항공용 고주파 RF 모듈의 전자파 차폐 구조 연구 (A Study on the Electromagnetic Shield Structure of High Frequency RF Module for Aircraft)

서지정보

· 발행기관 : 한국산학기술학회
· 수록지 정보 : 한국산학기술학회논문지 / 22권 / 7호 / 572 ~ 578페이지
· 저자명 : 박상훈, 김승한

초록

본 논문은 초음속 항공기에 사용되는 초고주파 UHF(Ultra High Frequency) RF 모듈의 전자파 차폐 구조에 대한 연구 결과를 제시한다. 전기, 전자기술의 발전에 따라 초음속 항공기의 이륙 및 착륙, 항로 비행, 충돌 방지, 통신에 있어 전자 장비의 역할은 증가하고 있다. 이에 따라 고주파 무선장치는 넓은 주파수 대역에 대한 지원, 소형화를 위한 초고주파 집적회로로 구현되어야 한다. 특히, 항공용 집적소자는 이를 구현함에 있어 기능과 성능의 충족도 중요하지만, 의도하지 않은 전자파 간섭으로 인한 항공기 안전 위협이 보다 중요한 설계 요소로 작용한다. 본 논문에서는 전자파에 의한 오동작 방지를 위해, 노이즈원인 RF 모듈을 감싸는 Shield Can 형태의 차폐구조를 제안하였다. 연구에 사용된 Shield Can은 Au 재질의 도체로 공기 중으로 방사하는 전자파에 비해 임피던스가 크며, 이에 따라 전자파를 흡수 전자파 방사 노이즈에 의한 영향을 감소시킬 것으로 기대되었다. 개선된 RF 모듈의 차폐 효과 검증을 위해 전기장의 입사파, 투과파의 비를 차폐 계수 SE(Shielding Effect)로 수치화하였으며, 개선 전/후 RF 모듈의 차폐 계수를 해석 비교, 분석하였다. 해석 결과 개선된 차폐 구조가 적용된 RF 모듈은 전 주파수 영역에서 기존 RF 모듈 대비 31dB 이상의 개선효과를 확인하였다.

영어초록

This paper reports the electromagnetic shielding structure of ultra-high frequency (UHF) RF modules used in supersonic aircraft. With the advances in electrical and electronic technologies, the role of electronic equipment in taking off and landing supersonic aircraft, navigation, collision prevention, and communication is increasing. Accordingly, high-frequency radio devices should be implemented as ultra-high frequency integrated circuits for compacting design for wide frequency band support and aircraft interior mounting. In particular, aviation integrated devices are also crucial for implementing them, but aircraft safety threats from unintended electromagnetic interference are a more critical design factor. This paper proposes a shielding structure in the form of Shield Can that encloses the noise-caused RF module to prevent malfunctions by EM. Shield Can used in the study was expected to reduce the impact of electromagnetic radiation noise by absorbing the electromagnetic radiation, with a large impedance compared to electromagnetic waves radiating into the air as conductors, such as Au material. The shielding effect of the improved RF modules was verified by quantifying the ratio of incident and transmission waves in the electric field using the measurement-shielding factor SE (Shielding Effect). The shielding factor of the RF module before and after the improvement was measured and analyzed. As a result of the measurements, the RF modules with improved shielding structures showed improvements of 31dB over conventional RF modules over the entire frequency domain.

참고자료

· 없음