본 논문에서는 원하는 주파수 특성을 갖는 FSS(Frequency Selective Surface)를 설계자가 원하는 주기 패턴으로 자동 설계해주는 효율적인 시스템을 제안한다. 제안된 설계 시스템은 임의의 패턴의 FSS를 해석할 수 있는 툴과 측정 및 시뮬레이션을 통해 구축된 유한한 숫자의 FSS들의 데이터베이스(DB) 및 최적 설계 파라미터를 구하기 위한 수치 해석적 도구인 유전알고리즘(GA)을 이용하여 최적화된 설계 파라미터를 구해준다. 설계 시스템에 사용된 FSS 해석 툴은 모멘트 방법을 이용하여 임의 형상의 구멍을 갖는 단층 금속판의 FSS를 해석할 수 있는 툴에 시뮬레이션 시간을 줄이기 위한 유전체가 포함된 FSS의 근사적 해석 방법을 도입한 시스템이다. 또한, DB시스템은 설계자가 원하는 패턴의 형상과 주파수 특성이 설계 시스템에 입력되면, 설계자가 요구한 특성과 가장 유사한 패턴을 찾아 GA의 초기 개체로 설정해주어, GA로 하여금 FSS 해석 툴을 이용하여 최적화된 FSS 설계 파라미터들을 구하기 위한 연산 시간을 단축시켜준다. 본 논문에서는 다양한 패턴에 대한 시뮬레이션과 실험을 통하여 제안된 FSS 설계 시스템의 타당성을 검증하였다.
This paper proposes the efficient system for automatic design of FSS(Frequency Selective Surface) with periodic pattern and frequency characteristics specified by operator. The proposed system derives optimal design parameters through tool for analysis of FSS with arbitrary pattern, DB(Data Base) implemented from limited simulation and measurement data of FSS, and GA(Genetic Algorithm) for optimizing design parameters. FSS analysis tool consists of two analysis tools. One is the simulator for analysis of monolayer FSS that using moment method, another is the tool with approximated analysis method of FSS with dielectric layer. Given pattern configuration and characteristics specified by operators, the DB system searches the best matching FSS, and provides initial genes to GA from the searched parameters, which drastically reduces running time of GA for finding the FSS design parameters. In this paper, the proposed design system is verified through simulation and measurement about FSS with various patterns.
