DOI QR코드

DOI QR Code

Microwave Absorbing Structure Using Semiconductive Fiber Reinforced Composite

반도체 섬유 강화 복합재료를 이용한 전자파 흡수 구조

  • Received : 2016.03.15
  • Accepted : 2016.06.28
  • Published : 2016.06.30

Abstract

This paper deals with the fabrication and verification of the microwave absorbing structure using semiconductive fiber reinforced composite. Two kinds of fiber were used to fabricate composites. Electromagnetic properties of the composites were measured by freespace measurement system over X-band. Two single slab absorbers and a double slab absorber were designed by thickness optimization method. Single slab absorbers did not show good microwave absorption performance because the permittivity is away from non-reflection curve. Double slab absorber complemented the limitations on single slab absorber and it showed good microwave absorption performance. Double slab absorber showed -43.9 dB loss near 10 GHz.

본 연구에서는 반도체 섬유 강화 복합재료를 이용하여 전자파 흡수 구조를 제작하였다. 두 종류의 반도체 섬유를 사용하여 복합재료를 제작하고, 자유공간 측정 장비를 이용하여 각각의 전자기적 물성을 측정하였다. 두께 최적화 방법으로 두 종류의 단층형 흡수 구조와 한 종류의 이층형 흡수 구조를 설계하였다. 설계한 전자파 흡수 구조를 반도체 섬유 강화 복합재료로 제작하고 그 흡수 성능을 측정하였다. 사용된 두 재료의 유전율은 Cole-Cole plot에 나타내었을 때 무반사 곡선에 가깝지 못하여 높은 흡수 성능을 기대하기 어려웠다. 두 종류의 재료로 제작한 단층형 흡수 구조는 10 GHz 근처에서 각각 -14.2 dB와 -8.8 dB의 흡수 성능을 보였다. 이러한 한계점을 보완할 수 있는 이층형 전자파 흡수 구조는 10 GHz 근처에서 -43.9 dB의 좋은 흡수 성능을 보였다. 반도체 섬유 강화 복합재료로 제작한 이층형 전자파 흡수 구조는 기존의 전자파 흡수 구조에 비해 간단한 제작 과정을 거쳐 좋은 흡수 성능을 갖는 흡수 구조를 얻을 수 있었으며, 상대적으로 더 적은 오차 요인을 갖고 있다.

Keywords

References

  1. Vinoy, K.J., and Jha, R.M., Radar Absorbing Materials From Theory to Design and Characterization, Kluwer Academic Publishers, Norwell, US, 1996.
  2. Rozanov, K.N., "Ultimate Thickness to Bandwidth Ratio of Radar Absorbers", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 48, No. 8, 2000, pp. 1230-1234. https://doi.org/10.1109/8.884491
  3. Kim, J.B., "Broadband Radar Absorbing Structures of Carbon Nanocomposites", Advanced Composite Materials, Vol. 21, No. 4, 2012, pp. 333-344. https://doi.org/10.1080/09243046.2012.736350
  4. Shin, J.H., Jang, H.K., Choi, W.H., Song, T.H., Kim, C.G., and Lee, W.Y., "Design and Verification of a Single Slab RAS Through Mass Production of Glass/MWNT Added Epoxy Composite Prepreg", Journal of Applied Polymer Science, Vol. 132, 42019, 2015, pp. 1-9.
  5. Zou, H., Li, S., Zhang, L., Yan, S., Wu, H., Zhang, S., and Tian, M., "Determining Factors for High Performance Silicone Rubber Microwave Absorbing Materials", Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 323, 2011, pp. 1643-1651. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2011.01.028
  6. Feng, Y., and Qui, T., "Preparation, Characterization and Microwave Absorbing Properties of FeNi Alloy Prepared by Gas Atomization Method", Journal of Alloys and Compounds, 513, 2012, pp. 455-459. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2011.10.079
  7. Park, K.Y., Han, J.H., Kim, J.B., and Lee, S.K., "Two-layered Electromagnetic Wave-absorbing E-glass/epoxy Plain Weave Composites Containing Car Nanofibers and NiFe Particles", Journal of Composite Materials, Vol. 45, No. 26, 2011, pp. 2773-2781. https://doi.org/10.1177/0021998311410467
  8. Song, Y.S., and Youn, J.R., "Influence of Dispersion States of Carbon Nanocomposites", Carbon, Vol. 43, 2005, pp. 1378-1385. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2005.01.007
  9. Shin, J.H., Jang, H.K., Choi, W.H., Song, T.H., Kim, C.G., and Lee, W.Y., "Numerical Analysis of the Complex Permittivity of MWNT added Epoxy Depending on Agglomeration Size", Vol. 27, No. 5, 2014, pp. 190-195. https://doi.org/10.7234/composres.2014.27.5.190
  10. Song, T.H., Choi, W.H., Shin, J.H., Kim, C.G., and Koo, B.U., "A Study on the Permittivity Change with Respect to Curing Cycle of Composites", Proceeding of the 2013 Conference of the Korea Institute of Military Science and Technology, Jeju, Korea, Jul. 2013, pp. 711-712.
  11. Shin, J.H., Manufacture of RAS for Flight Vehicle with the Consideration of Various Environmental Conditions, Ph.D Thesis, KAIST, Korea, 2015.