KR20100072382A - 전자파 저감 장치 및 방사체에서 전자파 저감 방법 - Google Patents

Abstract

전자파 저감 장치 및 방사체에서 전자파를 저감하는 방법이 개시된다. 본 발명은 유전체 층과 유전체 층 위에 주기적으로 형성된 복수개의 금속 단위셀을 포함하고, 유전체 층과 금속 단위셀에 형성된 결합구조에 의하여 방사체에 부착 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 종래의 전자파 저감 장치는 설계 단계에서 이미 적용되어 방사체 내의 고정된 위치에 적용할 수 없는 것에 반하여, 평면 전자파 저지대 기술을 사용하여 휴대용 단말기 등 IT 기기에 쉽게 부착하여 사용할 수 있으므로 다양한 패턴을 적용하는 것이 가능하며, 기존에 전자파 저감 기술이 적용되어 있는 장치에도 추가로 부착하여 전자파 저감 효과를 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

평면　전자파 저지대(uniplanar compact electromagnetic bandgap), 전자파 흡수율(SAR: Specific Absorption Rate)

Description

전자파 저감 장치 및 방사체에서 전자파 저감 방법{Electromagnetic wave reducing apparatus and method thereof}

본 발명은 전자파 저감 장치 및 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 방사체에 부착 가능한 전자파 저감 장치 및 전자파를 저감하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 지식 경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT 신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다.[과제관리번호: 2007-F-043-02, 과제명: 전자파 기반 진단 및 방호기술 연구]

최근 IT의 급속한 발전과 인간의 통신 욕구가 증대하면서 휴대용 단말기 등 무선 통신기기 들은 현대인의 필수품이 되었다. 그러나 이러한 휴대기기의 사용이 늘어남에 따라 단말기에서 발생하는 전자기파가 인체에 미치는 영향도 중요한 이슈가 되고 있다. 현재로서는 휴대폰이 사용하는 주파수 대역에서의 전자파와 인체에 미치는 영향에 대한 연관성은 명확히 밝혀지지 않았으나 백혈병, 뇌종양, 두통, 시력저하, 인체에 누적된 경우 뇌파 혼란 초래, 남성 생식기능 파괴 등 각종 질병에 영향을 미칠 가능성이 있다고 보고되고 있다. 따라서, 전자파를 차단하여 인체에 미치는 악영향을 예방하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다.

이를 위한 종래 기술에는 전자파 저지대(EBG: Electromagnetic BandGap)를 이용한 것과 전자파 흡수체를 사용한 것 또는 방사체의 구조적인 부정합을 이용하여 전자파의 영향을 감소시키는 것이 있다.

전자파 저지대 기술은 유전체 등으로 이루어진 기판에 인공적으로 주기적인 금속 패턴을 구현하여 금속 본래의 전자기적 특성을 변화시키는 기술이다. 자연에 존재하지 않는 자기 도체 특성을 기존의 금속 도체 상에 인위적으로 구현했다고 하여 인공자기도체(AMC: Artificial Magnetic Conductor)라고도 하며, 고 임피던스 표면을 가지므로 고 임피던스 표면(HIS: High Impedence Surface)라고도 한다. 표면의 고 임피던스로 인해 특정 대역에서 밴드갭(bandgap)이 발생하고, 발생한 밴드갭은 표면전류를 감소시켜, 표면파(surface wave)의 발생을 억제시킨다. 그러나 전자파 저지대는 금속 패턴으로 이루어진 단위셀의 수가 완벽히 표면전류를 줄일 수 없는 경우도 있고, 전자파의 인체 흡수율(SAR: Specific Absorption Rate)이 차단제의 경우보다 크다.

한편 종래의 전자파 기술의 경우 설계 단계에 적용되어 방사체 속에서 고정된 위치에서 적용되어야 하므로, 이미 완성되어 제품화된 IT 기기에 전자파 저감 효과를 적용시키고자 할 때는 이를 적용하기 힘든 문제점이 있었다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 휴대용 단말기 등 인체 착용 및 근접 IT 기기에 있어서 방사체에 부착 가능하게 제작되어 IT 기기에 간단히 부착 가 능하거나, 다양한 패턴으로 적용이 가능한 전자파 저감 장치 및 전자파를 저감하는 방법을 제공하는데 있다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위한, 본 발명에 의한 전자파 저감 장치는 유전체 층과 유전체 층 위에 주기적으로 형성된 복수개의 금속 단위셀을 포함하고, 유전체 층 및 금속 단위셀에 형성된 결합구조에 의하여 방사체에 부착 가능한 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 금속 단위셀은 삼각형 구조, 사각형 구조 또는 프랙탈 구조 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 금속 단위셀 간의 간격 및 크기를 조절하여 상기 전자파 저감장치의 동작 주파수 대역을 결정하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 전자파 저감 장치는 휴대용 단말기 등 인체 착용 기기에 사용되어 인체방호에 이용되는 것을 특징으로 한다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위한, 본 발명에 의한 방사체의 전자파 저감 방법은 방사체에서 발생하는 전자파로 인해 발생하는 표면 전류를 감소시키기 위한 전자파 저지대를 형성하는 단계와 전자파 저지대를 방사체 주변에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 전자파 저지대는 유전체 층 및 상기 유전체 층 위에 주기적으로 형성된 복수개의 금속 단위셀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 금속 단위셀은 삼각형 구조, 사각형 구조 또는 프랙탈 구조 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 부착하는 단계 이후에, 전자파 저감장치의 동작 주파수 대역을 선택하기 위하여, 상기 금속 단위셀 간의 간격 및 크기를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 부착하는 단계는 인체 방호를 위하여 휴대용 단말기 등 인체 착용 기기에 부착되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 종래의 전자파 저감 장치는 설계 단계에서 이미 적용되어 방사체 내의 고정된 위치에 적용할 수 없는 것에 반하여, 평면 전자파 저지대 기술을 사용하여 휴대용 단말기 등 IT 기기에 쉽게 부착하여 사용할 수 있으므로 다양한 패턴을 적용하는 것이 가능하며, 기존에 전자파 저감 기술이 적용되어 있는 장치에도 추가로 부착하여 전자파 저감 효과를 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 휴대용 단말기 등 인체 착용 근접 IT기기에 있어서 전자파 저지대를 방사체에 직접 부착 가능하게 하여 이미 전자파 저감 기술이 적용된 장치에도 추가 부착이 가능하며, 다양한 디자인 패턴을 적용 가능한 전자파 저감 장치를 제시한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략 한다.

도 1은 본 발명에 의한 전자파 저감 장치의 일 실시예의 평면도를 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 전자파 저감 장치는 유전체(100)와 복수 개의 금속 단위셀(110) 및 결합구조(미도시)를 포함한다. 유전체(100) 및 복수개의 금속 단위셀(110)은 방사체에서 발생하는 전자파로 인해 발생하는 표면 전류를 감소시키는 전자파 저지대로서 작용한다. 이 때, 금속 단위셀(110) 간의 간격 및 크기를 조절하여 전자파 저감장치의 원하는 동작 주파수 대역을 설계할 수 있다. 금속 단위셀(110) 간의 간격이 전자파 저지 특성에 영향을 미치는 커패시턴스와 관련된 변수이며, 금속 단위셀(110) 간에 연결된 금속 부분이 인덕턴스와 관련된 변수이다.

또한, 유전체 층(100) 및 금속 단위셀(110)에 형성된 결합구조(미도시)에 의하여 전자파 저감장치를 방사체에 직접 부착할 수 있다. 　

도 2는 본 발명에 의한 전자파 저감장치의 단위 구조를 도시한 것이다. 도 2를 참조하면, 전자파 저감장치는 인접한 도체들이 일정한 간격을 두고 서로 맞물려 있는 단위구조들이 배열되어 있다. 각각의 단위 구조들은 유전체(210) 및 금속패치(220)를 이용하여 형성할 수 있으며, 각각의 단위 구조는 삼각형, 사각형, 프랙털 구조 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.

도 3은 본 발명에 의한 전자파 저감 장치(350, 360)를 내장형 안테나 단말기의 내부 및 외부에 적용한 일 실시예이다. 도 3을 참조하면, 디스플레이부(310)는 상부 케이스(320)에 삽입되어 있고, 안테나(340)는 하부 케이스(320)에 삽입되어 있으며, 키패드(330)는 하부 케이스(320) 위에 부착되어 있다.

디스플레이부(310)에 사람의 얼굴이 접촉하게 되므로, 디스플레이부(310)의 전면에 본 발명에 의한 전자파 저감장치(350)를 부착하고, 전자파 방사체인 안테나(340)와 디스플레이부(310)사이에 해당하는 디스플레이부(310) 후면에 본 발명에 의한 전자파 저감 장치(360)를 삽입한다.

도 4a 및 도4b는 본 발명에 의한 전자파 저감장치를 도3의 내장형 안테나를 사용하는 단말기에 사용했을 경우 전자파가 인체에 미치는 영향, 즉 전자파 흡수율(SAR: Specific Absorption Rate)의 시뮬레이션 결과를 나타내는 수치와 그림을 도시한 것이다. 위의 시뮬레이션은 상용 이동통신 주파수 대역 중의 하나인 1.88GHz 에서 시뮬레이션 한 결과이다. 도 4a 및 4b를 참조하면, 단말기만을 사용한 경우 1g 평균 SAR 값(400)은 0.495이고, 본 발명에 의한 전자파 저지대를 단말기 표면에 부착하여 적용한 경우 1g 평균 SAR 값(410)은 0.399 로 현저히 감소하였다. 따라서 본 발명을 사용할 경우 전자파 저감에 따른 인체 방호 효과를 얻을 수 있다.

따라서, 휴대용 기기등과 같이 제한된 공간에서 기존의 전자파 저지대 구조만으로 표면 전류의 전파를 저지할 수 없는 경우 본 발명에서 고안한 전자파 저감 장치를 추가로 부착하여 사용하면 전자파 저지대에 의해 표면 전류를 차단할 수 있어 단말기 설계시 뿐 아니라 차후 전자파 저감이 필요한 부분에서도 전자파를 저감시킬 수 있다.

도 5는 본 발명에 의한 전자파 저감방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다. 도 1 및 도 5를 참조하면, 먼저 방사체에서 발생하는 전자파로 인해 발생하는 표면 전류를 감소시키기 위한 전자파 저지대를 형성한다(500단계). 형성된 전자파 저지대는 유전체 층(100) 및 그 위에 형성된 복수개의 금속 단위셀(110)로 구성되어 있다.

다음으로, 위와 같이 형성한 전자파 저지대(100, 110)를 방사체 주변에 부착한다(510단계). 이때, 금속단위셀(110)의 간격 및 크기를 조절하여 전자파 저감장치의 동작 주파수 대역을 조절할 수 있다(520단계). 여기서 금속 단위셀(110)은 삼각형 구조, 사각형 구조 또는 프랙탈 구조 로 형성될 수 있다.

지금까지 본 발명의 일 실시예에 국한하여 설명하였으나 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하다. 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.

　　　　　　　　

도 1은 본 발명에 의한 전자파 저감 장치의 일 실시예의 평면도를 도시한 것이다.　　

도 2는 본 발명에 의한 전자파 저감장치의 단위 구조를 도시한 것이다.　　

도 3은 본 발명에 의한 전자파 저감 장치(350, 360)를 내장형 안테나 단말기의 내부 및 외부에 적용한 일 실시예이다.

도 4a 및 도4b는 본 발명에 의한 전자파 저감장치를 도3의 내장형 안테나를 사용하는 단말기에 사용했을 경우 전자파 흡수율의 시뮬레이션 결과를 나타내는 수치와 그림을 도시한 것이다.

도 5는 본 발명에 의한 전자파 저감방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.

Claims (9)

1. 유전체 층; 및

   상기 유전체 층 위에 주기적으로 형성된 복수개의 금속 단위셀을 포함하고,

   상기 유전체 층 및 상기 금속 단위셀에 형성된 결합구조에 의하여 방사체에 부착 가능한 것을 특징으로 하는 방사체 전자파 저감 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 금속 단위셀은 삼각형 구조, 사각형 구조 또는 프랙탈 구조 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방사체 전자파 저감장치. 　　　　　　　　
3. 제1항에 있어서,

   상기 금속 단위셀 간의 간격 및 크기를 조절하여 상기 전자파 저감장치의 동작 주파수 대역을 결정하는 것을 특징으로 하는 방사체 전자파 저감장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 전자파 저감 장치는 휴대용 단말기 등 인체 착용 기기에 사용되어 인체방호에 이용되는 것을 특징으로 하는 전자파 저감 장치.
5. 방사체에서 발생하는 전자파로 인해 발생하는 표면 전류를 감소시키기 위한 전자파 저지대를 형성하는 단계; 및

   상기 전자파 저지대를 상기 방사체 주변에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사체 전자파 저감 방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 전자파 저지대는 유전체 층 및 상기 유전체 층 위에 주기적으로 형성된 복수개의 금속 단위셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사체 전자파 저감 방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 금속 단위셀은 삼각형 구조, 사각형 구조 또는 프랙탈 구조 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방사체 전자파 저감 방법.
8. 제6항에 있어서,

   상기 부착하는 단계 이후에,

   상기 전자파 저감장치의 동작 주파수 대역을 선택하기 위하여, 상기 금속 단위셀 간의 간격 및 크기를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사체 전자파 저감 방법.
9. 제 5항에 있어서,

   상기 부착하는 단계는

   인체 방호를 위하여 휴대용 단말기 등 인체 착용 기기에 부착되는 것을 특징으로 하는 방사체 전자파 저감 방법.

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