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함정의 스텔스 설계를 위한 광대역 메타물질 적용 연구
Analysis of stealth design for naval vessels with wide band metamaterials 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.21 no.11, 2017년, pp.2206 - 2212  

황준태 (Department of Naval Architecture and Ocean Engineering, Seoul National University) ,  홍석윤 (Department of Naval Architecture and Ocean Engineering, Seoul National University) ,  권현웅 (Department of Naval Architecture and Ocean Engineering, Koje College) ,  송지훈 (Department of Naval Architecture and Ocean Engineering, Chonnam National University)

초록
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현대 해상전에서 함정의 피탐지율은 생존성에 직접적인 요소이며, 레이다 반사면적(RCS; Radar Cross Section)은 피탐지율에 있어서 주요 변수 중 하나이다. 본 논문에서는 RCS 감소기법 중 하나인 레이다 신호를 흡수하는 특수 재질을 통한 RCS 감소 기법인 RAM(Radar Absorbing Materials) 방법을 이용하여 위협 주파수 대역의 RCS 해석을 수행하였다. 해석 모델은 모형선 모델을 이용하였고, RAM 기법에 적용될 전파흡수체는 최신 전파흡수체 기술인 광대역 메타물질을 적용하였다. 광대역 메타물질은 광대역에서 공진주파수를 갖는 MIK 공진구조와 유연성 기판을 이용하여 모델링을 수행하였고, 광대역 메타물질의 성능 분석을 위하여 전자기파흡수율반사율에 대한 모의실험을 수행하였다. 또한, 광대역 메타물질 적용에 따른 레이다 반사면적 감소효과를 분석하기 위하여 기존 전파흡수체와의 비교를 통하여 RCS 감소 효과를 분석하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

When it comes to naval surface warfare, the probability of detection is an important factor in survivability and the Radar Cross Section(RCS) is a major parameter. In this paper, the RCS reduction technology of the Radar Absorbing Material(RAM) method is carried out for the general frequency range f...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 RCS 감소기술인 RAM 기법을 이용하여 RCS의 감소 효과를 분석하였다. RAM 기법으로 사용된 전파흡수체는 최근 주목받고 있는 광대역 메타물질을 이용하였고 모의실험을 통하여 전파 흡수율을 분석하였다.
  • 본 논문에서는 함정의 형상 설계 이후에 활용 될 수 있는 RCS 감소기술인 RAM 기법을 이용하여 RCS의 감소 효과를 분석하였다. RAM 기법으로 사용된 전파 흡수체는 최근 주목받고 있는 광대역 메타물질을 이용하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
레이다 반사면적이란? 스텔스 기술은 상대의 레이다, 음향탐지기, 적외선 탐지기 등 모든 탐지 장비에 대항하는 은폐 기술이다. 대표적인 탐지 시스템인 레이다는 표적에 반사된 전자파가 되돌아오는 신호를 탐지하여 표적에 관한 정보를 얻는데 이를 레이다 반사면적(RCS; radar cross section) 이라고 한다.
스텔스 기술이란? 스텔스 기술은 상대의 레이다, 음향탐지기, 적외선 탐지기 등 모든 탐지 장비에 대항하는 은폐 기술이다. 대표적인 탐지 시스템인 레이다는 표적에 반사된 전자파가 되돌아오는 신호를 탐지하여 표적에 관한 정보를 얻는데 이를 레이다 반사면적(RCS; radar cross section) 이라고 한다.
스텔스 기술의 연구는 필수적이고, 전 세계적으로 많은 연구가 이루어지고 있는 이유는? 현대 해상전에서 해군력의 중요성에 대한 인식이 중대되면서 해군력의 주축을 이루는 수상함 및 수중함의 성능향상에 대한 관심과 요구 또한 증폭되고 있다. 또한 최근 북한의 무기체계가 고도화, 정밀화 되면서 함정의 스텔스화는 해군 함정의 핵심 설계개념으로 요구되고 있다. 따라서 적의 탐지 장비에 감지될 확률을 감소시키고 함정의 생존성을 향상시킬 수 있는 스텔스 기술의 연구는 필수적이고, 전 세계적으로 많은 연구가 이루어지고 있다.
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참고문헌 (12)

  1. J. T. Hwang, "Development of Stealth Design Systems for Naval Ship," MS. dissertation, Seoul National Univ. pp.61-64, 2016. 

  2. E. Michielssen, S. M. Sajer, S. Ranjithan and R. Mittra, "Design of lightweight, broad band microwave absorbers using genetic algorithms," IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 41, no. 6/7, pp. 1024-1031, Jun/Jul. 1993. 

  3. D. S. Weile, E. Michielssen and D. E. Goldberg, "Genetic algorithm design of pareto optimal broadband microwave absorbers," IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, vol. 38, no. 3, pp. 518-525, Aug. 1995. 

  4. K. J. Vinoy and R. M. Jha, Radar Absorbing Materials: From Theory to Design and Characterization, Kluwer Academic Publishers, Norwell, Boston, USA, 1996. 

  5. R. Shelby, D. Smith, and S. Schultz, "Experimental verification of a megative index of refraction," Science 06 Apr 2001, vol. 292, no. 5514, pp. 77-79, Apr. 2001. 

  6. H. Tao, C. M. Bingham, A. C. Strikwerda, D. Pilon, D. Shrekenhamer, N. I. Landy, K. Fan, X. Zhang, W. J. Padilla, and R. D. Averitt, "Highly flexible wide angle of incidence terahertz metamaterial absorber : Design, fabrication and Characterization," Physical Review B, vol.78, 241103, Dec. 2008. 

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  8. Y. N. Fan, Y. Z. Cheng, Y. M. Deng, and R. Z. Gong, "Absorbing Performance of Ultrathin Wide-Band Planar Metamaterial Absorber," IEEE Antennas, Propagation and EM Theory, pp 672-676, Oct. 2012. 

  9. H. W. Kwon, S. Y. Hong, and J. H. Song, "Development of radar cross section analysis program for complex structures," Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety, vol. 20, no. 4, pp. 435-442, Aug. 2014. 

  10. D. H. Lee, and W. S. Park, "Extraction of Material Parameters for Metamaterials Using a Full-Wave Simulator," IEEE Antennas and Propagation Magazine, vol. 55, no. 5, pp. 202-211, Oct. 2013. 

  11. S. H. Suk, "RCS Prediction of complex targets," MS. Dissertation, POSTECH, pp. 69-70, 2001. 

  12. J. T. Hwang, S. Y. Hong, H. W. Kwon, J. C. Kim, and J. H. Song, "Analysis of Radar Cross Section for Naval Vessels with Metamaterials and Radar Absorbing Materials," Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety, vol. 21, no. 6, pp. 737-743, Dec. 2015. 

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