KR960009023B1 - 초광대역 레이다파에 대한 위장직물 - Google Patents

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Description

초광대역 레이다파에 대한 위장직물

제1도는 본 발명에 사용된 알루미늄증착필름의 합연사의 확대측면도.

제2도 및 제3도는 본 발명의 위장직물의 1 완전조직내의 합연사의 배열간격을 나타낸 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

X : 알루미늄증착필름사 Y, Y' : 알루미늄증착필름사의 합연사

1 : 필름층 2 : 알루미늄증착층

3 : 합성수지 코팅층 4, 4' : 합성섬유 멀티필라멘트사

본 발명은 초광대역 레이다로부터 대상물을 위장시킬 수 있는 위장식물에 관한 것이다.

위에서 초광대역 레이다파라고 함은 파장의 크기가 센치미터파(cm-wave)에서 밀리미터파(mm-wave)영역까지를 포함하는 것으로서 주파수 단위로는 6, 10, 17, 35, 94기가헤르쯔(㎓) 영역들을 전부 포함하는 것이다.

불과 100년전에 시작된 인공적 전자파에 대한 기술은 오늘날 군사, 통신, 정보 교통, 가전기기, 산업기기, 의료기기등 거의 모든 분야에서 눈부시게 발달되어 왔고, 특히 현대전에 있어서의 군사적 목적의 전자파기술의 발달은 전략적, 전술적인 면에서 괄목할만한 것이다.

군사적 목적의 전자기술이란 전장지원 전자장치(ESM : Electronic warfare support measure)를 써서 적의 레이다파나 무선전파를 접수하여 그 정보를 기본으로 작전을 세우는 기술이며 전장지원 전자장치의 판단에 따라 유도방향전환 전자대책(ECM : Electronic counter measure)과 전자대응대책(ECCM : Electonic counter-counter measure)으로 대항하는 것을 모두 포함하고 있다.

여기서 유도방향전환 전자대책(ECM)이란 적의 레이다, 무선기 또는 미사일등을 제어하는 전자공학적인 센서(sensor)를 방해 또는 기만하는 것이고 전자대응대책(ECCM)은 적이방해를 하거나 안하거나를 불문하고 아군의 레이다, 무선기,목표추적미사일 호밍(Homing)등의 사용을 확실히 하기 위한 행위이다.

유도방향전환 전자대책(ECM)의 기술을 능동적인 것과 수동적인 것으로 나누어볼때 능동적으로는 탄막(Barrage), 탄착점 관측(Spot), 기만등이 있고, 수동적으로는 전파반사체, 채프(Chaff), 플레이어(Flare), 전자파 흡수체, 레이다 산란형 위장망등을 볼 수 있다.

이와 같은 군사적 전자기술에서 레이다파의 사용 영역은 얼마전까지 주로 X(9㎓, 3㎝), Ku(7㎓, 1.8㎝)밴드로 일컫는 센치미터파 영역에서만 다루어져 오다가 최근에는 인공위성, 목표추적 미사일, 전자유도병기등에서 탑재능력을 고려하여 소형, 경량화의 레이다장치가 필요하게 되었고, 폭주하는 통신회선을 집적하여 대량통신이 가능하고 대기중에서 운용될때 구름, 안개, 비, 분진등에 대해서도 감쇄없이 사용할 수 있는 Ka(35㎓, 8.6㎝), W(94㎓, 3.2㎝)밴드라고 일컫는 밀리미터파가 개발되어 실용화되었다.

그러나 현재 사용되고 있는 레이다 산란형 위장망으로는 밀리미터파를 포함하는 초광대역 레이다탐지에 대한 위장성능을 발휘할 수 없다.

본 발명은 군사적 탐지 혹은 목표추적을 위한 초광대역 레이다 즉 센티미터파로부터 밀리미터파에 이르는 모든 레이다에 대하여 위장성능을 발휘하는 위장망용 직물을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

미육군 시험평가 사령부제정 위장망의 감쇄율시험절차 및 미군 레이다 산란형 위장망 규격서(MIC-C-53003B, 1989.5.20)에 의하면 일방송신(One way transmission)으로 측정했을때 레이다에 대하여 위장망이 위장효과를 발휘하려면 위장포상태에서 10~20%(7~10db)의 감쇄효과가 있어야 한다고 규정되어 있다.

상기 조건을 만족시키는 위장망용 원단의 설계는 직물 또는 부직포에 전도성소자가 일정간격(1/2λ 내지 1/4λ, λ는 파장)으로 쌍극소자 폐쇄회로를 형성하도록 하여서 레이다파에 대한 임피던스를 부여함으로서 얻을 수 있다는 것은 일반적으로 알려져 있다.

그러나 사용하는 전도성소자의 전기전자적 특성과, 이화학적 특성에 따라 적용주파수대, 형성쌍극소자의 형상, 절연거리등의 설계가 모두 다르고 기타 가시 영역과 근적외선 영역에서의 위장효과를 부여하기 위한 위장망 제조공정도 모두 달라져야 한다는 문제점이 있다.

예를 들어 센치미터파 영역의 레이다 산란형 위장망의 제조에 있어 대한민국 특허공고 제87-873호의 전자파 감쇄능 위장망 제조방법에 의하면 니켈과 같은 전도성입자를 염화파라디움 촉매하에서 합성섬유직포에 깊이 1 내지 7㎛, 폭 0.1 내지 2.5㎜, 갯수가 제곱미터당 10 내지 10⁶개 정도의 전도성도막을 형성하여 발신주파수 9.2기가헤르쯔(㎓)에서 9데시벨(㏈)의 감쇄효과를 얻을 수 있는 것으로 되어 있다.

이 방법은 합성섬유에 촉매에 의한 금속착염을 형성시켜서 센치미터파 영역에서 감쇄효과를 부여하는 방법이지만 실질적으로 고가의 염화니켈산 용액과 염화파라디움 촉매를 사용해야 하고 또한 공정면에서도 합성섬유 제직후 나염공정, 염욕상의 염착공정(착염형성공정)등의 다단계공정을 거쳐야 하며 대상 주파수대도 센치미터파 영역에 한정되어 있는 등의 단점이 있다.

또 대한민국 특허공고 제92-4614호의 레이다탐지로부터 피할 수 있는 위장용직물(원단)에 의하면 두께 25미크론, 너비 0.6mm인 공지의 알루미늄증착 폴리에스터 필름사를 심사로 하고 그 주위를 두가닥의 100데니어 나일론 멀티필라멘트사로 연사한 복합사를 경,위사에 동일하게 1.25~1.35mm 간격과 2.5~2.7mm 간격이 반복되도록 직조하여 얻은 원단이 센치미터파 영역인 6, 10, 17기가헤르쯔(㎓)에서 45°각도로 측정하였을때 7.2에서 8.7데시벨(㏈)의 감쇄율을 얻을 수 있는 것으로 되어 있다.

상기의 것은 대상 주파수 영역이 센치미터파에 한정되어 있고 또한 측정조건도 입사레이다파에 대한 시료 설치각도가 45°인 조건에서 측정한 것이므로 시료설치각도가 90°상태일때의 감쇄율측정치와 비교해보면 표 1에서 나타낸 바와 같이 약 30 내지 40%정도의 감쇄효과가 감소되어 만족할만한 위장효과를 기대할 수 없다.

뿐만 아니라 레이다파에 대한 원단의 임피던스를 결정할 알루미늄증착필름사의 알루미늄증착층의 두께에 대하여서도 언급이 되어 있지 않다.

또한 합성섬유 멀티필라멘트사와 알루미늄증착필름시의 복합사를 일정간격으로 배열하여 평직의 원단을 제직할때 섬유의 재질과 큰 섬도차로 인하여 경사를 단일빔으로 하는 최신의 에어젯트 제직기에서는 작업성이 좋지 않을 뿐만 아니라 종래의 원타치 또는 샤틀체인지로 알려진 직기에서는 알루미늄증착필름사의 복합사와 합성섬유 멀티필라멘트사를 각각 따로 정경한 2중빔을 사용하여야 하므로 제직준비공정이 복잡하고 생산성도 좋지 못하였다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결한 것으로서 이하 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 알루미늄증착필름사(X)를 2본의 합성섬유 멀티필라멘트(4), (4')와 합연시킨 알루미늄증착 필름사의 합연사(Y)를 사용한다.

알루미늄증착필름사(X)는 알루미늄증착층(2)의 두께가 400~600옹스트롬(Å)이고 폭은 1/90~1/110인치의 것이다.

또 상기 알루미늄증착필름사(X)는 알루미늄증착층(2)의 내마모성을 증대시키고 내산화성등 내구성을 높이기 위하여 합성수지코팅층(3)으로 그 표면이 보호되도록 하였다.

본 발명에 사용되는 알루미늄증착필름사(X)의 알루미늄증착층(2)의 두께가 400Å 미만이면 감쇄율이 미흡하고 600Å를 초과하면 중량이 무겁고 원가상승의 문제점이 있다.

상기 알루미늄증착필름사(X)를 심사로 하여 그 주위에 각각 20~40데니어의 섬도를 갖는 2본의 합성섬유 멀티필라멘트사(4)(4')(나이론 멀티필라멘트사 또는 폴리에스테르 멀티필라멘트사)가 각각 S, Z방향으로 피복되도록 합연하여서 전체섬도가 120~180데니어인 알루미늄증착필름사의 합연사(Y)(이하 합연사라고 함)를 제조하였다.

본 발명은 상기 합연사(Y)의 1본 또는 2본을 경,위사의 한줄로 사용하고, 섬도가 75~100데니어인 나이론 멀티필라멘트사 또는 폴리에스테르 멀티필라멘트사를 또한 경,위사로 사용하여 평직으로 제직하여서 된 것이다.

본 발명은 센치미터파와 밀리미터파에 대하여 동시에 일정한 감쇄율을 나타낼 수 있도록 합연사(Y)의 1완전조직내에서의 경,위사방향의 배열간격을 수많은 실험을 통하여 최적의 감쇄율을 나타내도록 아래와 같이 설정하였다.

본 발명을 예시도면에 의거 더욱 상세히 설명하면, 제2도의 (a)와 (b)는 주파수가 6~35㎓인 범위에서 우수한 감쇄율을 발휘토록 한 것으로서, 제2(a)도의 것은 합연사(Y), (Y') 2본을 1줄로 하여 1완전조직내에 경사 7줄과 위사 7줄을 가지고 있으며, 경,위사방향으로 공히 그 배열간격(㎜)이 1-1-2-2-1-3mm로 한 것이고, 제2(b)도의 것은 2본을 1줄로 하여 1완전조직내의 6줄의 경,위사를 가지고 있으며 그 간격이 1-1-1-2-3mm로 한 것이다.

또 제3도의 것은 합연사(Y), (Y') 2본을 1줄로 하여 1완전조직내에 14줄의 경,위사를 가지고 있으며 경,위사방향으로 공히 그 배열간격(mm)이 1-1-1-1-1-1-1-5-1-1-1-2.5-2.5mm가 되도록 하여 주파수가 6~94㎓인 범위에서 우수한 감쇄율효과가 발휘되도록 한 것이다.

본 발명은 상술한 바와 같이 합연사(Y)를 경,위사방향으로 공히 적절한 간격으로 배열하므로서 종래의 센티미터레이다파에 대하여서는 물론이거니와 밀리미터레이다파에 대하여서도 만족할 만큼의 위장효과를 발휘할 수 있는 것이다.

본 발명의 제2(a)도, 제2(b)도 및 제3도의 것과 종래것의 감쇄율을 측정한 결과는 표 2와 같다.

본 발명의 초광대역 레이다파에 대한 위장직물은 쌍극소자의 형상이 합연사(Y)에 의하여 경, 위사방향으로 정방향 혹은 장방향으로 되어 있으므로 레이다파의 운용상 서로 다른 편극성(Co-polariqation 또는 Cross-polarization)에서도 충분한 감쇄율을 발휘할 수 있다.

표 2의 감쇄율측정은 다음과 같은 측정장비로 측정하였다.

또 측정조건은 일방송신에 의한 시료설치각도 90°, 송수신안테나 사이의 거리는 파필드 영역(far field region : R_F=2D²/λ, R_F는 송수신안테나 사이의 거리, D는 안테나의 개구크기, λ는 파장)에 적합한 5m로 하였다.

Claims (5)

1. 필름층(1)의 표면에 두께가 400~600Å인 알루미늄증착층(2)이 형성되어 있고 그 위에 합성수지코팅층(3)이 도포되어 있는 알루미늄증착필름사(X)를 심사로 하고 그 주위에 S, Z 방향으로 2본의 합성섬유 멀티필라멘트사(4), (4')가 피복되어 있는 알루미늄증착필름사의 합연사(Y)와 통상의 합성 섬유사를 경,위사로 하고 있는 평직의 직물로서, 상기 합연사(Y), (Y') 2본이 경, 위사의 1줄로 되어 있으며 1완전조직내에 상기 합연사(Y), (Y') 2본이 경,위사의 1줄로 되어 있으며 1완전조직내에 상기 합연사(Y), (Y') 2본으로 되어 있는 경,위사를 6~14줄 가지고 있으며, 또 상기 경,위사 1줄이 경,위방향으로 1mm 이상 5mm 이하의 간격으로 배열되어 있음을 특징으로 하는 초광대역 레이다파에 대한 위장직물.
2. 제1항에 있어서, 합연사(Y)의 굵기는 120~180데니어이고 통상의 합성섬유사의 굵기는 75~100데니어임을 특징으로 하는 초광대역 레이다파에 대한 위장직물.
3. 제1항에 있어서, 1완전조직내의 합연사(Y), (Y') 2본으로 되어 있는 경,위사 1줄의 배열간격이 경,위방향으로 공히 1-1-2-2-1-3mm임을 특징으로 하는 초광대역 레이다파에 대한 위장직물.
4. 제1항에 있어서, 1완전조직내의 합연사(Y), (Y') 2본으로 되어 있는 경,위사 1줄의 배열간격이 경,위방향으로 공히 1-1-1-2-3mm임을 특징으로 하는 초광대역 레이다파에 대한 위장직물.
5. 제1항에 있어서, 1완전조직내의 합연사(Y), (Y') 2본으로 되어 있는 경,위사 1줄의 배열간격이 경,위방향으로 공히 1-1-1-1-1-1-1-5-1-1-1-2.5-2.5mm임을 특징으로 하는 초광대역 레이다파에 대한 위장직물.