KR920002228B1

KR920002228B1 - 전파흡수체 및 이 전파흡수체를 이용한 전파암실

Info

Publication number: KR920002228B1
Application number: KR1019890010567A
Authority: KR
Inventors: 겐 이시노; 다로 미우라; 다카시 와타나베; 마사시 가츠마타
Original assignee: 티디케이 가부시키가이샤; 사토 히로시
Priority date: 1988-07-26
Filing date: 1989-07-26
Publication date: 1992-03-20
Also published as: JP2510880B2; KR910003858A; EP0353923B1; DE68915635T2; EP0353923A2; EP0353923A3; US4972191A; JPH0235797A; DE68915635D1

Abstract

내용 없음.

Description

전파흡수체 및 이 전파흡수체를 이용한 전파암실

제1도는 본 발명에 따른 전파암실의 평면도.

제2a도는 본 발명에 따른 전파흡수체의 사시도.

제2b도는 제2a도에 나타낸 전파흡수체의 단면도.

제3도는 본 발명에 따른 전파흡수체의 동작을 설명하기 위한 스미스챠트의 일부.

제4a도 내지 제4c도는 전파흡수체의 감쇄특성을 나타낸 그래프.

제5도는 본 발명에 따른 전파흡수체의 위치감쇄특성을 나타낸 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 전파암실 12 : 벽

12a : 도전층 20 : 전파흡수체

21 : 페라이트판 22 : 유전체판

23 : 도전체판 30 : 턴테이블

40 : 수신안테나

[산업상의 이용분야]

본 발명은 유전체판상에 페라이트 타일이 부착된 전파흡수체와 이 전파흡수체가 내부에 취부된 전파암실에 관한 것이다.

[종래의 기술 및 그 문제점]

현재, 디지털 IC 가 민생용 전자기기의 제어회로에 사용되고 있기 때문에 간단한 구조와 저렴한 가격으로 매우 복잡한 제어를 할 수 있게 되는 바, 따라서 MOS IC가 상기 민생용 기기에 대해 필수불가결한 것으로 되어 있다.

그러나, 그에 따라 디지털기기에서 발생되는 잡음이나 그 잡음에 대한 특성이 중요한 문제로 대두됨으로써 전자기기에서는 잡음에 대한 테스트가 중요한 일로 되었고, 그러한 테스트과정에서 전파암실이 필요하게 되었다.

한편, 종래에는 전자기기에서 발생되는 방사잡음이 소위 오픈 사이트(open site)로 불리는 옥외시험장에서 측정되었는바, 이 옥외시험장은 도전체바닥과, 테스트될 장치를 운반하는 턴테이블, 승강장치에 취부된 다이폴 수신안테나 및, 수신기로 이루어진다.

그리고, 일반적으로 퍼스널컴퓨터와 같은 소형 전자기기의 방사잡음을 평가할 때에는 테스트기기와 수신안테나 사이의 거리가 3m인 3m법이 이용되고, 여타 경우에는 10m법 또는 1m법도 이용된다.

그러나, 옥외시험에서는 다음과 같은 문제가 있다.

a) 낮은 주위잡음이 요구될 경우, 시험기기를 인구가 밀집된 지역이나 도시지역으로부터 멀리 떨어진 장소에 위치시켜야 한다.

b) 원하지 않았던 주위잡음은 일정하지 않기 때문에 원하지 않았던 주위잡음으로부터 시험기기에서 발생되는 잡음을 분리시키기 어렵다. 따라서 이러한 잡음들을 분리시키기 위해 특별한 경험이 필요로 된다.

c) 시험은 날씨에 영향을 받게 되는 바, 날씨가 나쁘다거나 무더운 여름 또는 추운 겨울에는 시험이 쉽지 않게 된다.

d) 전파법의 제약 때문에 시험샘플의 잡음특성을 결정하기 위해 대전력의 전자계방사를 수반하는 테스팅은 불가능하다.

상기한 바와 같은 옥외시험의 제반 문제점을 해결하기 위해 내부에 전파흡수제를 갖춘 전파암실이 사용되는 바, 현재 10장소 이상의 전파암실이 권위있는 시험실로서 미국의 FCC에 신청되어 있다.

여기서, 전파암실은 의부의 주위잡음을 방지하기 위해 도전체에 의해 밀폐되어 차폐시켜야 하고, 또 암실내부에서 방사된 전자계 전파를 흡수하기 위해 다수의 천장과 내부벽상에 다수의 전파흡수체를 갖추어야만 하며, 더욱이 전파암실에 취부된 전파흡수체는 3MHz∼1CHz(1000MHz)의 주파수범위에서 15∼20dB정도의 방사에너지를 감쇄시켜야만 한다.

종래 전형적인 전파흡수체는 탄소가 혼합된 유전체재료에 의해 피라미드형태로 이루어졌는 바, 이러한 구조는 30MHz∼1CHz를 커버하기 위해 3∼3.5m의 피라미드의 높이가 필요하고, 그러한 두꺼운 전파흡수체는 암실내에서 유효한 시험공간을 극도로 제한하게 된다.

또, 다른 종래 전파흡수체로서 페라이트 타일과 상기 피라미드구조를 조합시킨 것이 알려져 있는 바, 이러한 구조는 아직까지는 피라미드의 높이가 1.0∼1.5m이므로, 암실내에서 더 많은 시험공간을 제공하기 위해 전파흡수체의 두께는 더욱 작아져야만 한다.

더욱이, 페라이트재료는 공진주파수에서 감쇄가 커지게 됨에도 불구하고, 흡수체의 주파수대가 더욱 좁아짐에 따라 공진형 흡수체로서 작용하게 된다.

또, 다른 종래 전파흡수체로서 유전체층 사이에 페라이트층이 끼워져 있는 3층구조의 흡수체가 알려져 있는 바, 이러한 구조는 텔레비젼 스크린상의 고스트영상을 방지하기 위해 큰 건축물의 외부벽에 사용되고 있다. 이러한 3층구조의 흡수체는 100MHz∼350MHz의 주파수범위내에서 약 20dB를 흡수할 수 있는데, 두께가 작은(8∼10mm) 유리한 점을 갖추고 있지만, 주파수범위의 면에서는 아직 충분하지 못한 결점이 있다. 경험상 저주파에서는 유전체층이 감쇄를 개선할 수 있지만 고주파에서는 페라이트층상에 존재하는 유전체층이 감쇄를 저하하게 되므로 상기 3층 구조는 1CHz이상의 광역주파수대에서는 전파흡수체로서 적당하지 못하다.

[발명의 목적]

본 발명은 상기한 점을 감안해서 발명된 것으로, 종래 전파흡수체의 결점과 제한을 극복할 수 있는 새롭게 개선된 전파흡수체를 제공하고, 또 얇으면서도 30MHz∼1CHz의 주파수범위에서 충분한 감쇄를 제공할 수 있으며, 또 그와 같은 전파흡수체가 취부된 전파암실을 제공함에 그 목적이 있다.

[발명의 구성]

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 도전체판과, 이도전체판에 부착된 소정 두께의 평면 유전체판 및, 이 유전체판에 부착된 소정 두께의 평면 페라이트판으로 구성된 전파흡수체에 있어서, 상기 페라이트판의 두께가 5.5mm 내지 7.5mm 사이의 범위이고, 상기 유전체판의 두께가 5mm 내지 25mm사이의 범위인 것을 특징으로 한다.

[작 용]

상기한 바와 같이 구성된 본 발명은, 유전체의 두께가 증가함에 따라 정합수파수는 고주파측으로 이동하고 최대 감쇄량이 작지만, 대역폭은 넓어지게 되는 경향이 있다. 또, 고주파특성이 대단히 좋아지게 되어 주파수 폭도 넓어지게 된다.

[실시예]

이하, 예시도면을 참조해서 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 전파암실(10)의 평면도로서, 도면중 참조부호 12는 전파암실(10)의 벽이다. 일반적으로 상기 전파암실(10)은 천장과 벽(12) 및 바닥을 포함해서 전자계 차폐효과를 위해 도전체층(12a)에 의해 완전히 밀폐되어지는 바, 본 실시예에서는 도전체층(12a)이 벽(12)의 내부에 부착되어 있는데, 이와 달리 벽(12)의 내부표면과 외부표면이 모두 도전체층(12a)으로 입혀지거나 혹은 외부표면만이 도전체층(12a)으로 입혀질 수도 있다.

여기서, 상기 전파암실(10)의 차폐효과는 70dB보다 더 높은 90dB정도로 되는 바, 즉 주위잡음은 전파암실(10)의 내부에서 90dB정도 감쇄되고, 내부방사는 전파암실(10)의 외부에서 90dB정도 감쇄된다.

도면중 참조부호 20은 전파흡수체로서 벽(12)에 부착되어 있는데, 제1실시예에서 전파흡수체(20)는 전파암실(10)의 벽(12)의 모든 표면과 천장에 부착되어 있고, 다수의 문(도시되지 않았음)을 포함하고 있다. 일반적으로 전파흡수제(20)는 전파암실(10)의 바닥에는 부착되어 있지는 않지만, 바닥에 전파흡수제(20)를 부착할 수도 있는데, 바닥에 전파흡수체가 부착되어 있지 않은 전파암실(10)은 바닥에 전파흡수체가 부착된 전파암실(10)보다도 오픈사이트에서 측정한 결과치에 가까운 측정결과를 나타낸다.

도면중 참조부호 30은 전자계전파를 방사하는 시험샘플을 운반하는 턴테이블이고, 40은 상기 시험샘플로부터의 전파를 수신하는 수신안테나인 바, 턴테이블(30)과 안테나(40)의 중심사이의 길이는 3m법에 따라 3.0m이다. 이 길이는 10m법에서는 10m이고, 또 1m법에서는 1m이다. 본 발명에서는 전파흡수체(20)가 평면이면서 얇게 되어 있는데, 그 평면전파흡수체(20)가 본 발명의 특징으로 된다.

제2a도는 본 발명에 따른 전파흡수체(20)의 사시도이고, 제2b도는 전파흡수체(20)의 단면도로서, 본 발명에 따른 전파흡수체(20)는 도전체판(23)을 갖추면서 평면 유전체판(22)이 도전체판(23)에 부착되어 있고, 평면 페라이트판(21)이 상기 유전체판(22)에 부착되어 있다. 상기 유전체판(22)의 두께를 D1으로 가정하고, 페라이트판(21)의 두께를 D2로 가정하며, 이러한 페라이트판(21)이 제2a도에 나타낸 바와 같이 소정 크기의 타일형태로 부착되어 있는데, 여기서 도전체판(23)상에 부착된 유전체판(22)과 페라이트판(21)에 의한 2층구조가 본 발명의 중요한 특징으로 된다.

상기 실시예에서 전파흡수체(20)의 도전체판(23)은 전파암실(10)의 차폐효과를 위해 도전체판(12a)을 이용해 2중으로 구성할 수 있는 바, 이 경우 특별한 도전체판(23)이 사용되지 않고, 유전체판(22)과 페라이트막(21)이 차폐실의 도전체막(12a)상에 직접적으로 부착되며, 도전체높이(12a)은 건축자재로서 쇠가 사용된다.

또, 다른 실시예로 유전체판(22)이 석고보드나 유리섬유 FRP(flber resin plastics)보드등과 같은 유전체 재료를 구성하는 벽자체에 의해 제공되는 바, 이 경우 전파암실(10)은 유전체벽(12)과 지붕(도시되지 않았음)의 외부에 부착된 외부 도전체층(도시되지 않았음)에 의해 밀폐되고, 페라이트판(21)은 전파암실(10)의 내부에서 유전체판(22)에 부착되게 된다. 그리고 유전체판(22)은 콘크리트와, 수지콘크리트, 유리섬유FRP 및, 석고보드 또는 다른 건축자재로 이루어진다.

제3도는 본 발명에 따른 도전체판(23)상에 페라이트판(21)과 유전체판(22)이 부착된 전파흡수체(20)의 동작을 나타낸 스미스챠트로서, 도면중 곡선(A)은 유전체판(22)이 사용되지 않았을 때 D1=0인 경우의 특성을 나타낸 것으로, 이 경우 도전체보드상에 직접적으로 부착된 페라이트판(21)은 임피던스(저항성분)의 실수부가 1.0에 가까우면서 1.0보다는 작은 특성을 갖고 있는바, 임피던스의 실수부가 1.0에 가까우면서 1.0보다는 작은 상기 특성을 갖춘 페라이트 전파흡수체는 저주파수에서 높은 감쇄를 제공하는데 유용하다. 한편, 본 실시예에서 곡선(A)의 실수부는 0.97로서, 0.9보다는 높고, 1.0보다는 작다.

또, 제3도에서 곡선(A)은 30~1000MHz를 커버하기에는 충분하지 않지만, 50MHz~400MHz의 범위에서 20dB의 감쇄를 제공하기 위한 주파수범위를 나타낸다.

또, 유전체판(22)이 페라이트판(21)과 도전체판(23)사이에 삽입될 경우 스미스챠트상의 임피던스의 궤적은 유전체판(22)의 두께에 따라 수직곡선(A)으로부터 소위 측면방향으로 이동하게 된다.

일반적으로 유전체판(22)이 페라이트판(21)과 도전체판(23)사이에 삽입될 때, 고주파에서는 감쇄가 개선되지만 저주파에서는 나빠지게 되는 한편, 유전체판(22)이 도전체판(23)에 부착된 페라이트판(21)에 부착될 경우 저주파에서는 감쇄가 개선되고 고주파에서는 감쇄가 나빠지게 된다.

또, 본 발명에 따른 전파흡수체(20)는 30MHz∼1000MHz의 주파수범위에서 동작되어야만 하므로 저주파에서의 감쇄는 나빠지지 않게 되므로 유전체판(22)이 페라이트판(21)에 부착되어야 하는 것은 아니다.

따라서, 30MHz∼1000MHz의 주파수범위에서 감쇄를 제공하기 위한 본 발명에 따른 전파흡수체(20)의 기본개념은 (1) 고주파에서 감쇄를 개선하기 위해 페라이트판(21)과 도전체판(23)사이에 유전체판(22)이 삽입되고, (2) 페라이트판(21)에 유전체판(22)이 부착되지 않으므로 고주파에서 감쇄가 나빠지지 않게 되며, (3) 저주파에서 감쇄를 개선하기 위해 1.0에 가까우면서 1.0보다 작은 임피던스의 실수부를 갖춘 페라이트재료가 사용된다는 점이다.

또, 제3도는 600MHz보다 높은 주파수에 대해 20dB보다 높은 감쇄를 제공할 수 있도록 페라이트판(21)과 도전체판(23)사이에 위치하는 유전체판(22)의 적절한 두께(D1=10mm 또는 D1=15mm)를 나타낸 것으로, 원하는 감쇄가 20dB일 경우 두께가 D₁=15mm 또는 25mm인 것은 30∼1000HMz 주파수 범위에 대해 사용되지 않는다. 그러나 원하는 감쇄가 15dB인 경우 두께가 D1=5mm 또는 D1=25mm인 것은 요구되는 주파수범위를 만족하게 된다.

제4a도와 제4b도 및 제4c도는 전파흡수체(20)의 감쇄를 나타낸 실험적 곡선으로, 수평축은 MHz단위의 주파수를 나타내고, 수직축은 dB단위의 감쇄를 나타낸다.

제4a도는 D1=0(페라이트(21)과 도전체판(23)사이에 유전체판(22)이 사용되지 않은 경우일 때, 페라이판(21)의 두께가(D2)가 각각 5.5mm∼7.5mm인 경우에 대한 곡선을 나타낸 것으로, 페라이트 전파흡수체가 공진형 흡수체이면, 곡선은 200MHz 근처의 공진주파수를 취하면서 고주파에서 감쇄가 감소된다.

그러나, 고주파에서의 감쇄는 페라이트판(21)과 도전체판(23)사이에 유전체판(22)을 삽입함으로써 개선되고, 제4a도의 곡선(D2=5.5mm∼7.5mm)은 15dB보다 높은 감쇄를 제공하는데 만족된다. 이러한 두께에 따라 실제 실시예에 대해 적당한 범위는 D2=5.5mm 내지 D2=6.5mm범위인 바, 이는 도면상에서 명백하게 알 수 있다.

제4b도는 페라이트판의 두께(D2)가 6.5mm로 고정되어 있을 경우 유전체판(22) 각각의 두께(D1)에 대한 감쇄곡선을 나타낸 것으로, 여기서 유전체판(22)은 ε=4인 상대유전상수를 갖춘 콘크리트로 이루어진 것이다. 또, D₁=0 또는 D1=30mm일 경우 700MHz에서 감쇄가 15dB에는 도달하지 않지만 D₁=10mm 또는 D1=20mm일 경우 감쇄는 고주파에서 만족하게 된다. 따라서 유전체판(22)의 적당한 두께는 5mm∼25mm범위내에 있다.

또 제4b도에 나타낸 바와 같이, 최대감쇄가 더 낮음에도 불구하고 유전체판(22)의 두께가 커질수록 주파수대가 더 넓어지는데, 여기서 유전체판의 두께와, 공진주파수, 주파수대, 또는 최대감쇄간의 관계는 상대유전상수가 변할 경우에도 심각하게는 변하지 않는다. 또, 유전상수가 큰 경우 두께의 변화는 대부분 전파흡수의 특성에 따라 변하게 된다.

제4c도는 두께(D1 : 유전상수 ε=4인 유전체판)가 20mm로 고정되었을 경우 페라이트판(21)의 각 두께(D2)에 대한 곡선을 나타낸 것으로, D2=5.5mm 와 D2=6.0mm일 경우 모든 주파수대에 대해 감쇄가 20dB보다 높아지게 된다. 여기서 D2=6.5mm에 대해 고주파에서의 감쇄는 20dB에 도달하지 않지만 15dB보다는 높아지게 된다. 따라서 원하는 감쇄가 15dB일 경우 D2=6.5mm가 만족되고, 또 고주파에서의 감쇄가 15dB보다 약간 낮아도 D2=7.0mm와 D2=7.5mm의 샘플은 역시 만족된다. 따라서 7.0mm와 D2=7.5mm의 샘플은 원하는 감쇄가 10dB일 경우 사용된다.

상기한 바와 같은 실험적 결과에 있어서, 페라이트판(21)의 적당한 두께(D₂)는 D2=5.5mm에서 D2=7.5mm까지의 범위이고, 가장 적당한 범위는 D2=5.5mm에서 D2=6.5mm까지의 범위이다.

또, 유전체판(22)의 적절한 두께(D1)는 D1=5mm에서 D1=25mm까지의 범위이고, 가장 적절한 두께는 D1=10mm에서 D1=20mm까지의 범위이다.

제5도는 본 발명에 따른 전파흡수체가 부착된 전파암실의 고주파대(300∼1000MHz)에서의 위치감쇄의 실험적 곡선을 나타낸 것으로, 수평축은 MHz단위의 주파수를 나타낸 것이고, 수직축은 dB단위의 위치감쇄를 나타내는 바, 여기서 실선은 이론적 곡선을 나타내고, 점선은 실험적 결과를 나타낸다. 위치감쇄가 정의됨으로써 전송기가 2m의 높이에 위치할 경우 그리고 수신안테나가 1m에서 4m 높이 사이에서 이동될 경우, 최대수신레벨이 표시된다. 제5a도는 수직극성전파에 대한 위치감쇄를 나타낸 것으로, 여기서 샘플과 수신안테나간의 공간은 3m이다. 따라서 상기 도면에서 나타낸 바와 같이 실험적 플로트는 이론적인 곡선과 일치하고 있다.

따라서 상기한 바와 같이 새롭게 개선된 전파흡수체와 그 전파흡수체를 사용한 전파암실을 제공할 수 있게 된다. 또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 다양하게 실시할 수 있다.

[발명의 효과]

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면, 페라이트와 유전체를 다층구조로 구성하여 전파흡수체를 제공하고, 또 이 전파흡수체로 전파암실의 대상벽면 전체를 덮음으로써 주파수대역이 넓고 반사감쇄량이 작음과 더불어 전자계분포가 안정되어 데이터의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 전파암실을 제공할 수 있게 된다.

Claims

도전체판(23)과, 이 도전체판(23)에 부착된 소정 두께의 평면 유전체판(22) 및, 이 유전체판(22)에 부착된 소정 두께의 평면 페라이트판(21)으로 구성된 전파흡수체에 있어서, 상기 페라이트판(21)의 두께가 5.5mm 내지 7.5mm사이의 얼마 범위이고, 상기 유전체판(22)의 두께가 5mm 내지 25mm 사이의 범위인 것을 특징으로 하는 전파흡수체.
제1항에 있어서, 상기 도전체판(23)에 부착된 상기 페라이트판(21)의 복소임피던스의 실수부가 1.0보다 작으면서 1.0에 가깝도록 된 것을 특징으로 하는 전파흡수체.
제2항에 있어서, 상기 실수부가 0.9와 1.0사이의 범위인 것을 특징으로 하는 전파흡수체.
적어도 하나의 문을 갖춘 벽(12)과 바닥 및 천장에 의해 도전적으로 밀폐되면서 적어도 상기 천장과 벽(12)의 내부표면이 도전체판(23)을 갖춘 전파흡수체(20)로 덮여져 구성되고, 상기 도전체판(23)에 유전체판(22)이 부착되면서 이 유전체판(22)에 페라이트판(21)이 부착된 것을 특징으로 하는 전파암실.
제4항에 있어서, 상기 전파흡수체(20)의 상기 도전체판(23)이 전파암실(10)의 전자계층에 대해 도전체층(12a)으로서 2중구조로 된 것을 특징으로 하는 전파암실.
제4항에 있어서, 상기 도전체층(12a)이 전자계 차폐효과를 위해 상기 천정과 상기 벽(12)의 외부에 부착된 것을 특징으로 하는 전파암실.
제4항에 있어서, 상기 전파흡수체(20)가 전파암실(10)의 바닥에 위치하도록 된 것을 특징으로 하는 전파암실.
제4항에 있어서, 상기 전파흡수체(20)가 전파암실(10)의 바닥을 제외한 내부표면의 전체에 위치하도록 된 것을 특징으로 하는 전파암실.
제4항에 있어서, 상기 유전체판(22)이 전파암실(10)의 건축자재로서 제공되는 것을 특징으로 하는 전파암실.
제4항에 있어서, 상기 유전체판(22)이 석고보드로 이루어진 것을 특징으로 하는 전파암실.
제4항에 있어서, 상기 유전체판(22)이 유리 FRP로 이루어진 것을 특징으로 하는 전파암실.