KR20160013697A - 박형 광대역 전파 흡수체 - Google Patents

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KR20160013697A
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김성수
김영식
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충북대학교 산학협력단
송창숙
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Abstract

본 발명의 전파 흡수체는 유전체 기판(Grounded Substrate, GS), 상기 유전체 기판의 배면에 도체로 단락되어 있는 도체층 및 정해진 주파수 대역에 대해 선택적으로 대역 통과 또는 대역 저지 특성을 보이는 주기적인 형상으로 구성된 도체 패턴인 FSS(Frequency Selective Surface)가 상기 유전체 기판의 전면에 형성되어 있는 패턴층의 적층 구조로 구현된다. 본 발명에 의하면, 박형 광대역 전파흡수체는 기존 전파 흡수체에 비해 흡수체의 두께 및 무게를 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

박형 광대역 전파 흡수체 {Thin-layer and Wide Bandwidth Electromagnetic Wave Absorber}
본 발명은 전파 흡수체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 박형 초광대역 전파 흡수체에 관한 것이다.
휴대전화로 대표되는 각종 통신기기의 급속한 보급과 개인용 컴퓨터(PC)로 대표되는 전자기기의 고속화, 대용량화에 수반하여 전자파 장해가 더욱 문제화되고 있다. 또한 첨단 정밀계측장비, 첨단 정밀의료장비, 방송장비, 첨단 정밀 전자무기 체계 등에 대한 전자파 장해도 무시할 수 없는 부분이며, 이에 대한 효과적인 전자 장해해결 대책이 필요하다.
이러한 전자파 환경에 대한 대책이란 전기전자 기기가「다른 기기에 영향을 주는 전자파를 방사하지 않을 것(Emission 문제)」과 「외부전자파의 영향을 받지 않을 것(Immunity 문제)」의 두 가지를 해결하는 것이다. 이것을 EMC (Electro-magnetic Compatibility)라고 한다. 이들 문제는 주로 불필요한 전자파를 흡수하고, 반사파를 억제하는 기능을 가진 전파흡수체를 이용해서 해결한다.
전파흡수체는 투과, 반사, 산란 (scattering)이 일어나는 작동 주파수에서 매질의 손실특성을 이용하여 모든 입사파를 흡수하는 재질이다. 전자파 흡수체는 두 가지 종류로 나누어 볼 수 있는데, 하나는 공진형 흡수체(resonant absorber)이고, 다른 하나는 광대역 흡수체(broadband absorber)이다.
현재까지 공진형 흡수체는 여러 분야에서 사용되어 왔다. 전자파 흡수체에 관한 초기 연구는 대체로 마이크로파 영역에서 이루어졌다. 흡수체는 레이더의 수행 능력을 향상시키는 동시에, 군사적인 기술로서 다른 레이더 시스템에 대응하여 은폐하는데 사용되었다.
광대역(Broadband) 흡수체의 예를 들면, 형상제어(geometric transition) 흡수체가 있다. 이러한 흡수체는 피라미드나 쐐기 모양의 손실 물질을 사용함으로써, 표면은 자유공간의 임피던스와 같게 하고, 내부로 갈수록 손실에 의한 전파감쇄가 커지게 설계된다. 이러한 장치들은 대부분 전파 무반향실(anechoic chamber)에서 많이 사용된다. 또 다른 유형의 흡수체는 다층구조의 저밀도 흡수체인데, 매우 다공성인 재료나 밀도가 낮은 재료를 사용한다. 이렇게 함으로써 매질의 파라미터는 자유공간의 파라미터와 거의 비슷해진다. 이러한 재료의 두꺼운 층을 사용함으로써, 높은 흡수력을 얻을 수 있는 충분한 손실을 발생시킬 수 있다.
이러한 기존 방식의 흡수체에는 해결하기 어려운 몇 가지 문제점이 있다. 첫째로 주목할 문제점은 흡수체의 두께이다. 공진형 흡수체의 경우 적어도 λ/4의 두께가 필요하고, 만약 광대역 특성의 다층구조 및 피라미드 흡수체를 설계한다면 두께는 현저히 증가한다. 또한 1/4 파장에 해당하는 주파수에 국한된 협대역 특성을 보이는 것도 피할 수 없는 단점이다. 그리고 자유공간에서 임피던스 정합을 유도할 수 있는 손실재료의 확보가 꼭 이루어져야 한다.
이처럼 정보통신, 네트워크 기술이 발전하면서 무선통신의 응용은 지속적으로 확대되고 있으며, 따라서 새로운 전파 이용 시스템이 필요하게 될 것이다. 이때 전자파를 다양하게 이용하려면 각종 통신을 운용하는 과정에서 전자파 장해가 발생하지 않아야 한다. 이와 같은 전자파 환경을 만들기 위해서 전자파 흡수체의 용도는 더욱 광범위하게 발전할 것으로 기대된다. 또한 전자파 흡수체는 더욱 경량화, 박형화, 광대역화가 요구될 것이다.
대한민국 공개특허 10-1992-0009276
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 특정 주파수 대역에 대해 선택적으로 대역통과 또는 대역저지 특성을 보이는 주기적인 형상으로 구성된 도체 패턴인 FSS(Frequency selective surface)를 이용한 광대역 전파 흡수체를 구현하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전파 흡수체는 유전체 기판(Grounded Substrate, GS), 상기 유전체 기판의 배면에 도체로 단락되어 있는 도체층 및 정해진 주파수 대역에 대해 선택적으로 대역 통과 또는 대역 저지 특성을 보이는 주기적인 형상으로 구성된 도체 패턴인 FSS(Frequency Selective Surface)가 상기 유전체 기판의 전면에 형성되어 있는 패턴층의 적층 구조로 구현된다.
상기 FSS는 사각형의 패치(Patch) 형태, 프랙탈(fractal) 패치(patch) 형태, 크로스(cross) 다이폴(dipole) 형태 또는 사각형 링 구조의 스퀘어(square) 링(ring) 형태로 구현될 수 있다.
본 발명에 의하면, 박형 광대역 전파흡수체는 기존 전파 흡수체에 비해 흡수체의 두께 및 무게를 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다. 즉, 종래 피라미드 또는 쐐기 형태의 흡수체의 경우, 두께가 30-100cm에 이르나, 본 발명의 FSS 방식을 이용하면 흡수체의 두께를 5-10cm 수준으로 줄일 수 있다. 페라이트(ferrite) 흡수체의 경우 밀도가 5 g/cc 정도인데 반해, 본 발명의 FSS 방식에서는 저밀도 유전체의 사용으로 1∼2 g/cc 수준으로 무게를 줄일 수 있다.
또한, 종래 피라미드 또는 쐐기형 흡수체의 경우 형상의 복잡화로 시공 상의 어려운 점이 있으나, 본 발명의 FSS 방식의 흡수체는 평판 형태이기 때문에 시공이 간편하고, 외장재로도 사용이 가능하다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 기판 상에 FSS가 형성된 전파 흡수체 및 그 등가 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 패치 형태의 FSS가 형성된 전파 흡수체의 모식도 및 치수를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 패치 형태의 FSS가 형성된 전파 흡수체의 반사 손실을 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 패치 형태의 FSS가 형성된 전파 흡수체에서 FSS 도체의 면저항 변화에 따른 반사 손실을 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프랙탈 패치 형태의 FSS가 형성된 전파 흡수체의 패턴을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프랙탈 패치 형태의 FSS가 형성된 전파 흡수체의 반사 손실을 도시한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 크로스 다이폴 형태의 FSS가 형성된 전파 흡수체의 패턴을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 크로스 다이폴 형태의 FSS가 형성된 전파 흡수체의 반사 손실을 도시한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스퀘어 링 형태의 FSS가 형성된 전파 흡수체의 패턴을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 스퀘어 링 형태의 FSS가 형성된 전파 흡수체의 반사 손실을 도시한 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
FSS(Frequency Selective Surface)는 특정 주파수 대역에 대해 선택적으로 대역통과 또는 대역저지 특성을 보이는 주기적인 형상으로 구성된 도체 패턴이다. 본 발명에서는 FSS를 이용한 박형 광대역 전파 흡수체를 제안한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 기판 상에 FSS가 형성된 전파 흡수체 및 그 등가 회로도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에서 제안하는 박형 초광대역 전파 흡수체는 배면이 도체로 단락된 유전체 기판 위에 다양한 패턴의 FSS(Frequency Selective Surface) 도체로 구성된다. FSS 구조는 특정 주파수 대역에 대해 선택적으로 대역통과 또는 대역저지 특성을 보이는 주기적인 형상으로 구성된 도체 패턴으로 구성된 표면을 말한다. FSS의 대표적인 형태는 패치(patch), 크로스(cross), 사각 링(ring), 원형 링, 프랙탈(fractal) 등 여러 가지가 있다. FSS는 도체의 저항, 인덕턴스, 도체 간의 간격에 의한 커패시턴스 성분을 가지며, 이들 성분의 조절에 의해 전파 반사/투과 특성을 제어할 수 있다.
본 발명에서 전파 흡수체는 배면이 도체로 단락된 기판(Grounded Substrate, GS) 상에 FSS 도체 패턴을 배열한 구조로 구현한다.
도 1에서, 두께 d의 GS 표면에서의 입력 임피던스(Zd)와 FSS 임피던스 (ZFSS)의 병렬연결에 의해 합성 임피던스(ZR)가 결정되고, 각각의 임피던스는 다음 식으로 주어진다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
ZR의 허수부 Im(ZR) = 0이 되고, 실수부 Re(ZR) = 377 Ω이 될 때 임피던스 정합이 이루어지고, 무반사 흡수체의 설계가 가능하다.
본 발명의 FSS와 GS로 조합된 구조에서 무반사 조건을 만족하는 변수는 FSS의 패턴 및 치수, FSS의 도체 저항, 기판의 투자율 및 유전율, 기판 두께 등 매우 다양하기 때문에, 고주파 구조설계 프로그램의 전자기 해석 툴(tool)을 이용하여 전파 흡수체 설계를 시도하는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 패치 형태의 FSS가 형성된 전파 흡수체의 모식도 및 치수를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 패치 형태(Patch-type)의 FSS(210)를 유전체 기판(230)과 조합시킨 전파 흡수체의 구조이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 박형 광대역 전파 흡수체는 유전체 기판(Grounded Substrate, GS)(230), 도체층(240), FSS(210)가 형성된 패턴층(220)을 포함한다.
도체층(240)은 유전체 기판(230)의 배면에 도체(250)로 단락되어 있다.
패턴층(220)은 정해진 주파수 대역에 대해 선택적으로 대역 통과 또는 대역 저지 특성을 보이는 주기적인 형상으로 구성된 도체 패턴인 FSS(Frequency Selective Surface)(210)가 유전체 기판(230)의 전면에 형성되어 있다.
도 2의 실시예에서 배면은 완전 도체(perfect electric conductor, PEC)로 단락되어 있는 FR4로 구현한 예이다. PEC의 두께는 0.2mm이고, FR4의 두께는 0.15 mm이다.
전파 흡수체의 전면은 FSS가 코팅된 FR4이다. 이때, FSS의 두께는 0.02 mm이고, FR4의 두께는 0.15 mm이다.
두 FR4 사이에 저유전율의 Rohacell을 삽입하며, 그 두께는 4.7 mm이다.
FR4의 유전율은
Figure pat00004
이고, Rohacell의 유전율은
Figure pat00005
이다.
도 2의 실시예에서 전파 흡수체의 전체 두께는 5 mm이고, 주파수 15 GHz에서 λ/4에 해당한다. 단위 셀의 주기는 10 mm로 고정하고, 패치(patch)의 폭(w)과 도체의 면저항(RS)을 변화시키며 반사손실을 계산하였다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 패치 형태의 FSS가 형성된 전파 흡수체의 반사 손실을 도시한 그래프이다.
도 3은 사각 패치(patch)의 길이(w)를 4.5-8.5 mm 범위에서 변화시켰을 때 반사손실을 보여주는 그래프이다. FSS 도체의 면 저항은 RS = 212 Ω/sq(면적으로 보정한 FSS 저항 R = 377 Ω에 해당)으로 고정하였다.
도 3은 패치의 길이가 증가할수록 반사손실이 감소함을 보여준다. 예를 들어, w = 4.5 mm 의 경우 반사손실은 -5 dB 이상의 높은 값을 보이는 반면, w = 8.5 mm 으로 증가하면 반사손실은 12 GHz에서 -27 dB 수준으로 떨어진다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 패치 형태의 FSS가 형성된 전파 흡수체에서 FSS 도체의 면저항 변화에 따른 반사 손실을 도시한 그래프이다.
도 4는 FSS 도체의 면저항(RS)에 따른 반사손실의 변화를 보여준다. 패치의 폭은 w = 7.5 mm으로 고정하였다. 면 저항이 증가할수록 반사손실은 감소하여 RS = 200 Ω에서 최저치(-22 dB)를 보인다. 면 저항이 이보다 증가하면 반사손실은 다시 증가한다. FSS의 저항(R)과 도체의 면 저항(RS)과의 관계는 다음 수학식으로 표시된다.
Figure pat00006
여기서 S(D×D=100 mm2)는 단위 셀의 면적이고, A(W×W=56.25 mm2)는 패치가 도포된 면적이다. 패치의 면적이 감소할수록 FSS의 면 저항은 증가한다. w = 7.5 mm일 때, 70 Ω/sq의 면저항을 지니는 도체의 경우, FSS의 표면 임피던스는 R = 124 Ω이다. 200 Ω/sq의 면저항 도체의 경우 R = 355 Ω이다. 이는 자유공간의 임피던스인 377 Ω에 근접한 표면 임피던스를 나타내고, 이 때 흡수율은 최대가 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프랙탈 패치 형태의 FSS가 형성된 전파 흡수체의 패턴을 도시한 도면이다.
도 5의 실시예에서는 FSS 패턴이 프랙탈 패치(fractal patch) 형태일 때, 전파흡수특성을 실험하였다.
도 5에서 보는 바와 같이, 설계 파라미터는 주기 10 mm, 패치 길이 8.75 mm, 배면 도체, 유전체 기판, 간격재의 재질 및 치수는 도 2의 패치 형태의 FSS와 동일하다. 도 5에서 제시된 설계 치수는 패치 형태(patch-type) FSS의 면적과 동일한 스캐터링 엘리먼트(scattering element, 56.25 mm2)를 지닌다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프랙탈 패치 형태의 FSS가 형성된 전파 흡수체의 반사 손실을 도시한 그래프이다.
즉, 도 6은 FSS 도체의 면저항(RS)에 따른 반사손실 시뮬레이션 결과를 도시한 그래프이다. 프랙탈 패치 형태의 FSS의 경우, 듀얼 밴드(dual band) 공진 특성을 보인다.
도 6에서 도체 면저항이 10 Ω 에서 50 Ω으로 증가할 때 반사손실은 감소하면서 저주파 대역에서의 공진이 강해짐을 볼 수 있다. RS = 40 Ω의 경우, 5.6 GHz에서 -38 dB의 가장 낮은 반사손실을 나타낸다. 흡수대역을 살펴보면, RS = 50 Ω일 때 -10 dB 기준 5-17 GHz 범위이고, 대역폭은 12 GHz이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 크로스 다이폴 형태의 FSS가 형성된 전파 흡수체의 패턴을 도시한 도면이다.
도 7의 실시예에서는 FSS 패턴이 크로스 다이폴(cross dipole) 형태일 때, 전파흡수특성을 실험하였다.
도 7에서 보는 바와 같이, 설계 파라미터는 주기 10 mm, 다이폴(dipole) 길이 8.75 mm, 다이폴(dipole) 폭 1.25 mm 이다. 배면 도체, 유전체 기판 및 간격재의 재질과 치수는 도 2의 패치 형태(patch-type) FSS와 동일하다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 크로스 다이폴 형태의 FSS가 형성된 전파 흡수체의 반사 손실을 도시한 그래프이다.
도 8에서는 FSS 도체의 면저항(RS)에 따른 반사손실 시뮬레이션 결과를 나타내었다.
RS = 10 Ω/sq인 경우, -10 dB 이상의 높은 반사손실을 보인다. 면저항이 RS = 30 Ω/sq으로 증가하면 반사손실은 -20 dB 이하로 감소하고, 광대역 전파흡수특성을 보인다. -10 dB 기준 흡수 대역폭은 7.0-18.6 GHz, -20 dB 기준 8.5-13.5 GHz이다. 면 저항이 40 Ω/sq 이상으로 증가하면 반사손실은 다시 증가하고, 흡수 대역폭 또한 현저히 감소한다. RS = 200 Ω/sq인 경우, 전 주파수 대역에서 -5 dB 이상으로 증가한다.
크로스 다이폴 형태의 FSS의 경우, 전기장의 방향에 평행인 다이폴(dipole)만 공진 구조에 영향을 미친다.
수학식 4를 이용한 FSS의 도체의 면적(A)은 대략적으로 8.75 mm x 1.25 mm이므로, 도체 면저항 RS = 35 Ω/sq에 해당하는 크로스 다이폴(cross dipole) 형태의 FSS의 표면 임피던스는 320 Ω이다. 자유공간의 임피던스에 근접하기 때문에 가장 우수한 전파흡수특성을 보인 것으로 해석된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스퀘어 링 형태의 FSS가 형성된 전파 흡수체의 패턴을 도시한 도면이다.
도 9의 실시예에서는 FSS 패턴이 스퀘어 링(square ring) 형태일 때, 전파흡수특성을 실험하였다.
도 9에서 보는 바와 같이, 설계 파라미터는 주기 10 mm, 도체 길이 8.75 mm, 도체 폭 0.625 mm 이다. 배면 도체, 유전체 기판, 간격재의 재질 및 치수는 도 2의 패치 형태(patch-type) FSS와 동일하다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 스퀘어 링 형태의 FSS가 형성된 전파 흡수체의 반사 손실을 도시한 그래프이다.
도 10은 스퀘어 링 형태의 FSS 도체의 면저항(RS)에 따른 반사손실 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다. 도체 면저항이 10-20 Ω/sq 범위 내에서는 임피던스 정합이 2개의 주파수에서 일어나고 광대역 전파흡수특성을 보인다. RS = 20 Ω/sq인 경우, 6-20 GHz 범위에서 -8 dB 이하의 반사손실을 보인다. 면저항 30 Ω/sq 이상에서는 단일 주파수 정합 패턴으로 바뀌며, 면저항 증가에 따라 반사손실은 증가하고 흡수 대역폭 또한 현저히 감소한다. RS = 200 Ω/sq인 경우, 반사손실은 전 주파수 대역에서 -5 dB 이상이다.
스퀘어 링(Square ring) 형태의 FSS의 경우, 전기장의 방향에 평행인 양 단 두 개의 다이폴(dipole)이 공진구조에 영향을 미친다. FSS 스퀘어 링(square ring)의 도체의 면적은 A = 8.75 mm x 1.25 mm x 2 이므로, 도체 면저항 Rs = 30 Ω/sq에 해당하는 스퀘어 링(square ring) FSS의 표면 임피던스(R)는 320 Ω이다.
크로스 형태의 FSS와 스퀘어 형태의 스케터링 엘리먼트(scattering element) 면적은 동일하다. 마찬가지로, 자유공간의 임피던스에 근접하여 가장 우수한 전파흡수특성을 보인 것으로 해석된다.
본 발명의 일 실시예에서 FSS를 도입한 주파수 10 Ghz ~ 20 Ghz범위에서 전자파 흡수능이 10dB이상인 전자파 흡수체로 구현하는 것이 바람직하다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
220, 520, 720, 920 패턴층
210, 510, 710, 910 FSS
230 유전체 기판
240 도체층
250 도체

Claims (5)

  1. 유전체 기판(Grounded Substrate, GS)
    상기 유전체 기판의 배면에 도체로 단락되어 있는 도체층; 및
    정해진 주파수 대역에 대해 선택적으로 대역 통과 또는 대역 저지 특성을 보이는 주기적인 형상으로 구성된 도체 패턴인 FSS(Frequency Selective Surface)가 상기 유전체 기판의 전면에 형성되어 있는 패턴층의 적층 구조를 갖고 있는 전파 흡수체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 FSS는 사각형의 패치(Patch) 형태인 것임을 특징으로 하는 전파 흡수체.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 FSS는 프랙탈(fractal) 패치(patch) 형태인 것임을 특징으로 하는 전파 흡수체.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 FSS는 크로스(cross) 다이폴(dipole) 형태인 것임을 특징으로 하는 전파 흡수체.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 FSS는 사각형 링 구조의 스퀘어(square) 링(ring) 형태인 것임을 특징으로 하는 전파 흡수체.
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101880439B1 (ko) * 2017-04-25 2018-07-20 공주대학교 산학협력단 지그소 퍼즐 개념을 도입한 주파수 선택구조
CN108336504A (zh) * 2018-01-24 2018-07-27 中国科学院上海光学精密机械研究所 一种红外透过的微波宽带超材料吸波器
CN108539424A (zh) * 2018-05-29 2018-09-14 中国舰船研究设计中心 双波段频率选择复合材料夹层结构及其制造方法
CN108682952A (zh) * 2018-03-15 2018-10-19 杭州电子科技大学 双层级联双极化宽带带吸型频率选择表面
CN108701904A (zh) * 2016-10-09 2018-10-23 华为技术有限公司 一种频率选择表面
CN109346847A (zh) * 2018-11-22 2019-02-15 云南大学 一种超材料结构单元
KR20190050204A (ko) 2017-11-02 2019-05-10 엘지이노텍 주식회사 모터
CN110034407A (zh) * 2018-01-11 2019-07-19 航天特种材料及工艺技术研究所 一种透波/隐身一体化超材料结构
CN110048201A (zh) * 2019-05-24 2019-07-23 中国计量大学上虞高等研究院有限公司 多频段太赫兹带阻滤波器
CN110797666A (zh) * 2019-11-05 2020-02-14 南京邮电大学 重力场调控的吸波器与频选功能可重构器件
KR102102745B1 (ko) * 2019-06-11 2020-04-21 충북대학교 산학협력단 자율주행 차량의 전자파 간섭 방지용 메타소재 흡수체의 제조방법
CN111987470A (zh) * 2020-07-31 2020-11-24 中国航空工业集团公司济南特种结构研究所 宽带高角度稳定性频率选择表面
KR20230054181A (ko) * 2021-10-15 2023-04-24 국방과학연구소 유연성이 향상된 주파수 선택표면
CN116864997A (zh) * 2023-06-05 2023-10-10 中国矿业大学 基于电阻膜的超宽带低剖面超材料吸波体

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10826189B2 (en) 2016-10-09 2020-11-03 Huawei Technologies Co., Ltd. Frequency selective surface
CN108701904A (zh) * 2016-10-09 2018-10-23 华为技术有限公司 一种频率选择表面
KR101880439B1 (ko) * 2017-04-25 2018-07-20 공주대학교 산학협력단 지그소 퍼즐 개념을 도입한 주파수 선택구조
KR20190050204A (ko) 2017-11-02 2019-05-10 엘지이노텍 주식회사 모터
CN110034407A (zh) * 2018-01-11 2019-07-19 航天特种材料及工艺技术研究所 一种透波/隐身一体化超材料结构
CN110034407B (zh) * 2018-01-11 2021-03-09 航天特种材料及工艺技术研究所 一种透波/隐身一体化超材料结构
CN108336504A (zh) * 2018-01-24 2018-07-27 中国科学院上海光学精密机械研究所 一种红外透过的微波宽带超材料吸波器
CN108682952A (zh) * 2018-03-15 2018-10-19 杭州电子科技大学 双层级联双极化宽带带吸型频率选择表面
CN108682952B (zh) * 2018-03-15 2021-02-09 杭州电子科技大学 双层级联双极化宽带带吸型频率选择表面
CN108539424A (zh) * 2018-05-29 2018-09-14 中国舰船研究设计中心 双波段频率选择复合材料夹层结构及其制造方法
CN109346847A (zh) * 2018-11-22 2019-02-15 云南大学 一种超材料结构单元
CN110048201B (zh) * 2019-05-24 2020-10-13 中国计量大学上虞高等研究院有限公司 多频段太赫兹带阻滤波器
CN110048201A (zh) * 2019-05-24 2019-07-23 中国计量大学上虞高等研究院有限公司 多频段太赫兹带阻滤波器
KR102102745B1 (ko) * 2019-06-11 2020-04-21 충북대학교 산학협력단 자율주행 차량의 전자파 간섭 방지용 메타소재 흡수체의 제조방법
CN110797666A (zh) * 2019-11-05 2020-02-14 南京邮电大学 重力场调控的吸波器与频选功能可重构器件
CN111987470A (zh) * 2020-07-31 2020-11-24 中国航空工业集团公司济南特种结构研究所 宽带高角度稳定性频率选择表面
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