육각형 형상의 광대역 전자기파 메타물질 흡수체 단위 셀 최적 설계

김용준; 이선규; 이정해

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김용준 (홍익대학교) 이선규 (홍익대학교) 이정해 (홍익대학교)

저널정보: 한국전자파학회 한국전자파학회논문지 한국전자파학회논문지 제32권 제6호(통권 제289호)

발행연도: 2021.6

수록면: 533 - 540 (8page)

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전자기파 메타물질 흡수체는 전도성 패턴을 기반으로 우수한 전자기파 흡수 성능을 구현할 수 있는 차세대 전자기파 흡수체이다. 메타물질 흡수체는 단위 셀이 주기적으로 배치되었을 때 우수한 흡수 성능이 구현되므로, 기존 사각형 테두리를 갖는 메타물질 흡수체를 주기적인 배치가 어려운 임의의 내각을 갖는 다각형 또는 입체의 모서리 부분에 적용할 경우 성능이 급격히 열화되는 문제점을 갖는다. 본 논문에서는 내각이 60° 또는 120°를 이루는 모서리 구조에 적용하여도 단위 셀이 연속적으로 연결될 수 있는 육각형 형상의 전자기파 메타물질 흡수체 단위 셀의 최적 설계 방법을 제시한다. 전도성 패턴을 최적 형상으로 설계하기 위해 적응형 유전 알고리즘을 이용한 타일링 방법이 제안되었으며, TE(transverse electric) 및 TM (transverse magnetic) 편파에 대해 동시에 최적화를 진행하여 두 편파 모두에 대해 X 밴드 전체에서 반사율이 –10 dB 이하로 감소된 시뮬레이션 결과를 확인하였다. 최적의 성능을 나타낸 축 대칭 형상의 패턴의 경우 최대 45°의 경사 입사에 대해 반사율이 –8 dB 이하로 감소되었다. 설계 결과의 정확도는 유한 요소 기법 기반의 서로 다른 수치 해석 툴을 이용한 해석 결과의 비교를 통해 검증하였다.

#Electromagnetic Metamaterial Absorber #Broadband #Hexagonal Pixel #Tiling #Genetic Algorithm

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N. Dishovsky / 2000 / On the correlation between electromagnetic waves absorption and electrical conductivity of carbon black filled polyethylenes / Materials Research Bulletin 35(3):403~409

C. G. Jayalakshmi / 2019 / Polymer matrix composites as broadband radar absorbing structures for stealth aircrafts / Journal of Applied Polymer Science 136(14):47241

A. Namai / 2009 / Synthesis of an electromagnetic wave absorber for high-speed wireless communication / Journal of the American Chemical Society 131(3):1170~1173

N. I. Landy / 2008 / Perfect metamaterial absorber / Physical Review Letters 100(20):207402

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