KR102633849B1 - Electromagnetic wave absorbers and design methods with multiple surface resistance - Google Patents
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Abstract
전자기파를 흡수하는 전자파흡수체 및 설계 방법에 관한 것으로, 구조층의 상면에 공백을 갖는 하나 이상의 공백부와 전도성 물질이 도포된 하나 이상의 점유부가 조합되어 이루어진 주기패턴층을 포함하고, 상기 점유부는 전자기적 물질이 도포된 두께 또는 소재에 따라 서로 다른 면저항성을 갖는 것을 특징으로 한다. 이를 통해 목표 주파수 및 허용되는 구조의 두께, 중량 등의 주변 환경을 고려하여 최적화된 패턴 설계가 가능한 장점이 있다.It relates to an electromagnetic wave absorber and design method for absorbing electromagnetic waves, comprising a periodic pattern layer consisting of a combination of one or more empty portions on the upper surface of a structural layer and one or more occupied portions coated with a conductive material, and the occupied portions are electromagnetic. It is characterized by having different sheet resistance depending on the thickness or material to which the material is applied. This has the advantage of being able to design an optimized pattern by considering the surrounding environment such as target frequency and allowable structural thickness and weight.
Description
본 발명은 전자파흡수체 및 설계 방법에 관한 것으로, 더 자세하게는 전도성 물질로 이루어진 전자파흡수체가 전자기파를 흡수하는 전자파흡수체 및 설계 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electromagnetic wave absorber and a design method, and more specifically, to an electromagnetic wave absorber and a design method in which an electromagnetic wave absorber made of a conductive material absorbs electromagnetic waves.
전자파를 사용하는 환경이 증가하면서, 불필요하게 방사되는 전자기파의 처리 방안에 대해 많은 연구가 진행되고 있다. 효과적으로 차폐(shielding)/흡수(absorbing)를 위한 기술적 접근 방법이 다양하게 제시되고 있다.As the number of environments using electromagnetic waves increases, much research is being conducted on ways to deal with unnecessarily radiated electromagnetic waves. A variety of technical approaches for effective shielding/absorbing have been proposed.
전파흡수체의 전파 흡수 성능향상을 위해 메타패턴을 이용한 설계 기법이 다양하게 연구되어 왔다. 종래의 패턴 형태는 사각형(square), 십자가(cross), 링(ring) 타입 등으로 특정한 형태를 가진 패턴들이 제안되었다. 패턴의 형태에 따라 다양한 전자기 특성이 구현됨에 따라, 더욱 효과적인 특성을 획득하고자 점차적으로 더 복잡한 형태의 패턴이 연구되고 있다. To improve the radio wave absorption performance of radio wave absorbers, various design techniques using metapatterns have been studied. Conventional pattern shapes have been proposed with specific shapes such as square, cross, and ring types. As various electromagnetic properties are implemented depending on the shape of the pattern, increasingly more complex patterns are being studied to obtain more effective properties.
Pixelated 패턴 설계기법도 기본 형태에서는 획득하기 어려운 전자기 특성을 획득하고자 제안되었다. 그러나 기존의 pixelated 관련 기술은 단일 재료에 의한 패턴 형성만을 제시하고 있어 요구되는 전자파흡수 성능을 만족하는 전자파흡수체를 구현에 어려움이 있다.Pixelated pattern design techniques were also proposed to obtain electromagnetic properties that are difficult to obtain in the basic form. However, existing pixelated technology only suggests pattern formation using a single material, making it difficult to implement an electromagnetic wave absorber that satisfies the required electromagnetic wave absorption performance.
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 전자파흡수체의 성능을 향상시키기 위해 다양한 패턴을 연구하였으나, 단일 재료에 대한 한계로 인해 요구되는 성능을 가진 전자파흡수체 설계에 어려움을 해결하기 위한 다 면저항을 갖는 전자파흡수체 및 설계 방법을 제안한다.Therefore, the present invention was created to solve the problems of the prior art as described above. Various patterns were studied to improve the performance of the electromagnetic wave absorber, but due to the limitations of a single material, it was difficult to design an electromagnetic wave absorber with the required performance. To solve this problem, we propose an electromagnetic wave absorber and design method with multi-surface resistance.
본 발명은 구조층의 상면에 공백을 갖는 하나 이상의 공백부와 전도성 물질이 도포된 하나 이상의 점유부가 조합되어 이루어진 주기패턴층을 포함하고, 상기 점유부는 전자기적 물질이 도포된 두께에 따라 서로 다른 면저항성을 갖는 것을 특징으로 한다.The present invention includes a periodic pattern layer consisting of a combination of one or more empty portions on the upper surface of a structural layer and one or more occupied portions coated with a conductive material, wherein the occupied portions have different surfaces depending on the thickness of the electromagnetic material applied. It is characterized by resistance.
또한, 구조층의 상면에 공백을 갖는 하나 이상의 공백부와 전도성 물질이 도포된 하나 이상의 점유부가 조합되어 이루어진 주기패턴층을 포함하고, 상기 점유부는 전자기적 물질이 도포된 소재에 따라 서로 다른 면저항성을 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, it includes a periodic pattern layer composed of a combination of one or more empty portions on the upper surface of the structural layer and one or more occupied portions coated with a conductive material, and the occupied portions have different sheet resistances depending on the material to which the electromagnetic material is applied. It is characterized by having a.
또한, 상기 주기패턴층은 중심을 기준으로 상하, 좌우 및 대각선방향으로 대칭을 이루는 것을 특징으로 한다.In addition, the periodic pattern layer is characterized in that it is symmetrical in the up and down, left and right, and diagonal directions with respect to the center.
또한, 상기 전파흡수체는 상기 구조층의 두께, 길이 및 적층 수 중 어느 하나를 포함하는 구조적 변수와 상기 주기패턴층의 패턴 설계 변수를 포함하는 통합변수에 의해 전파흡수 성능이 결정되는 것을 특징으로 한다.In addition, the radio wave absorber is characterized in that the radio wave absorption performance is determined by an integrated variable including a structural variable including any one of the thickness, length, and number of layers of the structural layer and a pattern design variable of the periodic pattern layer. .
또한, 상기 주기패턴층은 점유부의 상하좌우측에 공백부가 배치된 경우, 대각선방향으로 공백부가 배치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the periodic pattern layer is characterized in that when blank portions are disposed on the upper, lower, left, and right sides of the occupied portion, the blank portions are disposed in a diagonal direction.
또한, 설계 프로그램 상에 형성된 단위 셀을 N x N으로 분할하여 다수의 분할면을 형성하는 픽셀화 단계, 분할된 상기 단위 셀의 각 행 또는 각 열에 대해 면저항의 범위를 설정하는 변수 설정 단계, 각각의 상기 분할면에 면저항을 부여하여 모델을 생성하는 모델링 단계, 생성된 상기 모델은 해석 프로그램을 통해 전자기적 해석이 실시되는 해석 단계, 해석된 모델의 전파흡수 성능과 요구되는 전파흡수 성능을 비교 평가하는 평가단계, 및 요구되는 전파흡수 성능을 만족하지 못한 경우, 모델을 수정하여 재해석하는 수정단계를 포함한다.In addition, a pixelization step of dividing the unit cells formed on the design program into N x N to form a plurality of divided surfaces, a variable setting step of setting the range of sheet resistance for each row or column of the divided unit cells, respectively A modeling step in which a model is created by applying sheet resistance to the divided surface, an analysis step in which electromagnetic analysis is performed on the generated model through an analysis program, and a comparative evaluation of the radio wave absorption performance of the analyzed model and the required radio wave absorption performance. It includes an evaluation step, and a correction step in which the model is modified and reinterpreted if the required radio wave absorption performance is not satisfied.
또한, 상기 변수 설정 단계는 단위 셀의 중심을 기준으로 상하좌우 및 대각선방향으로 구분된 변수영역에 대해 변수를 설정하는 것을 특징으로 한다.In addition, the variable setting step is characterized by setting variables for variable areas divided up, down, left, right, and diagonally based on the center of the unit cell.
또한, 상기 변수 설정 단계는 상기 변수영역의 행 또는 열의 최솟값 및 최댓값을 설정하는 것을 특징으로 한다.Additionally, the variable setting step is characterized by setting the minimum and maximum values of the rows or columns of the variable area.
또한, 상기 변수 설정 단계는 상기 변수영역의 행 또는 열이 홀수로 형성된 경우, 가운데 분할면을 포함하여 변수를 설정하는 것을 특징으로 한다.In addition, the variable setting step is characterized by setting the variable including the middle split surface when the variable area has an odd number of rows or columns.
또한, 상기 모델링 단계는 상기 분할면에 부여된 면저항에 따라 도포되는 전도성물질의 두께 또는 소재가 다른 것을 특징으로 한다.In addition, the modeling step is characterized in that the thickness or material of the applied conductive material is different depending on the sheet resistance given to the divided surface.
또한, 상기 모델링 단계는 면저항에 따라 점유부 및 공백부로 이루어진 패턴이 형성되고, 상기 점유부의 상하좌우측에 상기 공백부가 배치된 경우, 대각선방향으로 공백부가 배치되도록 설정하는 것을 특징으로 한다.In addition, the modeling step is characterized in that a pattern consisting of occupied portions and blank portions is formed according to sheet resistance, and when the blank portions are disposed on the top, bottom, left, and right sides of the occupied portion, the blank portions are set to be arranged diagonally.
본 발명은 목표 주파수 및 허용되는 구조의 두께, 중량 등의 주변 환경을 고려하여 최적화된 패턴 설계가 가능한 장점이 있다.The present invention has the advantage of being able to design an optimized pattern in consideration of the surrounding environment, such as the target frequency and the allowable thickness and weight of the structure.
또한, 레이돔과 같은 전자기 특성을 가진 구조물에 활용이 가능하다.Additionally, it can be used in structures with electromagnetic properties such as radomes.
도 1은 전파흡수체의 일 실시예이다.
도 2는 전파흡수체의 설계 순서도이다.
도 3은 설계 블록도이다.
도 4는 픽셀화단계의 예시도이다.
도 5는 변수 설정 단계의 예시도이다.
도 6은 꼭짓점 접촉 여부에 대한 예시도이다.
도 7은 다 면저항을 갖는 단위셀의 예시도이다.
도 8은 크로스오버 동작의 예시도이다.
도 9는 변이 연산에 대한 예시도이다.
도 10은 적층기술을 이용한 제작 예시도이다.
도 11은 증착기술을 이용한 제작 예시도이다.
도 12는 증착시간에 따른 저항 그래프이다. Figure 1 is an example of a radio wave absorber.
Figure 2 is a design flow chart of a radio wave absorber.
Figure 3 is a design block diagram.
Figure 4 is an example diagram of the pixelization step.
Figure 5 is an example diagram of the variable setting step.
Figure 6 is an example diagram of whether a vertex is in contact.
Figure 7 is an exemplary diagram of a unit cell with multi-surface resistance.
Figure 8 is an example diagram of a crossover operation.
Figure 9 is an example diagram of a mutation operation.
Figure 10 is an example of manufacturing using lamination technology.
Figure 11 is an example of manufacturing using deposition technology.
Figure 12 is a resistance graph according to deposition time.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명을 하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all changes included in the spirit and technical scope of the present invention.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as generally understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless clearly defined in the present application, should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense. It shouldn't be.
본 발명의 기술은 전자파흡수체와 관련된 내용을 다룬다. 전자파흡수체는 전자기 손실소재의 전자기적특성인 유전율, 투자율 정보와 두께를 조합하여 설계할 수 있다. 균질한 재료를 이용하여 단층 및 다층 설계가 가능하다. 전자기적 물성과 두께에 의해 타겟 주파수에서 공진하는 특성을 발생시킬 수 있으며, 이러한 공진 특성에 의해 해당 주파수에서 전자기파가 흡수된다고 표현한다. The technology of the present invention deals with content related to electromagnetic wave absorbers. Electromagnetic wave absorbers can be designed by combining information on dielectric constant and permeability, which are electromagnetic properties of electromagnetic loss materials, and thickness. Single-layer and multi-layer designs are possible using homogeneous materials. Depending on the electromagnetic properties and thickness, a resonance characteristic can be generated at the target frequency, and this resonance characteristic is said to absorb electromagnetic waves at that frequency.
흡수체를 설계하는 또 다른 방법으로는 메타표면, 또는 주기 패턴 층을 이용하는 방법이 있다. 이러한 주기패턴 층은 매질의 상단 또는 중간에 삽입되어 패턴에 의한 필터 특성과 손실 특성을 이용하여 흡수성능을 부여할 수 있다.Another way to design an absorber is to use a metasurface, or periodic pattern layer. This periodic pattern layer can be inserted on top or in the middle of the medium to provide absorption performance using the filter characteristics and loss characteristics of the pattern.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 다 면저항을 갖는 전자파흡수체 및 설계 방법에 대해 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, an electromagnetic wave absorber and design method with multi-planar resistance according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1은 다 면저항을 갖는 전파흡수체의 일 실시예이다. 다 면저항을 갖는 전파흡수체는 다수의 면저항을 갖는 전파흡수체를 의미하며, 픽셀화된 주기패턴층(100)은 서로 다른 면저항을 갖는 픽셀이 복수개가 조합되어 배치된 것을 특징으로 한다. 도 1을 참고하면, 구조층(1)의 상면에 공백을 갖는 하나 이상의 공백부(110)와 전도성 물질이 도포된 하나 이상의 점유부(120)가 조합되어 이루어진 주기패턴층(100)을 포함하고, 상기 점유부(120)는 전자기적 물질이 도포된 두께에 따라 서로 다른 면저항성을 갖는 것을 특징으로 한다.Figure 1 is an example of a radio wave absorber with multi-planar resistance. A radio wave absorber with multiple sheet resistance refers to a radio wave absorber with multiple sheet resistances, and the pixelated
구조층(1)은 전파흡수체의 본체에 해당되는 것으로, 주기패턴층(100)이 형성되는 구성이다. 구조층(1)의 형상 및 재질은 요구되는 전파흡수성능을 만족하기 위해 변경될 수 있다. 예를 들어 구조층(1)은 다면체로 형성되거나, 상면이 곡면으로 형성될 수 있다. 또한, 유연성을 가지는 재질로 형성될 수 있다.The
구조층(1)의 상면에 형성된 주기패턴층(100) 중 공백부(110)는 빈 공간으로 형성된다. 공백부(110)에 입사되는 전파는 구조층(1)의 재질 및 곡률 등 구조적 변수에 영향을 받을 수 있다. 구조층(1)의 구조적 변수에 대해 후술하도록 한다.The
주기패턴층(100)은 구조층(1)의 상면에 형성된다. 주기패턴층(100)은 다양한 형상으로 분할되어 형성될 수 있다. 본 발명은 사각형의 단위 셀을 예로 설명하도록 한다. 구조층(1)의 상면에 N x N으로 분할된 분할면을 형성한다. 분할면은 가상의 분할면으로 2차원 공간을 구획한다. 분할면의 분할된 형태 및 크기는 변형될 수 있다.The
주기패턴층(100)은 각 분할면이 점유된 공간인지 빈공간인지에 따라 전파흡수체의 성능이 결정된다. 여기서, 빈공간을 형성하는 분할면을 공백부(110)라 칭하고, 전도성 물질이 도포되어 공간을 점유한 분할면을 점유부(120)라 칭하여 설명하도록 한다.The performance of the
공백부(110)는 구조층(1)의 상면에 전도성 물질이 도포되지 않은 공간을 의미하며, 구조층(1)의 상면이 외부에 노출된다. 구조층(1)은 재질에 따라 일정 전파흡수성능을 가진다. 다만, 본 발명에서 공백부(110)는 점유부(120)와 구분되도록 표기하기 위해 공백 또는 숫자 0으로 설명 및 도시하여 설명한다.The
점유부(120)는 구조층(1)의 상면에 전도성 물질이 도포된 공간이다. 공백부(110)와 점유부(120)가 패턴을 형성하여 주기패턴층(100)을 형성한다. 점유부(120)에 도포된 전자기적 물질의 종류 또는 두께에 따라 점유부(120)의 면 저항이 다르게 나타난다. 예를 들어, 점유부(120)는 서로 다른 면저항을 갖는 제1픽셀(121)과 제2픽셀(122)을 갖는다. 제1픽셀(121)과 제2픽셀(122)은 도포된 전자기적 물질의 종류가 다르거나 도포된 두께의 차이로 인해 서로 다른 면저항을 갖는다. 본 발명은 이를 통해 활용하여 주기패턴층(100)이 복수개의 면저항을 갖도록 형성한다.The
주기패턴층(100)은 공백부(110)와 점유부(120)가 일정 패턴을 형성하고 있으며, 주기패턴층(100) 상에 형성된 패턴은 더욱 효과적인 특성을 획득하고자 더 복잡한 형태의 패턴을 형성한다. 본 발명의 전파흡수체는 상기한 바와 같은 구조를 통해 다 면저항을 가지며, 주기패턴층(100)의 패턴형상, 각 분할면의 면저항을 변수로 하여 요구되는 전파흡수체를 형성한다.In the
본 발명은 다 면저항을 갖는 전자파흡수체 설계 방법을 제시한다. 본 발명의 설계는 컴퓨터의 연산장치를 통해 이루어진다. 더 정확하게는 컴퓨터에 설치된 MATLAB과 같은 설계 프로그램과 CST(CST Studio Suite)와 같은 해석 프로그램을 통해 이루어진다.The present invention presents a method for designing an electromagnetic wave absorber with multi-planar resistance. The design of the present invention is accomplished through a computer operation device. More precisely, it is done through a design program such as MATLAB and an analysis program such as CST (CST Studio Suite) installed on the computer.
도 2는 전파흡수체의 설계 순서도이다. 컴퓨터는 마우스, 키보드와 같은 입력장치를 통해 입력받으며, 프로그램을 통해 처리된 결과는 모니터와 같은 출력장치를 통해 출력된다. 도 2를 참고하면, 설계프로그램 상에 형성된 단위 셀을 N x N으로 분할하여 다수의 분할면을 형성하는 픽셀화 단계, 분할된 상기 단위 셀의 각 행 또는 각 열에 대해 면저항의 범위를 설정하는 변수 설정 단계, 각각의 상기 분할면에 면저항을 부여하여 모델을 생성하는 모델링 단계, 생성된 상기 모델은 해석 프로그램을 통해 전자기적 해석이 실시되는 해석 단계, 해석된 모델의 전파흡수 성능과 요구되는 전파흡수 성능을 비교 평가하는 평가단계, 및 요구되는 전파흡수 성능을 만족하지 못한 경우, 모델을 수정하여 재해석하는 수정단계를 포함한다. Figure 2 is a design flow chart of a radio wave absorber. The computer receives input through input devices such as a mouse and keyboard, and the results processed through the program are output through an output device such as a monitor. Referring to Figure 2, a pixelization step of forming a plurality of divided surfaces by dividing the unit cells formed on the design program into N x N, and a variable that sets the range of sheet resistance for each row or column of the divided unit cells. Setting step, modeling step of generating a model by applying sheet resistance to each of the divided surfaces, analysis step in which electromagnetic analysis is performed on the generated model through an analysis program, radio wave absorption performance and required radio wave absorption of the analyzed model. It includes an evaluation step to compare and evaluate performance, and a correction step to modify and reinterpret the model if the required radio wave absorption performance is not met.
픽셀화 단계는 주기패턴층의 2차원공간을 N x N으로 분할하여 복수의 분할면을 형성한다. 픽셀화된 주기패턴층은 일정 패턴을 가진다. 입사하는 전자기파의 편파 성분을 고려하였을 때, 편파간 특성을 최소화하기 위해서는 패턴이 대칭이 되어야 한다. 즉, 중심을 기준으로 상하, 좌우, 및 대각선 방향으로 대칭되도록 형성된다. 주기패턴층은 상하, 좌우, 및 대각선 방향으로 대칭됨으로, 패턴의 1/8 영역(upper triangle)이 패턴 설계 변수 영역으로 설정하여 설계할 수 있다. 자세한 설명을 도 4를 통해 후술하도록 한다.The pixelization step divides the two-dimensional space of the periodic pattern layer into N x N to form a plurality of division surfaces. The pixelated periodic pattern layer has a certain pattern. Considering the polarization component of the incident electromagnetic wave, the pattern must be symmetrical to minimize polarization characteristics. That is, it is formed to be symmetrical in the up and down, left and right, and diagonal directions with respect to the center. Since the periodic pattern layer is symmetrical up and down, left and right, and diagonally, it can be designed by setting 1/8 of the pattern (upper triangle) as the pattern design variable area. A detailed explanation will be provided later with reference to FIG. 4.
변수 설정 단계는 설정된 패턴 설계 변수 영역에 조건을 설정하는 단계이다. 패턴 설계 변수 영역의 각 열 또는 각 행에 대해 최대값 및 최솟값의 범위를 설정하여 변수를 줄인다. 분할면 중 전자기적 물질의 도포여부에 따라 공백부와 점유부로 구분된다. 공백부는 0, 점유부(120)는 1로 설정하며, 각 열 또는 각 행의 합에 대한 최대값 및 최솟값의 범위를 설정한다. 예를 들어, 3개의 분할면으로 형성되었을 때, 최솟값은 1이며, 최대값은 2로 설정한 경우, (1,0,0), (0,1,0), (0,0,1), (1,1,0), (1,0,1), (1,1,0)로 6가지의 변수를 갖는다. 이와 같이 각 열 또는 각 행에 대해 변수를 한정하여 연산 시간을 줄인다. 최대값 및 최솟값의 설정은 기존에 축적된 데이터를 참고하여 설정한다. 이때, 열 또는 행의 수가 홀수 개일 경우, 가운데를 포함하여 설계 변수를 설정한다.The variable setting step is the step of setting conditions in the set pattern design variable area. Reduce variables by setting the range of maximum and minimum values for each column or each row in the pattern design variable area. The divided surface is divided into a blank part and an occupied part depending on whether electromagnetic material is applied. The blank part is set to 0, the
모델링 단계는 패턴 설계 변수 영역을 전개하여 주기패턴층을 형상화한다. 각 분할면의 변수가 결정된 패턴 설계 변수 영역을 상하, 좌우 및 대각선 방향으로 대칭되도록 전개하여 하나의 주기패턴층을 형성한다. 주기패턴층의 열 및 행이 홀수인 경우, 가운데 열 또는 행을 기준으로 전개한다. 이때, 모델링 단계는 구조층과 함께 모델링될 수 있다.The modeling step develops the pattern design variable area to shape the periodic pattern layer. The pattern design variable area in which the variables of each division surface are determined is expanded symmetrically in the top, bottom, left, right, and diagonal directions to form one periodic pattern layer. If the periodic pattern layer has an odd number of columns and rows, it is expanded based on the center column or row. At this time, the modeling step can be modeled together with the structural layer.
해석 단계는 모델링된 주기패턴층 및 전파흡수체를 해석하는 단계이다. 모델링 단계까지는 설계프로그램을 통해 이루어지며, 해석 단계는 해석프로그램을 통해 이루어진다. 해석프로그램은 모델링된 주기패턴층에 대한 전파흡수 성능을 평가한다. 해석 단계는 CST(CST Studio Suite)와 같은 해석프로그램을 통해 진행된다. 해석 진행시 프로그램에 해석에 필요한 조건을 입력하여 진행된다. 필요한 조건은 기존의 축적된 데이터를 참고한다. 여기서, 필요한 조건은 주기패턴층 및 구조층의 전자기적 물성과 두께 및 주기패턴층에 조사되는 주파수 범위등이 입력된다.The analysis step is to analyze the modeled periodic pattern layer and radio wave absorber. The modeling stage is carried out through a design program, and the analysis stage is carried out through an analysis program. The analysis program evaluates the radio wave absorption performance of the modeled periodic pattern layer. The analysis step is carried out through an analysis program such as CST (CST Studio Suite). When proceeding with analysis, the conditions required for analysis are entered into the program. For necessary conditions, refer to existing accumulated data. Here, the necessary conditions include the electromagnetic properties and thickness of the periodic pattern layer and the structural layer, and the frequency range irradiated to the periodic pattern layer.
평가 단계는 모델링된 주기패턴층의 전파흡수 성능과 요구되는 흡수성능을 비교하여 수정여부를 결정한다. The evaluation step determines whether to make modifications by comparing the radio wave absorption performance of the modeled periodic pattern layer with the required absorption performance.
해석 단계의 결과로써 주파수에 따른 흡수성능 결과가 도출된다. 평가 단계는 모델링된 주기패턴층과 구조층이 합해진 전파흡수체에 대한 흡수 성능 해석 결과를 평가한다. 평가 방법에 따라 평가 결과가 상이할 수 있다. 평가 방법은 단일 주파수에서 흡수 성능이 최대화되는지, 또는 특정 주파수 범위에서 사전에 설정한 흡수 성능을 모두 만족하는지 등으로 사용자가 유연하게 설정할 수 있다. 평가 결과들은 누적되어 저장되며, 우수한 순으로 정렬되고, 우수한 설계안들에 대해서 수정단계가 진행된다. 본 명세에서 제안하는 설계 기법은 유전 알고리즘(Genetic Algorithm)에 기반한다.As a result of the analysis step, absorption performance results according to frequency are derived. The evaluation stage evaluates the absorption performance analysis results for the radio wave absorber that combines the modeled periodic pattern layer and the structural layer. Evaluation results may vary depending on the evaluation method. The evaluation method can be flexibly set by the user, such as whether absorption performance is maximized at a single frequency, or whether all preset absorption performances are satisfied in a specific frequency range. Evaluation results are accumulated and stored, sorted in order of excellence, and a revision stage is performed for excellent designs. The design technique proposed in this specification is based on the Genetic Algorithm.
수정단계는 모델링된 패턴을 변경하여 모델링단계를 재 실시한다. 수정 방법의 예로는 크로스오버 동작, 변이연산 등이 있으며 자세한 수정단계는 후술하도록 한다. 수정단계를 반복하여 요구되는 전파흡수 성능을 만족하는 모델을 생성한다.The modification step changes the modeled pattern and re-performs the modeling step. Examples of modification methods include crossover operations and mutation operations, and detailed modification steps will be described later. Repeat the modification steps to create a model that satisfies the required radio wave absorption performance.
수정 방법은 각 변수 구분에 따라 독립적으로 수행된다. 변수들은 구조적 변수와 패턴 설계 변수로 구분될 수 있다. 구조적 변수는 스칼라 값을 가진 물리량이며 주기(periodicity), 면저항(sheet resistance), 각 구조층의 두께(thickness) 등이 여기에 해당한다. 패턴 설계 변수는 패턴을 형성하기 위한 변수들로써, 분할면의 개수 및 패턴 점유부의 소재의 개수, 두께에 따라 정의된다. 구조적 변수와 패턴 설계 변수는 수정 방법에서 각각 독립적으로 시행되며, 독립적으로 시행 후 모델링에 재 반영된다. The correction method is performed independently for each variable classification. Variables can be divided into structural variables and pattern design variables. Structural variables are physical quantities with scalar values, and include period, sheet resistance, and thickness of each structural layer. Pattern design variables are variables for forming a pattern and are defined according to the number of dividing surfaces and the number and thickness of materials in the pattern-occupied portion. Structural variables and pattern design variables are implemented independently in the modification method, and are independently reflected in the modeling after implementation.
도 3은 설계 블록도이다. 도 3을 참고하면, MATLAB과 같은 설계프로그램을 통해 모델링이 이루어진다. 목표로 하는 전파흡수성능 또는 해결하고자 하는 문제가 정의되고, 변수를 정리한다. 기존에 입력된 변수 값을 초기화 한 후, 변수 선택을 통해 모델링이 진행된다.Figure 3 is a design block diagram. Referring to Figure 3, modeling is performed through a design program such as MATLAB. The target radio wave absorption performance or the problem to be solved is defined, and the variables are organized. After initializing the previously entered variable values, modeling proceeds through variable selection.
형성된 모델은 CST studio와 같은 해석프로그램에 입력되어 해석이 진행된다. 해석의 결과 값은 설계프로그램으로 입력되고, 설계프로그램 내에서 평가가 진행된다. 평가에 따른 결과 값이 종료기준의 충족여부를 판단한다. 종료기준에 충족한 경우, 모델링 작업을 종료하고 모델링을 저장한다. 이때, 모델링 뿐 만아니라 변수값 및 해석값 등을 함께 저장된다. 저장된 모델링 데이터는 다른 모델 생성 시 활용된다.The formed model is input into an analysis program such as CST studio and analysis is performed. The result of the analysis is input into the design program, and evaluation is carried out within the design program. The result of the evaluation determines whether the termination criteria are met. If the termination criteria are met, the modeling work is terminated and the modeling is saved. At this time, not only modeling but also variable values and analysis values are stored together. Saved modeling data is used when creating other models.
모델링 종료기준에 충족하지 못한 경우, 변수값을 재 선택하여 모델링이 이루어진다. 이때, 변수값은 크로스오버 및 변이 등의 방식을 통해 변수값을 재 선택할 수 있다. 크로스오버 및 변이 방식에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.If the modeling termination criteria are not met, modeling is performed by reselecting variable values. At this time, the variable value can be reselected through methods such as crossover and mutation. A detailed explanation of crossover and mutation methods will be provided later.
도 4는 픽셀화단계의 예시도이다. 도 4를 참고하면, 설계프로그램을 통해 구조층(1) 및 주기패턴층(100)을 모델링을 한다. 주기패턴층(100)은 하나의 단위 셀로 형성되고, 단위 셀은 복수개의 분할면으로 이루어진다. 설계프로그램은 복수개의 분할면 중 주기패턴층(100)의 중심을 기준으로 형성된 1/8의 변수영역(A) 대한 변수를 선택하여 모델링 된다. 이때, 각 행 또는 각 열이 홀수로 형성된 경우, 가운데 분할면을 포함하여 모델링된다.Figure 4 is an example diagram of the pixelization step. Referring to FIG. 4, the
설계프로그램은 변수값이 주입된 1/8의 모델을 상하, 좌우, 및 대각선 방향으로 대칭이 되도록 전개하여 모델링을 진행한다. 전개된 모델은 해석프로그램을 통해 성능을 분석하며, 도출된 결과 값에 따라 모델링이 재 실시된다.The design program proceeds with modeling by developing a 1/8 model with variable values injected so that it is symmetrical in the top, bottom, left, right, and diagonal directions. The performance of the developed model is analyzed through an analysis program, and modeling is re-run according to the derived results.
도 5는 변수 설정 단계의 예시도이다. 도 5를 참고하면, 전파흡수체는 구조적변수와 패턴설계 변수를 포함하는 통합 변수에 따라 전파흡수성능이 결정된다. 구조적 변수는 구조층(1)의 두께, 길이 및 적층 수와 같은 변수이며, 패턴 설계 변수는 구조층(1)의 상면에 형성된 패턴에 대한 변수이다. Figure 5 is an example diagram of the variable setting step. Referring to Figure 5, the radio wave absorption performance of the radio wave absorber is determined according to integrated variables including structural variables and pattern design variables. Structural variables are variables such as the thickness, length, and number of layers of the structural layer (1), and pattern design variables are variables for the pattern formed on the upper surface of the structural layer (1).
패턴 설계변수는 전파흡수체의 1/8인 변수영역에 대해 변수값을 입력한다. 예를 들어, 픽셀화된 분할면은 각 열에 대해 최대 최솟값의 범위를 설정한다. 설정된 변수범위를 만족하도록 공백부(110)와 점유부(120)를 조합하여 모델링한다.The pattern design variable enters the variable value for the variable area that is 1/8 of the radio wave absorber. For example, a pixelated slice sets a range of maximum and minimum values for each column. It is modeled by combining the
도 6은 꼭짓점 접촉 여부설정에 대한 예시도이다. 도 6(a)은 점유부 간 꼭짓점 접촉이 허용된 예시도이다. 도 6(a)을 참고하면, 주기패턴층(100)은 설정된 변수에 의해 패턴이 형성된다. 이때, 주기패턴층(100) 상에 형성된 패턴은 상하좌우측에 공백부(110)가 형성되고, 점유부(120) 간 대각선방향으로 인접한 부분(B)이 포함될 수 있다.Figure 6 is an example diagram of setting whether or not a vertex is in contact. Figure 6(a) is an example diagram in which vertex contact between occupied parts is allowed. Referring to FIG. 6(a), the
실제 제작 시, 대각선방향으로 인접한 점유부(120)는 꼭짓점이 접하거나 떨어지도록 제작된다. 꼭짓점이 접하도록 제작된 경우, 점유부(120)를 침범하도록 제작되며, 꼭짓점이 이격되도록 제작된 경우, 도포된 양이 적어 제작된다. 이와 같이 점유부(120)가 대각선방향으로만 인접한 경우, 꼭짓점 부분의 차이로 인해 모델링 및 해석이 진행된 모델과 전파흡수 성능의 차이가 발생된다. 이를 해결하기 위해 도 6(b)과 같이 꼭짓점 접촉을 제한할 수 있다.During actual manufacturing, diagonally adjacent
도 6(b)은 점유부(120) 간 꼭짓점 접촉이 제한된 예시도이다. 도 6(b)을 참고하면, 주기패턴층(100)은 설정된 변수에 의해 패턴이 형성된다. 이때, 주기패턴층(100)은 점유부(120)간 꼭짓점 접촉을 제한한다. 서로 인접한 점유부(120)는 상하, 좌우측 방향으로 접하도록 배치된다. 이를 통해 실제 제작되는 패턴이 모델링된 패턴과 대응되도록 제작되는 장점이 있다.FIG. 6(b) is an example in which vertex contact between
도 7은 다 면저항을 갖는 예시도이다. 도 7을 참고하면, 주기패턴층(100)은 N x N의 분할면으로 분할된다. 분할된 주기패턴층(100) 중 한 행에 대한 예시도이다. 한 행은 복수개의 분할면으로 형성되며, 각 분할면은 설정된 변수에 따라 서로 다른 면저항을 갖는다. 각 분할면은 설정된 변수에 따라 공백부(110) 또는 점유부(120)로 지정된다. Figure 7 is an example diagram with multi-facet resistance. Referring to FIG. 7, the
이때, 점유부(120)는 소재가 도포된 두께 또는 소재 등에 의해 하나 이상의 저항을 갖는다. 분할면에 도포되는 두께에 따라 저항값을 조절할 수 있다. 예를 들어, 도포여부에 따라 공백부(110) 및 점유부(120)로 구분되고, 도포되는 두께에 따라 제1픽셀(121), 제2픽셀(122) 및 제3픽셀(123)로 구분된다. 분할면은 도포되는 두께가 두꺼울수록 낮은 면저항을 갖는다. 이는 도 12를 통해 뒷받침하도록 한다. 이를 통해 요구되는 전파흡수 성능을 가진 전파흡수체의 패턴을 형성할 수 있다.At this time, the
본 발명은 설계프로그램을 통해 모델링되고, 해석프로그램을 통해 해석된 전파흡수체의 전파흡수 성능이 요구되는 전파흡수 성능을 만족하지 못한 경우, 재설계를 통해 재 실시한다. 재설계 시 변수를 조정하기 위해 여러 방법이 활용된다. 재설계의 예시로는 크로스오버 및 변이 연산 등이 있다.In the present invention, if the radio wave absorption performance of the radio wave absorber modeled through a design program and analyzed through an analysis program does not satisfy the required radio wave absorption performance, it is re-implemented through redesign. Several methods are used to adjust variables during redesign. Examples of redesign include crossover and mutation operations.
도 8은 크로스오버 동작의 예시도이다. 도 8(a)은 크로스오버 동작 전 상태이며, 도 8(b)은 크로스오버 동작 후 상태이다. 행을 형성하는 복수개의 분할면 중 임의의 분할지점을 선정한다. 행은 분할지점을 기준으로 분할되며, 다른 행으로부터 분할된 분할면과 결합시킨다.Figure 8 is an example diagram of a crossover operation. Figure 8(a) is the state before the crossover operation, and Figure 8(b) is the state after the crossover operation. A random dividing point is selected among the plurality of dividing surfaces forming a row. Rows are divided based on the split point, and are combined with split planes from other rows.
예를 들어 자세히 설명하도록 한다. 좌측에서부터 2번째 분할면을 기준으로 분할지점을 선정한다. 분할지점을 기준으로 분할된 제1행 중 좌측 분할면들과 분할지점을 기준으로 분할된 제2행 중 우측 분할면들을 결합하여 하나의 행을 형성한다.Let me explain in detail with an example. The division point is selected based on the second division plane from the left. One row is formed by combining the left dividing surfaces of the first row divided based on the dividing point and the right dividing surfaces of the second row divided based on the dividing point.
도 9는 변이 연산에 대한 예시도이다. 도 9(a)는 어느 하나 이상의 분할면의 저항을 변이시키는 반전 동작 예시도이다. 도 9(a)를 참고하면, 주기패턴층을 이루는 복수개의 분할면 중 어느 분할면을 변이시킨다. 각 분할면이 공백부 또는 점유부(120)로 지정되어 있을 때, 변이되는 분할면은 공백부(110)에서 점유부(120)로 변이되거나 점유부(120)에서 공백부(110)로 변이된다.Figure 9 is an example diagram of a mutation operation. Figure 9(a) is an example of a reversal operation that changes the resistance of one or more split surfaces. Referring to FIG. 9(a), one of the plurality of split surfaces forming the periodic pattern layer is shifted. When each division surface is designated as a blank part or an
도 9(b)는 어느 복수개의의 분할면을 서로 전환시키는 전환 동작 예시도이다. 도 9(b)를 참고하면, 주기패턴층(100)을 이루는 복수개의 분할면 중 두 개의 분할면의 저항을 서로 변경한다. 예를 들어, 공백부(110)인 제1분할면과 점유부(120)인 제2분할면이 선택되었을 때, 제1분할면을 점유부(120)로 전환하고, 제2분할면을 공백부(110)로 전환하도록 설계한다.Figure 9(b) is an example of a switching operation for switching a plurality of division surfaces. Referring to FIG. 9(b), the resistance of two of the plurality of split surfaces forming the
위와 같이 수정단계는 전파흡수 성능을 만족하지 못한 모델을 크로스오버 동작 및 변이연산 등을 통해 패턴을 변경하여 재설계를 실시한다. 지속적인 수정단계를 통해 전파흡수 성능을 만족하는 모델을 설계한다.As shown above, in the modification stage, the model that does not satisfy the radio wave absorption performance is redesigned by changing the pattern through crossover operation and mutation calculation. Design a model that satisfies radio wave absorption performance through continuous modification steps.
요구되는 전파흡수 성능의 모델이 설계된 경우, 실제제품을 제작하여 비교 평가한다. 도 10 및 도 11은 구현을 위한 예시이며, 다른 방법이 적용되어 구현될 수 있다. 본 발명은 동일 이차원 평면 상에 형성되는 분할면에 면저항을 서로 다르게 구현하는 특징을 가진다. If a model with the required radio wave absorption performance is designed, an actual product is manufactured and evaluated for comparison. Figures 10 and 11 are examples for implementation, and other methods may be applied to implement. The present invention has the feature of implementing different sheet resistances on split surfaces formed on the same two-dimensional plane.
도 10은 적층기술을 이용한 제작 예시도이다. 도 10을 참고하면, 적층장치(200)를 이용하여 구조층(1)의 상면에 주기패턴층을 형성한다. 구체적으로 레이저를 이용하여 카본을 기재 표면에 정밀하게 입히는 기술이다. 레이저의 파워에 의해 카본의 양을 조절할 수 있다. Figure 10 is an example of manufacturing using lamination technology. Referring to FIG. 10, a periodic pattern layer is formed on the upper surface of the
분할면에 적층되는 카본의 양, 즉, 카본의 두께에 따라 서로 다른 면저항이 구현된다. 예를 들어, 어느 분할면이 상대적으로 면저항이 낮게 설계된 경우 카본의 두께가 두껍게 구현하여 설계된 면저항값을 만족할 수 있다. 이와 같이 카본이 적층되는 두께를 조절하여 다 면저항을 갖는 전파흡수체를 구현할 수 있다.Different sheet resistances are implemented depending on the amount of carbon laminated on the split surface, that is, the thickness of the carbon. For example, if a split surface is designed to have a relatively low sheet resistance, the designed sheet resistance value can be satisfied by implementing a thick carbon thickness. In this way, a radio wave absorber with multi-surface resistance can be implemented by controlling the thickness of the carbon layer.
도 11은 증착기술을 이용한 제작 예시도이다. 금속 코팅 기술을 기용한 것으로, 증착 시간에 따라 면저항의 크기를 조절할 수 있는 특징이 있다. 도 11을 참고하면, 구조층(1)의 상면에 인쇄패턴부(2)를 배치하여 각 요구되는 면저항이 필요한 영역에 마스킹한다. 이후, 마스킹된 상태에서 증착을 실시한다. 인쇄패턴부(2)를 제거하여 구조층(1)의 상면에 주기패턴층(100)을 형성한다.Figure 11 is an example of manufacturing using deposition technology. It uses metal coating technology and has the feature of being able to adjust the size of sheet resistance depending on the deposition time. Referring to FIG. 11, the printed
어느 분할면에 금속코팅 증착시간이 증가할수록 코팅두께가 두꺼워지며, 면저항이 낮은 분할면을 구현할 수 있다. 도 12의 그래프를 통해 증착시간에 따른 면저항를 자세히 설명하도록 한다.As the metal coating deposition time increases on a divided surface, the coating thickness becomes thicker, and a divided surface with low sheet resistance can be realized. Sheet resistance according to deposition time will be explained in detail through the graph in FIG. 12.
도 12는 증착시간에 따른 저항 그래프이다. 도 12를 참고하면, 증착 시간의 증가는 증착되는 패턴 두께의 증가를 의미한다. 그에 따라 증착시간이 증가할수록 더 낮은 면 저항 값을 획득 할 수 있다. 예를 들어, 니켈(Ni)을 약 5.5초간 증착을 진행한 경우, 약 50Ω/square의 면저항값을 갖는 분할면을 구현할 수 있다. 또한, 약 7.5초간 증착을 진행한 경우 약 40Ω/square의 면저항값을 갖는 분할면을 구현할 수 있다.Figure 12 is a resistance graph according to deposition time. Referring to FIG. 12, an increase in deposition time means an increase in the thickness of the deposited pattern. Accordingly, as the deposition time increases, a lower sheet resistance value can be obtained. For example, when nickel (Ni) is deposited for about 5.5 seconds, a split surface with a sheet resistance value of about 50Ω/square can be created. Additionally, when deposition is performed for about 7.5 seconds, a split surface with a sheet resistance value of about 40Ω/square can be created.
이 때, 두께는 수백 nm로 증착될 수 있다. 증착 장비와 조건에 따라서 각 금속별 증착물의 면 저항은 달라질 수 있다. 아래 표 1을 참고하면, 동일 시간 동안 증착을 수행하였을 때 각 금속 소재에 따른 면 저항 측정결과는 아래와 같다. 증착 시간을 조절한다면 아래의 값을 기준으로 일정 범위 내에서 면저항이 획득할 수 있다.At this time, the thickness can be deposited to hundreds of nm. Depending on the deposition equipment and conditions, the sheet resistance of each metal deposit may vary. Referring to Table 1 below, the sheet resistance measurement results for each metal material when deposition was performed for the same time are as follows. If the deposition time is adjusted, sheet resistance can be obtained within a certain range based on the values below.
위 설명과 같이 마스킹을 통해 각 분할면의 증착시간을 다르게 하여 다 면저항을 갖는 전파흡수체를 형성할 수 있다.As explained above, a radio wave absorber with multi-surface resistance can be formed by varying the deposition time on each divided surface through masking.
또한, 본 발명은 도포 또는 증착되는 소재에 따라 분할면의 면저항값을 제어할 수 있으며, 이를 통해 다 면저항을 갖는 전파흡수체를 구현할 수 있다. 예를 들어, 카본 잉크, 구리, 은, 금, 및 그래핀 등의 소재 중 적어도 하나 이상 활용하여 전파흡수체를 형성한다. 하나의 소재가 활용된 경우, 각 분할면에 도포되는 두께를 제어하여 면저항을 조절할 수 있다. In addition, the present invention can control the sheet resistance value of the divided surface depending on the material applied or deposited, and through this, a radio wave absorber with multi-planar resistance can be implemented. For example, a radio wave absorber is formed using at least one of materials such as carbon ink, copper, silver, gold, and graphene. When a single material is used, sheet resistance can be adjusted by controlling the thickness applied to each divided surface.
또한, 복수개의 소재가 활용된 경우, 두께 뿐만 아니라 각 분할면에 도포되는 소재를 달리하여 면저항을 조절할 수 있다. 예를 들어, 0℃에서 은(Ag)의 전기저항도는 15.87 nΩ*m이며, 금(Au)의 전기저항도는 22.14 nΩ*m이다. 소재마다의 전기저항도, 면저항값이 차이가 있으므로 이를 통해 설계된 전파흡수체를 구현할 수 있다. Additionally, when multiple materials are used, sheet resistance can be adjusted by varying not only the thickness but also the material applied to each divided surface. For example, at 0℃, the electrical resistivity of silver (Ag) is 15.87 nΩ*m, and that of gold (Au) is 22.14 nΩ*m. Since the electrical resistance and sheet resistance of each material are different, it is possible to implement a designed radio wave absorber.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application is diverse. Of course, various modifications and implementations are possible without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims.
1 : 구초층
2 : 인쇄패턴부
100 : 주기패턴층
110 : 공백부
120 : 점유부
121 : 제1픽셀 122 : 제2픽셀
123 : 제3픽셀
200 : 적층장치1: first layer
2: Printing pattern section
100: periodic pattern layer
110: blank part
120: occupied area
121: 1st pixel 122: 2nd pixel
123: 3rd pixel
200: Lamination device
Claims (11)
상기 점유부는 전자기적 물질이 도포된 두께에 따라 서로 다른 면저항성을 가지며,
각각의 상기 점유부는 요구되는 전파 흡수 성능을 만족하도록 독립적으로 전자기적 물질이 도포된 두께가 설계되는 것을 특징으로 하는 전파흡수체.
It includes a periodic pattern layer composed of a combination of one or more empty portions having a void on the upper surface of the structural layer and one or more occupied portions coated with a conductive material,
The occupied portion has different sheet resistance depending on the thickness to which the electromagnetic material is applied,
A radio wave absorber, characterized in that each of the occupied parts is independently designed with a thickness of electromagnetic material applied thereto to satisfy the required radio wave absorption performance.
상기 점유부는 전자기적 물질이 도포된 소재에 따라 서로 다른 면저항성을 가지며,
각각의 상기 점유부는 요구되는 전파 흡수 성능을 만족하도록 독립적으로 전자기적 물질이 도포되는 소재를 설계되는 것을 특징으로 하는 전파흡수체.
It includes a periodic pattern layer composed of a combination of one or more empty portions having a void on the upper surface of the structural layer and one or more occupied portions coated with a conductive material,
The occupied portion has different sheet resistance depending on the material to which the electromagnetic material is applied,
Each of the occupied portions is a radio wave absorber, characterized in that the material on which the electromagnetic material is independently applied is designed to satisfy the required radio wave absorption performance.
상기 주기패턴층은 중심을 기준으로 상하, 좌우 및 대각선방향으로 대칭을 이루는 것을 특징으로 하는 전파흡수체.
According to claim 1 or 2,
The periodic pattern layer is a radio wave absorber, characterized in that it is symmetrical in the up and down, left and right, and diagonal directions with respect to the center.
상기 전파흡수체는 상기 구조층의 두께, 길이 및 적층 수 중 어느 하나를 포함하는 구조적 변수와 상기 주기패턴층의 패턴 설계 변수를 포함하는 통합변수에 의해 전파흡수 성능이 결정되는 것을 특징으로 하는 전파흡수체.
According to claim 1 or 2,
The radio wave absorber is a radio wave absorber whose radio wave absorption performance is determined by an integrated variable including a structural variable including any one of the thickness, length, and number of layers of the structural layer and a pattern design variable of the periodic pattern layer. .
상기 주기패턴층은 점유부의 상하좌우측에 공백부가 배치된 경우, 대각선방향으로 공백부가 배치되는 것을 특징으로 하는 전파흡수체.
According to claim 1 or 2,
The periodic pattern layer is a radio wave absorber, characterized in that when blank portions are disposed on the top, bottom, left, and right sides of the occupied portion, blank portions are disposed in a diagonal direction.
분할된 상기 단위 셀의 각 행 또는 각 열에 대해 면저항의 범위를 설정하는 변수 설정 단계,
각각의 상기 분할면에 면저항을 부여하여 모델을 생성하는 모델링 단계,
연산장치가 생성된 상기 모델을 전자기적으로 해석하는 해석 단계,
해석된 모델의 전파흡수 성능과 요구되는 전파흡수 성능을 비교 평가하는 평가단계, 및
요구되는 전파흡수 성능을 만족하지 못한 경우, 모델을 수정하여 재해석하는 수정단계를 포함하는 전파흡수체 설계 방법.
A pixelization step in which a processing unit divides a unit cell into N x N so that a plurality of division surfaces are formed in the unit cell;
A variable setting step of setting the range of sheet resistance for each row or column of the divided unit cells,
A modeling step of generating a model by assigning sheet resistance to each of the divided surfaces,
An analysis step in which a computing device electromagnetically analyzes the generated model,
An evaluation step to compare and evaluate the radio wave absorption performance of the analyzed model and the required radio wave absorption performance, and
A radio wave absorber design method that includes a modification step of modifying and reinterpreting the model when the required radio wave absorption performance is not met.
상기 변수 설정 단계는 단위 셀의 중심을 기준으로 상하좌우 및 대각선방향으로 구분된 변수영역에 대해 변수를 설정하는 것을 특징으로 하는 전파흡수체 설계 방법.
According to clause 6,
The variable setting step is a radio wave absorber design method characterized in that the variables are set for variable areas divided up, down, left, right, and diagonally based on the center of the unit cell.
상기 변수 설정 단계는 상기 변수영역의 행 또는 열의 최솟값 및 최댓값을 설정하는 것을 특징으로 하는 전파흡수체 설계 방법.
In clause 7,
The variable setting step is a radio wave absorber design method, characterized in that setting the minimum and maximum values of the rows or columns of the variable area.
상기 변수 설정 단계는 상기 변수영역의 행 또는 열이 홀수로 형성된 경우, 가운데 분할면을 포함하여 변수를 설정하는 것을 특징으로 하는 전파흡수체 설계 방법.
In clause 7,
The variable setting step is a method of designing a radio wave absorber, characterized in that when the rows or columns of the variable area are odd numbers, the variables are set including a center split surface.
상기 모델링 단계는 상기 분할면에 부여된 면저항에 따라 도포되는 전도성물질의 두께 또는 소재가 다른 것을 특징으로 하는 전파흡수체 설계 방법.
According to clause 6,
The modeling step is a radio wave absorber design method, wherein the thickness or material of the applied conductive material is different depending on the sheet resistance given to the divided surface.
상기 모델링 단계는 면저항에 따라 점유부 및 공백부로 이루어진 패턴이 형성되고, 상기 점유부의 상하좌우측에 상기 공백부가 배치된 경우, 대각선방향으로 공백부가 배치되도록 설정하는 것을 특징으로 하는 전파흡수체 설계 방법.According to clause 6,
In the modeling step, a pattern consisting of occupied parts and empty parts is formed according to sheet resistance, and when the empty parts are disposed on the top, bottom, left, and right sides of the occupied part, the empty parts are set to be arranged in a diagonal direction. A radio wave absorber design method.
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Citations (4)
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---|---|---|---|---|
KR20090126392A (en) * | 2008-06-04 | 2009-12-09 | 한국과학기술원 | Broadband electromagnetic wave absorber and manufacturing method thereof |
KR102358017B1 (en) | 2020-12-30 | 2022-02-08 | 홍익대학교 산학협력단 | Electromagnetic metamaterial absorber composed with parallelogram pixels |
KR20220058481A (en) * | 2020-10-30 | 2022-05-09 | 재단법인 파동에너지 극한제어 연구단 | Electromagnetic wave absorber with metasurface |
KR20220086774A (en) * | 2020-12-16 | 2022-06-24 | 경상국립대학교산학협력단 | Radar absorbing composite structure with periodic pattern having printed lightning strip |
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2023
- 2023-08-31 KR KR1020230115066A patent/KR102633849B1/en active IP Right Grant
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