KR20220058483A - 메타표면을 포함하는 이중대역 전자기파 흡수체 - Google Patents

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KR20220058483A KR1020210148338A KR20210148338A KR20220058483A KR 20220058483 A KR20220058483 A KR 20220058483A KR 1020210148338 A KR1020210148338 A KR 1020210148338A KR 20210148338 A KR20210148338 A KR 20210148338A KR 20220058483 A KR20220058483 A KR 20220058483A
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Abstract

본원은, 이웃하지 않은 두 전자기파 대역에서 입사하는 전자기파를 동시에 흡수하는 특징을 갖는, 메타표면을 포함하는 이중대역 전자기파 흡수체에 관한 것이다.

Description

메타표면을 포함하는 이중대역 전자기파 흡수체{DUAL-BAND ELECTROMAGNETIC WAVE ABSORBER WITH METASURFACE}
본원은, 이웃하지 않은 두 전자기파 대역에서 입사하는 전자기파를 동시에 흡수하는 특징을 갖는, 메타표면을 포함하는 이중대역 전자기파 흡수체에 관한 것이다.
물체에 의한 반사는 해당 물체의 임피던스와 주변 물질(보통은 공기 중)의 임피던스에 의해 결정된다. 물체와 주변의 임피던스 차이가 작을수록 반사율이 낮고, 물체의 임피던스가 주변의 임피던스와 동일할 경우 반사율이 0이 되며 임피던스 매칭이 되었다고 말한다.
메타물질은 목표 파장대역의 반파장 이하 크기의 구조를 적절히 디자인하여 공간 상에 주기적으로 배치함으로써 해당 물질의 광학적 특성을 인위적으로 조절한 물질을 말한다. 이러한 메타물질의 개념을 응용하여 임피던스를 조절하는 것이 가능하며, 원하는 파장대역에서 임피던스 매칭을 통해 낮은 반사율과 동시에 높은 흡수율을 가지는 메타물질 흡수체를 디자인할 수 있다. 특정 파장대역에서 임피던스 매칭을 이루기 위한 방법은 주로 공진 요소를 포함하는 구조를 디자인하는 것이다. 유전체 기판만의 임피던스는 파장에 따라 변화하는데, 공진 요소에 의한 목표 대역에서의 급격한 임피던스 변화를 통해 구조체 전체의 임피던스 매칭을 얻는 것이 가능하다. 그러나, 현재까지 개발된 전자기파 흡수체는 주로 단일 대역의 전자기파를 흡수하는 특징이 있어, 상이한 두 레이더 대역에서 전자기파가 입사하는 경우 원활하게 전자기파를 흡수하지 못해 스텔스 소재로 사용되지 못하는 문제점이 있다.
[선행기술문헌]
(특허문헌 1) KR 10-1957798 B
본원은, 상기 문제점을 해결하기 위해, 이웃하지 않은 두 전자기파 대역에서 입사하는 전자기파를 동시에 흡수하는 특징을 갖도록 설계된 메타표면을 포함하는, 이중대역 전자기파 흡수체를 제공한다.
그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본원의 제 1 측면은, 금속 반사판; 상기 금속 반사판 상에 형성된 제 1 유전체층; 상기 제 1 유전체층 상에 형성된 제 1 전도성 패턴층; 상기 제 1 전도성 패턴층 상에 형성된 제 2 유전체층; 및 상기 제 2 유전체층 상에 형성된 제 2 전도성 패턴층을 포함하는, 전자기파 흡수체로서, 이웃하지 않은 두 전자기파 대역에서 입사하는 전자기파를 동시에 흡수하는 특징을 갖는, 이중대역 전자기파 흡수체를 제공한다.
본원의 제 2 측면은, 제 1 측면에 따른 이중대역 전자기파 흡수체를 대상 물체의 표면에 배치하는 것을 포함하는, 전자기파 흡수의 설계방법을 제공한다.
본원의 구현예들에 따른 이중대역 전자기파 흡수체는, 두 층에 걸쳐 각기 다른 크기의 패턴을 다수 포함하는 전도성 패턴층을 포함함으로써, 광대역의 전자기파 흡수 특성을 확보할 수 있으며, 특히 이웃하지 않은 전자기파 대역인 S-밴드(2 GHz 내지 4 GHz)와 X-밴드(8.2 GHz 내지 12.4 GHz)을 동시에 흡수할 수 있는 특징이 있다. 또한, 상기 목표 대역 중 90% 이상의 영역에서 전자기파 흡수율 80% 이상을 나타낼 수 있으며, 단위 구조체 차원(dimension)의 스케일링(scaling)을 통해 흡수 대역의 이동(shifting) 또한 가능하다.
본원의 구현예들에 따른 이중대역 전자기파 흡수체는, 장거리 탐색에 많이 사용되는 S밴드와 단거리 추적에 많이 사용되는 X-밴드 등 상이한 두 레이더 대역에서 전자기파를 흡수할 수 있기 때문에 향후 전투기, 함정 등 무기 체계의 생존성을 높일 수 있는 첨단 스텔스 소재로 응용 가능할 수 있다.
도 1은, 본원의 일 구현예에 있어서, 사각의 고리 패턴을 포함하는 제 1 전도성 패턴층과 제 2 패턴층을 포함하는 이중대역 전자기파 흡수체의 단면도와 각 전도성 패턴층의 형상을 나타내는 그림이다.
도 2a는, 본원의 일 실시예에 있어서, 총 두께 15 mm의 이중대역 전자기파 흡수체의 최적의 깊이, 전도성 패턴층의 패턴 모양을 나타낸 그림이다 (실시예 1).
도 2b은, 본원의 일 실시예에 있어서, 실시예 1 이중대역 전자기파 흡수체의 S-밴드(2 GHz 내지 4 GHz)와 X-밴드(8.2 GHz 내지 12.4 GHz) 대역의 전자기파를 흡수하고, 중간대역(4 GHz 내지 8.2 GHz)의 전자기파를 반사하는 결과를 확인한 그래프이다.
도 3a는, 본원의 일 실시예에 있어서, 총 두께 15 mm의 이중대역 전자기파 흡수체의 최적의 깊이, 전도성 패턴층의 패턴 모양을 나타낸 그림이다 (실시예 2).
도 3b는, 본원의 일 실시예에 있어서, 실시예 2 이중대역 전자기파 흡수체의 S-밴드(2 GHz 내지 4 GHz)와 X-밴드(8.2 GHz 내지 12.4 GHz) 대역의 전자기파를 흡수하고, 중간대역(4 GHz 내지 8.2 GHz)의 전자기파를 반사하는 결과를 확인한 그래프이다.
도 4a는, 본원의 일 실시예에 있어서, 총 두께 20 mm의 이중대역 전자기파 흡수체의 최적의 깊이, 전도성 패턴층의 패턴 모양을 나타낸 그림이다 (실시예 3).
도 4b는, 본원의 일 실시예에 있어서, 실시예 3 이중대역 전자기파 흡수체의 S-밴드(2 GHz 내지 4 GHz)와 X-밴드(8.2 GHz 내지 12.4 GHz) 대역의 전자기파를 흡수하고, 중간대역(4 GHz 내지 8.2 GHz)의 전자기파를 반사하는 결과를 확인한 그래프이다.
도 5는, 본원의 일 실시예에 있어서, 두 패턴층이 서로 45도 축이 기울어지게 배치된 형태를 나타낸 그림이다 (실시예 4).
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 디바이스를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~ 하는 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합(들)"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B"의 기재는, "A 또는 B, 또는 A 및 B"를 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되는 것은 아니다.
본원의 제 1 측면은, 금속 반사판; 상기 금속 반사판 상에 형성된 제 1 유전체층; 상기 제 1 유전체층 상에 형성된 제 1 전도성 패턴층; 상기 제 1 전도성 패턴층 상에 형성된 제 2 유전체층; 및 상기 제 2 유전체층 상에 형성된 제 2 전도성 패턴층을 포함하는, 전자기파 흡수체로서, 이웃하지 않은 두 전자기파 대역에서 입사하는 전자기파를 동시에 흡수하는 특징을 갖는, 이중대역 전자기파 흡수체를 제공한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 1 전도성 패턴층 및 상기 제 2 전도성 패턴층은 메타표면으로서, 각각 독립적으로 단일 고리 패턴 또는 이중 고리 패턴을 포함하는 것일 수 있다. 상기 제 1 전도성 패턴층과 상기 제 2 전도성 패턴층은 복수의 패턴 구조체를 포함하는 것으로, 상기 단일 고리 패턴 또는 이중 고리 패턴은 각 고리 구조체를 복수로 포함할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 본원의 전자기파 흡수체는, 상기 제 1 전도성 패턴층과 상기 제 2 전도성 패턴층은 서로 상이한 크기의 고리를 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 제 1 전도성 패턴층의 고리의 크기는 상기 제 2 전도성 패턴층의 고리의 크기에 비해 큰 것일 수 있다. 상기 제 1 전도성 패턴층과 상기 제 2 전도성 패턴층은 서로 상이한 크기의 고리를 포함하는 것으로 인해, 서로 상이한 대역의 전자기파를 흡수할 수 있으며, 일반적으로 장파장 대역의 전자기파는 보다 큰 크기의 패턴이 흡수하고, 단파장 대역의 전자기파는 보다 작은 크기의 패턴이 흡수할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 반사판과 유전체, 전도성 패턴들을 포함하는 흡수체 전체 구조의 임피던스를 생각해 보았을 때, X-band에서의 임피던스 매칭(흡수체의 임피던스가 완전히 air의 임피던스와 동일 값은 아니지만, 그 값에 가까워져서 반사율이 낮아지는 경우도 포함함을 가정)은 반사판~상부 전도성 패턴의 고리 사이 유전체의 임피던스와 하부 전도성 패턴의 smooth한 임피던스, 상부 전도성 패턴에 의한 X-밴드에서의 공진이 맞물려 발생하는 것으로 볼 수 있다. S-밴드에서의 임피던스 매칭은 비슷하게, 반사판과 하부 전도성 패턴 사이 유전체의 임피던스, 사이즈가 큰 하부 전도성 패턴에 의한 공진, 및 하부 전도성 패턴과 상부 전도성 패턴 사이의 유전체, 상부 전도성 패턴의 smooth한 임피던스가 맞물려 발생하는 것으로 볼 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 단일 고리 패턴 및 이중 고리 패턴은, 각각 독립적으로 사각형 또는 원형을 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 단일 고리 패턴 및 상기 이중 고리 패턴에서, 고리의 두께, 고리의 크기, 이웃하는 고리 간의 간격, 제 1 유전체층과 제 2 유전체층의 깊이, 및 제 1 전도성 패턴층과 제 2 전도성 패턴층의 깊이, 패턴 모양의 방향 중 하나 이상을 조절하여 흡수하는 전자기파 대역을 조절하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 1 전도성 패턴층과 상기 제 2 전도성 패턴층의 패턴 모양의 방향은 서로 동일하거나 상이한 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 1 전도성 패턴층과 상기 제 2 전도성 패턴층의 패턴 모양의 방향은 서로 45도 차이가 나타나도록 배치된것일 수 있다. 구체적으로, 상기 패턴 모양의 방향에 의해서 흡수 대역이 조절될 수 있으며, 상기 패턴 모양의 방향이 서로 45도 차이가 나도록 배치된 경우, 상기 제 2 전도성 패턴층에서의 패턴 주기는 상기 제 1 전도성 패턴층의 패턴 주기의 1/sqrt(2)배일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, S-밴드(2 GHz 내지 4 GHz)와 X-밴드(8.2 GHz 내지 12.4 GHz) 대역의 전자기파를 흡수하고, 중간대역(4 GHz 내지 8.2 GHz)의 전자기파를 반사하는 것일 수 있다. 이중대역 전자기파 흡수체의 전체 두께가 정해진 경우에 흡수율과 흡수 대역폭은 trade-off 관계를 가지게 된다. 따라서, 목표로 하지 않는 대역에서의 흡수 성능을 낮춤으로써 목표 파장 대역에서 높은 흡수 성능을 확보할 가능성을 높일 수 있다. 본원은 상기 나열한 변수를 조절함으로써 이중대역의 패턴 구조체가 목적하는 대역의 광대역의 전자기파 흡수와 반사를 제공할 수 있도록 할 수 있다. 보다 구체적으로, 본원의 이중대역 전자기파 흡수체는 S-밴드(2 GHz 내지 4 GHz)와 X-밴드(8.2 GHz 내지 12.4 GHz) 대역의 전자기파를 80% 이상 흡수하고, 중간대역(4 GHz 내지 8.2 GHz)의 전자기파를 30% 이상 반사할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 1 유전체층 및 상기 제 2 유전체층은, 각각 독립적으로 아크릴 수지, PET, PP, PE, PMMA, 폴리우레탄, 스티로폼, 및 공기 중에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 1 전도성 패턴층 및 상기 제 2 전도성 패턴층은, 각각 독립적으로 카본 잉크, 구리(Cu), 은(Ag), 그래핀 및 인듐 주석 산화물(ITO) 중에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 금속 반사판은 알루미늄, 금, 은 및 구리 중에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 2 전도성 패턴층 상에 유전체 보호층을 추가 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 유전체 보호층은 기계적 강도를 부여하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 보다 구체적으로, 상기 유전체 보호층은 강화유리, FR-4 에폭시 유리 섬유 라미네이트 및 에폭시 글라스 중에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다. 상기 유전체 보호층은 높은 기계적 강도를 가져 보호층의 역할을 할 수 있으며, 이를 통해 상기 전도성 패턴층이 보호되어 전차,　전투기,　함정 등 극한 환경에서 운용되는 무기 체계에 첨단 스텔스 소재에도 응용 가능할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 금속 반사판을 제외한 상기 이중대역 전자기파 흡수체의 두께는 15 mm 내지 20 mm인 것일 수 있다. 본원의 이중대역 전자기파 흡수체(금속 반사판 제외)의 두께를 고정한 상태에서 하기의 실시예를 도출할 수 있으며, 상기 금속 반사판의 두께는 10 μm 내지 100 μm이고, 상기 제 1 전도성 패턴층 및 상기 제 2 전도성 패턴층 각각의 두께는 독립적으로 10 μm 내지 300 μm인 것일 수 있다. 상기 각 전도성 패턴층은 각 유전체층의 표면에 존재하되, 상기 각 유전체층에 파묻힌 형태로 존재할 수 있다.
도 1을 참조하여 설명하면, 이중대역 전자기파 흡수체 전체의 두께를 고정한 상태에서 두 층의 이중 사각 고리 구조의 형상을 변화시켜 가며 최적화를 진행하였고, 다양한 시도 예들 중 최적 성능을 나타내는 구조를 선정하였다. 최적화에 활용된 변수는 총 12가지로, 먼저 상부 층(제 2 전도성 패턴층)의 두 개의 고리 중, 내측 고리로 둘러싸인 내부의 너비(din), 내측 고리의 폭 (Win), 내측 고리와 외측 고리 사이의 최단거리(Lout), 외측 고리의 폭(Wout), 상부 고리들의 깊이(tup)(같은 층의 고리들은 깊이를 공유), 그리고 동일하게 하부 층(제 1 전도성 패턴층)의 두 개의 고리 중, 내측 고리로 둘러싸인 내부의 너비(din), 내측 고리의 폭(Win), 내측 고리와 외측 고리 사이의 최단거리(Lout), 외측 고리의 폭(Wout), 하부 고리들의 깊이(tdown) 및 추가로 하부 고리의 바닥 금속 반사층으로부터의 높이(hdown)와 주기적으로 배치되는 고리들 사이의 접촉을 막기위한 간격(Pgap)으로 구성된다. 고리를 구성하는 전도체의 전도도(σ)는 2000 S/m로 설정하였다.
최적화 진행 중 해당 변수들에 대해 특정 범위 내에서 탐색하도록 설정하였으며 그 범위는 하기 표 1과 같다.
변수 최소값 최대값
din (상부) 0.1 ㎜ 2.5 ㎜
Win (상부) 0 2.5 ㎜
Lout (상부) 0.1 ㎜ 2.5 ㎜
Wout(상부) 0.1 ㎜ 2.5 ㎜
tup (상부) 10 ㎛ 300 ㎛
din (하부) 0 2.5 ㎜
Win (하부) 0.1 ㎜ 2.5 ㎜
Lout (하부) 0 2.5 ㎜
Wout (하부) 0 2.5 ㎜
tdown (하부) 10 ㎛ 300 ㎛
hdown 1 ㎜ 14 ㎜
Pgap 0.5 ㎜ 3 ㎜
이 때, Win (상부)의 최소값을 0으로 설정하여 상부층에서 외부 고리만 존재하는 경우를 포함하여 최적화를 진행하였다. 또한 din(하부), Lout(하부), Wout(하부)의 최소값도 0으로 설정함으로써 하부층의 패턴이 단일 고리 혹은 패치 형태로만 존재하는 경우도 포함하여 최적화를 진행하였다.
최적화는 Particle Swarm Optimization(PSO) 알고리즘을 적용하여 진행하였다. 상기 표 1과 같이 제시된 제한된 범위를 가지는 12차원의 최적화 파라미터 공간에 대해 사전에 설정한 수(n)의 particle들이 탐색을 하며, 각 particle 별로 배정된 파라미터 값에 대응되는 전자기파 흡수체 구조에 대해 전자기 시뮬레이션을 진행한다. 각 particle들의 Figure of Merit(FOM)을 비교하여 particle들의 파라미터 공간 상의 위치가 변경되고 다시 전자기 시뮬레이션을 진행하는 방식으로 반복하여 최적의 해를 찾을 수 있다. 이 때, 각 FOM은 목표 대역은 2 GHz 내지 4 GHz, 8.2 GHz 내지 12.4 GHz 대역의 반사율 값의 총 합으로 결정되며, 반사율이 10%를 넘는 포인트에 대해 40배의 패널티를 주어 합산하였다. 최적화는 FoM을 최소화하는 방향으로 진행하여 실시예 1 내지 3을 도출하였다.
실시예의 경우 이중대역 전자기파 흡수체 총 두께를 다양하게 설정하여 진행하였으며, 실시예 1과 2의 경우(도 2a 내지 도 3b)는 총 두께 15 ㎜인 경우에 해당한다. 이때 hdown의 최대값은 14 ㎜로 표 1와 제시된 값이 같다. 또한, 실시예 3의 경우(도 4a 및 4b), 이중대역 전자기파 흡수체 총 두께 20 ㎜인 경우에 대해 최적화를 진행한 결과이며, 이때 hdown의 최대값은 18 ㎜로 설정한 것이다.
실시예 4는 두 패턴층이 서로 45도 축이 기울어지게 배치된 형태에 해당하는 것으로, 이들 중 작은 패턴(제 2 전도성 패턴)은 큰 패턴(제 1 전도성 패턴)의 주기의 1/sqrt(2)(2의 제곱근 분의 1)에 해당하는 주기를 가짐으로써 상부에서 바라본 단위 면적당 큰 패턴 대 작은 패턴의 개수 비가 1:2가 되도록 한 이중대역 전자기파 흡수체를 나타낸다. 실시예 4는 상기 작은 패턴(제 2 전도성 패턴)의 주기를 작게 하고 그 수를 늘임으로써 더 효율적인 전자기파 흡수를 확보할 수 있는 특징이 있으며, 상기 주기는 패턴구조체 내에서 이웃하는 구조체 중심 간의 거리를 말한다.
본원의 제 2 측면은, 제 1 측면에 따른 이중대역 전자기파 흡수체를 대상 물체의 표면에 배치하는 것을 포함하는, 전자기파 흡수의 설계방법을 제공한다.
본원의 제 1 측면과 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 본원의 제 1 측면에 대해 설명한 내용은 본원의 제 2 측면에서 그 설명이 생략되었더라도 동일하게 적용될 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 금속 반사판; 상기 금속 반사판 상에 형성된 제 1 유전체층; 상기 제 1 유전체층 상에 형성된 제 1 전도성 패턴층; 상기 제 1 전도성 패턴층 상에 형성된 제 2 유전체층; 및 상기 제 2 유전체층 상에 형성된 제 2 전도성 패턴층을 포함하는, 전자기파 흡수체로서,
    이웃하지 않은 두 전자기파 대역에서 입사하는 전자기파를 동시에 흡수하는 특징을 갖는,
    이중대역 전자기파 흡수체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전도성 패턴층 및 상기 제 2 전도성 패턴층은 메타표면으로서, 각각 독립적으로 단일 고리 패턴 또는 이중 고리 패턴을 포함하는 것인, 이중대역 전자기파 흡수체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 전도성 패턴층의 고리의 크기는 상기 제 2 전도성 패턴층의 고리의 크기에 비해 큰 것인, 이중대역 전자기파 흡수체.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 단일 고리 패턴 및 이중 고리 패턴은, 각각 독립적으로 사각형 또는 원형을 포함하는 것인, 이중대역 전자기파 흡수체.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 단일 고리 패턴 및 상기 이중 고리 패턴에서, 고리의 두께, 고리의 크기, 이웃하는 고리 간의 간격, 제 1 유전체층과 제 2 유전체층의 깊이, 및 제 1 전도성 패턴층과 제 2 전도성 패턴층의 깊이, 패턴 모양의 방향 중 하나 이상을 조절하여 흡수하는 전자기파 대역을 조절하는 것인, 이중대역 전자기파 흡수체.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 전도성 패턴층과 상기 제 2 전도성 패턴층의 패턴 모양의 방향은 서로 45도 차이가 나타나도록 배치된 것인, 이중대역 전자기파 흡수체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 전도성 패턴층에서의 패턴 주기는 상기 제 1 전도성 패턴층의 패턴 주기의 1/sqrt(2)배인 것인, 이중대역 전자기파 흡수체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    S-밴드(2 GHz 내지 4 GHz)와 X-밴드(8.2 GHz 내지 12.4 GHz) 대역의 전자기파를 흡수하고, 중간대역(4 GHz 내지 8.2 GHz)의 전자기파를 반사하는 것인, 이중대역 전자기파 흡수체.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유전체층 및 상기 제 2 유전체층은, 각각 독립적으로 아크릴 수지, PET, PP, PE, PMMA, 폴리우레탄, 스티로폼, 및 공기 중에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인, 이중대역 전자기파 흡수체.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전도성 패턴층 및 상기 제 2 전도성 패턴층은, 각각 독립적으로 카본 잉크, 구리(Cu), 은(Ag), 그래핀 및 인듐 주석 산화물(ITO) 중에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인, 이중대역 전자기파 흡수체.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 반사판은 알루미늄, 금, 은 및 구리 중에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인, 이중대역 전자기파 흡수체.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 전도성 패턴층 상에 유전체 보호층을 추가 포함하는, 이중대역 전자기파 흡수체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 유전체 보호층은 강화유리, FR-4 에폭시 유리 섬유 라미네이트 및 에폭시 글라스 중에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인, 이중대역 전자기파 흡수체.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 반사판을 제외한 상기 이중대역 전자기파 흡수체의 총 두께는 15 mm 내지 20 mm인 것인, 이중대역 전자기파 흡수체.
  15. 제 1 항에 따른 이중대역 전자기파 흡수체를 대상 물체의 표면에 배치하는 것을 포함하는, 전자기파 흡수의 설계방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117498043A (zh) * 2023-12-29 2024-02-02 电子科技大学 一种石墨烯多频带太赫兹功能吸波器
CN117878620A (zh) * 2024-02-05 2024-04-12 中南大学 一种基于多环嵌套超表面的宽带电路模拟吸收体
CN119414509A (zh) * 2025-01-07 2025-02-11 宁波大学 一种吸收性宽带带通太赫兹滤波片

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20250063350A (ko) 2023-11-01 2025-05-08 고려대학교 산학협력단 더블 레이어 메타 물질 전자기파 흡수 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040047257A (ko) * 2002-11-29 2004-06-05 한국전자통신연구원 유전체 덮개를 이용한 마이크로스트립 패치 안테나 및이를 배열한 배열 안테나
KR20110064028A (ko) * 2009-12-07 2011-06-15 한국전자통신연구원 다방향성 공진형 전자파 흡수체, 그것을 이용한 전자파 흡수성능 조정 방법 및 그 제조 방법
KR20120086495A (ko) * 2011-01-26 2012-08-03 국방과학연구소 직물형 전자파 흡수체

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040047257A (ko) * 2002-11-29 2004-06-05 한국전자통신연구원 유전체 덮개를 이용한 마이크로스트립 패치 안테나 및이를 배열한 배열 안테나
KR20110064028A (ko) * 2009-12-07 2011-06-15 한국전자통신연구원 다방향성 공진형 전자파 흡수체, 그것을 이용한 전자파 흡수성능 조정 방법 및 그 제조 방법
KR20120086495A (ko) * 2011-01-26 2012-08-03 국방과학연구소 직물형 전자파 흡수체

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117498043A (zh) * 2023-12-29 2024-02-02 电子科技大学 一种石墨烯多频带太赫兹功能吸波器
CN117498043B (zh) * 2023-12-29 2024-03-19 电子科技大学 一种石墨烯多频带太赫兹功能吸波器
CN117878620A (zh) * 2024-02-05 2024-04-12 中南大学 一种基于多环嵌套超表面的宽带电路模拟吸收体
CN119414509A (zh) * 2025-01-07 2025-02-11 宁波大学 一种吸收性宽带带通太赫兹滤波片

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