초광대역 전파흡수체의 설계 및 제작에 관한 연구 = A Study on Design and Fabrication of Electromagnetic Wave Absorber with Super Wide-Band Characteristics

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

With the progress of electronics industry and radio communicaton technology, mankind might enjoy its abundant life. On the other hand, serious social problems such as electromagnetic interference (EMI), have arisen due to the increased use of electromagnetic (EM) waves. Therefore, International organizations such as CISPR, FCC, ANSI, etc., have provided the standards for the EM wave environment and for the countermeasure of the electromagnetic compatibility (EMC).
EM wave absorbers are used for constructing an anechoic chamber in order to test and measure EMI and electromagnetic susceptibility (EMS). It has been recognized that the absorption ability of the EM wave absorber has more than 20 ㏈, and the absorption frequency band is required through 30 ㎒ to 1,000 ㎒ for satsfying the international standards about an anechoic chamber for EMI/EMS measurement.
From November of 1998, however, the CISPR has acccepted the extended frequency band from 1 ㎓ to 18 ㎓ additionally in the bandwidth of EMI measurement.
In this dissertation, an EM wave absorber with super wide-band frequency characteristics was proposed in order to satisfy the above requirements and designed using the EMCM. Furthermore, a new simulation and analysis methods were adopted by the FDTD method. The bandwith of the proposed EM wave absorber was confirmed by simulation and experiments, which has the bandwidth from 30 ㎒ to above 6 ㎓. In the experiments, tapered rectangular coaxial line was used.
In addition, to improve absorption ability of Ferrite EM wave absorber, the ferrite EM wave absorber on which pyramidal EM wave absorber is attached.
As a result, the frequency band from 30 ㎒ to 18 ㎓ obtained under the tolerance limits of more than 20 ㏈ absorption.

목차 (Table of Contents)

• Nomenclature ⅲ
• Abbreviations ⅴ
• Abstract ⅵ
• 제 1 장 서론 1
• 1.1 연구 배경 1
• 1.2 연구 목적 3
• 1.3 연구 방법 4
• 제 2 장 전파흡수체의 종류와 측정법 5
• 2.1 전파흡수체의 분류 6
• 2.1.1 재료에 의한 분류 6
• 2.1.2 층수에 의한 분류 7
• 2.1.3 외관에 의한 분류 7
• 2.1.4 주파수 특성에 의한 분류 8
• 2.1.5 단층형 전파흡수체 9
• 2.1.6 다층형 전파흡수체 12
• 2.1.7 광대역 전파흡수체 14
• 2.2 전파흡수체 측정법 18
• 2.2.1 파동방정식 18
• 2.2.2 분포정수회로화 22
• 2.2.3 전파흡수체 재료 27
• 2.2.4 재료의 측정법 34
• 제 3 장 광대역 페라이트 전파흡수체 설계 40
• 3.1 페라이트 전파흡수체의 주파수 분산 특성 40
• 3.1.1 페라이트 전파흡수체의 전파흡수조건 40
• 3.1.2 페라이트 비투자율 주파수 분산특성 43
• 3.2 등가재료정수법 46
• 3.2.1 두 도체판 사이의 정전용량 46
• 3.2.2 평행판 전송선로의 정전용량 47
• 3.2.3 평행판 전송선로의 인덕턴스 48
• 3.2.4 주기 배열 정방형 전파흡수체의 등가 유전율 49
• 3.2.5 주기 배열 정방형 전파흡수체의 등가 투자율 52
• 3.3 Hemisphere 타입 광대역 전파흡수체의 설계 54
• 3.3.1 등가재료정수법을 이용한 해석 54
• 3.3.2 사입사 특성을 위한 전자파의 반사와 굴절 58
• 3.3.3 시뮬레이션 결과 62
• 제 4 장 자성재료 해석을 위한 FDTD 70
• 4.1 FDTD법의 정식화 71
• 4.1.1 맥스웰 방정식 71
• 4.1.2 안정성 74
• 4.1.3 1차원에서 흡수경계조건 77
• 4.1.4 유전체에서의 전파 78
• 4.1.5 주파수 의존 유전체 매질 82
• 4.1.6 주파수 의존 자성체 매질 83
• 4.1.7 입사파의 결정 87
• 4.2 주파수 의존매질을 위한 1차원 FDTD의 검증 88
• 4.3 등가재료를 이용한 FDTD 방법 93
• 4.3.1 등가 유전율을 적용한 전계 방정식 93
• 4.3.2 등가 투자율을 적용한 자계 방정식 94
• 4.4 Hemisphere 타입 전파흡수체 해석 98
• 제 5 장 실측정을 위한 구형 동축관 측정 시스템 103
• 5.1 측정 시스템의 구성 103
• 5.1.1 동축관에 의한 전파흡수능 측정기법 103
• 5.1.2 테이퍼 구형 동축관 측정시스템의 구성과 측정 107
• 5.2 EMCM과 FDTD 그리고 실측정치의 비교 검증 114
• 5.3 측정결과 및 검토 115
• 제 6 장 피라미드 적층형 전파흡수체 116
• 6.1 설계 116
• 6.1.1 복층 전파흡수체의 형상 116
• 6.1.2 다층형 해석모델에 의한 복층형 전파흡수체의 해석 117
• 6.2 제작 및 측정결과 119
• 6.3 결과 119
• 제 7 장 결론 121
• 참고문헌 123
• 본 논문 관련 게재, 발표 논문 및 참여 프로젝트 126