이동통신주파수 대역에서 순철 분말-고무 복합체 Sheet의 전파흡수특성

Abstract

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<TEX>$\mu\textrm{m}$</TEX>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. For the aim of thin electromagnetic wave absorbers used in mobile telecommunication frequency band (0.8-2.0㎓), we investigate high-frequency magnetic, dielectric and microwave absorbing properties of iron particles dispersed in rubber matrix in this study. The major experimental variables are particle shape (sphere and flake) and initial particle size (in the range 5-70 <TEX>$\mu\textrm{m}$</TEX>) of iron powders. High value of magnetic permeability and dielectric permittivity can be obtained in the composites containing thin plate-shape (flake) iron particles (of which thickness is less than skin depth in ㎓frequency), which can be produced by mechanical forging of spherical iron powders using an attrition mill. This result is attributed to the reduction of eddy current loss (increase of permeability) and the increase of space charge polarization (increase of permeability). The optimum initial particle size is found to be about 10 <TEX>$\mu\textrm{m}$</TEX> for the attainment of the material parameters (particularly, real part of complex permeability) satisfying the wave impedance matching. With the iron powders controlled in size and shape as absorbent fillers in rubber matrix, the thickness can be reduced to about 0.7mm with respect to -5㏈ reflection loss (70% power absorption) in mobile telecommunication frequency band.