• 한국항공우주학회지
• /
• 제41권4호
• /
• pp.268-274
• /
• 2013

항공기 날개 앞전의 레이더흡수구조 최적화를 위한 목적함수를 정의하였으며, 유전체로 구성된 단층형 레이더흡수구조를 설계하였다. 설계변수는 흡수체의 복소유전율이며 반사계수와 레이더반사면적을 각각 목적함수로 사용하였다. 반사계수는 계산이 간단하여 최적화에 효과적으로 사용될 수 있지만 대상물을 평판형태로 가정하기 때문에 구조물의 형상을 충분히 반영하기 어렵다. 반면 레이더반사면적은 형상을 충분히 반영할 수 있지만 계산에 많은 시간이 요구된다. 반사계수는 전송선로이론을 통하여 계산하였으며, 레이더반사면적은 형상조건을 반영하기 위하여 날개 앞전 부분모델에 대해 물리광학법을 사용하여 평가하였다. 최적설계는 유전자알고리즘을 사용하였고, 설계된 레이더흡수구조를 날개 앞전에 적용하여 레이더반사면적을 계산함으로써 레이더흡수 성능을 확인하였다.

• Composites Research
• /
• 제35권6호
• /
• pp.469-476
• /
• 2022

본 논문에서는 주기패턴 레이더 흡수 구조(RAS)에 다양한 손상을 모사하기 위한 저속충격시험을 수행하고 파손모드에 따른 전자기파 흡수 성능 특성 변화를 평가하였다. 주기패턴 레이더 흡수 구조는 주기패턴시트(PPS) 및 유리섬유강화플라스틱(GFRP)으로 구성되며 설계 및 제작된 구조는 X-band(8.2-12.4 GHz)에서 효과적으로 전자기파를 흡수하였다. 제작된 레이더 흡수 구조에 다양한 손상을 유도하기 위해 충격에너지에 따른 저속충격시험을 수행하였으며, 육안검사, 비파괴 검사 및 이미지 프로세싱을 이용하여 발생한 손상모드 확인 및 손상영역을 정량화하였다. 충격 전, 후 레이더 흡수 구조의 전자기파 흡수 성능은 자유공간 측정 시스템을 이용하여 평가하였다. 시험결과, 15 J의 낮은 충격에너지로 인해 발생한 크기가 작은 층간분리는 레이더 흡수 구조의 전자기파 흡수성능 변화에 큰 영향을 미치지 않았다. 그러나 충격에너지를 40 J 또는 60 J로 증가시켜 상대적으로 넓은 영역의 섬유파손 또는 관통파손이 발생한 구조에서는 전자기파 흡수 성능이 크게 저하되는 것을 확인하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
• /
• 제15권5호
• /
• pp.367-379
• /
• 2022

본 논문에서는 입자 군집 최적화 (Particle Swarm Optimization: PSO) 알고리즘을 이용하여 다층 레이더 흡수 구조체를 설계하고, 다층 레이더 흡수 구조체의 특성을 분석하였다. 다층 레이더 흡수 구조체 설계에 PSO를 적용함으로써 빠르고 정확하게 설계 값을 도출할 수 있음을 보였으며, 특히 경사 입사에 대한 경우에 대해서도 최적의 다층 레이더 흡수 구조체를 설계할 수 있음을 보였다. 또한, 다양한 설계 파라미터의 조합에서도 성능 요구 조건에 부합하는 최적의 값이 결정될 수 있음을 보였다. 각 단계별로 필요한 방정식 및 모든 변수에 대한 자세한 설명을 포함해서 포괄적인 순서도를 통해 제시하였고 본 논문의 결과로부터 다층 레이더 흡수 구조체를 설계하기 위한 복잡하고 많은 계산을 생략할 수 있으며, 다양한 복합 재료를 활용한 다층 레이다 흡수 구조체 설계 및 개발에 활용할 수 있다.

• Composites Research
• /
• 제23권2호
• /
• pp.17-23
• /
• 2010

스텔스 기술은 적진에서 항공기나 함정의 생존 가능성을 향상시키고 임무 수행 능력을 향상 시킬 수 있다. 본 논문의 목적은 섬유강화 복합재료를 이용하여 하중지지가 가능한 곡면부 형상을 갖는 저피탐지 구조를 제안하고 군사적 활용을 위한 전방위 스텔스 플랫폼의 개발 가능성을 보여주는 것이다. 본 연구에서는 곡면을 갖는 물체의 레이더 반사면적을 줄이기 위해서 기존의 circuit analog 흡수체에 기반을 둔 전자파 흡수구조를 개발하였다. 먼저 상용 3차원 전자기장 해석 프로그램을 이용하여 사각 주기격자 패턴의 전도성 고분자 층을 갖는 전자파 흡수구조를 설계하고 성능을 해석하였다. 다음으로 섬유강화 복합재료와 전도성 고분자 재료를 이용하여 설계된 반원통형 전자파 흡수구조를 제작하였다. 저항성 시트로 작용하는 주기격자 패턴층을 제작하기 위해서 PEDOT를 기반으로 하여 폴리우레탄을 바인더로 갖는 전도성 고분자 페이스트를 사용하였다. 마지막으로 제작된 RAS의 전자파 흡수 성능을 평가하기 위해 POSTECH의 compact range 장비를 이용하여 레이더 반사면적을 측정하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제43권2호
• /
• pp.118-124
• /
• 2015

전파흡수구조(RAS)의 설계는 이산최적화 문제로 확률론적 최적화기법이 적용되며, 효율성을 향상시키기 위해서는 오랜 시간이 소모되는 RCS의 계산량을 감소시켜야 한다. 본 논문에서는 임피던스정합을 이용해 RCS 최소화 단층형 RAS를 설계하기 위한 효과적인 방법을 연구하였다. 연구방법에서는 물리광학법(PO)과 최적화기법의 연동을 통해 전파입사조건에 대해 대상의 RCS가 이상적으로 최소화되는 입력임피던스를 계산하였다. 다음으로 RAS의 복소유전율 및 두께는 이산최적화를 통해 계산된 입력임피던스를 최대한 만족하도록 설계되었다. 연구결과 이러한 방법은 다수의 함수계산이 필요한 확률론적 최적화기법으로 RCS를 직접 최소화한 경우와 동일한 RAS 설계치를 도출하였으며, RCS 해석의 수를 효과적으로 줄임으로써 RAS 설계를 위한 최적화에 소모되는 시간을 크게 감소시켰다.

• Composites Research
• /
• 제19권1호
• /
• pp.29-35
• /
• 2006

첨단 전자무기체계의 지속적인 발전으로 인하여 현대전의 승패는 적 레이더 탐지의 회피에 크게 좌우된다고 할 수 있다. 반사되는 레이더의 탐지신호를 최소화시키기 위한 다양한 연구가 수행되어 왔는데, 본 연구에서는 뛰어난 기계적, 전자기적 물성으로 응용분야가 지속적으로 확대되고 있는 섬유강화 복합재료를 이용하여 레이더 전자파 흡수체(Radar absorbing structure, RAS)를 제작하고 레이더 단면적(Radar cross section, RCS)을 평가하였다 유리섬유 복합재에 뛰어난 유전적 특성을 지닌 나노 크기의 카본블랙(Carbon-black)을 첨가하여 흡수층을 구성하고, 반사특성이 탁월한 탄소섬유 복합재를 후면의 반사층으로 배치하여 "C" 및 "U" 형상의 하이브리드 복합재 RAS 겔을 제작하였다. RAS 쉘의 제작간 서로 다른 두 재료의 열적물성치 차이로 스프링 백이라 불리는 변형이 발생하였는데, 금형의 굽힘각도 제어를 통하여 효과적으로 보정할 수 있었다. 또한 상용 유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 이용하여 스프링 백 보정 결과를 예측하고 실험결과와 비교하였다. 제작된 RAS쉘의 RCS는 근사적 계산기법인 물리광학법을 이용하여 예측하고 컴팩트 레인지(Compact range)를 이용하여 측정한 실힘결과와 비교하였다 두가지 형상의 RCS 모두 측정결과와 예측된 RCS 값이 일치하며 우수한 레이더 전자파 흡수 특성을 지닌 것을 확인하였다.

• Composites Research
• /
• 제35권1호
• /
• pp.13-17
• /
• 2022

입사된 전자파를 전자파를 흡수 및 산란시켜 산란시켜 레이더에 레이더에 포착을 포착을 막는 스텔스(Stealth) (Stealth) 기술이 등장 및 발전하였다. 스텔스 기술 중 하나인 전자파흡수구조(RAS)는 다기능성 복합재료로 복합재료로 하중지지 하중지지 및 전자파 전자파 흡수가 가능한 가능한 구조이다. 기존 전자파흡수구조들의 단점들을 보완하기 위해 단탄소 섬유층이 삽입된 형태의 하이브리드 전자파흡수구조가 제안되었다. 그러나 삽입된 단탄소 섬유층이 구조의 기계적 특성에 영향을 미칠 수 있다, 따라서 본 연구는 단탄소 섬유층이 삽입된 하이브리드 전자파흡수구조의 층간전단강도(ILSS)를 측정하였다. 단탄소 섬유층의 면적 밀도의 변화가 구조의 층간전단강도에 끼치는 영향을 알아보기 위해 단탄소 섬유층의 면적밀도가 다른 하이브리드 복합재료의 층간전단강도를 측정하였으며 총 4가지의 하이브리드 전자파흡수구조의 층간전단강도를 측정하여 glass/epoxy와 비교하였다. 측정 결과 단탄소 섬유층이 하이브리드 복합재료 및 전자파흡수구조의 층간전단강도에 큰 영향을 미치지 않음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제32권6호
• /
• pp.64-71
• /
• 2004

본 연구의 목표는 X-band 대역 주파수에서의 샌드위치 구조를 갖는 레이더 흡수 구조체 (RAS)를 설계하는 것이다. 면재로는 전도성의 카본블랙을 함유한 유리직물/에폭시 복합재료와 카본직물/에폭시 복합재료를 사용하였다. 심재로는 다중벽의 탄소나노튜브를 함유한 폴리우레탄 폼을 사용하였다. X-band에서의 유전율은 전송선법을 사용하여 측정하였다. 샌드위치 구조에서의 반사손실 특성은 다층을 갖는 구조에서의 투과 반사에 대한 이론을 사용하여 고찰하였다. 그 결과로부터 세 가지 종류의 모델을 선택하고 제작하여 자유공간 기법으로 반사손실을 측정하였다. 이들의 실험결과는 10 dB 흡수 영역의 대역폭은 계산된 결과와 거의 일치하는 경향을 보였다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제20권5호
• /
• pp.593-600
• /
• 2014

본 연구에서는 첨단 함형에 레이더 반사면적 감소기술을 적용하고 특성을 분석하였다. 특히, 레이더 반사면적에 영향을 주는 요소, 레이더 반사면적을 최소화 하는 방안, 표적의 특수 재질 물성에 대한 레이더 반사면적의 변화 영향을 고찰하였다. DDG-1000 type 첨단 함형의 함정 고각별 레이더 반사면적 해석 결과 고각이 10도 높아짐에 따라서 RCS 평균값이 23.91 dBsm 증가하는 것을 확인하였다. 또한, 함정 상부구조물의 경사각이 6도 증가함에 따라서 RCS 평균값이 1.27 dBsm 감소하는 것을 확인하였다. 마지막으로 상부구조물 앞면과 뒷면에 전파흡수체를 부착한 경우 RCS 평균값이 2.27 dBsm 감소 하는 것을 확인하였다.

• Composites Research
• /
• 제15권2호
• /
• pp.18-23
• /
• 2002

군사적 목적뿐만 아니라 상업적 목적에서도 레이더나 기타 전자파를 방출하는 기기들로부터 생성되는 전자파의 흡수 또는 차폐는 매우 중요한 일이다. 본 연구에서는 다른 유전적 성질을 가지는 복합재층을 배열하여 전자기파의 반사를 최소화하는 연구를 수행하였다. Glass fabric/epoxy에 전도성을 가지는 카본블랙 분체를 혼합한 복합재와 Carbon fabric/epoxy 복합재 대만 유전성질을 측정하였고, 이를 이용하여 X-band(8.2 GHz-l2.4GHz)에 대한 전자기파 반사의 최소화 구조를 구성하였다. 두께2.6mm의 다층 구조로 최대 30dB 이상의 반사 손실과 최대 흡수 주파수로부터 2GHz 주파수 대역에 걸쳐 10dB이상의 반사손실을 일으킬 수 있었다.