다중물질 기반의 5G 대역 전자기파 차폐구조 개발
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学科
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关键词
参与者
参与机构
금속재료(metal material)과 세라믹재료(ceramic material),유전체 재료(dielectric material)를 사용하여,차세대 5G 통신의 주요 주파수 대역인 5~6GHz 광대역에서의 IoT 기기에 적용할 수 있는 전자기파의 차단과 유도를 위한 전자기파 차폐막의 개발.*마이크로파 대역 구조물의 재료에 따른 전자기적 거동 특성을 고려한 페이즈필드 설계법(phase field design method)기반의 위상최적설계(topology optimization)방법을 개발.*광대역 설계를 위해 주파수응답함수(Frequency Response Function,FRF)를 확률밀도함수(Probability Distribution Function,PDF)에 사상(mapping)하는 분산과 평균의 개념을 이용한 전자기파의 제어를 구현.*금속재료와 세라믹 재료,유전체 재료를 이용한 구조를 설계하여 기기 내부에서 발생하는 일정 주파수 대역의 유해 전자기파의 차단과 더불어,외부와의 통신을 위한 특정 주파수의 전자파는 통신 기능의 유지를 위하여 원하는 방향으로의 유도를 구현.
*마이크로파 대역 금속 구조물의 전자기 거동 특성을 고려한 페이즈필드 설계법 기반의 위상최적설계 방법을 개발.-명확한 경계를 도출할 수 있는 설계방법을 페이즈필드 설계법과 적응요소(adaptive mesh)의 방법을 결합하여 개발.-탁월한 적응요소 모델을 적용할 수 있는 open-source code인 FreeFEM++를 이용.*다중물질을 이용하여 5G 대역 전체에서 유해 대역의 전자기파의 차단과 특정 주파수 파의 진행 방향의 유도라는 요구 성능을 향상시킬 수 있는 차폐막 구조를 설계.-광대역에서의 성능 향상을 위한 위상최적화를 이용한 구조의 설계를 위하여,통계적 기법에서의 평균(mean)과 분산(variance)개념을 설계의 목적함수에 적용.-금속과 더불어 세라믹과 같은 유전율이 높은 재료,플라스틱,폴리플로필렌과 같은 유전체 재질 등의 다중물질의 동시 적용을 위하여,페이즈필드 설계법을 기반으로 단일 설계변수를 이용한 여러 재질의 구조설계 방법에 금속구조의 설계방법을 결합한 방법을 제시.*도출된 차폐막 구조의 시제품 제작과 검증.-개발된 설계 방법을 5G 대역의 전자기파 차폐막의 설계에 적용.-금속을 포함한 다중물질의 설계방법을 이용하여,다중물질 기반의 차폐막의 구조를 설계하고 그 성능을 수치해석적으로 검증.-도출된 차폐막 구조의 시제품을 외주 가공을 통하여 제작.-실험을 통한 차폐막 최종 설계안의 성능 검증.
*새로운 위상최적 설계법의 개발:광대역 마이크로파 주파수 대역에서 효율적이고 요구되는 성능이 확보될 수 있는 금속이 포함된 다중물질 기반의 위상최적설계 방법 제시.*실용적인 효율적인 설계 프로세스의 구축:전자기기에 적용될 수 있는 시제품 제작과 실험적 검증이 포함되는 종합적인 설계 프로세스 구축.*미래 산업의 창출과 IoT 분야에의 활용:인체 유해 전자파의 차단과 통신기능의 성능 향상에 기여할 수 있는 전자 기기의 개발*다양한 민간 및 군용 산업 분야에의 적용:고부가가치를 지닌 민수용 및 군용 산업 전반의 제품 개발에 이용 가능.