휴대전화 단말기용 전파흡수체의 개발에 관한 연구

Abstract

현재 전자파 장해 대책을 위한 전파흡수체는 TV 고스트 방지용 전파흡수체, 레이다 전파의 흡수를 위한 RAM 및 각종 전자기기로부터의 전파누설 방지용 등으로 널리 사용된다. 하지만 주원료로 이용되는 ferrite 외의 자성재료를 이용한 전파흡수체에 대한 연구는 그리 많지 않다. 특히 단층의 sheet형 전파흡수체의 전파흡수능 향상과 광대역화를 위한 연구가 조성변화에 따른 흡수특성 변화를 중심으로 이루어지고 있다. 그러나 같은 조성을 갖는 시편일지라도 제작과정에 따라 물리적, 전자기적 특성이 크게 변할 수 있으므로 제작과정에 따른 특성 변화도 함께 연구되지 않으면 안 될 중요한 연구 분야인 전파 흡수체는 주파수 의존 특성이 매우 커서 사용하고자 하는 주파수대역에서 자기적, 전기적, 유전손실이 큰 재료를 이용하거나 이들을 혼합하여 최대의 손실특성을 나타내는 재료를 만드는 기술 개발이 필요하다.

이와 같은 연구는 전기적 손실이나 유전적 손실에 비해 자성손실이 크기 때문에 페라이트(ferrite)같은 주로 자성재료를 기초로 하여 이루어지고 있다[4]. 일반적으로는 soft ferrites인 Mn-Zn ferrites와 Ni-Zn ferrites는 전파흡수체의 전파흡수능에 영향을 주는 자기적 손실이 높기 때문에 전파흡수체에서 매우 중요한 재료이다. 그러나 이러한 soft ferrites는 GHz 대역에서 자기적 손실이 급격하게 줄어들기 때문에 GHz 대역의 주파수에서 좋은 전파 흡수체로서 기능을 나타내지 못한다. 그러나 Sr ferrites와 Ba ferrites 같은 Hard ferrites는 GHz 대역의 주파수에서 자기적 손실이 증가되므로 GHz 대역용 전파흡수체로서 매우 유용한 재료라 할 수 있다. 더구나 전자기기의 급격한 고주파화 추세를 감안하면 GHz 대역용 전파흡수체의 개발에 관한 연구는 매우 중요하다. 그러나 아직까지는 이러한 한정된 재료만을 이용하고 있어 다양한 각도에서의 연구개발이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 지금까지 전파흡수체에 대표적인 재료로 사용되어 오던 ferrites를 대신하여 처음으로 자성손실재료인 Sendust를 CPE와 혼합한 전파흡수체를 제작하여 그 특성을 조사하였다. 전파흡수체를 개발하는데 있어 새로운 재료인 Sendust를 사용함으로써 새로운 전파흡수체 재료의 개발 가능성을 제시하였고, 이를 이용한 휴대 전화기용 전파흡수체를 개발하였다. 휴대전화에서 발생하는 유해 전자파가 지금까지는 휴대전화 전자파의 인체 유해성이 분명하게 입증된 사례는 없으나, 뇌종양과 기억력 감퇴 등을 불러올 우려가 높은 것으로 지적되고 있으며 동물실험에서는 유해하다는 결과들이 잇따라 발표되면서 이를 해결하고자 하는 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 따라서 실용적인 면을 고려한 휴대전화기용 전파흡수체를 개발하는데 그 목적을 두었으며, 최종적으로 휴대전화기용 주파수인 1.8 GHz에서 두께가 1 mm 이하이면서 전파흡수능은 5 dB 이상을 가지는 전파흡수체 개발을 목표로 하였다. 이를 위해 초투자율이 30.000인 Sendust를 시편제작온도, 두께 변화, 분쇄시간 등을 제어하고 이들과 전파흡수능과의 상관관계를 연구하였다. 또한 단층의 sheet형 전파흡수체의 전파흡수능 향상과 광대역화를 위하여 첨가재인 coating 함유량을 변화시켜 전파흡수체의 전파흡수능에 미치는 영향을 조사함으로써 전파흡수능 향상과 광대역 가능성을 입증하고자 한다.

The remarkable progress of electronics and radio communications technology has made our very convenient. On the other hand, the counter-measure of EMC becomes more important socially according to the increas of electromagnetic waves. It often causes TV ghost, radar false

e choes by the reflected waves from adjacent constructions. Especially, in the area where strong reflectors such as high building ,steel tower, iron bridge, etc.exist around radio wave facilities, the performance of such apparatus often deteriorates due to multi path interference between direct wave and reflected wave from these constructions.To meet the circumstance, the international or local regulations and rules suggest the standards for Electromagnetic Compatibility (EMC), in which there are EMI(Electromagnetic Interference and Electromagnetic Susceptability (EMS).

Especially, it has been reported by many researchers that microwave radiatedfrom mobile phones maybe a cause of biological in fluence such as cancer. So, it is very important to develop absorbing and/or shielding material for preventing EMI. Ferrite or Sendust is very useful as a microwave absorbing material because its magneticloss contributes to the microwave absorption efficiently.

This thesis deals with basic research for development of EM wave absorbers in sheet type for mobile phones. By controlling the sendust ratio, the Al(OH₃) coating , the thickness,the kind of binders, and the milling time, EM wave absorbers were prepared and examined. Centerl frequency shifts toward lower with increasing thickness of the absorber, and absorption ability controlled to adjust Sendust amount. The absorption band of the EM wave absorber coated with Al(OH₃) becomes larger than that of non-coated one. Sendust composite microwave absorbers mixed with CPE were prepared at 70℃ in temperature. The fabricated EM wave absorbers show are flection coefficient 5.56dB at 1.8GHz in thickness of 0.85mm. These absorbers are expected to contribute for preventing unwanted EM wave radiation from mobile phones.