이격되며, 서로 연결 블록들을 통해 도전이 가능하도록 연결된다.Among the conical bodies formed in plurality, the remaining conical bodies except for the outermost conical body are spaced apart from each other at a uniform distance, and are connected to each other so as to be electrically conductive through connection blocks.

다른 실시예에 있어서, 본 발명은 평판 형상의 제 1몸체;In another embodiment, the present invention provides a first body in the form of a flat plate;

상기 제 1몸체의 일면에 형성되는 평판 형상의 제 2몸체;a second body having a flat plate shape formed on one surface of the first body;

상기 제 1몸체의 내부에 형성되며, 격자 상으로 배치되는 파라미드 형상의 파라미드 몸체를 포함하되,It is formed inside the first body and includes a paramid-shaped paramid body arranged on a lattice,

상기 제 1몸체의 두께는 상기 제 2몸체의 두께 보다 두텁게 형성되고,The thickness of the first body is formed to be thicker than the thickness of the second body,

상기 파라미드 몸체의 두께는, 상기 제 2몸체의 두께 보다 두텁게 형성되고,The thickness of the pyramid body is formed to be thicker than the thickness of the second body,

상기 파라미드 몸체의 저면은, 상기 제 1몸체의 저면과 동일 선상에 배치되고,The bottom surface of the pyramid body is disposed on the same line as the bottom surface of the first body,

상기 파라미드 몸체는, 상기 제 1몸체의 내부에서 다수로 형성되고,The pyramid body is formed in plurality in the interior of the first body,

다수로 형성되는 상기 파라미드 몸체 각각의 꼭지점은 서로 다른 높이를 이루되,The vertices of each of the pyramid bodies formed in plurality have different heights,

상기 제 1몸체의 상단에는, 다수로 형성되는 상기 파라미드 몸체 중, 최외곽의 파라미드 몸체의 하단을 고정하는 고정 블록들이 형성되고,At the upper end of the first body, fixing blocks for fixing the lower end of the outermost paramid body among the pyramid bodies formed in plurality are formed,

다수로 형성되는 상기 파라미드 몸체 중, 상기 최외곽의 파라미드 몸체를 제외한 나머지 파라미드 몸체들은 서로 균일 간격을 이루어 이격되며, 서로 연결 블록들을 통해 도전이 가능하도록 연결되는 전자파 흡수체를 제공한다.Among the paramid bodies formed in plurality, the remaining paramid bodies except for the outermost paramid body are spaced apart from each other at uniform intervals, and provide an electromagnetic wave absorber that is connected to each other through connection blocks to enable conduction.

특히, 상기 연결 블록들은 일정 길이를 갖는 다각 형상으로 형성된다.In particular, the connection blocks are formed in a polygonal shape having a predetermined length.

상기 연결 블록들의 양단은 이웃하는 상기 피라미드 몸체의 측부에 끼워져 연결된다.Both ends of the connecting blocks are connected to each other by being fitted on the side of the neighboring pyramid body.

다수로 형성되는 상기 파라미드 몸체는 4개가 하나의 조를 이루고, 상기 4개의 피라미드 몸체는 서로 상기 연결 블록들에 의해 연결된다. 상기 연결 블록들 간은 직각을 이룬다.The four pyramid bodies formed in plurality form a group, and the four pyramid bodies are connected to each other by the connecting blocks. The connecting blocks form a right angle.

상기 피라미드 몸체가 1,2,3층으로 구성되는 경우, 상기 1층을 이루는 피라미드 몸체들은 1개의 연결 블록을 통해 서로 연결되고,When the pyramid body consists of 1, 2, and 3 layers, the pyramid bodies constituting the first layer are connected to each other through one connection block,

상기 2층을 이루는 피라미드 몸체들은 2개의 연결 블록을 통해 서로 연결되고,The pyramid bodies forming the two layers are connected to each other through two connecting blocks,

상기 3층을 이루는 피라미드 몸체들은 상기 연결 블록 없이 서로 밀접되어 배치된다. 상기 3층을 이루는 피라미드 몸체들은 상기 최외곽의 파라미드 몸체이다.The three-layer pyramid bodies are arranged close to each other without the connecting block. The pyramidal bodies forming the three layers are the outermost pyramidal bodies.

흡수체의 흡수특성 측정을 위한 방법과 넓은 주파수 대역에서 높은 흡수 특성을 갖는 평판형 또는 피라미드형 흡수체의 설계 방법을 제공할 수 있다.It is possible to provide a method for measuring absorption characteristics of an absorber and a design method for a plate-type or pyramid-type absorber having high absorption characteristics in a wide frequency band.

도 1은 평판형+원뿔형+평판형 (3층 구조) 구조를 보여주는 도면이다.
도 2는 평판형+원뿔형+평판형 3층 구조 흡수체의 최적화된 흡수 성능을 보여주는 그래프이다.
도 3은 도 2에서 각 층의 두께를 15 mm로 변화시켰을 경우의 최적화된 흡수 성능을 보여주는 그래프이다.
도 4는 도 2의 구조에서 두께와 매질 특성에 따른 최적화된 흡수 성능을 보여주는 그래프이다.
도 5는 원뿔 구조가 흡수 성능에 미치는 영향, a의 변화 (r = a/2)를 보여주는 그래프이다.
도 6은 원뿔 구조가 흡수 성능에 미치는 영향, r의 변화 (a = 30 mm)를 보여주는 그래프이다.
도 7은 평면형 3층 구조의 최적화된 흡수 성능을 보여주는 그래프이다.
도 8은 평면형 2층 구조의 최적화된 흡수 성능을 보여주는 그래프이다.
도 9는 평면형 1층 구조의 최적화된 흡수 성능을 보여주는 그래프이다.
도 10은 5층 구조의 배치 및 규격 (a) 전체 형상 (b) 단면도이다.
도 11은 도 10의 구조에서 매질 V가 공기일 때 최적화된 흡수 특성을 보여주는 그래프이다.
도 12는 최적화된 5층 구조 흡수체에서 a의 변화에 대한 흡수 성능 변화를 보여주는 그래프이다.
도 13은 a를 미리 서로 다른 값으로 고정한 후 최적화한 결과이다.
도 14는 매질 V가 공기가 아닐 때 a가 흡수 성능에 미치는 영향을 보여주는 그래프이다.
도 15는 피라미드 4층 구조의 배치 및 규격 (a) 전체 형상 (b) 입사 편파 (c) 단면도이다.
도 16은 도 15의 피라미드 4층 구조 흡수체에서 입사 편파 방향에 최적화된 따른 흡수 특성 (a) 편파1 (0도 입사) (b) 편파2 (45도 입사)
도 17 내지 도 20은 본 발명에 따른 전자파 흡수체의 구성을 보여주는 사시도들이다.
1 is a view showing the structure of a flat plate type + cone type + flat plate type (three-layer structure).
FIG. 2 is a graph showing the optimized absorption performance of an absorber having a flat-type + cone-type + flat-type three-layer structure.
3 is a graph showing the optimized absorption performance when the thickness of each layer is changed to 15 mm in FIG. 2 .
FIG. 4 is a graph showing optimized absorption performance according to thickness and medium characteristics in the structure of FIG. 2 .
5 is a graph showing the effect of a cone structure on absorption performance, a change in a (r = a/2).
6 is a graph showing the effect of the cone structure on the absorption performance, the change in r (a = 30 mm).
7 is a graph showing the optimized absorption performance of the planar three-layer structure.
8 is a graph showing the optimized absorption performance of the planar two-layer structure.
9 is a graph showing the optimized absorption performance of a planar one-layer structure.
Fig. 10 is a cross-sectional view of the arrangement and standard (a) overall shape (b) of the five-layer structure.
11 is a graph showing optimized absorption characteristics when the medium V is air in the structure of FIG. 10 .
12 is a graph showing the change in absorption performance with respect to the change of a in the optimized five-layered absorber.
13 is a result of optimization after fixing a to different values in advance.
14 is a graph showing the effect of a on the absorption performance when the medium V is not air.
15 is a cross-sectional view of the arrangement and specification of a four-layer pyramid structure (a) overall shape (b) incident polarization (c).
16 is a graph showing absorption characteristics optimized for the incident polarization direction in the pyramidal four-layered absorber of FIG. 15 (a) Polarized wave 1 (0 degree incident) (b) Polarized wave 2 (45 degree incident)
17 to 20 are perspective views showing the configuration of the electromagnetic wave absorber according to the present invention.

본 발명은 전자파 흡수체를 제공한다.The present invention provides an electromagnetic wave absorber.

상기 전자파 흡수체는 평판 형상의 제 1몸체; 상기 제 1몸체의 일면에 형성되는 평판 형상의 제 2몸체; 상기 제 1몸체의 내부에 형성되며, 격자 상으로 배치되는 원 뿔 형상의 원뿔 몸체를 포함한다.The electromagnetic wave absorber includes a first body in the form of a flat plate; a second body having a flat plate shape formed on one surface of the first body; It is formed inside the first body, and includes a conical conical body arranged on a grid.

상기 제 1몸체의 두께는 상기 제 2몸체의 두께 보다 두텁게 형성되고, 상기 원뿔 몸체의 두께는, 상기 제 2몸체의 두께 보다 두텁게 형성되고, 상기 원뿔 몸체의 저면은, 상기 제 1몸체의 저면과 동일 선상에 배치되고, 상기 원뿔 몸체는, 상기 제 1몸체의 내부에서 다수로 형성되고, 다수로 형성되는 상기 원뿔 몸체 각각의 꼭지점은 서로 다른 높이를 이루되, 상기 제 1몸체의 상단에는, 다수로 형성되는 상기 원뿔 몸체 중, 최외곽의 원뿔 몸체의 하단을 고정하는 고정 블록들이 형성되고, 다수로 형성되는 상기 원뿔 몸체 중, 상기 최외곽의 원뿔 몸체를 제외한 나머지 원뿔 몸체들은 서로 균일 간격을 이루어 이격되며, 서로 연결 블록들을 통해 도전이 가능하도록 연결된다.The thickness of the first body is formed to be thicker than the thickness of the second body, the thickness of the conical body is formed to be thicker than the thickness of the second body, and the bottom surface of the conical body is, the bottom surface of the first body and Arranged on the same line, the conical body is formed in a plurality inside the first body, and the vertices of each of the conical bodies formed in plurality have different heights, and at the upper end of the first body, a plurality of Among the conical bodies formed of They are spaced apart and connected to each other through connection blocks to enable conduction.

다른 실시예에 있어서, 본 발명은 평판 형상의 제 1몸체; 상기 제 1몸체의 일면에 형성되는 평판 형상의 제 2몸체; 상기 제 1몸체의 내부에 형성되며, 격자 상으로 배치되는 파라미드 형상의 파라미드 몸체를 포함하되, 상기 제 1몸체의 두께는 상기 제 2몸체의 두께 보다 두텁게 형성되고, 상기 파라미드 몸체의 두께는, 상기 제 2몸체의 두께 보다 두텁게 형성되고, 상기 파라미드 몸체의 저면은, 상기 제 1몸체의 저면과 동일 선상에 배치되고, 상기 파라미드 몸체는, 상기 제 1몸체의 내부에서 다수로 형성되고, 다수로 형성되는 상기 파라미드 몸체 각각의 꼭지점은 서로 다른 높이를 이루되, 상기 제 1몸체의 상단에는, 다수로 형성되는 상기 파라미드 몸체 중, 최외곽의 파라미드 몸체의 하단을 고정하는 고정 블록들이 형성되고, 다수로 형성되는 상기 파라미드 몸체 중, 상기 최외곽의 파라미드 몸체를 제외한 나머지 파라미드 몸체들은 서로 균일 간격을 이루어 이격되며, 서로 연결 블록들을 통해 도전이 가능하도록 연결되는 전자파 흡수체를 제공한다.In another embodiment, the present invention provides a first body in the form of a flat plate; a second body having a flat plate shape formed on one surface of the first body; It is formed in the interior of the first body and includes a paramid-shaped paramid body arranged on a grid, wherein the thickness of the first body is formed to be thicker than the thickness of the second body, the thickness of the paramid body is formed to be thicker than the thickness of the second body, the bottom surface of the pyramid body is disposed on the same line as the bottom surface of the first body, and the pyramid body is formed in plurality in the interior of the first body and the vertices of each of the pyramid bodies formed in plurality have different heights, and at the upper end of the first body, among the pyramid bodies formed in plurality, the lower end of the outermost pyramid body is fixed Fixed blocks are formed, and among the pyramid bodies formed in plurality, the remaining pyramid bodies except for the outermost pyramid body are spaced apart from each other at uniform intervals, and electromagnetic waves are connected to each other to enable conduction through the connecting blocks. It provides an absorber.

특히, 상기 연결 블록들은 일정 길이를 갖는 다각 형상으로 형성된다.In particular, the connection blocks are formed in a polygonal shape having a predetermined length.

상기 연결 블록들의 양단은 이웃하는 상기 피라미드 몸체의 측부에 끼워져 연결된다.Both ends of the connecting blocks are connected to each other by being fitted on the side of the neighboring pyramid body.

다수로 형성되는 상기 파라미드 몸체는 4개가 하나의 조를 이루고, 상기 4개의 피라미드 몸체는 서로 상기 연결 블록들에 의해 연결된다. 상기 연결 블록들 간은 직각을 이룬다.The four pyramid bodies formed in plurality form a group, and the four pyramid bodies are connected to each other by the connecting blocks. The connecting blocks form a right angle.

상기 피라미드 몸체가 1,2,3층으로 구성되는 경우, 상기 1층을 이루는 피라미드 몸체들은 1개의 연결 블록을 통해 서로 연결되고,When the pyramid body consists of 1, 2, and 3 layers, the pyramid bodies constituting the first layer are connected to each other through one connection block,

상기 2층을 이루는 피라미드 몸체들은 2개의 연결 블록을 통해 서로 연결되고,The pyramid bodies forming the two layers are connected to each other through two connecting blocks,

상기 3층을 이루는 피라미드 몸체들은 상기 연결 블록 없이 서로 밀접되어 배치된다. 상기 3층을 이루는 피라미드 몸체들은 상기 최외곽의 파라미드 몸체이다.The three-layer pyramid bodies are arranged close to each other without the connecting block. The pyramidal bodies forming the three layers are the outermost pyramidal bodies.

더 상세하게는 본 발명에서 평판형 혹은 피라미드형 (원뿔형) 흡수체의 구조, 매질 특성에 따른 흡수 성능을 서술한다. 이 경우 해석을 위한 경계조건은 unitcell 경계조건으로 해석 대상 구조가 평면상에 무수히 많이 존재한다고 가정하고 해석을 진행하였다.In more detail, in the present invention, the structure of the plate-type or pyramidal (conical) absorber and absorption performance according to the characteristics of the medium will be described. In this case, the boundary condition for the analysis was the unitcell boundary condition, and the analysis was carried out assuming that there are innumerable structures to be analyzed on the plane.

단일 원뿔 구조의 특성 분석Characterization of single cone structures

여기서 살펴볼 흡수체 구조는 아래와 같다.The absorber structure to be considered here is as follows.

- 평판형+원뿔형+평판형 (3층 구조)- Flat type + conical type + flat type (3-layer structure)

- 평판형+평판형+평판형 (3층 구조)- Flat type + Flat type + Flat type (3-layer structure)

- 평판형+평판형 (2층 구조)- Flat type + flat panel type (two-layer structure)

- 평판형 (1층 구조)- Flat type (one-story structure)

도 1은 평판형+원뿔형+평판형 (3층 구조) 구조를 보여주는 도면이다.1 is a view showing the structure of a flat plate type + cone type + flat plate type (three-layer structure).

평판형+원뿔형+평판형 3층 구조의 배치 및 규격 (a) 전체 형상 (b) 가운데 위치하는 원뿔 구조 (c) 각층별 물성 및 치수 Flat type + cone + flat panel type 3 layer structure layout and specification (a) overall shape (b) central cone structure (c) physical properties and dimensions for each layer

가장 먼저 살펴볼 구조는 그림 2-21에 보인 평판형+원뿔형+평판형 (3층 구조) 구조이다. 가운데에 원뿔형 구조가 삽입된 구조이며 그 위 아래로 평판이 배치되어 있다.The first structure to be considered is the flat plate + cone + flat plate (three-layer structure) structure shown in Figure 2-21. A conical structure is inserted in the center, and flat plates are placed above and below it.

Figure 112020130646657-pat00001
은 상대 유전율 (실수부),
Figure 112020130646657-pat00002
은 상대 투자율 (실수부),
Figure 112020130646657-pat00003
는 전기 손실 탄젠트,
Figure 112020130646657-pat00004
는 자기 손실 탄젠트이다. 흡수체의 xy 평면상 단면은 한 변의 길이가 a인 정사각형이고, r은 원뿔 구조의 넓은 바닥면의 반경이다.
Figure 112020130646657-pat00001
is the relative permittivity (real part),
Figure 112020130646657-pat00002
is the relative permeability (real part),
Figure 112020130646657-pat00003
is the electric loss tangent,
Figure 112020130646657-pat00004
is the magnetic loss tangent. The xy plane cross section of the absorber is a square with a side length a, and r is the radius of the wide bottom surface of the conical structure.

상대유전율은

Figure 112020130646657-pat00005
으로 고정하여 사용하였다.The relative permittivity is
Figure 112020130646657-pat00005
was used to fix it.

도 2는 평판형+원뿔형+평판형 3층 구조 흡수체의 최적화된 흡수 성능을 보여주는 그래프이다. FIG. 2 is a graph showing the optimized absorption performance of an absorber having a flat-type + cone-type + flat-type three-layer structure.

[표 1] 평판형+원뿔형+평판형 3층 구조 흡수체의 최적화된 특성 1 (길이: mm)[Table 1] Optimized Characteristics 1 (Length: mm) of Flat Type + Conical Type + Flat Type 3 Layer Structure Absorber

Figure 112020130646657-pat00006
Figure 112020130646657-pat00006

도 2는 각 층의 두께가 5 mm인 경우에 대해서 최적화한 결과인데, 두께의 변화에 대해 최적화된 매질 특성을 도 3에서와 같이 재차 구하였다. 도 3은 두께만 변화하였을 때의 흡수 성능이다. 2 is a result of optimization for the case where the thickness of each layer is 5 mm, and the optimized medium properties for the change in thickness were again obtained as in FIG. 3 . Fig. 3 shows the absorption performance when only the thickness is changed.

도 3은 도 2에서 각 층의 두께를 15 mm로 변화시켰을 경우의 최적화된 흡수 성능으로 사용된 파라미터는 다음 [표 2]와 같다.3 shows the parameters used as the optimized absorption performance when the thickness of each layer is changed to 15 mm in FIG. 2 are as follows [Table 2].

[표 2] 평판형+원뿔형+평판형 3층 구조 흡수체의 최적화된 특성 2(길이: mm)[Table 2] Optimized Characteristics 2 (Length: mm) of Flat Type + Conical Type + Flat Type 3 Layer Structure Absorber

Figure 112020130646657-pat00007
Figure 112020130646657-pat00007

도 2 및 도 3을 비교하면 최대흡수율은 95% 이상으로 매우 유사하지만, 낮은 주파수 대역에서의 흡수율에서 차이가 있음을 알 수 있다. 즉, 두께가 더 두꺼운 경우 좀 더 낮은 대역에서 높은 흡수율을 보이는데, 이는 흡수 특성이 파장과 관련되어 있기 때문이다. 두 경우의 또 다른 차이는 유전율과 투자율의 특성이다. 두께가 더 두꺼운 경우 요구되는 상대 투자율과 자기 손실 탄젠트 및 전기 손실 탄젠트가 얇은 경우에 비해 더 낮다는 것을 알 수 있다. 이는 일정한 흡수율을 얻기 위해서는 일정 두께가 필요한 것을 의미하다.Comparing FIGS. 2 and 3 , it can be seen that the maximum absorption rate is very similar at 95% or more, but there is a difference in the absorption rate in the low frequency band. That is, when the thickness is thicker, a higher absorption rate is shown in a lower band, because the absorption characteristic is related to the wavelength. Another difference between the two cases is the characteristics of permittivity and permeability. It can be seen that the required relative permeability and magnetic loss tangent and electrical loss tangent are lower for the thicker case compared to the thinner case. This means that a certain thickness is required to obtain a constant absorption rate.

두 결과로부터 동일한 최대 흡수 특성을 얻기 위해서는 다음과 같은 조건이 필요함을 알 수 있다.From the two results, it can be seen that the following conditions are necessary to obtain the same maximum absorption characteristics.

- 얇은 두께 + 높은 유전율, 투자율 및 손실 탄젠트- Thin thickness + high permittivity, permeability and loss tangent

- 두꺼운 두께 + 상대적으로 낮은 유전율, 투자율 및 손실 탄젠트- Thick thickness + relatively low permittivity, permeability and loss tangent

- 낮은 주파수 대역의 흡수 특성 향상을 위해서는 두께와 유전율, 투자율 및 손실 탄젠트 모두 높은 값을 요구- In order to improve the absorption characteristics of the low frequency band, high values are required for thickness, dielectric constant, magnetic permeability, and loss tangent.

도 4는 도 2의 구조에서 두께와 매질 특성에 따른 최적화된 흡수 성능을 보여주는 그래프이다.FIG. 4 is a graph showing optimized absorption performance according to thickness and medium characteristics in the structure of FIG. 2 .

[표 3] 평판형+원뿔형+평판형 3층 구조 흡수체의 최적화된 특성 3 (길이: mm)[Table 3] Optimized Characteristics 3 (Length: mm) of Flat Type + Conical Type + Flat Type 3 Layer Structure Absorber

Figure 112020130646657-pat00008
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도 4는 각층의 두께까지 최적화 파라미터로 계산한 결과를 보여준다. 앞선 두 경우 보다 저주파수 대역에서 흡수 성능이 향상되었으며, 그 이유는 [표 3]에서 볼 수 있듯이 투자율 및 전기 자기 손실 탄젠트가 모두 증가하였기 때문이다. 4 shows the results calculated by the optimization parameters up to the thickness of each layer. The absorption performance was improved in the low frequency band than in the previous two cases, because as shown in [Table 3], both the magnetic permeability and the electromagnetic loss tangent increased.

이와 같은 결과를 바탕으로 제작의 입장에서는 구현 가능한 유전율 투자율 및 손실 탄젠트와 최대 흡수 능력에 따라 두께가 결정된다고 이해할 수 있다.Based on these results, it can be understood that the thickness is determined according to the achievable dielectric constant, permeability, loss tangent, and maximum absorption capacity from the standpoint of manufacturing.

전파무반향실 (full anechoic chamber)에서 일반적으로 많이 볼 수 있는 피라미드형 흡수체는 물성뿐만 아니라 모양 또한 흡수 성능에 큰 영향을 미친다. 개발된 흡수체는 평판형 구조이며, 가운데 층에 원뿔 모양의 흡수층이 들어가 있는 것이 특징이다. 따라서 원뿔 구조가 흡수 성능에 미치는 영향에 대한 분석이 필요하다. 흡수체의 한 변의 길이 a가 흡수 성능에 미치는 영향을 보인 것이다.Pyramid-type absorbers commonly found in full anechoic chambers have a great influence on absorption performance as well as physical properties and shape. The developed absorber has a flat plate structure and is characterized by having a cone-shaped absorber layer in the middle. Therefore, it is necessary to analyze the effect of the cone structure on the absorption performance. The effect of the length a of one side of the absorber on the absorption performance is shown.

도 5는 원뿔 구조가 흡수 성능에 미치는 영향, a의 변화 (r = a/2)를 보여주는 그래프이다. 도 6은 원뿔 구조가 흡수 성능에 미치는 영향, r의 변화 (a = 30 mm)를 보여주는 그래프이다.5 is a graph showing the effect of a cone structure on absorption performance, a change in a (r = a/2). 6 is a graph showing the effect of the cone structure on the absorption performance, the change in r (a = 30 mm).

a가 변화함에 따라 원뿔의 부피가 변화함에도 흡수 성능은 거의 차이가 없음을 알 수 있다. 이는 원뿔의 모양이 흡수 성능에 영향을 주지 않는다는 것을 의미한다.It can be seen that there is almost no difference in the absorption performance even when the volume of the cone changes as a changes. This means that the shape of the cone does not affect the absorption performance.

원뿔의 영향을 좀 더 정확하게 파악하기 위해 그림 2-26에서는 흡수체의 한 변의 길이 a는 30 mm로 고정시킨 체 흡수체 바닥면의 반지름 r만 변화하여 흡수 성능을 계산하였다. 그림에서 볼 수 있듯이 역시 흡수체의 바닥면의 면적은 흡수 성능에 영향을 주지 않음을 확인 가능하다. 도 5와 도 6으로부터 중간층의 구조가 흡수 성능에는 큰 영향을 주지 않음을 알 수 있다.In order to understand the effect of the cone more accurately, in Fig. 2-26, the absorption performance was calculated by changing only the radius r of the bottom surface of the absorber with the length a of one side of the absorber fixed to 30 mm. As can be seen from the figure, it can be confirmed that the area of the bottom surface of the absorber does not affect the absorption performance. It can be seen from FIGS. 5 and 6 that the structure of the intermediate layer does not significantly affect the absorption performance.

제작이 쉽지 않은 원뿔 구조가 흡수 성능 향상에도 기여하는 바가 없으므로, 평판형으로 3층인 구조를 만드는 것이 제작의 측면에서 더 유리할 것이다. 그림 2-27은 이를 뒷받침하기 위해 3층 평면인 구조의 최적화된 흡수 성능이다. 그림 2-21에서 원뿔은 평판으로 대체되었다.Since the conical structure, which is not easy to manufacture, does not contribute to the improvement of absorption performance, it would be more advantageous in terms of manufacturing to make a three-layer structure in a flat plate type. Figure 2-27 shows the optimized absorption performance of the three-layer planar structure to support this. In Figure 2-21, the cone has been replaced by a plate.

도 7은 평면형 3층 구조의 최적화된 흡수 성능을 보여주는 그래프이다.7 is a graph showing the optimized absorption performance of the planar three-layer structure.

[표 4] 평판형+평판형+평판형 3층 구조 흡수체의 최적화된 특성 (길이: mm)[Table 4] Optimized Characteristics of Absorber with Flat Type + Flat Type + Flat Type 3 Layer Structure (Length: mm)

Figure 112020130646657-pat00009
Figure 112020130646657-pat00009

3층으로 구성된 흡수체 또한 흡수 성능이 매우 좋은데, 이는 기술한 바와 같이 제작이 어려운 구조를 굳이 사용할 필요는 없다는 것이다.The absorber composed of three layers also has very good absorption performance, which means that it is not necessary to use a structure that is difficult to manufacture as described above.

지금까지 얻은 결론을 정리하면 다음과 같다. The conclusions reached so far are summarized as follows.

- 중간 층의 구조는 흡수 성능에 거의 영향을 주지 않음- The structure of the intermediate layer has little effect on the absorption performance

- 동일한 유전율, 투자율 및 손실 탄젠트의 경우 두께가 두꺼울수록 흡수 성능 향상 (동일한 반사계수 + 더 낮은 투과계수)- For the same permittivity, permeability and loss tangent, the thicker the thickness, the better the absorption performance (same reflection coefficient + lower transmission coefficient)

- 동일한 두께의 경우 유전율, 투자율 및 손실 탄젠트가 클수록 흡수 성능 향상 (이 때는 반사계수가 낮도록 주의 요망)- For the same thickness, the higher the dielectric constant, the magnetic permeability, and the loss tangent, the better the absorption performance.

위의 결론을 보면 흡수체의 층을 굳이 여러 층으로 가져가거나, 제작이 힘든 원뿔이나 피라미드와 같이 특수한 구조를 사용할 필요가 낮다는 것을 알 수 있다. 이를 증명하기 위해 2 층 또는 1층으로 된 흡수체의 최적화 결과를 그림 2-28과 2-29에 각각 제시하였다. From the above conclusion, it can be seen that there is no need to take the absorber layer in multiple layers or to use a special structure such as a cone or pyramid, which is difficult to manufacture. To prove this, the optimization results of the two-layer or one-layer absorber are presented in Figures 2-28 and 2-29, respectively.

도 8은 평면형 2층 구조의 최적화된 흡수 성능을 보여주는 그래프이다. 도 9는 평면형 1층 구조의 최적화된 흡수 성능을 보여주는 그래프이다.8 is a graph showing the optimized absorption performance of the planar two-layer structure. 9 is a graph showing the optimized absorption performance of a planar one-layer structure.

[표 5] 평판형+평판형 2층 구조 흡수체의 최적화된 특성 (길이: mm)[Table 5] Optimized Characteristics of Flat Plate + Flat Plate Two-Layer Structure Absorber (Length: mm)

Figure 112020130646657-pat00010
Figure 112020130646657-pat00010

[표 6] 평판형 1층 구조 흡수체의 최적화된 특성 (길이: mm)[Table 6] Optimized Characteristics of Flat-Type One-Layer Structure Absorber (Length: mm)

Figure 112020130646657-pat00011
Figure 112020130646657-pat00011

예상대로 평면형 2층 및 1층 구조 또한 매우 높은 흡수율을 보이며, 동일한 흡수 성능을 얻기 위해 두께가 엷어질수록 투자율과 손실 탄젠트도 함께 증가하여야 한다는 것을 재차 확인할 수 있다.As expected, the planar two-layer and one-layer structures also show very high absorption, and it can be confirmed again that the permeability and loss tangent must also increase as the thickness decreases to obtain the same absorption performance.

다중 원뿔 구조의 특성 분석Characterization of multi-conical structures

여기서 살펴볼 흡수체 구조는 아래와 같다.The absorber structure to be considered here is as follows.

- 평판형+원뿔형1+원뿔형2+원뿔형3+평판형 (5층 구조)- Flat type + Conical type 1 + Conical type 2 + Conical type 3 + Flat type (5-layer structure)

원뿔은 총 3 종류로 구성되어 있다.There are three types of cones.

도 10은 5층 구조의 배치 및 규격 (a) 전체 형상 (b) 단면도이다.Fig. 10 is a cross-sectional view of the arrangement and standard (a) overall shape (b) of the five-layer structure.

도 11은 도 10의 구조에서 매질 V가 공기일 때 최적화된 흡수 특성이며, 최적화된 파라미터는 [표 7]에 주어져 있다.11 is an optimized absorption characteristic when the medium V is air in the structure of FIG. 10, and the optimized parameters are given in [Table 7].

[표 7] [Table 7]

표 2-9. 5층 구조 흡수체의 최적화된 파라미터 (길이: mm)Table 2-9. Optimized parameters of 5-layer absorber (length: mm)

Figure 112020130646657-pat00012
Figure 112020130646657-pat00012

도 11에서 알 수 있듯이, 전체적인 흡수 성능은 매우 양호하다. 하지만 맨 위의 평평한 면 (매질 III)이 있는 경우보다 낮은 주파수 대역에서 흡수 성능은 떨어진다.11 , the overall absorption performance is very good. However, the absorption performance is inferior at lower frequency bands than with the top flat surface (medium III).

3층 구조에서 맨 위의 평평한 면을 갖는 매질 III 구조가 있는 경우 단위셀의 크기 a가 흡수 성능에 거의 영향을 주지 않는다는 것을 보였다. 이는 상당량의 에너지가 매질 III을 통화하면서 이미 흡수가 되어 버렸기 때문이다. 하지만 매질 III 구조가 없는 경우, 즉 원뿔이 공기 중에 노출되어 있는 경우에는 단위셀의 크기 a가 흡수 성능에 영향을 미치게 되는데 이에 관한 결과를 도 12에 보였다.It was shown that the size a of the unit cell had little effect on the absorption performance when there was a medium III structure with the top flat surface in the three-layer structure. This is because a significant amount of energy has already been absorbed while passing through medium III. However, when there is no medium III structure, that is, when the cone is exposed to air, the size a of the unit cell affects the absorption performance, and the results are shown in FIG. 12 .

도 12는 최적화된 5층 구조 흡수체에서 a의 변화에 대한 흡수 성능 변화를 보여주는 그래프이다. 12 is a graph showing the change in absorption performance with respect to the change of a in the optimized five-layered absorber.

도 12는 [표 9]와 같이 최적화된 구조에서 a 반을 변경하면서 흡수 성능의 변화를 살펴본 것이다. 흡수 성능이 가장 좋은 경우는 a= 33.0 mm일 때이고, 나머지 a의 변화에 따라서 저주파수 대역 흡수 성능이 영향을 받는 것을 볼 수 있다. 이 결과는 그림 2-21의 평편형+원뿔형+평판형인 경우 전체 사이즈의 변화가 흡수 성능에 거의 영향을 주지 않는 결과와는 매우 상이한데, 이는 매질 V가 없는 경우에 전자파가 직접 매질 IV에 부딪히기 때문이다. 정리하면, 원뿔을 포함한 단위셀의 크기는 맨위 평판형 매질이 없을 때만 흡수 성능에 영향을 주는 것이다. 12 shows changes in absorption performance while changing half a in the optimized structure as shown in [Table 9]. The case where the absorption performance is the best is when a = 33.0 mm, and it can be seen that the low frequency band absorption performance is affected by the change of the remaining a. This result is very different from the result that the change in overall size has little effect on the absorption performance in the case of flat + conical + flat plate in Figure 2-21. Because. In summary, the size of the unit cell including the cone affects the absorption performance only when there is no top plate-like medium.

도 13은 a를 미리 서로 다른 값으로 고정한 후 최적화한 결과이고, 5층 구조 흡수체에서 a와 각층의 두께를 고정시킨 후 최적화된 흡수 성능을 보여준다.13 is a result of optimization after fixing a to different values in advance, and shows the optimized absorption performance after fixing a and the thickness of each layer in the five-layer absorber.

[표 8] 5층 구조 흡수체의 최적화된 파라미터 (길이: mm)[Table 8] Optimized parameters of 5-layer absorber (length: mm)

Figure 112020130646657-pat00013
Figure 112020130646657-pat00013

[표 9] 각 매질별 정규화된 전파 임피던스 (길이: mm)[Table 9] Normalized radio impedance for each medium (length: mm)

Figure 112020130646657-pat00014
Figure 112020130646657-pat00014

도 13에서 알 수 있듯이, 흡수체의 흡수 성능은 서로 다른 a를 사용하더라도 최적화 후에는 흡수 성능이 매우 유사하다. 표 2-10을 보면 모든 경우에 공통적인 특징이 있는데, 상대유전율과 상대투자율 및 유전손실과 투자손실이 모두 매질 V에서 매질 I로 갈수록 커진다는 것이다. 이는 반사를 최소화하면서 투과를 최소화해야 좋은 흡수 성능을 얻을 수 있기 때문이다. 그 외에 표 2-10은 흡수체 제작에서의 고려사항도 함께 제시한다. 흡수체의 단면적은 유전율과 투자율을 조정함으로써 크게도 작게도 할 수 있으며, 흡수 성능에 영향을 주는 것은 흡수체의 단면적보다는 사용된 재료의 조성임을 알 수 있다. 표 2-11은 표 2-10의 파라미터로부터 계산된 각 매질의 전파 임피던스로 자유공간 임피던스로 정규화된 값이다. 이를 통해 표 2-10의 값이 임의로 계산된 값이 아니고 반사와 투과를 모두 최소화할 수 있도록 설정된 값임을 알 수 있다.As can be seen from FIG. 13 , the absorption performance of the absorber is very similar after optimization even if different a is used. Looking at Table 2-10, there is a characteristic common to all cases, that the relative permittivity and the relative permeability and the dielectric loss and the investment loss all increase from medium V to medium I. This is because good absorption performance can be obtained by minimizing transmission while minimizing reflection. In addition, Table 2-10 also presents considerations in the manufacture of absorbers. The cross-sectional area of the absorber can be made large or small by adjusting the dielectric constant and permeability, and it can be seen that it is the composition of the material used rather than the cross-sectional area of the absorber that affects the absorption performance. Table 2-11 is the propagation impedance of each medium calculated from the parameters in Table 2-10, and is the value normalized to the free space impedance. Through this, it can be seen that the values in Table 2-10 are not arbitrarily calculated values, but are set to minimize both reflection and transmission.

마지막으로 살펴볼 구성은 매질 V가 공기가 아닐 때의 흡수 특성인데, 도 14에 주어져 있다.The last configuration to be considered is the absorption characteristic when the medium V is not air, which is given in FIG. 14 .

도 14는 매질 V가 공기가 아닐 때 a가 흡수 성능에 미치는 영향을 보여주는 그래프이다.14 is a graph showing the effect of a on the absorption performance when the medium V is not air.

[표 10] 파라미터 (길이: mm)[Table 10] Parameters (Length: mm)

Figure 112020130646657-pat00015
Figure 112020130646657-pat00015

도 14는 도 10의 구조에서 매질 V가 있을 때, 단위셀의 크기 a가 흡수 성능에 어떤 영향을 주는지를 살펴보기 위한 시뮬레이션 결과이다. 이 결과는 그림 2-25에서 보인 결과와 유사하게, 맨 위의 평판형 매질 V가 존재할 경우에는 단위셀의 크기 a가 흡수 성능에 영향을 주지 않는 것을 의미한다. 그 이유는 앞서 설명한 바와 같이 이미 매질 V에서 상당량의 에너지를 흡수하였기 때문이다. 하지만 낮은 주파수 대역에서 흡수 성능을 높이기 위해서 원뿔 구조의 선택은 필요하다 할 수 있겠다.14 is a simulation result for examining how the size a of the unit cell affects the absorption performance when the medium V is present in the structure of FIG. 10 . Similar to the result shown in Figure 2-25, this result means that the size a of the unit cell does not affect the absorption performance when the top plate-like medium V exists. This is because, as explained above, a significant amount of energy has already been absorbed from the medium V. However, in order to increase the absorption performance in the low frequency band, it can be said that the selection of the cone structure is necessary.

피라미드 구조의 특성 분석Characterization of the pyramid structure

여기서 살펴볼 흡수체 구조는 아래와 같다.The absorber structure to be considered here is as follows.

- 평판형+피라미드1+피라미드2+피라미드3 (4층 구조, 바닥 면이 정사각형)- Flat type + Pyramid 1 + Pyramid 2 + Pyramid 3 (4-layer structure, the bottom is square)

도 15는 피라미드 4층 구조의 배치 및 규격 (a) 전체 형상 (b) 입사 편파 (c) 단면도이다.15 is a cross-sectional view of the arrangement and specification of a four-layer pyramid structure (a) overall shape (b) incident polarization (c).

도 16은 도 15의 피라미드 4층 구조 흡수체에서 입사 편파 방향에 최적화된 따른 흡수 특성 (a) 편파1 (0도 입사) (b) 편파2 (45도 입사)FIG. 16 is a graph showing absorption characteristics optimized for the incident polarization direction in the pyramidal four-layered absorber of FIG. 15 (a) Polarized wave 1 (0 degree incident) (b) Polarized wave 2 (45 degree incident)

도 16은 도 15에 주어진 피라미드 4층 구조 흡수체의 최적화된 흡수 성능을 보인 것이다. 입사 편파의 방향은 성능 차이가 가장 클 것으로 예상되는 0도 와 45도 일 경우로 정했으며, 최적화에 사용된 파라미터는 [표 11]에 주어져 있다. 도 16 (a)와 (b)는 각각 입사 편파가 0도일 때와 45도일 경우의 흡수 성능으로 높은 주파수에서는 둘 사이에 성능 차이가 거의 없음을 알 수 있다. 하지만, 낮은 주파수 대역 즉, 30 MHz ~ 500 MHz 사이에서는 셀의 크기 (a)가 성능에 영향을 줌을 확인할 수 있다. FIG. 16 shows the optimized absorption performance of the four-layer pyramid structure absorber given in FIG. 15 . The direction of the incident polarization was determined to be 0 degrees and 45 degrees, where the performance difference is expected to be the greatest, and the parameters used for optimization are given in [Table 11]. 16 (a) and (b) show absorption performance when the incident polarization is 0 degrees and 45 degrees, respectively, and it can be seen that there is little difference in performance between the two at high frequencies. However, it can be seen that the cell size (a) affects the performance in a low frequency band, that is, between 30 MHz and 500 MHz.

도 16의 확대도를 보면 흡수 성능이 최적인 경우는 a가 30 ~ 40 mm 사이이다. 또 다른 중요한 사실은 일반적인 산란체와 다르게 유전 및 투자 손실이 일정 이상이면 입사 편파 방향에 거의 영향을 받지 않게 흡수체를 제작하는 것이 가능함을 확인할 수 있다. 이는 흡수체 성능 평가 및 제작을 좀 더 용이하게 할 수 있는 매우 중요한 특성이다. Referring to the enlarged view of FIG. 16 , when the absorption performance is optimal, a is between 30 and 40 mm. Another important fact is that, unlike general scatterers, if dielectric and investment losses are above a certain level, it can be confirmed that it is possible to fabricate an absorber that is hardly affected by the incident polarization direction. This is a very important property that can make the absorber performance evaluation and fabrication easier.

[표 11] 피라미드 4층 구조 흡수체의 최적화된 파라미터 (길이: mm)[Table 11] Optimized parameters of the four-layer pyramid structure absorber (length: mm)

Figure 112020130646657-pat00016
Figure 112020130646657-pat00016

본 발명에서는 우선 정확한 흡수 특성을 측정하기 위해 시뮬레이션 툴을 이용하여 반사계수가 가장 큰 도체 평판에 대해 다양한 해석을 진행하였다. 그 결과 도체판의 모서리 회절 성분, 안테나와 도체판 사이의 다중 반사, 안테나 사이의 직접 결합 등이 측정의 정확도에 큰 영향을 주는 것을 확인할 수 있었다.In the present invention, in order to measure the accurate absorption characteristics, various analyzes were performed on the conductor plate having the largest reflection coefficient using a simulation tool. As a result, it was confirmed that the edge diffraction component of the conductor plate, multiple reflections between the antenna and the conductor plate, and direct coupling between the antennas have a great influence on the accuracy of the measurement.

따라서 본 발명에서는 위와 같은 불요 신호를 모두 제거하여 안테나와 도체판 사이의 정확한 측정 결과를 산출할 수 있는 새로운 방법을 제안하였고, 이에 따라 최소 측정 거리 또한 계산할 수 있었다. Therefore, in the present invention, a new method for calculating an accurate measurement result between the antenna and the conductor plate by removing all of the above unnecessary signals is proposed, and accordingly, the minimum measurement distance can also be calculated.

제안된 방법은 안테나의 산란을 없애기 위해 안테나를 호이겐스 원리를 응용한 등가 소스원으로 대체하는 방법이다. 등가 소스원은 입사파를 반사나 산란 없이 받아들이기 때문에 다중 반사 현상을 모두 제거 가능하다. 안테나 사이의 직접 커플링은 두 번의 측정 후 제안된 방식으로 없앨 수 있다. 제안된 방법은 안테나와 도체판 사이의 거리에 대한 영향을 정확하게 계산할 수 있다는 데 큰 의의가 있다. The proposed method is to replace the antenna with an equivalent source source applying the Huygens principle to eliminate scattering of the antenna. Since the equivalent source source receives the incident wave without reflection or scattering, it is possible to eliminate all multi-reflection phenomena. Direct coupling between antennas can be eliminated in the proposed way after two measurements. The proposed method has great significance in that it can accurately calculate the effect on the distance between the antenna and the conductor plate.

평판형 또는 피라미드형 흡수체의 설계에 있어서 가장 중요하게 고려되어야 하는 파라미터는 흡수체의 물성과 물리적 크기 및 형상이다. 본 용역에서는 이러한 주요 파라미터들이 흡수 성능에 미치는 영향을 다각도에서 면밀하게 살펴보았다.The most important parameters to be considered in the design of a plate-type or pyramid-type absorber are the physical properties of the absorber and the physical size and shape of the absorber. In this service, the effect of these major parameters on the absorption performance was examined closely from various angles.

우선 매질을 유전체 (상대 투자율=1, 자기 손실 탄젠트=0)와 자성체 (상대 유전율=2, 전기 손실 탄젠트=0)로 구분하여 각각의 매질로부터 획득 가능한 흡수 성능에 대해 분석하였다. 그 결과 개별 유전체와 자성체만으로는 반사 특성 조절에 한계가 있어 흡수 성능을 일정 수준 이상으로 높일 수 없다는 것을 증명하였다. First, the medium was divided into dielectric (relative permeability = 1, magnetic loss tangent = 0) and magnetic material (relative permittivity = 2, electrical loss tangent = 0), and the absorption performance obtainable from each medium was analyzed. As a result, it was proved that the absorption performance cannot be increased beyond a certain level because there is a limit to control the reflection characteristics only with individual dielectrics and magnetic materials.

이러한 결과는 흡수 성능을 높이기 위해서는 결국 상대 유전율과 상대 투자율이 모두 1이상이며, 손실 탄젠트 값 또한 높은 혼합물이 사용되어야 한다는 것을 의미한다. 본 용역에서 분석한 여러 결과를 바탕으로 평판형 흡수체의 경우 흡수체 내부에 위치하는 원뿔이나 피라미드의 구조나 형상보다는 혼합물의 매질 특성이 가장 중요한 파라미터라는 것을 밝혀냈다. 이를 근거로 평판형 흡수체에 대한 몇 가지 중요한 결론을 요약하면 다음과 같다. These results mean that in order to increase absorption performance, a mixture having both relative permittivity and relative permeability of 1 or more and a high loss tangent value must be used. Based on the various results analyzed in this service, in the case of a flat absorber, it was found that the medium characteristic of the mixture was the most important parameter rather than the structure or shape of a cone or pyramid located inside the absorber. Based on this, some important conclusions about the planar absorber are summarized as follows.

- 맨 윗 판이 흡수 성능을 가질 경우 그 아래에 위치하는 흡수체의 물리적 구조(원뿔 등)는 흡수 성능에 거의 영향을 주지 않는다.- When the top plate has absorption performance, the physical structure (cone, etc.) of the absorber positioned below it has little effect on absorption performance.

- 흡수 성능을 높이기 위해서는 반사계수와 투과계수가 모두 매우 작아야 한다.- In order to increase the absorption performance, both the reflection coefficient and the transmission coefficient must be very small.

- 반사계수를 낮추기 위해서는 매질의 임피던스가 자유공간과 같아야 하는데, 이는 유전율과 투자율의 비가 1에 가까워야 함을 의미한다.- In order to lower the reflection coefficient, the impedance of the medium must be equal to the free space, which means that the ratio of permittivity to permeability should be close to 1.

- 투과계수를 낮추기 위해서는 매질의 손실 탄젠트가 커야한다.- In order to lower the transmission coefficient, the loss tangent of the medium must be large.

- 동일한 두께에서는 손실 탄젠트가 클수록 흡수 성능이 향상된다. (단, 반사계수가 같다고 가정)- At the same thickness, the greater the loss tangent, the better the absorption performance. (However, assuming that the reflection coefficients are the same)

- 동일한 손실 탄젠트인 매질에서는 두께가 두꺼울수록 흡수 성능이 향상된다. (단, 반사계수가 같다고 가정)- In a medium with the same loss tangent, the higher the thickness, the better the absorption performance. (However, assuming that the reflection coefficients are the same)

- 낮은 주파수대역에서 흡수 성능을 높이려면 두께를 두껍게 하거나 손실 탄젠트를 높여야 한다.- In order to increase the absorption performance in the low frequency band, it is necessary to increase the thickness or increase the loss tangent.

또한 평면형 구조가 없이 피라미드 모양의 흡수 구조가 공기 중에 노출되어 있는 경우이다. 피라미드 구조의 흡수체는 맨 아래 지지 구조만 평판형이고 세 개의 층이 피라미드 형으로 구성된다. 흡수체 단위셀의 길이는 낮은 주파수 대역에서 흡수 성능에 영향을 주지만, 입사하는 편파의 방향과 상관없이 매우 좋은 흡수 성능을 얻는 것이 가능하였다. Also, it is a case where there is no planar structure and a pyramid-shaped absorption structure is exposed to the air. In the pyramidal absorber, only the bottom support structure is flat, and the three layers are pyramidal. Although the length of the absorber unit cell affects the absorption performance in the low frequency band, it was possible to obtain very good absorption performance regardless of the direction of the incident polarized wave.

앞서 살펴본 평판형 흡수체와 마찬가지로 제작의 관점에서 위의 문제는 결국 구현 가능한 손실 탄젠트에 의해 흡수체의 두께와 흡수 성능이 결정됨을 의미한다. 하지만 본문에서 밝힌 바와 같이, 높은 주파수에서도 동일한 투자율과 자기 손실 탄젠트를 유지하는 매질을 만들기는 쉽지 않은 일이다. 따라서, 실제 제작에 있어서 요구되는 손실 탄젠트 값을 얻기 위한 혼합물의 조성 및 구현 방법을 찾는 것이 성능 좋은 흡수체를 만드는 데 필요한 과정이라 할 수 있겠다. 이를 바탕으로 구현 가능한 범위 내에서 최적의 흡수 성능을 계산하는 방식으로 흡수체 개발이 이루어 질 수 있다.As with the planar absorber discussed above, the above problem from the point of view of fabrication means that the thickness and absorption performance of the absorber are ultimately determined by the achievable loss tangent. However, as shown in the text, it is not easy to create a medium that maintains the same permeability and magnetic loss tangent even at high frequencies. Therefore, it can be said that finding the composition and implementation method of the mixture to obtain the loss tangent value required in actual fabrication is a necessary process for making an absorber with good performance. Based on this, the development of the absorber can be made in a way that calculates the optimal absorption performance within the realizable range.

Claims (2)

평판 형상의 제 1몸체;
상기 제 1몸체의 일면에 형성되는 평판 형상의 제 2몸체;
상기 제 1몸체의 내부에 형성되며, 격자 상으로 배치되는 원 뿔 형상의 원뿔 몸체를 포함하되,
상기 제 1몸체의 두께는 상기 제 2몸체의 두께 보다 두텁게 형성되고,
상기 원뿔 몸체의 두께는, 상기 제 2몸체의 두께 보다 두텁게 형성되고,
상기 원뿔 몸체의 저면은, 상기 제 1몸체의 저면과 동일 선상에 배치되고,
상기 원뿔 몸체는, 상기 제 1몸체의 내부에서 다수로 형성되고,
다수로 형성되는 상기 원뿔 몸체 각각의 꼭지점은 서로 다른 높이를 이루되,
상기 제 1몸체의 상단에는, 다수로 형성되는 상기 원뿔 몸체 중, 최외곽의 원뿔 몸체의 하단을 고정하는 고정 블록들이 형성되고,
다수로 형성되는 상기 원뿔 몸체 중, 상기 최외곽의 원뿔 몸체를 제외한 나머지 원뿔 몸체들은 서로 균일 간격을 이루어 이격되며, 서로 연결 블록들을 통해 도전이 가능하도록 연결되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체.
a first body in the shape of a flat plate;
a second body having a flat plate shape formed on one surface of the first body;
It is formed inside the first body and includes a conical conical body arranged on a grid,
The thickness of the first body is formed to be thicker than the thickness of the second body,
The thickness of the conical body is formed to be thicker than the thickness of the second body,
The bottom surface of the conical body is disposed on the same line as the bottom surface of the first body,
The conical body is formed in plurality in the interior of the first body,
The vertices of each of the conical bodies formed in plurality have different heights,
At the upper end of the first body, among the conical bodies formed in plurality, fixing blocks for fixing the lower end of the outermost conical body are formed,
Among the conical bodies formed in plurality, the remaining conical bodies excluding the outermost conical body are spaced apart from each other at a uniform distance, and are connected to each other through connection blocks to enable conduction. .
평판 형상의 제 1몸체;
상기 제 1몸체의 일면에 형성되는 평판 형상의 제 2몸체;
상기 제 1몸체의 내부에 형성되며, 격자 상으로 배치되는 파라미드 형상의 파라미드 몸체를 포함하되,
상기 제 1몸체의 두께는 상기 제 2몸체의 두께 보다 두텁게 형성되고,
상기 파라미드 몸체의 두께는, 상기 제 2몸체의 두께 보다 두텁게 형성되고,
상기 파라미드 몸체의 저면은, 상기 제 1몸체의 저면과 동일 선상에 배치되고,
상기 파라미드 몸체는, 상기 제 1몸체의 내부에서 다수로 형성되고,
다수로 형성되는 상기 파라미드 몸체 각각의 꼭지점은 서로 다른 높이를 이루되,
상기 제 1몸체의 상단에는, 다수로 형성되는 상기 파라미드 몸체 중, 최외곽의 파라미드 몸체의 하단을 고정하는 고정 블록들이 형성되고,
다수로 형성되는 상기 파라미드 몸체 중, 상기 최외곽의 파라미드 몸체를 제외한 나머지 파라미드 몸체들은 서로 균일 간격을 이루어 이격되며, 서로 연결 블록들을 통해 도전이 가능하도록 연결되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 전자파 흡수체.
a first body in the shape of a flat plate;
a second body having a flat plate shape formed on one surface of the first body;
It is formed inside the first body and includes a paramid-shaped paramid body arranged on a lattice,
The thickness of the first body is formed to be thicker than the thickness of the second body,
The thickness of the pyramid body is formed to be thicker than the thickness of the second body,
The bottom surface of the pyramid body is disposed on the same line as the bottom surface of the first body,
The pyramid body is formed in plurality in the interior of the first body,
The vertices of each of the pyramid bodies formed in plurality have different heights,
At the upper end of the first body, among the pyramid bodies formed in plurality, fixing blocks for fixing the lower end of the outermost pyramid body are formed,
Among the pyramid bodies formed in plurality, the remaining pyramid bodies except for the outermost pyramid body are spaced apart from each other at uniform intervals, characterized in that they are connected to each other through connecting blocks to enable conduction. electromagnetic wave absorber.
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KR102012415B1 (en) 2019-04-24 2019-08-20 (주)한국전자파연구소 Broadband electromagnetic wave absorber and method for manufacturing thereof

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