KR20130048029A - Low-observable radome and vehicle having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시예들은 상대방의 레이다에 탐지될 가능성을 낮춘 저피탐지 레이돔 및 이를 구비하는 운동체에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 레이돔의 충격 특성 및 진동 흡수성을 향상시키고, 동시에 전자기파 투과기능이 만족되는 아라미드 섬유가 보강된 저피탐지 레이돔에 관한 것이다.
Embodiments of the present invention relate to a low-detection radom and a moving body having the same, which reduces the possibility of being detected by the other party's radar. More specifically, the present invention relates to a low-detection radome reinforced with aramid fiber which improves the shock characteristics and vibration absorption of the radome and at the same time satisfies the electromagnetic wave transmission function.
레이더(Radar: Radio detecting and ranging)는 3 MHz~300 GHz의 전자기파를 이용하여 물체의 위치와 거리를 감지하고 측정하는 장치이다. Radar (Radar detecting and ranging) is a device for detecting and measuring the position and distance of objects using electromagnetic waves of 3 MHz to 300 GHz.
레이더의 전자기파를 이용하여 상대방을 감지하는 기술을 탐지기술이라고 하며, 이에 반하여 상대방의 레이더에 어떠한 물체가 감지되지 않도록 하는 기술을 스텔스 기술(Stealth technology)이라고 한다. The technology of detecting the other party using the electromagnetic wave of the radar is called detection technology, while the technology of preventing any object from being detected by the other party's radar is called stealth technology.
고성능 전자 장비에 기반을 둔 전자전(Electronic warfare) 추세의 현대전에서 상대방의 레이더에 탐지되지 않고 임무를 수행할 수 있는 스텔스 기술은 전쟁의 승패를 좌우할 수 있는 중요한 전략적 요소로 그 중요성이 더욱 강조되고 있으며, 이를 위한 전자기파 흡수 기술의 연구와 개발이 활발히 진행되고 있는 상황이다. In the modern warfare of electronic warfare based on high-performance electronic equipment, stealth technology that can perform the mission without being detected by the opponent's radar is an important strategic factor that can determine the victory or defeat of the war. For this reason, research and development of electromagnetic wave absorption technology are actively progressing.
이러한 스텔스 기술은 현대전에서 무기체계 (Weapon system)의 생존성을 좌우하는 중요한 기술 분야로 인식되고 있으며, 세계 각국은 항공기, 함정, 미사일 등의 무기체계에 이 기술을 적용하기 위하여 많은 연구를 진행하고 있다.Such stealth technology is recognized as an important technical field that determines the survivability of the weapon system in modern warfare. Countries around the world have done much research to apply this technology to weapon systems such as aircraft, ships, and missiles. have.
항공기 및 함정과 같은 무기체계에서 스텔스 기능을 부여하기 위해서는 RCS(Radar cross section)를 줄이는 것이 핵심이다. Reducing radar cross sections (RCS) is key to providing stealth capabilities in weapons systems such as aircraft and ships.
RCS는 무기체계가 레이더에 탐지되는 정도를 면적으로 환산한 것이며, 무기체계의 RCS를 줄이는 방법에는 크게 두 가지가 있다. 하나는 무기체계의 동체에 입사된 전자기파를 흡수하는 것이고, 또 다른 하나는 레이돔에 입사된 전자기파를 선택적으로 투과 및 반사시키는 기술이 있다.RCS is the area of weapon system detected by radar in terms of area. There are two ways to reduce RCS of weapon system. One is to absorb electromagnetic waves incident on the fuselage of the weapon system, and the other is to selectively transmit and reflect electromagnetic waves incident on the radome.
레이돔(Radome)은 레이더(Radar)와 돔(Dome)의 합성어로서 레이더의 안테나를 열, 습기 및 기계적 충격과 같은 외부 환경으로부터 보호하기 위한 구조물이다. 레이돔에 대한 스텔스 기술의 적용은 상대 레이더로부터 송신된 전자기파를 진행방향으로 반사시켜 상대 레이더로 되돌아가는 전자기파를 최소화하고, 레이돔 내부의 안테나에서 송수신하는 전자기파에 대하여는 투과시켜야 한다. RCS 측면에서 레이더의 안테나는 전자기파의 주요 반사원이며, 무기체계 전체 RCS에서 차지하는 비율이 매우 크다. Radome is a compound word of radar and dome. It is a structure to protect the radar antenna from the external environment such as heat, moisture and mechanical shock. The application of the stealth technique to the radome should reflect the electromagnetic wave transmitted from the counterpart radar in the traveling direction to minimize the electromagnetic wave back to the counterpart radar and transmit the electromagnetic wave transmitted and received by the antenna inside the radome. In terms of RCS, radar antennas are the main sources of reflection of electromagnetic waves, and the proportion of the entire RCS in weapon systems is very high.
따라서 무기체계의 RCS를 줄이기 위해서는 스텔스 기술의 레이더에 대한 적용이 필요하다. Therefore, to reduce the RCS of the weapon system, it is necessary to apply the stealth technology to the radar.
이를 실현하기 위해서는 레이돔에 입사되는 특정 대역의 주파수에 해당되는 전자기파를 투과시키고, 그 밖의 주파수 대역의 전자기파를 반사시킬 수 있는 주파수선택적 투과막(FSS; Frequency selective surface)과 외부 환경에 견딜 수 있는 복합재료 등이 레이돔 구조에 사용된다. In order to realize this, a frequency selective surface membrane (FSS) capable of transmitting electromagnetic waves corresponding to a frequency of a specific band incident to the radome and reflecting electromagnetic waves of other frequency bands and a composite capable of withstanding the external environment Materials are used for the radome structure.
이러한 주파수 선택적 투과막은 레이돔의 전자기파의 선택적 투과 특성에 절대적인 영향을 미치는 인자로 작용하기 때문에, 최근 광대역 전자기파 투과 특성을 향상시키기 위한 주파수 선택적 투과막 구조 및 패턴 그리고 관련 제조 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. Since the frequency selective permeable membrane acts as a factor influencing the selective transmission characteristics of the electromagnetic waves of the radome, researches on the structure and pattern of the frequency selective permeable membrane and related manufacturing methods for improving the broadband electromagnetic transmission characteristics have been actively conducted in recent years. have.
또한, 외부의 환경에 대한 내구성 및 기계적인 강도와 강성, 공기역학적인 영향을 고려한 레이돔의 구조 설계에있어서 비강도 및 비강성이 우수한 섬유강화 복합재(Fiber reinforced composites)와 폼(Foam) 혹은 허니콤(Honeycomb)을 적용한 샌드위치 복합재료(Sandwich composites)가 레이돔 구조에 적용되고 있다.In addition, the fiber reinforced composites, foam or honeycomb with excellent specific strength and specific rigidity in the design of the radome considering durability, mechanical strength, stiffness, and aerodynamic effects on the external environment. Sandwich composites with Honeycomb are being applied to radome structures.
레이돔이 설치된 항공기 및 함정 등은 필연적으로 고온 및 저온 환경 조건에 노출되는데, 이때 외부 환경에 직접적으로 노출되는 외층의 복합재료와 내층의 복합재료 사이의 온도차이에 의해 온도 구배가 발생되고, 레이돔 구조체 전체에 열응력이 발생하게 된다. Aircraft and ships equipped with radome are inevitably exposed to high and low temperature environmental conditions.A temperature gradient is generated by the temperature difference between the composite material of the inner layer and the composite material of the inner layer which is directly exposed to the external environment. Thermal stress is generated throughout.
이는 주파수 선택적 투과막의 변형 및 손상을 초래하고, 또한 복합재료와 폼 사이에서 외부의 약한 충격에도 층간 분리(Interfacial failure)가 발생할 수 있다.This results in deformation and damage of the frequency selective permeable membrane, and also interfacial failure may occur in the external weak impact between the composite material and the foam.
따라서, 다양한 동적 하중조건과 고온 및 저온 환경조건 하에서 뛰어난 충격 특성과 진동 흡수성 그리고 저수축 특성을 동시에 만족시키는 레이돔 구조체의 설계와 제작이 고려될 수 있다.
Therefore, the design and fabrication of a radome structure that satisfies the excellent shock characteristics, vibration absorption and low shrinkage characteristics under various dynamic load conditions and high and low temperature environmental conditions can be considered.
본 발명의 일실시예들은, 외부 환경에 직접적으로 노출되더라도 보다 우수한 성능을 구비하는 레이돔을 제공하기 위한 것이다.
One embodiment of the present invention is to provide a radome having better performance even when directly exposed to the external environment.
이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 저피탐지 레이돔은, 안테나 장치를 덮도록 형성되는 복수의 바디와, 상기 안테나 장치가 배치되는 지지대 및 상기 지지대로부터 연장되어, 상기 어느 하나의 바디를 지지할 수 있도록 형성되는 지지축을 포함하고, 상기 바디는, 상기 안테나부를 통해 송수신되는 주파수가 투과될 수 있도록 형성되는 주파수 선택적 투과층 및 상기 주파수 선택적 투과층의 일면과 타면에 각각 결합되는 제1 폼층과 제2 폼층을 포함하고, 상기 바디의 외주를 감싸도록 제1 덮개층이 형성된다.In order to achieve the above object of the present invention, the low-detection radome according to an embodiment of the present invention, a plurality of bodies formed to cover the antenna device, the support on which the antenna device is disposed and the support is extended And a support shaft formed to support the any one body, wherein the body includes one side and the other side of the frequency selective transmission layer and the frequency selective transmission layer which are formed to transmit a frequency transmitted and received through the antenna unit. A first cover layer is formed to include a first foam layer and a second foam layer respectively coupled to the outer periphery of the body.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 제1 덮개층은, 아라미드 섬유를 포함한 복수의 프리프레그(Prepreg)들이 상기 바디의 각 면들을 각각 덮도록 배치되고, 서로 결합될 수 있다.According to an example related to the present invention, the first cover layer may be arranged such that a plurality of prepregs including aramid fibers cover each side of the body, and may be bonded to each other.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 바디들은, 인접한 각 바디의 측면들이 서로 인접하도록 결합되어 일체로 형성될 수 있다.According to an example related to the present invention, the bodies may be integrally formed by combining side surfaces of adjacent bodies so as to be adjacent to each other.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 바디와 상기 제1 덮개층 사이에 상기 바디를 보호하도록 제2 덮개층이 형성될 수 있다.According to an example related to the present invention, a second cover layer may be formed between the body and the first cover layer to protect the body.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 제2 덮개층은, 유리 섬유를 포함한 복수의 프리프레그(Prepreg)들이 상기 바디의 각 면들을 각각 덮도록 배치되고, 서로 결합되어 상기 바디와 일체로 형성될 수 있다.According to an example related to the present disclosure, the second cover layer may include a plurality of prepregs including glass fibers to cover respective sides of the body, and may be combined with each other to be integrally formed with the body. Can be.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 제1 덮개층은, 유리 섬유를 포함한 복수의 프리프레그(Prepreg)들이, 결합된 상기 제1 및 제2 폼층의 각 면들을 각각 덮도록 배치되고, 상기 프리프레그들의 외주를 따라 아라미드 섬유를 포함하는 테두리부가 형성되고, 인접하여 배치되는 상기 테두리부들이 서로 결합될 수 있다.According to an example related to the present invention, the first cover layer is disposed such that a plurality of prepregs including glass fibers cover respective surfaces of the first and second foam layers to which the first cover layer is bonded, respectively, An edge portion including aramid fibers is formed along the outer circumference of the pregs, and the edge portions disposed adjacent to each other may be coupled to each other.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 제1 폼층과 제2 폼층을 형성하는 재료의 기지는, PMI, PS, PVC, 폴리우레탄, 에폭시 또는 페놀 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.According to an example related to the present invention, the base of the material forming the first foam layer and the second foam layer may include at least one of PMI, PS, PVC, polyurethane, epoxy, or phenol.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 아라미드 섬유는, 단섬유, 장섬유 또는 펄프섬유 중 적어도 어느 하나를 포함하여 형성될 수 있다.According to an example related to the present invention, the aramid fibers, may be formed including at least one of short fibers, long fibers or pulp fibers.
또한 상기한 과제를 실현하기 위하여 본 발명은, 저속 또는 고속으로 이동하는 운동체와, 상기 운동체에 장착되는 안테나 장치 및 상기 안테나 장치를 덮도록 형성되는 레이돔 구조체를 포함하고, 상기 레이돔 구조체는, 복수의 바디와, 상기 안테나 장치가 배치되는 지지대 및 상기 지지대로부터 연장되어, 상기 어느 하나의 바디를 지지할 수 있도록 형성되는 지지축을 포함하고, 상기 바디는, 상기 안테나부를 통해 송수신되는 주파수가 투과될 수 있도록 형성되는 주파수 선택적 투과층 및 상기 주파수 선택적 투과층의 일면과 타면에 각각 결합되는 제1 폼층과 제2 폼층을 포함하고, 상기 바디의 외주를 감싸도록 제1 덮개층이 형성되는 것을 특징으로 하는 저피탐지 레이돔을 구비하는 운동체를 개시한다.
In order to realize the above object, the present invention includes a moving body moving at a low speed or a high speed, an antenna device mounted on the moving body and a radome structure formed to cover the antenna device, wherein the radome structure is a plurality of A body, a support on which the antenna device is disposed, and a support shaft extending from the support, the support shaft being formed to support the one body, wherein the body transmits a frequency transmitted and received through the antenna unit. A low skin comprising a frequency selective transmission layer formed and a first foam layer and a second foam layer respectively coupled to one surface and the other surface of the frequency selective transmission layer, the first cover layer is formed to surround the outer periphery of the body Disclosed is an athletic body having a detection radome.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 저피탐지 레이돔은, 다양한 동적 하중과 고온 및 저온 환경 조건에 노출되더라도 레이돔의 전체 강성을 유지할 수 있다. The low-detection radome according to at least one embodiment of the present invention configured as described above can maintain the overall stiffness of the radome even when exposed to various dynamic loads and high and low temperature environmental conditions.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르는 레이돔은 낮은 열전달 계수를 가지므로, 안테나 장치들의 안정적인 작동을 가능하게 한다.In addition, the radome according to an embodiment of the present invention has a low heat transfer coefficient, thereby enabling stable operation of the antenna devices.
레이돔을 구성하는 각 바디들을 일체의 박스 형상을 갖도록 형성되므로, 생산성과 아울러 안정성을 높이고, 압축 강도를 증가시켜 압축 및 충격 하중에 대한 내성을 가질 수 있다.
Since each body constituting the radome is formed to have an integral box shape, the productivity and stability can be increased, and the compressive strength can be increased to have resistance to compression and impact loads.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 레이돔의 사시도.
도 2는 도 1의 라인 Ⅳ - Ⅳ를 따라 취한 단면도.
도 3은 도 2에 도시된 단면도 중 바디와 관련된 부분의 개념도.
도 4는 도 3의 변형 실시예들을 도시한 개념도.
도 5a 내지 도 5c는 도 2의 변형 실시예들을 도시한 개념도.
도 6a 내지 도 6b는 각각 유리 섬유와 아라미드 섬유의 유전상수를 비교한 그래프.
도 7과 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따르는 레이돔이 선박 또는 항공기에 부착된 상태에서의 개념도.1 is a perspective view of a radome associated with one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 1;
3 is a conceptual view of a part related to the body of the cross-sectional view shown in FIG.
4 is a conceptual diagram illustrating modified embodiments of FIG. 3.
5A through 5C are conceptual views illustrating modified embodiments of FIG. 2.
6A to 6B are graphs comparing dielectric constants of glass fibers and aramid fibers, respectively.
7 and 8 is a conceptual diagram in a state where the radome is attached to a ship or aircraft according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 일실시예에 따르는 저피탐지 레이돔 및 이를 구비하는 운동체에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. Hereinafter, a low-detection radome and an athletic body having the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The suffix "module" and " part "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role.
본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.In the present specification, the same or similar reference numerals are given to different embodiments in the same or similar configurations. As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise.
본 발명의 일 실시예들은, 함정이나 항공기에 장착되는 레이돔에 관한 것이다. 실제 함정용 레이돔은 20m 이상 높이의 대형 구조체로 제작되며, 함정용 레이돔의 설계 및 제작에 있어서 구조체의 구조 강성 증가 및 무게 감량은 중요한 변수로 작용한다. One embodiment of the present invention relates to a radome mounted on a ship or aircraft. The actual ship radome is made of a large structure with a height of 20m or more, and the structural rigidity increase and weight loss of the structure act as important variables in the design and manufacture of the ship radome.
따라서, 본 발명의 일 실시예들은 아리미드 섬유를 보강하여 형성되는, 덮개층과 폼층으로 구성되는 경량 고강성 하이브리드 구조의 레이돔 설계 및 제작에 대하여 개시하고자 한다.Accordingly, embodiments of the present invention are directed to the design and fabrication of a radome of a lightweight, high-strength hybrid structure consisting of a cover layer and a foam layer formed by reinforcing arimid fibers.
이와 같이, 본 발명의 실시예들은 다양한 동적 하중과 고온 및 저온 환경조건에 노출되는 저피탐지 레이돔 구조체의 구조 강성을 증가시키고, 기존 유리섬유 복합재료로 형성되는 덮개층과 PVC 폼층의 자체 열수축으로 인해 야기되는 열 응력을 감소시키기 위해, 복합재료로 형성되는 덮개층와 코어 폼층 제조 시에 비강성 및 비강도가 우수하며 열팽창계수가 낮은 아라미드(Aramid)섬유가 보강된 것을 특징으로 한다. As such, embodiments of the present invention increase the structural stiffness of low-detection radome structures exposed to various dynamic loads and high and low temperature environmental conditions, and due to self-heat shrinkage of the cover layer and PVC foam layer formed from existing glass fiber composite materials. In order to reduce the thermal stress caused, it is characterized in that the reinforcement of the aramid fibers having excellent specific stiffness and specific strength and low coefficient of thermal expansion when producing the cover layer and the core foam layer formed of the composite material.
유리 섬유의 열팽창계수는 약 7.0 X 10-6m/m·℃인데 반해, 아라미드 섬유는 약 -2.2 X 10-6m/m·℃의 음의 열팽창 계수를 갖는다. The coefficient of thermal expansion of glass fibers is about 7.0 × 10 −6 m / m · ° C., whereas the aramid fibers have a negative coefficient of thermal expansion of about −2.2 × 10 −6 m / m · ° C.
이를 통해 코어 폼층 자체의 열팽창계수를 줄이면, 외층의 아라미드 보강 복합재료로 형성되는 덮개층와의 계면에서 작용하는 응력을 감소시키는 효과가 있다. Through this, if the coefficient of thermal expansion of the core foam layer itself is reduced, there is an effect of reducing the stress acting at the interface with the cover layer formed of the aramid reinforced composite material of the outer layer.
또한, 외부 교신을 위해 레이돔 내부에 설치되는 안테나 및 주변 장비들은 외부 환경의 온도변화에 민감한 특성을 지니는데, 아라미드 섬유의 낮은 열전달 계수(약 1.8 W/m·K)는 안테나 장비들의 안정적인 작동을 가능하게 한다. In addition, the antenna and the surrounding equipment installed inside the radome for external communication are sensitive to temperature changes in the external environment. The low heat transfer coefficient (about 1.8 W / m · K) of the aramid fiber ensures stable operation of the antenna equipment. Make it possible.
또한, 두께 방향으로의 구조 강성을 향상시키기 위하여, 아라미드 복합재료로 형성되는 덮개층으로 제작된 박스 형상의 구조 내부에 폴리머 폼층, 에어로졸 등을 채운 코어 폼층을 특징으로 하여 생산성과 안전성을 동시에 높일 수 있다. In addition, in order to improve the structural rigidity in the thickness direction, the core foam layer filled with a polymer foam layer, aerosol, etc., inside the box-shaped structure made of a cover layer formed of an aramid composite material, it is possible to increase productivity and safety at the same time. have.
이를 통해 압축 강도를 증가시켜 압축 및 충격 하중에 대한 강도를 높이는 것을 특징으로 한다.Through this, the compressive strength is increased to increase the strength against compression and impact loads.
레이돔을 제작하는 경우, 넓은 면적의 복합재료로 형성되는 덮개층와 폼층으로 구성되는 레이돔 패널을 제작 후, 사각 또는 팔각기둥 모양의 레이돔 구조체의 제작을 위해서 복수개의 패널들을 설치하여 접착하게 된다. In the case of manufacturing a radome, after manufacturing a radome panel consisting of a cover layer and a foam layer formed of a large area of a composite material, a plurality of panels are installed and bonded for the manufacture of a square or octagonal radome structure.
이때 패널부를 연결하는 연결부가 존재하며, 운항 중 반복적인 동적 하중의 영향으로 마감처리 되지 않은 레이돔 패널의 접합부에서는 피로수명 저하로 인한 피로파괴 발생의 가능성이 있다.At this time, there is a connection part connecting the panel part, and there is a possibility of fatigue failure due to fatigue life deterioration at the joint part of the radome panel which is not finished due to the effect of repeated dynamic load during operation.
본 발명의 일실시예들은 일체형 박스 형태의 레이돔 패널 설계를 통해 두께 방향의 구조강성을 증가시키고, 박스 형태의 복합재료로 형성되는 덮개층의 생산성을 향상시키기 위하여 아라미드 복합재 프리프래그(Prepreg)로 코어 폼층 외부를 둘러 쌓아 동시 경화하여, 레이돔의 외층을 형성시키는 것을 특징으로 한다. One embodiment of the present invention is to increase the structural rigidity in the thickness direction through the integrated box-shaped radome panel design, and to improve the productivity of the cover layer formed of a box-type composite material core with aramid composite prepreg (Prepreg) It is characterized by enclosing the outside of the foam layer and curing at the same time to form the outer layer of the radome.
또한, 일체형 박스 형태의 레이돔은 외부에 충격에 의해 파손 및 손상된 레이돔 패널의 부분적 수리가 가능하고, 교체가 쉬워 작업성을 향상시킬 수 있다.
In addition, the radome in the form of an integrated box can partially repair the radome panel damaged and damaged by an impact on the outside, and can be easily replaced to improve workability.
이하, 본 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예와 관련된 저피탐지 레이돔의 구조에 대해서 살펴보기로 한다.Hereinafter, the structure of the low-detection radome associated with an embodiment of the present invention will be described with reference to this drawing.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 레이돔의 사시도이고, 도 2는 도 1의 라인 Ⅳ - Ⅳ를 따라 취한 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 단면도 중 바디와 관련된 부분의 개념도이다.1 is a perspective view of a radome according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 1, and FIG. 3 is a conceptual diagram of a part related to the body of the cross-sectional view shown in FIG.
저피탐지 레이돔(100)은 복수의 바디(110), 지지대(140) 및 지지축(150)을 포함할 수 있다.The low-
도 2에 도시된 바와 같이, 지지대(140)에는 안테나 장치(160)가 배치된다. 그리고 안테나 장치(160)를 포함하는 공간을 한정하도록, 바디(110)들이 서로 결합된다. 이렇게 바디(110)들이 결합된 레이돔의 형상은 사각 기둥 또는 팔각 기둥이거나 기타 다면체일 수 있다.As shown in FIG. 2, the
그리고 상기 바디(110)를 지지할 수 있도록 지지대(140)로부터 어느 하나의 바디(110)까지 연장되는 지지축(150)을 더 포함할 수 있다.The
도 3에 도시된 바와 같이, 바디(110)는 주파수 선택적 투과층(111)을 사이에 두고 양면에 각각 제1 폼층(112)과 제2 폼층(113)이 형성된다. 제1 폼층(112) 및 제2 폼층(113)은 PMI(Polymethacrylimide), 폴리우레탄(Polyurethane), 페놀(Phenol), PS(Polystylen), PVC(Polyvinyl chloride), 에폭시 등의 합성 수지들 중 적어도 하나를 기지로 하고, 아라미드 단섬유, 장섬유 또는 펄프섬유 중 적어도 어느 하나를 보강재로 추가하여 형성된다.As shown in FIG. 3, the
이렇게 형성된 제1 폼층(112) 및 제2 폼층(113)은 각 폼층의 압축강도 향상 및 재료 자체의 열 변형을 줄일 수 있다. The
또한, 외부 충격 및 습기 환경에서 발생될 수 있는 주파수 선택적 투과막의 변형 및 파손을 방지할 수 있고, 제1 및 제2 폼층(112, 113)과 주파수 선택적 투과층(111) 사이의 접착 계면에서의 크랙 발생을 방지할 수 있다.In addition, it is possible to prevent deformation and breakage of the frequency selective permeable membrane which may occur in an external shock and moisture environment, and at the adhesive interface between the first and second foam layers 112 and 113 and the frequency selective
도 3을 참조하면, 바디(110)를 덮도록 제1 덮개층(120)이 형성된다. 판형 바디(110)를 덮도록 제1 덮개층(120)은 'ㄷ'자 형태 또는 'ㅡ'자 형태로 형성되어 서로 결합하여 바디(110)를 감싸도록 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 3, the
이렇게 바디(110)와 제1 덮개층(120)을 포함하여 패널(101)이 형성될 수 있다. 앞서 살펴본 바와 같이, 패널(101)들은 안테나가 배치되는 공간을 한정하도록 서로 결합된 전체 형상이 다면체로 이루어질 수 있다.Thus, the
제1 덮개층(120)을 형성하는 방법은 아라미드 섬유를 포함하는 프리프레그들을 바디(110)에 적층하여 동시 경화 접착하는 것으로서 이루어질 수 있다.The method of forming the
즉, 아라미드 섬유를 포함한 복수의 프리프레그(Prepreg)들이 상기 바디(110)의 각 면들을 각각 덮도록 배치되고, 서로 결합된다.That is, a plurality of prepregs including aramid fibers are disposed to cover each side of the
패널(101)들은 접착제나 나사와 같은 체결수단에 의해 서로 고정될 수 있다. 이로 인해, 바디(110)들은 서로 인접한 각 바디(110)의 측면들이 서로 인접하도록 결합되어 일체로 형성될 수 있다.The
이로 인해, 열변형 계수가 거의 0에 가까운 제1 덮개층(120)과 제1 폼층(112) 또는 제2 폼층(113)의 결합은 고온 및 저온 환경조건에서도 변형을 최소화하고, 주파수 선택적 투과층(111) 및 제1 폼층(112) 또는 제2 폼층(113) 계면에서 가해지는 응력을 줄이는 것이 가능해 진다.As a result, the combination of the
일반적으로, 레이돔에 있어서 각 덮개층과 제1 폼층(112) 또는 제2 폼층(113)의 재질에 따라 재료들의 접합 계면에 가해지는 응력 및 변형량이 달라질 수 있고, 외부의 반복적 동적하중 및 충격하중에 의해 접합 계면의 접착제에 크랙 발생과 함께 주파수 선택적 투과막층의 층간 분리 및 변형을 야기하는데, 이로 인해 레이돔의 전자기파 투과 특성 상실될 수 있다.In general, in the radome, the amount of stress and strain applied to the bonding interface of the materials may vary according to the material of each cover layer and the
그러나, 상기와 같이, 아라미드가 함유된 제1 폼층(112) 또는 제2 폼층(113)에 아라미드 섬유가 보강된 덮개층들을 사용함으로써, 다양한 형상의 레이돔을 형성할 수 있으며, 충격 및 진동 특성이 우수한 레이돔을 제작할 수 있다. However, as described above, by using the cover layer reinforced with aramid fibers in the
즉, 본 발명의 일 실시예에 따르는 아라미드 섬유를 이용한 저피탐지 레이돔(100)은 외부의 충격에 의해 발생 될 수 있는 주파수 선택적 투과층(111)의 손상 및 변형 가능성을 최소화함으로써, 다양한 동적하중 또는 고온 및 저온 환경조건하에서도 레이돔의 우수한 전자기파의 선택적 투과성을 확보할 수 있다.
That is, the
도 3에서 도시한 바와 같이, 바디(110)와 제1 덮개층(120) 사이에 상기 바디(110)를 보호하도록 제2 덮개층(130)이 형성될 수 있다.As shown in FIG. 3, a
복수의 덮개층이 형성되므로, 압축 강도를 증가시켜 압축 및 충격 하중에 대한 내성을 증가시킬 수 있다.Since a plurality of cover layers is formed, the compressive strength can be increased to increase the resistance to compressive and impact loads.
여기서, 제2 덮개층(130)은, 유리 섬유를 포함한 복수의 프리프레그(Prepreg)들이 상기 바디(110)의 각 면들을 각각 덮도록 배치되고, 서로 결합되어 상기 바디(110)와 일체로 형성될 수 있다.Here, the
도 4는 도 3의 변형 실시예를 도시한 개념도이다. 4 is a conceptual diagram illustrating a modified embodiment of FIG. 3.
도 4에서 도시된 바와 같이, 제1 덮개층(120')은, 유리 섬유를 포함한 복수의 프리프레그(Prepreg)들을 포함하여 형성된 유리섬유부(121)들이, 결합된 상기 제1 및 제2 폼층(112, 113)의 각 면들을 각각 덮도록 배치되고, 상기 프리프레그들의 외주를 따라 아라미드 섬유를 포함하는 테두리부(122)가 형성되고, 인접하여 배치되는 상기 테두리부들이 서로 결합되도록 형성될 수 있다. As shown in FIG. 4, the
이와 같이, 전체가 아닌 다른 바디(110) 또는 패널(101)과 접하는 테두리부에만 아라미드 섬유를 사용함으로써, 제작 비용을 줄일 수 있으며 용이한 성형을 할 수 있다.As such, by using the aramid fibers only in contact with the
도 5a 내지 도 5c는 도 2의 변형 실시예들을 도시한 개념도이다.5A through 5C are conceptual views illustrating modified embodiments of FIG. 2.
도 5a에서 도시한 바와 같이, 제1 덮개층 및 제2 덮개층이 일체(120'')로 형성될 수 있다.As shown in FIG. 5A, the first cover layer and the second cover layer may be integrally formed with 120 ″.
또한, 도 5b 내지 도 5c에서 도시한 바와 같이, 저피탐지 레이돔은 다각형 단면을 갖도록 형성될 수 있다.
In addition, as shown in Figures 5b to 5c, the low-detection radome may be formed to have a polygonal cross section.
도 6a 내지 도 6b는 각각 유리 섬유와 아라미드 섬유의 주파수 투과율을 비교한 그래프로서, 도 6a는 유리 섬유를 포함하는 덮개층의 유전상수이고, 도 6b는 아라미드 섬유를 포함하는 덮개층의 유전상수이다.6A to 6B are graphs comparing frequency transmittances of glass fibers and aramid fibers, respectively. FIG. 6A is a dielectric constant of a cover layer including glass fibers, and FIG. 6B is a dielectric constant of a cover layer including aramid fibers. .
도시한 바와 같이, 아라미드 섬유를 포함하는 덮개층이 유리 섬유를 포함하는 덮개층의 유전상수보다 낮은 것을 알 수 있다.As shown, it can be seen that the cover layer comprising aramid fibers is lower than the dielectric constant of the cover layer comprising glass fibers.
도 7과 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따르는 레이돔이 선박 또는 항공기에 부착된 상태에서의 개념도로서, 도 7은 레이돔이 선박에 부착된 상태의 도면이고, 도 8은 레이돔이 항공기에 부착된 상태의 도면이다.7 and 8 are conceptual diagrams in a state where the radome is attached to the ship or aircraft according to an embodiment of the present invention, Figure 7 is a view of the radome is attached to the vessel, Figure 8 is a radome is attached to the aircraft It is a drawing of the state.
선박(200) 및 항공기(300)와 같은 저속 또는 고속으로 이동하는 운동체는 피아를 구분할 수 있도록, 레이다가 요구되며, 레이더의 안테나를 열, 습기 및 기계적 충격과 같은 외부 환경으로부터 보호하기 위한 구조물로서 앞서 상술한 레이돔(100)이 이동체의 어느 일 지점에 장착될 수 있다.Low speed or high speed moving bodies such as
그리고, 레이돔에 대한 스텔스 기술이 요구되므로, 상대 레이더로부터 송신된 전자기파를 진행방향으로 반사시켜 상대 레이더로 되돌아가는 전자기파를 최소화하고, 레이돔 내부의 안테나에서 송수신하는 전자기파에 대하여는 투과시키는 본 발명의 일 실시예와 같은 레이돔이 요구된다.
In addition, since the stealth technique for the radome is required, the electromagnetic wave transmitted from the counterpart radar is reflected in the advancing direction to minimize the electromagnetic waves returned to the counterpart radar, and to transmit and transmit the electromagnetic waves transmitted and received by the antenna inside the radome. The same radome is required.
상기와 같이 설명된 저피탐지 레이돔 및 이를 구비하는 운동체는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
The low-detection radome described above and the athletic body having the same may not be limitedly applied to the configuration and method of the above-described embodiments, but the embodiments may be all or part of each of the embodiments so that various modifications may be made. It may alternatively be configured in combination.
Claims (9)
상기 안테나 장치가 배치되는 지지대; 및
상기 지지대로부터 연장되어, 상기 어느 하나의 바디를 지지할 수 있도록 형성되는 지지축을 포함하고,
상기 바디는,
상기 안테나부를 통해 송수신되는 주파수가 투과될 수 있도록 형성되는 주파수 선택적 투과층; 및
상기 주파수 선택적 투과층의 일면과 타면에 각각 결합되는 제1 폼층과 제2 폼층을 포함하고,
상기 바디의 외주를 감싸도록 제1 덮개층이 형성되는 것을 특징으로 하는 저피탐지 레이돔.A plurality of bodies formed to cover the antenna device;
A support on which the antenna device is disposed; And
A support shaft extending from the support and configured to support the one body,
The body,
A frequency selective transmission layer formed to transmit a frequency transmitted and received through the antenna unit; And
A first foam layer and a second foam layer respectively bonded to one surface and the other surface of the frequency selective transmission layer,
A low-detection radome, characterized in that the first cover layer is formed to surround the outer periphery of the body.
상기 제1 덮개층은,
아라미드 섬유를 포함한 복수의 프리프레그(Prepreg)들이 상기 바디의 각 면들을 각각 덮도록 배치되고, 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 저피탐지 레이돔.The method of claim 1,
The first cover layer,
A low-detection radome characterized in that a plurality of prepregs including aramid fibers are disposed to cover each side of the body, respectively, and are bonded to each other.
상기 바디들은,
인접한 각 바디의 측면들이 서로 인접하도록 결합되어 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 저피탐지 레이돔.The method of claim 2,
The bodies,
Low-detection radome, characterized in that the side of each adjacent body is formed integrally coupled to be adjacent to each other.
상기 바디와 상기 제1 덮개층 사이에 상기 바디를 보호하도록 제2 덮개층이 형성되는 것을 특징으로 하는 저피탐지 레이돔.The method of claim 2,
And a second cover layer is formed between the body and the first cover layer to protect the body.
상기 제2 덮개층은,
유리 섬유를 포함한 복수의 프리프레그(Prepreg)들이 상기 바디의 각 면들을 각각 덮도록 배치되고, 서로 결합되어 상기 바디와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 저피탐지 레이돔.5. The method of claim 4,
The second cover layer,
A plurality of prepregs including glass fibers are disposed to cover each side of the body, respectively, coupled to each other low detectability radome characterized in that formed integrally with the body.
상기 제1 덮개층은,
유리 섬유를 포함한 복수의 프리프레그(Prepreg)들이, 결합된 상기 제1 및 제2 폼층의 각 면들을 각각 덮도록 배치되고,
상기 프리프레그들의 외주를 따라 아라미드 섬유를 포함하는 테두리부가 형성되고,
인접하여 배치되는 상기 테두리부들이 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 저피탐지 레이돔.The method of claim 1,
The first cover layer,
A plurality of prepregs comprising glass fibers are arranged to cover each side of the first and second foam layers, respectively, joined together,
An edge portion including aramid fibers is formed along the outer circumference of the prepregs,
Low-detection radome, characterized in that the adjacent edge portion is disposed adjacent to each other.
상기 제1 폼층과 제2 폼층을 형성하는 재료의 기지는,
PMI, PS, PVC, 폴리우레탄, 에폭시 또는 페놀 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 저피탐지 레이돔.The method according to claim 6,
The base of the material forming the first foam layer and the second foam layer,
A low-detection radome comprising at least one of PMI, PS, PVC, polyurethane, epoxy or phenol.
상기 아라미드 섬유는,
단섬유, 장섬유 또는 펄프섬유 중 적어도 어느 하나에 해당하는 것을 특징으로 하는 저피탐지 레이돔. The method of claim 7, wherein
The aramid fiber,
Low-detection radome, characterized in that corresponding to at least one of short fibers, long fibers or pulp fibers.
상기 운동체에 장착되는 안테나 장치; 및
상기 안테나 장치를 덮도록 형성되는 레이돔 구조체를 포함하고,
상기 레이돔 구조체는,
복수의 바디;
상기 안테나 장치가 배치되는 지지대; 및
상기 지지대로부터 연장되어, 상기 어느 하나의 바디를 지지할 수 있도록 형성되는 지지축을 포함하고,
상기 바디는,
상기 안테나부를 통해 송수신되는 주파수가 투과될 수 있도록 형성되는 주파수 선택적 투과층; 및
상기 주파수 선택적 투과층의 일면과 타면에 각각 결합되는 제1 폼층과 제2 폼층을 포함하고,
상기 바디의 외주를 감싸도록 제1 덮개층이 형성되는 것을 특징으로 하는 저피탐지 레이돔을 구비하는 운동체.
A moving body moving at a low or high speed;
An antenna device mounted to the moving body; And
It includes a radome structure formed to cover the antenna device,
The radome structure,
A plurality of bodies;
A support on which the antenna device is disposed; And
A support shaft extending from the support and configured to support the one body,
The body,
A frequency selective transmission layer formed to transmit a frequency transmitted and received through the antenna unit; And
A first foam layer and a second foam layer respectively bonded to one surface and the other surface of the frequency selective transmission layer,
The body having a low-detection radome, characterized in that the first cover layer is formed to surround the outer periphery of the body.
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