In this study, the design techniques for fabric absorber using mixed conductive yarns were developed. Especially, the fabric absorber was designed to absorb the millimeter wave based on Circuit analog absorber using yarns and fibers. The fabric absorber were consists of the cover layer, the resistive sheet and dielectric layer. The EM waves are absorbed due to resistive loss of the resistive sheet and the dielectric loss of the dielectric layer and the cover layer.
First, the cover layer was fabricated to protect the resistive sheet from the operational environment and to absorb the EM wave due to dielectric loss related to permittivity using the mixed synthetic yarns as polyester fiber. The resistive sheet was fabricated to absorb the EM wave due to resistive loss related to conductivity of material using synthetic fabric embedded periodic pattern by conductive fiber. These synthetic fabrics consists of synthetic yarns and mixed conductive yarns which made of conductive fibers as copper coated acrylic fiber and synthetic fiber as polyester by twist process. The dielectric layer was fabricated to absorb the EM wave due to dielectric loss related to permittivity as same as cover layer. Second, the dielectric properties of conductive fiber and synthetic fabric which made of synthetic fiber were measured and investigated using the EDS, SEM and waveguide method. The novel techniques were proposed to measure the dielectric property of thin fabric using waveguide and the thickness of fabric on natural state using the instant adhesive.
The fabric absorber including the resistive sheet with the cell size of 1.2mm and copper coated acrylic fiber and cover layer and dielectric layer with thickness of 0.8mm, 1.6mm using synthetic fabric as polyester yarns was designed through a parametric sweeping with respect to the thickness of fabric. The reflection losses of proposed fabric absorber are -13.02dB and -12.31dB at target frequency of 35GHz. Measured results of proposed fabric absorber were in good agreement with the predicted values using CST Microwave Studio tools. In conclusion, the fabric absorber shows several merits in view of radar absorbing performance through the control of thickness and permittivity of dielectric layers and cover layer and conductivity of resistive sheet using the synthetic fabric and yarn for low cost camouflage.
본 연구는 전도성 혼합 섬유를 이용한 직물형 흡수체 설계에 대한 내용이다. 특히 직물형 흡수체는 Circuit analog 흡수체를 기반으로 섬유와 직물을 이용하여 밀리미터파를 흡수하도록 설계되었다. 본 직물형 흡수체는 보호층과 저항 시트, 유전층으로 구성된다. 전자기파는 저항 시트의 도전 손실과 유전층 및 보호층의 유전 손실에 의해 흡수된다. 첫번째로, 보호층은 외부 환경으로부터 저항 시트를 보호하고, 폴리에스테르 섬유와 같은 합성 섬유의 유전율에 따른 유전 손실에 의해 전자기파를 흡수하도록 제작되었다. 저항 시트는 전도성 섬유에 의해 주기적 패턴이 형성된 합성 직물을 이용하여 전도도와 관련한 도전 손실에 의해 전자기파를 흡수하도록 제작되었다. 이 합성 직물은 합성 섬유, 구리 도금된 아크릴 섬유와 폴리에스테르 합성 섬유를 연사공정을 통해 제작한 전도성 혼합 섬유로 구성된다. 유전층은 보호층과 같이 유전율과 관련된 유전 소실에 의해 전자기파를 흡수하도록 제작되었다. 두번째로, 전도성 섬유와 합성 섬유로 만든 합성 직물들의 유전특성들은 EDS, SEM, 도파관 측정법으로 측정 및 분석하였다. 도파관 측정법을 이용한 얇은 두께를 가진 직물의 유전특성을 측정하는 새로운 방법과 순간 접착제를 이용하여 자연상태의 직물의 두께를 측정하는 새로운 방법을 제안하였다. 직물형 흡수체는 저항 시트의 셀 간격을 1.2 mm, 직물 두께에 대한 파라메트릭 분석을 통해 폴리에스테르 합성 직물을 이용하여 보호층과 유전층 두께가 0.8 mm, 1.6 mm 로 제작되었다. 제안된 직물형 흡수체의 반사 손실은 목표주파수 35 GHz에서 -13.02 dB, -12.31 dB 이다. 제안된 직물형 흡수체의 측정결과는 CST Microwave Studio 를 이용한 예측결과와 잘 일치함을 확인하였다. 결론적으로 본 직물형 흡수체는 합성 섬유와 직물을 이용하여 유전층과 보호층의 유전율과 두께, 저항 시트의 전도도 조절에 의한 전자파 흡수 성능 관점에 저비용 위장막으로 많은 장점을 지니고 있다.
