단층형 전자파 흡수체의 흡수 성능은 입사파의 반사 손실(return loss)이 최대가 되는 두께 정합 조건 및 주파수 정합 조건에서 최적화 된다. 본 연구에서는 재료의 복소 투자율과 복소 유전율에 의존하는 전송선 이론을 적용하여 광대역 흡수체의 정합 조건을 계산하였다. 그 결과 주파수에 따른 복소 투자율 감소 특성이 두께 정합 조건을 광대역으로 확대하는 효과를 지니기 때문에 광대역 전자파 흡수체에 자성 재료가 이용될 수 있다는 것을 알 수 있었다. 따라서 향후 확대될 EMC(Electromagnetic compatibility) 규격을 대비한 차세대 광대역 전자파 흡수체를 만들기 위하여 현재 사용되고 있는 NiZn 페라이트 소결체 보다 포화 자화량이 크고 유전율 값이 작은 자성 재료들을 사용하여야 한다는 것을 보였다.
원통형 및 환형 유전체공진기의 복소유전율과 투자율을 측정하기 위한 이론적인 해석과 측정방법을 제시하였다. 두 개의 평면도체 사이에 유전체공진기를 놓고 공진주파수와 무부하 Q, 그리고 치수를 측정하면 복소유전율과 투자율을 구할 수 있으며 이 방법을 고차모우드에 대하여 반복적으로 행하면 더 넓은 주파수 범위에서 측정이 가능하다. 이 때 각각의 공진모우드는 유전체공진기의 방위각과 축방향에 대한 전계 세기의 변화를 측정함으로써 결정할 수 있다. 그리고 여러가지 오차의 요인들을 고려한 측정오차의 해석으로부터 $TE_{0np}$ 또는 quasi-TE 모우드를 측정에 이용할 경우 복소유전율의 실수부분은 $0.5{\%}$, 허수부분은 $4{\%}$ 이내의 측정오차를 가짐이 밝혀졌다.
92.6%Fe-6.5%Si-0.9%Cr(wt%) 연자성 합금 박편을 폴리머 중에 분산시킨 준마이크로파 대역의 전자파 노이즈 흡수용 복합시트를 제조할 때, 시트 두께에 따른 전자파 전력손실(전송손실) 및 전자기적 특성과 내부 미세구조의 변화를 조사하였다. 시트두께 0.3~0.5 mm의 범위에서, 시트가 두꺼울수록 1~5 GHz의 주파수 대역에서 투과 파라미터 $S_{21}$의 값이 현저하게 낮아지면서 전력손실의 크기가 매우 증가하였다. 이 때 복소 투자율 및 자기 손실계수는 시트 두께가 변하여도 거의 비슷한 값을 가져 전력손실의 변화에 별 기여를 하지 못한 것으로 관찰되었다. 한편 복소 유전율은 시트의 두께에 따라 상당한 변화를 보여 1~5 GHz 대역에서 시트 두께가 두꺼우면 유전율 허수부의 크기가 증가하였는바, 내부 미세구조의 변화에 기인하는 것으로 추정되는 이러한 복소 유전율의 변화가 두꺼운 복합 시트의 큰 전력손실 즉 우수한 전자파 흡수 특성의 주된 원인인 것으로 판단되었다.
A gradient matrix method in conjunction with the transmission-reflection method to determine the complex permittivity and permeability of a microwave material is presented. This method does not incur the phase ambiguity due to an improper sample length, and is applicable to the measurement of low-loss materials of a half wavelength. A gradient matrix for a coaxial cable sample is derived, and the results are illustrated.
전파무향실에 사용 적합한 평면 페라이트 전파흡수체의 설계 및 , 그리고 전파흡수특성에 관해 연구하였다. 임피던스 정합 방정식의 엄밀해를 이용하여 페라이트 흡수체의 복소투자율 범위에 관해 분석하였다. 페라이트 소결제의 복소투자율 및 복소유전율로부터 정합주파수 및 정합두께를 결정하고 실측한 반사감쇠특성과 비교하였다. 전파흡수특성과 재료정수와의 상관관계에 대한 분석결과에 의거하여 정합주파수 및 정합두께의 조절을 위한 재료정수의 제어방안에 관해 검토하였다. 검토하였다.
이동통신주파수 대역에서 박형의 전파흡수체를 제작하기 위해 순철 분말을 흡수 충진재로 사용한 고무 복합체의 고주파 특성(복소투자율, 복소유전율) 및 전파흡수특성에 대해 조사하였다. 주요 실험변수는 순철 분말의 초기입도와 형상(구형, 압분체) 변화였다. Attrition milling에 의해 두께가 표피두께보다 작은 순철 압분체를 제작함으로써 임피던스정합 조건에 근접하는 고투자율과 고유전율을 동시에 얻을 수 있었다. 이는 milling에 의해 구형에서 평판상으로 모양이 바뀜에 따라 와전류 손실이 감소하고(복소투자율의 증가), 압분체 간의 정전용량이 증가한 것(복소유전율의 증가)에 기인한다. 초기입도가 10$\mu\textrm{m}$인 순철 압분체를 흡수 충진재로 사용함으로써 이동통신주파수 대역(0.8-2.0㎓)에서 반사손실이 -5㏈(70% 전력흡수율), 두께가 0.7mm 수준인 박형의 전파흡수체를 제안할 수 있었다.
유전성 손실재료로 CNFs가 사용되었고, 강자성의 submicron 크리 NiFe 분말을 자성 손실재료로 사용하였다. 획득한 손실재료의 함량과 혼합비에 따라 세 가지(dielectric, magnetic. mixed RAMs)의 타입으로 분류되고, 전체 12 종류의 복합재료를 제작하였다. 이들의 복소 유전율 및 투자율을 $2{\sim}18$ GHz 범위에서 측정하였다. 측정된 전자기적 물성과 다층형 매질에서의 투과 빛 반사와 관련된 이론을 사용하여 단층형 흡수체를 설계를 위한 매개변수 연구를 수행하였다. 혼합형 타입의 하나인 MD3 복합재료는 2.00 mm의 투께로 X-band ($8.2{\sim}12.4$ GHz)에서 약 4.0 GHz의 10 dB 흡수 대역폭을 나타내었고, 1.49mm의 두께로 Ku-band ($12.0{\sim}l8.0$ GHz)에서 약 6.0 GHz의 10 dB 흡수 대역폭을 나타내었다. 몇 종류의 복합재료에 대판 성능평가 실험이 수행되었고, 전반적인 흡수성능 경향과 10 dB 흡수 대역폭에서 예측 결과와 일치하였다.
Mn-Zn ferrite 폐기물을 시멘트와 혼합한 복합전파흡수체를 제작하여 재료정수 및 반사감쇠량을 조사하였다. 지지재로 사용한 시멘트는 실리콘 고무의 재료정수와 비교하여 높은 복소유전율($\varepsilon$=$_{r}$': 7.6, $\varepsilon_{r}$ ": 0.6)을 나타내었고, Mn-Zn ferrite 폐기물과 시멘트의 혼합무게비(F/C)가 증가함에 따라 복소유전율은 감소하였고, 복소투자율은 증가하였다. 최대반사감쇠량을 나타내는 주파수는 F/C가 1에서 3으로 증가함에 따라 2.7 GHz에서1.3 GHz로 감소하였고, 정합두께는 8.7 mm에서 12.7 mm로 증가하는 경향이 나타났다. 모든 시편에서 최대반사감쇠량은 -40 dB 이상으로 Mn-Zn ferrite 폐기물을 전파흡수체로 활용이 가능하다.
Materials used at microwave are usually used as a dielectric with a manufacturing purpose of printed circuit boards, etc. Complex permittivity of them can be measured from attenuation constant or propagation constant of a transmission line using a microstrip line with bulk type. But as the technique recently which can manufacture to have complex permittivity and permeability demanded using nonferrous metals for powder-type grows up, we need sensors and methods which can measure characteristics of powder-type materials. So far measuring methods of permittivity and permeability with waveguide or coaxial cable are used but they have faults which have a complex measurement method and are difficult to simultaneously measure permittivity and permeability. In this paper, a simultaneous measuring method of permittivity and permeability with 2-port coaxial cable and a new proposed calculation. The proposed 2-port coaxial cable is designed to be easy to insert materials and to have a wideband. We measure permittivity and permeability of magnetic powder(Ni-Fe-Mo, Ni-Fe) which reveal its characteristic at $0.3{\sim}1.3GHz$ to identify the proposed sensor.
정보통신기술의 발달과 전자기기의 사용량 증가에 따른 전자파장애의 발생이 점차 사회 문제화되면서 그 대책이 요구됨에 따라 전자파 흡수체에 대한 관심도 증가되고 있는데 본 연구에서는 전자파 흡수체로 알려진 NiCuZn 페라이트의 조성비 및 소결온도 변화에 따른 복소유전율과 복소투자율의 주파수 의존 특성을 알아보고 전자파 흡수성능에 대한 영향을 조사하였다. NiCuZn 페라이트의 조성 중 $Fe_2O_3$및 ZnO를 각각 49.0, 34.0mol%로 고정하고 NiO 및 CuO의 구성비를 변화시켜 측정한 결과 NiO의 구성비가 8.5~9.5 mol%의 범위에서, 소결온도는 $1080^{\circ}C$에서 초투자율 및 유전율이 크고 $loss tangent(=\mur"/\mur')$가 약 2 MHz~9.5 GHz 주파수 대역에서 1 이상을 보이며 전파흡수 성능이 가장 우수하게 나타났다.나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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