被覆棒列型電波吸収体および電波吸収体用被覆棒の製造方法
【課題】 従来の共鳴型単層シートに比べて広帯域で良好な電波吸収特性を示し、また、従来の広帯域特性を有する電波暗室用のピラミッド型電波吸収体よりも著しく薄い電波吸収体を提供する。
【解決手段】 電波吸収材の被覆された円柱状導体芯線１（以下「被覆棒」という）で構成された被覆棒列が、導体反射板２または電波吸収材の被覆された導体反射板２の電波入射側に形成されてなる電波吸収体であって、該円柱状導体芯線の直径が対象電波波長の１／２０以上であり、かつ該被覆棒１の間隔が対象電波波長以下であることを特徴とする被覆棒列型電波吸収体。
【解決手段】 電波吸収材の被覆された円柱状導体芯線１（以下「被覆棒」という）で構成された被覆棒列が、導体反射板２または電波吸収材の被覆された導体反射板２の電波入射側に形成されてなる電波吸収体であって、該円柱状導体芯線の直径が対象電波波長の１／２０以上であり、かつ該被覆棒１の間隔が対象電波波長以下であることを特徴とする被覆棒列型電波吸収体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被覆棒列型電波吸収体および電波吸収体用被覆棒の製造方法に関するものであり、殊に、電波吸収特性や広帯域性に優れており、かつ薄型である被覆棒列型電波吸収体と、該電波吸収体を構成する被覆棒の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線ＬＡＮ、ＥＴＣ、携帯電話などの無線を用いたデジタルデータ通信の利用が急速に普及し、それに伴い電波の干渉問題や情報漏洩などの問題が社会問題となりつつある。この様な問題への対策技術の一つとして、電波吸収体の利用が挙げられる。
【０００３】
上記用途に使用される電波吸収体には、特性として、電波の吸収性能、広帯域性（広い周波数領域で必要な吸収特性である。一般的には２０ｄＢ以上；入射電波の９９％以上の吸収が求められ、２０ｄＢ以上の吸収を示す周波数領域が広いことが吸収体の性能の一指針となる）、軽量あるいは薄型であること、屋外で使用する場合には耐候性を有していること、大面積に使用する場合には安価であることなどが挙げられるが、現在実用化されている電波吸収体は一長一短があり、上記要件を全て満たす吸収体は未だ実現していないのが現状である。
【０００４】
現在、電波吸収体として一般的に使用されているものとして、
（ａ）焼結フェライトのタイルや樹脂、ゴム、繊維にフェライト粉末やカーボン粉末などの電波吸収体を分散もしくは被着させて、板状に形成したものを単層または多層とした平板型吸収体、
（ｂ）発泡ポリスチロール等にカーボン等を含有させて、ピラミッド形状またはウエッジ形状に成形し、これを並べたピラミッド型やウエッジ型の吸収体
等があり、要求性能や使用環境によってそれぞれ使い分けられている。
【０００５】
前記平板型吸収体には、更に、
（ａ−１）ゴムまたは樹脂に、カーボンまたはフェライトを含侵したもの、あるいは樹脂繊維にカーボンを被着させこれを重ねて板状に成形した複合シート型吸収体や、
（ａ−２）抵抗皮膜や繊維、導電性塗料を塗布した抵抗皮膜型吸収体、
（ａ−３）ガラスにＩＴＯ等の透明導電膜をコーティングした透明電波吸収体
等が実用化されている。
【０００６】
現在広く用いられている電波吸収体のうち、この平板型吸収体は、形状が単純であり薄型にしやすく、また比較的大面積のものを安価で作りやすいことから、一般的には屋外の用途に使用されている。
【０００７】
一般的に使用されている平板型吸収体として、その構造が、電波の損失媒体からなる吸収層と背面の反射板からなるものがある。この様な構造は整合型ともよばれ、その吸収原理は次の通りである。
【０００８】
即ち、電波が吸収層へ入射した場合に、空気層の電波屈折率と吸収層の電波屈折率の差から、一部が吸収層の表面で反射され、残りが吸収層の中を吸収されながら進み、背面の反射板に達して反射される。この反射板で反射された電波は、再び吸収層の中を進み、一部は吸収層の表面で反射されて再度吸収層の中を進み、一部は吸収層の表面から空気層に放出される。
【０００９】
そして前記吸収層表面で１次反射した反射波と、背面の反射板まで達した後に反射された反射波のうち吸収層の表面から再び放射される電波が、互いに打ち消しあうように吸収体の電波屈折率や厚みなどを調整すれば、吸収層の表面で反射される電波強度は消失し、吸収層内部ですべて吸収されて熱に変換される。
【００１０】
この条件は整合条件と呼ばれ、該条件の制御は平板型吸収体やシート型吸収体の基本設計手法となっている。しかしその原理から明らかな通り、入射電波の波長や入射角度が変わると、即ち、整合条件がくずれると電波の反射減衰特性が劣化する。従って、簡単な構造である単層型の吸収体は、一般的に狭帯域に限定され、また斜め入射に対する特性劣化が大きい。この欠点を改善する手法として、吸収層を多層化して広領域化を図るのが一般的である。しかし層数を増加させると、各層の設計や品質安定性、特性のマージン設計が難しくなり、またコストアップにもつながるので５層以下が一般的となっている。
【００１１】
前記ピラミッド型やウエッジ型の電波吸収体は、広帯域特性を示すことから、各種アンテナや通信機器の性能評価に用いられる電波暗室の内壁を構成する吸収体として広く用いられている。
【００１２】
このタイプの吸収体の電波吸収原理は次の通りである。即ち、先端の尖ったピラミッド型の吸収エレメントを並べることで、電波の入射界面でのインピーダンスの不連続をなくして表面での反射を抑え、連続的に吸収層の断面積を増やして損失係数を上げていくことにより、表面で反射されず内部に侵入した電波を徐々に吸収する。
【００１３】
この構造では、入射した電波の表面反射を抑える目的で、電波に対するインピーダンスを空気のインピーダンスから徐々に変えていくため、先頭を尖らせたピラミッドあるいはウエッジ状とし、電波が内部に侵入するに従って徐々に電波を減衰させて吸収する構造となっている。よって電波の波長の変化や入射角度の変化が生じた場合でも、吸収層の表面における入射界面でのインピーダンスは空気のインピーダンスから連続的に変化するため、吸収特性に大きな劣化が生じない。そのため、広い周波数域に対応でき高角度特性も有しており、高い吸収性能を発揮する。しかしこのタイプの吸収体は、構造が大型になってしまうという欠点がある。
【００１４】
この他に、円筒型電波吸収体や紐状電波吸収体なども提案されている。円筒型電波吸収体は、電波を反射する円筒状導体の表面に電波吸収体を含む被覆層が設けられており、円筒状導体からの電波反射を抑えている。この円筒型電波吸収体を複数並べて構成される電波反射の抑制された電波吸収構造体も数々提案されている。
【００１５】
円筒型電波吸収体は、電波吸収体が円筒形状であるため、平面型のものと比較して、仮に電波が表面で反射しても、平面型の吸収体のように後方に強く反射されず、周囲に分散して散乱される。よって形状そのものが電波反射を抑えるには好都合の形態となっている。そして、それらに電波反射を抑える吸収層（反射防止層）を被覆して配列することで、反射強度をより低下させることができる。しかしこのような構造では、入射した電波が円筒状吸収体の隙間から透過するので、十分に電波を吸収できるわけではない。
【００１６】
一般に電波の透過を抑えるには、例えば金属導体のワイヤなどを網目状に組む場合、ワイヤの間隔を電波波長に比べて充分小さくする必要がある。具体的にはワイヤ間の間隔を電波波長の１／１０程度以下とすれば、電波の透過強度を１０ｄＢ程度以下におさえることができる。しかし導体表面に電波吸収層が形成されている場合には、電波の透過が促進されるので、電波透過強度を充分低下させるためには、ワイヤ間の間隔をより一層小さくする必要がある。また仮に密着して並べたとしても、金属導体同士を完全に密着させることはできず、金属導体間に存在する吸収層を入射電波が透過するため、透過を完全に抑えることはできない。従って、単純に吸収層を被覆した電波吸収被覆棒を並べても、入射電波を十分に吸収することは難しい。
【００１７】
上記様々な電波吸収体の具体例として、例えば特許文献１には、円筒の表面にエポキシ樹脂とカーボン樹脂を被覆した円筒状の電波吸収体が提案されている。円筒の外面に電波吸収特性を発揮する層を被覆することにより、従来、平面にのみ施工されていた電波吸収体を、曲面形状を有する船のマスト等へ適用可能となったことが示されている。本件では、適切な吸収材を被覆することにより電波の反射を効果的に低減できる旨示されているが、一本の円柱からの反射を抑制するものであり、広い領域で電波を吸収できるものではない。
【００１８】
また特許文献２には、金属線の周囲に磁性損失体を被覆した複合線を、複数本並べた磁性体被覆金属線列の電波吸収体が提案されている。具体的には、磁性体粉末を被着した金属線の平行線列、あるいはそれを互いに重ねて格子状にした吸収体が例示されており、この様な構造とすることで、通気性と光の透過性を兼備させることができると示されている。
【００１９】
原理的には、金属線に磁性材料を被覆することで未被覆の金属線列や格子と比較して電波の反射強度が低下するので、ある程度の電波吸収性を示す。しかし、間隔を空けて磁性体被覆金属線列を並べているため、電波の反射は低減できるが、開口部を通過する電波の透過強度は逆に増加することから、入射した電波電力を実効的に吸収するには不十分であるといえる。また、線列の間隔や太さと電波反射抑制効果との関係についてまでは具体的に検討されておらず、実効的な吸収性能は低いと考えられる。
【００２０】
特許文献３には、導電性の材料からなる心材に粉末状フェライトを接着または塗装した電波吸収材や、心材として炭素繊維を用いた吸収材、さらにこれを糸状、紐状とした後、格子状に編んだ電波吸収体等が示されている。また心材に導電性が無い場合には、導体の終端短絡板と組み合わせる必要があることが示されている。
【００２１】
上記文献では、上記格子状とすることで通気性を確保することが可能であり、紐の太さや間隔を調整して電波吸収特性を変更できると示されている。また、カーボンを糸に含侵させた通気構造の電波吸収層および紐状吸収体を格子状にして成形した吸収層を重ね、終端短絡導体として金網を組み合わせることで、通気性を有する電波吸収体を構成できると示されている。
【００２２】
しかし実質的には、糸または紐に粉末状吸収材料を被着あるいは含侵させこれを集めて吸収体にしているもので、通気性があるという特徴以外は、従来のゴム中にフェライトなどの吸収体を分散させ、板状に成形して裏面に終端短絡板を設けた吸収体と構成が同じである。つまり、心材の形状や太さに関しては具体的に検討されておらず、十分な電波吸収性能が得られているとは言いがたい。
【００２３】
特許文献４には、電波吸収体の整合特性の変更方法とそれを利用した電波吸収壁が示されている。具体的には、導電性材料で構成した平板、三角柱、円筒状のものの表面に、異なる特性の電波吸収材料を分割して取り付け、これらを密に並べて、必要に応じて各要素を回転し電波が入射する側の面を変更することで、整合特性を変更できる旨示されている。本件は、異なる波長の電波に対応するための有効な一手法ではあるが、電波吸収体のサイズが電波吸収特性に及ぼす影響まで具体的に検討されたものでない。
【００２４】
特許文献５には、電波遮蔽体及び吸収体の記載があり、具体的には光を透過できる電波吸収体が提案されている。電波吸収体として、線状、棒状、円筒状、テープ状のものや、木綿綿にカーボンやフェライトを含侵させたものを電波吸収素子とし、それを面状導体板の上に配置することで電波吸収体となすことができると記載されている。面状導体板として金網や炭素繊維などの導電性糸を用いれば、通気性も確保でき、導電性光透過膜を用いれば透光性も得られることが提案されている。
【００２５】
また特許文献６には、金属板と該金属板上にコア軸をほぼ垂直にして設けられたハニカムコアとを備えた電波吸収体が提案されており、該ハニカムコア中にフェライトおよびカーボン粉末がコア軸方向に所定の連続的濃度変化で充填されるようにした広帯域の電波吸収体が開示されている。
【００２６】
フェライトおよびカーボン粉末の濃度を連続的に変化させることで、空気中より入射する電波に対して、インピーダンスの不連続を低減して表面反射を抑え、内部に侵入した電波を効率的に吸収させているが、これは、ピラミッド型やウエッジ型の電波吸収体と同様の吸収原理、または多層型の平板型吸収体の吸収原理に基づいて構成されたものと考えられる。
【００２７】
上記文献では構造体の厚みは記述されていないが、ピラミッド型吸収体と同様の厚さになると思われる。また多層型吸収体と同様に各層の特性制御が難しく、実用上、品質の安定性に欠けるなどの問題が生じるものと推察される。
【特許文献１】特開平２５１７８４９号公報
【特許文献２】特開昭４７−２４２５３号公報
【特許文献３】特開平４−１２２０９８号公報
【特許文献４】特許第２９４１４３６号公報
【特許文献５】特開平６−２３５２８１号公報
【特許文献６】特開平５−９０８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
既存の平板型吸収体、あるいはピラミッド型やウェッジ型の電波吸収体では、電波吸収特性、広帯域性、薄型・軽量であること及び安価であること等の要件を全て満たすには限界があり、それ以外の形態の吸収体でも、これらの要件を全て満足するものは提案されていない。本発明はこの様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、上記特性を同時に満たす電波吸収体と、該電波吸収体を構成する被覆棒の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明に係る被覆棒列型電波吸収体は、電波吸収材の被覆された円柱状導体芯線（以下「被覆棒」という）で構成された被覆棒列が、導体反射板または電波吸収材の被覆された導体反射板の電波入射側に形成されてなる電波吸収体であって、該円柱状導体芯線の直径が対象電波波長の１／２０以上であり、かつ隣り合う前記被覆棒間の間隔（ピッチ）が対象電波波長以下であるところに特徴を有するものである。
【００３０】
複数の前記被覆棒列が、導体反射板または電波吸収材の被覆された導体反射板の電波入射側に形成されたものであれば、より高い電波吸収性能が得られるので好ましい。また前記電波吸収材として、平均厚み３０μm以下である偏平酸化鉄粉末を含むものを用いれば、被覆棒列や電波吸収材の被覆された導体反射板において、効率よく電波を吸収できるので好ましい。
【００３１】
本発明は、前記被覆棒列型電波吸収体を構成する被覆棒の製造方法も規定するものであって、該方法は、前記電波吸収材とバインダーの混合物を押し出し法により前記円柱状導体芯線に被覆するところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、従来の共鳴型単層シートに比べて広帯域で良好な電波吸収特性を示し、また、従来の広帯域特性を有する電波暗室用のピラミッド型電波吸収体よりも著しく薄い電波吸収体を提供できる。また本発明の電波吸収体は、電波が反射板の反射面に対して斜め方向から入射した場合でも、閉じ込め効果を発揮して電波吸収特性を確実に高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明者らは、ほとんど反射・透過させることなく、入射してきた電波を吸収することのできる電波吸収体を実現すべく鋭意研究を行なった。その結果、電波吸収材の被覆された円柱状導体芯線（以下「被覆棒」という）で構成される被覆棒列を、導体反射板または電波吸収材の被覆された導体反射板の電波入射側に形成し、被覆棒で電波を吸収すると共に、この被覆棒列と反射板との間に電波を閉じ込めれば、電波吸収特性を確実に高めうることを見出した。
【００３４】
この機構は次のように考えられる。まず、前面の被覆棒列に入射した電波は被覆棒列の表面で一部は吸収され、残りは電波の入射してきた方向や側方へ散乱される。また、被覆棒列の間から入射波の一部が透過する。被覆棒列で吸収されず散乱された電波や被覆棒列の間を透過した電波は、入射方向からみて被覆棒列の後方に配置された反射板で反射し、電波の入射してきた方向に反射される。反射板で反射された電波は再び被覆棒列に入射し、一部は被覆棒表面で吸収され、残りが再び散乱される。この様に被覆棒列と背面の反射板を間隔をあけて配置した電波吸収体における電波の多重散乱状態を図１に示す。図１中には電波の伝播パスを例示しており、入射する電波が、多数の被覆棒と反射板の間の空間に閉じ込められることで、多重反射が生じて極めて効率的に電波を吸収することが可能となる。
【００３５】
電波を被覆棒列、及び反射板あるいは吸収板の間の空間に効果的に閉じ込めて効率よく吸収させるには、一本の被覆棒表面での対象周波数の電波の反射減衰特性を充分高めておくと共に、被覆棒の芯線径や隣り合う被覆棒間の間隔を最適化することが重要である。
【００３６】
尚、本発明では、上記の通り、被覆棒型吸収体として円筒形のものを用いることで、入射角度依存性を抑え、斜め方向からの入射に対しても十分に電波を吸収できる。
【００３７】
まず、被覆棒の芯線径を制御することが重要である。その理由として、被覆棒の芯線径が極端に小さいと、一本の被覆棒に入射した電波がほぼ等方的に散乱されて、電波の入射してきた方へ散乱される確率が高くなり、電波の閉じ込め効果が得られず結果として充分な吸収性能が得られないことが挙げられる。実験で確認したところ、被覆棒の芯線径が波長の１／２０を下回ると全体としての吸収効果が大きく低下することがわかった。本発明では、被覆棒の芯線径を波長の１／２０以上と大きくすれば、入射電波は大きく回折して反射板とその電波入射側に配置された被覆棒列との間の空間に侵入し、該空間での多重反射で効果的に吸収されることが判明した。好ましくは被覆棒の芯線径を対象波長の１／１５以上とする。一方、被覆棒の芯線の径が大きすぎても効果が飽和することと、後記する被覆棒間の間隔（ピッチ）との関係から対象波長の１／２未満、好ましくは１／３以下とする。
【００３８】
また、被覆棒間の間隔（ピッチ）を制御することも上述の通り重要である。被覆棒列の間隔が極端に大きくなりまばらになった場合には、当然のことながら、電波が被覆棒間を透過して反射板で反射し全体の吸収性能は著しく低下する。しかし被覆棒列の間隔が一定値以下である場合には、被覆棒列と反射板や電波吸収板との間に侵入した透過波を該空間で閉じ込めることができると共に、被覆棒列間を透過して反射板で反射された電波の強度も充分に低下させることができる。
【００３９】
一本の被覆棒で反射された反射波が側方にある他の被覆棒に入射する際に多重散乱が生じるが、このとき、各被覆棒からの反射波の位相がランダムとなるようピッチを選択すれば、反射波の強度低下をより一層助長することが可能となる。該作用効果を実現させるには、被覆棒間の間隔を波長以下とする必要がある。この様に被覆棒間の間隔を波長以下にすることで、入射電波を被覆棒列と反射板の間の空間に効果的に閉じ込めることができ、内部で生じた多重散乱で効果的な電波吸収をもたらし、更に、被覆棒からの散乱波同士の位相キャンセルによる減衰効果を高めて、総合的に電波強度を減衰させることができる。
【００４０】
本発明の電波吸収体は、複数の前記被覆棒列が、導体反射板あるいは電波吸収材で被覆した導体反射板の電波入射側に配列されていることを好ましい形態とする。例えば２列の被覆棒列が導体反射板あるいは電波吸収材で被覆した導体反射板の電波入射側に配列されている場合、最初に電波の入射する第１の被覆棒列で電波の一部が吸収され、透過した透過波は、次の被覆棒列（第２の被覆棒列）で吸収されるが、それに加えて、第１の被覆棒列と第２の被覆棒列の間と、第２の被覆棒列とその背面に配置される反射板との間の２層の空間に電波が閉じ込められるため、内部での多重散乱による吸収効果の増大、あるいはさまざまな方向の偏波に対する吸収特性の等方化等により、より高性能の吸収体を実現することが可能となる。
【００４１】
この様に複数の前記被覆棒列を複数配置することで、隙間のある被覆棒列の間を透過した透過波を吸収できるが、第２の被覆棒列は第１の被覆棒列ほどの吸収性能を発揮しなくても一定の反射減衰性能があれば、全体として十分な吸収特性が得られる。更に、反射板が単なる金属反射板であっても、上述の通り、被覆棒の円柱状導体芯線の直径や被覆棒間の間隔の制御に加えて、被覆棒列と前記金属板との距離を適正範囲に制御すれば、充分高い吸収特性を実現できる。
【００４２】
被覆棒列と前記金属板の距離を制御する場合には、具体的に次の様に行なうことが挙げられる。即ち、金属板に反射した反射波の位相を最適な値に制御することが重要であり、被覆棒列と金属板との距離に対して全体の反射強度は半波長の周期で振動するため、被覆棒列と金属板との間の距離は、全体の反射強度が極小値を取るようにし、かつ吸収体全体の厚みが厚くなり過ぎないように調整するのがよい。
【００４３】
被覆棒列における被覆棒の間隔は、全ての被覆棒間で同一である必要はなく、各被覆棒間の間隔が本発明の規定範囲に入っていれば所定の効果を得ることができる。また一直線に配列せず、ジグザグに配置したり、曲線を描くように配置してもよい。更に、前記反射板が湾曲している場合には、図２（ａ）や図２（ｂ）に示す通り、該反射板の壁面に沿うよう曲線状に被覆棒を配列しても、反射板と被覆棒列との間の電波閉じ込めと多重散乱による吸収効果を得ることができる。
【００４４】
上記被覆棒は、円柱状金属導体、あるいは円筒状（中空）金属パイプ、又は表面に金属メッキ等を施した電波反射処理済の円筒支持体に、一定厚みの電波吸収層を被覆することにより形成することができる。吸収層としては、一般的なカーボンやフェライトなどの電波損失材をプラスチックやゴム、その他の樹脂中に分散させて円柱状導体表面に塗布することにより形成することができるが、該被覆棒や導体反射板に被覆する電波吸収材として特に、既に提案されている平均厚みが３０μm以下の偏平酸化鉄粉末（例えば、特開２００４−９６０８４号）が適している。偏平酸化鉄粉は、入射電波の電場及び磁場方向に平行に粉末を配向させることにより大きな誘電率、透磁率、及びそれらの大きな損失項を示し、薄皮膜で十分な吸収特性を得やすいからである。
【００４５】
前記吸収材を導体芯線に被覆して被覆棒を製造する方法としては、例えば被覆アーク溶接棒のフラックスの塗装方法として用いられている押し出し塗装法を採用することが好適である。上記被覆アーク溶接棒のフラックス塗装では、周囲からフラックスを供給しながら芯線をダイス中に軸方向にフラックスと共に押し出すことで、均一厚みで非常に緻密な被覆を形成することができる。本発明でもこの方法を採用して導体芯線に前記吸収材を被覆すれば、全周における厚みが均一となり、また電波吸収材として用いる偏平酸化鉄粉が、押し出しによる軸方向の強い剪断力により芯線表面に平行に強く配向し、円筒導体表面近傍の電場及び磁場を極めて効果的に吸収できる。
【００４６】
尚、被覆棒における吸収層は、対象とする周波数の電波の反射減衰率ができるだけ大きくなるように設計（具体的には吸収剤の材質、充填率［体積率］、厚みの３つのファクターを制御）するのが好ましいが、特性の被覆棒の反射減衰特性を高めても、構造体全体の電波吸収特性が比例して向上するものでなく、上述の通り、被覆棒の円柱状導体芯線の直径や、隣り合う被覆棒間の間隔を制御することが重要であり、これらの条件を制御した上で、更に上記吸収層の設計や、反射板と被覆棒列の距離等を行なえば、電波吸収体の性能をより高めることができる。尚、吸収層の厚みは、波長と概ね比例関係があるので、対象とする電波の波長に応じてその最適値を決定すればよい。
【００４７】
被覆棒を製造するにあたり、前記電波吸収材と混合させるバインダーとしては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、アルキド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等を用いることができ、バインダーの配合比率は、被覆材全体の２０〜９０体積％とするのが好ましい。２０体積％未満だと結着力が不足し易く、また９０体積％を超えると相対的に吸収剤の添加量が不足ぎみとなるからである。
【００４８】
また反射板としては、様々な金属からなる金属板を使用することができ、例えばアルミニウムからなる金属板を使用することができる。
【００４９】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【実施例１】
【００５０】
電波吸収材として平均厚みが１０μmである偏平酸化鉄粉末を用いて被覆棒を形成した。具体的には、まず前記偏平酸化鉄粉末とバインダーである水ガラスを混練し、φ１１ｍｍのダイスを用いた押し出し塗装法で、長さ５００mm、φ８ｍmの軟鉄芯線に約１．５mmの吸収層を被覆したのち乾燥させ、それから吸湿防止としてエポキシ系の塗装を施して電波吸収被覆棒を得た。水ガラスと偏平酸化鉄粉の質量比は１００：３５０とした。また、吸収層中の偏平酸化鉄粉の体積率は、被覆直後の吸収層の質量と最終吸収層厚みを実測して約５０%であると算出された。
【００５１】
得られた被覆棒１４を、図３に示す通り、電波反射板であるアルミ板１５の上に一定間隔で配置（乗せている状態）し、その上部から電波を被覆棒列に向けて出射して電波反射特性を測定した。電波吸収特性の測定は、具体的にネットワークアナライザ１１と誘電体レンズ１３つきホーンアンテナ１２を用い、ワンポートでの反射特性を基準の金属板からの反射特性を用いて校正する一般的な方法（フリースペース法）で行った。測定結果を図４〜７に示す。
【００５２】
尚、図４および図５は、図８（図中Ｅは電場方向、Ｈは磁場方向を示す。図９についても同じ）の通り被覆棒を配列した場合の結果を示し、図６および図７は、図９の通り被覆棒を配列した場合の結果を示している。
【００５３】
この図４〜７から、反射減衰特性は、被覆棒の間隔（ピッチ）が対象電波波長（６ＧHｚに対して約５０ｍｍ）を下回るように被覆棒を配列すれば大幅に改善されることがわかる。一方、該ピッチが対象波長より大きくなると、被覆棒の配列方向と電場方向が垂直の場合も平行の場合も、反射減衰量は５ｄＢ程度まで大きく低下し、入射電波は電波吸収体で吸収されず、主として反射板で反射され電波吸収体外へ放出されるものと考えられる。
【実施例２】
【００５４】
前記実施例１と同様に、電波吸収材として平均厚み１０μmである偏平酸化鉄粉末を用いて被覆棒を形成した。具体的には、バインダーである水ガラスと偏平酸化鉄粉を混練し、φ２２ｍｍのダイスを用いた押し出し塗装法で、長さ５００ｍｍ、φ２０ｍｍの軟鉄芯線に約１ｍｍの吸収層を被覆したのち乾燥させ、それから吸湿防止としてエポキシ系の塗装を施して電波吸収被覆棒を得た。水ガラスと偏平酸化鉄粉の質量比は、前記実施例１と同じ１００：３５０とした。また、吸収層中の偏平酸化鉄粉の体積率も前記実施例１と同様に約５０%であった。
【００５５】
得られた被覆棒を、電波反射板であるアルミ板の上に一定間隔で配置し、電波反射特性を前記実施例１と同様にして測定した。その測定結果を図１０〜１３に示す。
【００５６】
尚、図１０および図１１は、図８の通り被覆棒を配列した場合の結果を示し、図１２および図１３は、図９の通り被覆棒を配列した場合の結果を示している。
【００５７】
この図１０〜１３から、反射減衰特性は、被覆棒の間隔（ピッチ）が対象電波波長（９．４ＧＨｚに対して約３２ｍｍ）を下回るように被覆棒を配列すれば大幅に改善されることがわかる。一方、該ピッチが対象波長より大きくなると、被覆棒の配列方向と電場方向が垂直の場合も平行の場合も、反射減衰量は５ｄＢ程度まで大きく低下し、入射電波は電波吸収体で吸収されず、主として反射板で反射され電波吸収体外へ放出されるものと考えられる。
【実施例３】
【００５８】
本実施例では、ＥＴＣに用いられる電波周波数：５．８ＧＨｚ円偏波に対する反射減衰効果を調査した（以下、実施例４〜８も同じ）。用いる電波吸収材と被覆棒の作成方法は前記実施例１と同様とした。尚、軟鉄芯線として様々な各種芯線径のものを用意し、被覆する吸収層の厚みを５．８ＧＨｚ付近での反射減衰量が最大となるように被覆厚みを調整して各種被覆棒を作製した。詳細には、芯線径がφ２ｍｍ、φ３ｍｍおよびφ５ｍｍのものには、吸収周波数を５．８ＧＨｚ近傍にそろえるため吸収層を比較的厚めに被覆した。また、より芯線径の大きな芯線には厚みが１．５ｍｍの吸収層を被覆した。尚、該反射減衰量は、この様にして得られた被覆棒１本からの反射強度と、被覆されていない裸線からの反射強度を比較して求めたものであり、被覆棒から１ｍ離れた箇所においての裸線に対する減衰量を求めた。尚、電場と芯線は平行とした。これらの測定結果を表１に示す。
【００５９】
【表１】
【００６０】
この表１より、それぞれの芯線径に対して吸収周波数を５．８ＧＨｚ付近に調整することができることがわかる。しかし径が２ｍｍの場合は、波長の１／２０を下回っているので、被覆棒後方（電波が入射してくる方向）への散乱が大きく、反射減衰量が低くなっている。
【００６１】
また、得られた被覆棒をピッチを変化させてアルミ板の上に配置して電波反射特性を測定した。電波吸収特性の測定は、ネットワークアナライザと送信用と受信用に誘電体レンズつき円偏波アンテナ２本を用い、入射角１５°での反射特性を基準の金属板からの反射特性を用いて校正する方法で行った。表２に芯線径、被覆棒の間隔（ワイヤピッチ）および５．８ＧＨｚ円偏波での反射減衰量の測定値を示す。
【００６２】
【表２】
【００６３】
またこの表２のデータを整理して得た芯線径：８ｍｍ、被覆厚み：１．５ｍｍの被覆棒を配置した場合の反射減衰量のワイヤピッチ依存性についてのグラフを図１４に示す。更に、被覆棒列の反射減衰量の芯線径とピッチの依存性を図１５に、被覆棒間隔最適化後の反射減衰量の芯線径依存性を図１６に示す。
【００６４】
前記図１５，１６の結果から、芯線径が２ｍｍの場合を除き、被覆棒の間隔（ピッチ）を制御することで、実用的な反射減衰量である２０ｄＢ以上を達成できることがわかる。即ち、芯線径が一定以上であれば、被覆棒の間隔を制御することで、入射電波の被覆棒列−反射板間への閉じ込め効果を最大限として充分な吸収特性を得ることができるが、芯線径が２ｍｍと電波波長に比べて極端に小さい場合には、被覆棒列を透過して反射板で反射する電波が多くなるので、被覆棒の間隔を最適化しても充分な吸収効果が得られないことがわかる。これらの結果から、実用的な吸収特性を達成するには、芯線径を波長の１／２０以上とする必要があることがわかった。
【００６５】
また、被覆棒の間隔（ピッチ）が一定値を上回ると、芯線径を制御しても充分な反射減衰量を達成できないことも分かった。このときの対象波長は約５０ｍｍであり、被覆棒の間隔（ピッチ）を対象波長の５０ｍｍ以下とすれば、その他の条件として芯線径と被覆厚みを最適化することで、十分優れた反射減衰特性が得られる。
【実施例４】
【００６６】
前記実施例３と同様にして作製した被覆棒を、アルミ板の上に一定間隔で配置して被覆棒列型電波吸収体Ａを作製した。具体的には、長さ５００ｍｍで直径８ｍｍの芯線に１．５mmの被覆を施して直径１１ｍｍとした被覆棒を、２５ｍｍの間隔でアルミ板の上に配置したものを被覆棒列型吸収体Ａとした。そして電波をアルミ板に対して斜め方向から入射して、該被覆棒列型電波吸収体Ａの斜め入射での電波反射特性を測定した。尚、電波の入射面（入射波と反射波の波数ベクトルを含む面）と被覆棒列を垂直とした。
【００６７】
電波吸収特性の測定は、具体的に、ネットワークアナライザと送信用及び受信用に誘電体レンズつき円偏波アンテナ２本を用い、各入射角での反射減衰量を基準の金属板からの反射強度との対比により求めた。具体的には、図１７に矢印で示す円偏波の方向を被覆棒列に対し４５°とした場合の円偏波の反射強度を測定した。
【００６８】
その測定結果として、入射角１５°での反射減衰スペクトルを図１８に、各入射角での反射減衰スペクトルを図１９に示す。また５．８ＧＨｚでの反射減衰量の入射角依存性を図２０に示す。図２０中の入射角０°での反射減衰特性は、直線偏波の垂直入射での反射減衰量から推定した。
【００６９】
これら図１８〜２０の結果から、本実施例の被覆棒列型電波吸収体は、電波の入射角が０°から６０°の範囲で反射減衰量が２５ｄＢ以上と優れた吸収特性を示すことがわかる。この様に電波の入射角が斜め方向である場合も優れた吸収特性を示すのは、被覆棒の形態が円筒状であるため、垂直入射と同等の電波応答を示し、電波の閉じ込めによる高い吸収特性を確保できたことによると考えられる。
【実施例５】
【００７０】
前記実施例３と同様にして作製した被覆棒を、アルミ板の上に一定間隔で配置して被覆棒列型電波吸収体Ｂを作製した。具体的には、直径８ｍｍの芯線に１．５ｍｍの被覆を施して直径１１ｍｍとした被覆棒を、２５ｍｍの間隔でアルミ板の上に配置し、更に、図２１に示す通り同上の被覆棒を９０ｍｍ間隔で最初に配置した被覆棒列に対して直角に配置した被覆棒列型吸収体Ｂとした。そして電波をアルミ板に対して斜め方向から入射して、該被覆棒列型電波吸収体Ｂの斜め入射での電波反射特性を測定した。尚、電波の入射面（入射波と反射波の波数ベクトルを含む面）は、下層の被覆棒列と平行とした。
【００７１】
電波吸収特性の測定は、具体的に、ネットワークアナライザと送信用及び受信用に誘電体レンズつき円偏波アンテナ２本を用い、各入射角での反射減衰量を基準の金属板からの反射強度との比較によって求めた。
【００７２】
その測定結果として、入射角１５°での反射減衰スペクトルを図２２に示す。また５．８ＧＨｚでの反射減衰量の入射角依存性を図２３に示す。図２３中の入射角０°での反射減衰特性は、直線偏波の垂直入射での反射減衰量から推定した。
【００７３】
これら図２２、２３の結果から、本実施例の被覆棒列型電波吸収体Ｂの反射減衰特性は、被覆棒列が１層である前記実施例４の被覆棒列型吸収体Ａの性能を大きく上回り、図２２から、入射角１５°で最大６０ｄＢの反射減衰量を示し、周波数５ＧＨｚから７ＧＨｚの広帯域にわたり２０ｄＢ以上の反射減衰量を示すことがわかる。また図２３から、入射角が０°から６０°の範囲で反射減衰量が２０ｄＢ以上と斜め入射の場合でも優れた吸収特性を示すことがわかる。
【００７４】
この様に被覆棒列を２層重ねることにより、吸収周波数帯域や吸収量などの特性が大きく改善されているが、これは、電波の閉じ込めと内部での多重散乱の効果がより助長されて高い吸収特性が実現されたためと考えられる。
【実施例６】
【００７５】
前記実施例５と同様に、互いに直交する方向で２層に重ねた被覆棒列型電波吸収体を作製して吸収特性を評価した。具体的には、図２４に示す通り直径８ｍｍの芯線に１．５ｍｍの被覆を施して直径１１ｍｍとした被覆棒を、対象電波波長である５０ｍｍを下回る４０ｍｍ間隔でアルミ板の上に第１層目として配置し、さらにその上に、同上の被覆棒を４０ｍｍ間隔で第一層目の被覆棒に対して直角に配置した被覆棒列型吸収体Ｃを得た。そして電波をアルミ板に対して斜め方向から入射して、該被覆棒列型電波吸収体Ｃの斜め入射での電波反射特性を測定した。尚、電波の入射面（入射波と反射波の波数ベクトルを含む面）は、下層の被覆棒列と垂直とした。
【００７６】
電波吸収特性の測定は、具体的に、ネットワークアナライザと送信用及び受信用に誘電体レンズつき円偏波アンテナ２本を用い、各入射角での反射減衰量を基準の金属板からの反射強度との比較によって求めた。
【００７７】
その測定結果として、入射角１５°での反射減衰スペクトルを図２５に示す。また５．８ＧＨｚでの反射減衰量の入射角依存性を図２６に示す。図２６中の入射角０°での反射減衰特性は、直線偏波の垂直入射での反射減衰量から推定した。
【００７８】
これら図２５、２６の結果から、本実施例の被覆棒列型電波吸収体Ｃの反射減衰特性は、前記被覆棒列型電波吸収体Ｂと同様に、５．８ＧＨｚで斜めに入射した場合でも、入射角が０°から６０°の範囲で反射減衰量が２０ｄＢ以上と斜め入射の場合でも優れた吸収特性を示すことがわかる。
【００７９】
また、この様に被覆棒列の間隔を本発明で規定する様に電波波長以下とすれば、電波の閉じ込めと内部での多重散乱の効果による高い電波吸収性能が得られることがわかる。
【実施例７】
【００８０】
前記実施例４の被覆棒列型電波吸収体の被覆棒列の配列を変えたものを用意した。詳細には、被覆棒が図２７に示す様にジグザグに配置され、該被覆棒の平均間隔を前記実施例４と同じ２５ｍｍとした被覆棒列型吸収体Ｄを用意した。ここで被覆棒間の間隔は、図２８におけるａとｂの距離を測定し（ａ＋ｂ）／２を求めたものである。
【００８１】
そして前記実施例４と同様に、電波をアルミ板に対して斜め方向から入射して、該被覆棒列型電波吸収体Ｄの斜め入射での電波反射特性を測定した。尚、電波の入射面（入射波と反射波の波数ベクトルを含む面）は、図２９に示す被覆棒列の平均的方向に対して垂直とした。
【００８２】
その測定結果として、入射角１５°での反射減衰スペクトルを図３０、５．８ＧＨｚでの反射減衰量の入射角依存性を図３１に示す。尚、図３１中の入射角０°での反射減衰特性は直線偏波の垂直入射での反射減衰量から推定した。
【００８３】
これら図３０、３１の結果から、本実施例の被覆棒列型電波吸収体Ｄの様に被覆棒の配置を多少変化させても、被覆棒の平均間隔が本発明の規定範囲内にあれば、反射減衰特性は、前記実施例４の被覆棒列型電波吸収体Ａとほぼ同等の特性を示すことがわかる。
【実施例８】
【００８４】
前記実施例４の被覆棒列型電波吸収体Ａの反射板を、表面に電波吸収体の被覆された反射板に変えた被覆棒列型吸収体Ｅを用意した。この反射板の表面に被覆させた電波吸収体は、カーボンブラックをゴム中に５０ＰＨＲ混入させたタイプのもので厚みが２．５ｍｍである。図３２にカーボン含有ゴムシート吸収体で被覆した反射板の直線偏波と垂直入射の反射減衰特性を示す。図３２から、この吸収板は、５ＧＨｚから７ＧＨｚの領域で最大１０ｄＢ程度の反射減衰特性を示すことがわかる。
【００８５】
この吸収板を背面に配した被覆棒型吸収体Ｅを用いて、前記実施例４と同様に、電波をアルミ板に対して斜め方向から入射して、該被覆棒列型電波吸収体Ｅの斜め入射での電波反射特性を測定した。尚、電波の入射面（入射波と反射波の波数ベクトルを含む面）と被覆棒列を垂直とした。
【００８６】
その測定結果として、入射角１５°での反射減衰スペクトルを図３３に、また５．８ＧＨｚでの反射減衰量の入射角依存性を図３４に示す。尚、図３３中の入射角０°での反射減衰特性は直線偏波の垂直入射での反射減衰量から推定した。
【００８７】
これら図３３、３４の結果から、背面に配置する反射板にも電波反射減衰性能を付与することで、前記実施例４の様に金属製反射板を用いたときよりも反射減衰量の最大値は増大することがわかる。また、５．８ＧＨｚで斜めに入射した場合でも、入射角が０°から６０°の範囲で反射減衰量が３０ｄＢ以上と著しく優れた反射減衰特性を示した。これは、被覆棒列と反射板の間での多重反射において、反射板にも反射減衰特性を付与することで、より一層効果的に電波が吸収されたためと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】被覆棒列と背面の反射板からなる電波吸収体における電波の多重散乱状態を示した模式図である。
【図２】反射板が湾曲している場合の被覆棒の配置を例示した上面模式図である。
【図３】実施例における電波反射特性の測定方法を模式的に示した上面図である。
【図４】反射減衰量の周波数・ピッチ依存性を示すグラフ（直線偏波，電場方向と被覆棒が垂直）である。
【図５】反射減衰量のピッチ依存性を示すグラフ（直線偏波，電場方向と被覆棒が垂直）である。
【図６】反射減衰量の周波数・ピッチ依存性を示すグラフ（直線偏波，電場方向と被覆棒が平行）である。
【図７】反射減衰量のピッチ依存性を示すグラフ（直線偏波，電場方向と被覆棒が平行）である。
【図８】実施例１における被覆棒の配列を模式的に示す上面図である。
【図９】実施例１における被覆棒の別の配列を模式的に示す上面図である。
【図１０】反射減衰量の周波数・ピッチ依存性を示すグラフ（直線偏波，電場方向と被覆棒が垂直）である。
【図１１】反射減衰量のピッチ依存性を示すグラフ（直線偏波，電場方向と被覆棒が垂直）である。
【図１２】反射減衰量の周波数・ピッチ依存性を示すグラフ（直線偏波，電場方向と被覆棒が平行）である。
【図１３】反射減衰量のピッチ依存性を示すグラフ（直線偏波，電場方向と被覆棒が平行）である。
【図１４】一定形状の被覆棒を用いたときの反射減衰量のピッチ依存性を示すグラフである。
【図１５】反射減衰量の芯線径・ピッチ依存性を示すグラフである。
【図１６】反射減衰量の芯線径依存性を示すグラフである。
【図１７】実施例４における被覆棒列と偏波との位置関係を示す側面図である。
【図１８】実施例４における入射角１５°での反射減衰スペクトルを示す。
【図１９】実施例４における各入射角での反射減衰スペクトルを示す。
【図２０】実施例４における５．８ＧＨｚでの反射減衰量の入射角依存性を示すグラフである。
【図２１】実施例５における被覆棒の配列を模式的に示す上面図である。
【図２２】実施例５における入射角１５°での反射減衰スペクトルを示している。
【図２３】実施例５における５．８ＧＨｚでの反射減衰量の入射角依存性を示すグラフである。
【図２４】実施例６における被覆棒列吸収体と電波の入射・反射方向を模式的に示した斜視図である。
【図２５】実施例６における入射角１５°での反射減衰スペクトルを示す。
【図２６】実施例６における５．８ＧＨｚでの反射減衰量の入射角依存性を示すグラフである。
【図２７】実施例７における被覆棒列の配列を示す。
【図２８】被覆棒間の間隔〔（ａ＋ｂ）／２〕の算出におけるａ，ｂの長さを示す図である。
【図２９】ジグザグに配置した被覆棒列の平均的方向を示す図である。
【図３０】実施例７における入射角１５°での反射減衰スペクトルを示す。
【図３１】実施例７における５．８ＧＨｚでの反射減衰量の入射角依存性を示すグラフである。
【図３２】実施例８におけるカーボン含有ゴムシート吸収体の反射減衰特性を示す。
【図３３】実施例８における入射角１５°での反射減衰スペクトルを示す。
【図３４】実施例８における５．８ＧＨｚでの反射減衰量の入射角依存性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８９】
１，１４，２１ 被覆棒
２ 反射板
３ 電波の伝播パス
１１ ネットワークアナライザ
１２ ホーンアンテナ
１３ 誘導体レンズ
１５ 反射板（アルミ板）
２２ 背面アルミ板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被覆棒列型電波吸収体および電波吸収体用被覆棒の製造方法に関するものであり、殊に、電波吸収特性や広帯域性に優れており、かつ薄型である被覆棒列型電波吸収体と、該電波吸収体を構成する被覆棒の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線ＬＡＮ、ＥＴＣ、携帯電話などの無線を用いたデジタルデータ通信の利用が急速に普及し、それに伴い電波の干渉問題や情報漏洩などの問題が社会問題となりつつある。この様な問題への対策技術の一つとして、電波吸収体の利用が挙げられる。
【０００３】
上記用途に使用される電波吸収体には、特性として、電波の吸収性能、広帯域性（広い周波数領域で必要な吸収特性である。一般的には２０ｄＢ以上；入射電波の９９％以上の吸収が求められ、２０ｄＢ以上の吸収を示す周波数領域が広いことが吸収体の性能の一指針となる）、軽量あるいは薄型であること、屋外で使用する場合には耐候性を有していること、大面積に使用する場合には安価であることなどが挙げられるが、現在実用化されている電波吸収体は一長一短があり、上記要件を全て満たす吸収体は未だ実現していないのが現状である。
【０００４】
現在、電波吸収体として一般的に使用されているものとして、
（ａ）焼結フェライトのタイルや樹脂、ゴム、繊維にフェライト粉末やカーボン粉末などの電波吸収体を分散もしくは被着させて、板状に形成したものを単層または多層とした平板型吸収体、
（ｂ）発泡ポリスチロール等にカーボン等を含有させて、ピラミッド形状またはウエッジ形状に成形し、これを並べたピラミッド型やウエッジ型の吸収体
等があり、要求性能や使用環境によってそれぞれ使い分けられている。
【０００５】
前記平板型吸収体には、更に、
（ａ−１）ゴムまたは樹脂に、カーボンまたはフェライトを含侵したもの、あるいは樹脂繊維にカーボンを被着させこれを重ねて板状に成形した複合シート型吸収体や、
（ａ−２）抵抗皮膜や繊維、導電性塗料を塗布した抵抗皮膜型吸収体、
（ａ−３）ガラスにＩＴＯ等の透明導電膜をコーティングした透明電波吸収体
等が実用化されている。
【０００６】
現在広く用いられている電波吸収体のうち、この平板型吸収体は、形状が単純であり薄型にしやすく、また比較的大面積のものを安価で作りやすいことから、一般的には屋外の用途に使用されている。
【０００７】
一般的に使用されている平板型吸収体として、その構造が、電波の損失媒体からなる吸収層と背面の反射板からなるものがある。この様な構造は整合型ともよばれ、その吸収原理は次の通りである。
【０００８】
即ち、電波が吸収層へ入射した場合に、空気層の電波屈折率と吸収層の電波屈折率の差から、一部が吸収層の表面で反射され、残りが吸収層の中を吸収されながら進み、背面の反射板に達して反射される。この反射板で反射された電波は、再び吸収層の中を進み、一部は吸収層の表面で反射されて再度吸収層の中を進み、一部は吸収層の表面から空気層に放出される。
【０００９】
そして前記吸収層表面で１次反射した反射波と、背面の反射板まで達した後に反射された反射波のうち吸収層の表面から再び放射される電波が、互いに打ち消しあうように吸収体の電波屈折率や厚みなどを調整すれば、吸収層の表面で反射される電波強度は消失し、吸収層内部ですべて吸収されて熱に変換される。
【００１０】
この条件は整合条件と呼ばれ、該条件の制御は平板型吸収体やシート型吸収体の基本設計手法となっている。しかしその原理から明らかな通り、入射電波の波長や入射角度が変わると、即ち、整合条件がくずれると電波の反射減衰特性が劣化する。従って、簡単な構造である単層型の吸収体は、一般的に狭帯域に限定され、また斜め入射に対する特性劣化が大きい。この欠点を改善する手法として、吸収層を多層化して広領域化を図るのが一般的である。しかし層数を増加させると、各層の設計や品質安定性、特性のマージン設計が難しくなり、またコストアップにもつながるので５層以下が一般的となっている。
【００１１】
前記ピラミッド型やウエッジ型の電波吸収体は、広帯域特性を示すことから、各種アンテナや通信機器の性能評価に用いられる電波暗室の内壁を構成する吸収体として広く用いられている。
【００１２】
このタイプの吸収体の電波吸収原理は次の通りである。即ち、先端の尖ったピラミッド型の吸収エレメントを並べることで、電波の入射界面でのインピーダンスの不連続をなくして表面での反射を抑え、連続的に吸収層の断面積を増やして損失係数を上げていくことにより、表面で反射されず内部に侵入した電波を徐々に吸収する。
【００１３】
この構造では、入射した電波の表面反射を抑える目的で、電波に対するインピーダンスを空気のインピーダンスから徐々に変えていくため、先頭を尖らせたピラミッドあるいはウエッジ状とし、電波が内部に侵入するに従って徐々に電波を減衰させて吸収する構造となっている。よって電波の波長の変化や入射角度の変化が生じた場合でも、吸収層の表面における入射界面でのインピーダンスは空気のインピーダンスから連続的に変化するため、吸収特性に大きな劣化が生じない。そのため、広い周波数域に対応でき高角度特性も有しており、高い吸収性能を発揮する。しかしこのタイプの吸収体は、構造が大型になってしまうという欠点がある。
【００１４】
この他に、円筒型電波吸収体や紐状電波吸収体なども提案されている。円筒型電波吸収体は、電波を反射する円筒状導体の表面に電波吸収体を含む被覆層が設けられており、円筒状導体からの電波反射を抑えている。この円筒型電波吸収体を複数並べて構成される電波反射の抑制された電波吸収構造体も数々提案されている。
【００１５】
円筒型電波吸収体は、電波吸収体が円筒形状であるため、平面型のものと比較して、仮に電波が表面で反射しても、平面型の吸収体のように後方に強く反射されず、周囲に分散して散乱される。よって形状そのものが電波反射を抑えるには好都合の形態となっている。そして、それらに電波反射を抑える吸収層（反射防止層）を被覆して配列することで、反射強度をより低下させることができる。しかしこのような構造では、入射した電波が円筒状吸収体の隙間から透過するので、十分に電波を吸収できるわけではない。
【００１６】
一般に電波の透過を抑えるには、例えば金属導体のワイヤなどを網目状に組む場合、ワイヤの間隔を電波波長に比べて充分小さくする必要がある。具体的にはワイヤ間の間隔を電波波長の１／１０程度以下とすれば、電波の透過強度を１０ｄＢ程度以下におさえることができる。しかし導体表面に電波吸収層が形成されている場合には、電波の透過が促進されるので、電波透過強度を充分低下させるためには、ワイヤ間の間隔をより一層小さくする必要がある。また仮に密着して並べたとしても、金属導体同士を完全に密着させることはできず、金属導体間に存在する吸収層を入射電波が透過するため、透過を完全に抑えることはできない。従って、単純に吸収層を被覆した電波吸収被覆棒を並べても、入射電波を十分に吸収することは難しい。
【００１７】
上記様々な電波吸収体の具体例として、例えば特許文献１には、円筒の表面にエポキシ樹脂とカーボン樹脂を被覆した円筒状の電波吸収体が提案されている。円筒の外面に電波吸収特性を発揮する層を被覆することにより、従来、平面にのみ施工されていた電波吸収体を、曲面形状を有する船のマスト等へ適用可能となったことが示されている。本件では、適切な吸収材を被覆することにより電波の反射を効果的に低減できる旨示されているが、一本の円柱からの反射を抑制するものであり、広い領域で電波を吸収できるものではない。
【００１８】
また特許文献２には、金属線の周囲に磁性損失体を被覆した複合線を、複数本並べた磁性体被覆金属線列の電波吸収体が提案されている。具体的には、磁性体粉末を被着した金属線の平行線列、あるいはそれを互いに重ねて格子状にした吸収体が例示されており、この様な構造とすることで、通気性と光の透過性を兼備させることができると示されている。
【００１９】
原理的には、金属線に磁性材料を被覆することで未被覆の金属線列や格子と比較して電波の反射強度が低下するので、ある程度の電波吸収性を示す。しかし、間隔を空けて磁性体被覆金属線列を並べているため、電波の反射は低減できるが、開口部を通過する電波の透過強度は逆に増加することから、入射した電波電力を実効的に吸収するには不十分であるといえる。また、線列の間隔や太さと電波反射抑制効果との関係についてまでは具体的に検討されておらず、実効的な吸収性能は低いと考えられる。
【００２０】
特許文献３には、導電性の材料からなる心材に粉末状フェライトを接着または塗装した電波吸収材や、心材として炭素繊維を用いた吸収材、さらにこれを糸状、紐状とした後、格子状に編んだ電波吸収体等が示されている。また心材に導電性が無い場合には、導体の終端短絡板と組み合わせる必要があることが示されている。
【００２１】
上記文献では、上記格子状とすることで通気性を確保することが可能であり、紐の太さや間隔を調整して電波吸収特性を変更できると示されている。また、カーボンを糸に含侵させた通気構造の電波吸収層および紐状吸収体を格子状にして成形した吸収層を重ね、終端短絡導体として金網を組み合わせることで、通気性を有する電波吸収体を構成できると示されている。
【００２２】
しかし実質的には、糸または紐に粉末状吸収材料を被着あるいは含侵させこれを集めて吸収体にしているもので、通気性があるという特徴以外は、従来のゴム中にフェライトなどの吸収体を分散させ、板状に成形して裏面に終端短絡板を設けた吸収体と構成が同じである。つまり、心材の形状や太さに関しては具体的に検討されておらず、十分な電波吸収性能が得られているとは言いがたい。
【００２３】
特許文献４には、電波吸収体の整合特性の変更方法とそれを利用した電波吸収壁が示されている。具体的には、導電性材料で構成した平板、三角柱、円筒状のものの表面に、異なる特性の電波吸収材料を分割して取り付け、これらを密に並べて、必要に応じて各要素を回転し電波が入射する側の面を変更することで、整合特性を変更できる旨示されている。本件は、異なる波長の電波に対応するための有効な一手法ではあるが、電波吸収体のサイズが電波吸収特性に及ぼす影響まで具体的に検討されたものでない。
【００２４】
特許文献５には、電波遮蔽体及び吸収体の記載があり、具体的には光を透過できる電波吸収体が提案されている。電波吸収体として、線状、棒状、円筒状、テープ状のものや、木綿綿にカーボンやフェライトを含侵させたものを電波吸収素子とし、それを面状導体板の上に配置することで電波吸収体となすことができると記載されている。面状導体板として金網や炭素繊維などの導電性糸を用いれば、通気性も確保でき、導電性光透過膜を用いれば透光性も得られることが提案されている。
【００２５】
また特許文献６には、金属板と該金属板上にコア軸をほぼ垂直にして設けられたハニカムコアとを備えた電波吸収体が提案されており、該ハニカムコア中にフェライトおよびカーボン粉末がコア軸方向に所定の連続的濃度変化で充填されるようにした広帯域の電波吸収体が開示されている。
【００２６】
フェライトおよびカーボン粉末の濃度を連続的に変化させることで、空気中より入射する電波に対して、インピーダンスの不連続を低減して表面反射を抑え、内部に侵入した電波を効率的に吸収させているが、これは、ピラミッド型やウエッジ型の電波吸収体と同様の吸収原理、または多層型の平板型吸収体の吸収原理に基づいて構成されたものと考えられる。
【００２７】
上記文献では構造体の厚みは記述されていないが、ピラミッド型吸収体と同様の厚さになると思われる。また多層型吸収体と同様に各層の特性制御が難しく、実用上、品質の安定性に欠けるなどの問題が生じるものと推察される。
【特許文献１】特開平２５１７８４９号公報
【特許文献２】特開昭４７−２４２５３号公報
【特許文献３】特開平４−１２２０９８号公報
【特許文献４】特許第２９４１４３６号公報
【特許文献５】特開平６−２３５２８１号公報
【特許文献６】特開平５−９０８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
既存の平板型吸収体、あるいはピラミッド型やウェッジ型の電波吸収体では、電波吸収特性、広帯域性、薄型・軽量であること及び安価であること等の要件を全て満たすには限界があり、それ以外の形態の吸収体でも、これらの要件を全て満足するものは提案されていない。本発明はこの様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、上記特性を同時に満たす電波吸収体と、該電波吸収体を構成する被覆棒の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明に係る被覆棒列型電波吸収体は、電波吸収材の被覆された円柱状導体芯線（以下「被覆棒」という）で構成された被覆棒列が、導体反射板または電波吸収材の被覆された導体反射板の電波入射側に形成されてなる電波吸収体であって、該円柱状導体芯線の直径が対象電波波長の１／２０以上であり、かつ隣り合う前記被覆棒間の間隔（ピッチ）が対象電波波長以下であるところに特徴を有するものである。
【００３０】
複数の前記被覆棒列が、導体反射板または電波吸収材の被覆された導体反射板の電波入射側に形成されたものであれば、より高い電波吸収性能が得られるので好ましい。また前記電波吸収材として、平均厚み３０μm以下である偏平酸化鉄粉末を含むものを用いれば、被覆棒列や電波吸収材の被覆された導体反射板において、効率よく電波を吸収できるので好ましい。
【００３１】
本発明は、前記被覆棒列型電波吸収体を構成する被覆棒の製造方法も規定するものであって、該方法は、前記電波吸収材とバインダーの混合物を押し出し法により前記円柱状導体芯線に被覆するところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、従来の共鳴型単層シートに比べて広帯域で良好な電波吸収特性を示し、また、従来の広帯域特性を有する電波暗室用のピラミッド型電波吸収体よりも著しく薄い電波吸収体を提供できる。また本発明の電波吸収体は、電波が反射板の反射面に対して斜め方向から入射した場合でも、閉じ込め効果を発揮して電波吸収特性を確実に高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明者らは、ほとんど反射・透過させることなく、入射してきた電波を吸収することのできる電波吸収体を実現すべく鋭意研究を行なった。その結果、電波吸収材の被覆された円柱状導体芯線（以下「被覆棒」という）で構成される被覆棒列を、導体反射板または電波吸収材の被覆された導体反射板の電波入射側に形成し、被覆棒で電波を吸収すると共に、この被覆棒列と反射板との間に電波を閉じ込めれば、電波吸収特性を確実に高めうることを見出した。
【００３４】
この機構は次のように考えられる。まず、前面の被覆棒列に入射した電波は被覆棒列の表面で一部は吸収され、残りは電波の入射してきた方向や側方へ散乱される。また、被覆棒列の間から入射波の一部が透過する。被覆棒列で吸収されず散乱された電波や被覆棒列の間を透過した電波は、入射方向からみて被覆棒列の後方に配置された反射板で反射し、電波の入射してきた方向に反射される。反射板で反射された電波は再び被覆棒列に入射し、一部は被覆棒表面で吸収され、残りが再び散乱される。この様に被覆棒列と背面の反射板を間隔をあけて配置した電波吸収体における電波の多重散乱状態を図１に示す。図１中には電波の伝播パスを例示しており、入射する電波が、多数の被覆棒と反射板の間の空間に閉じ込められることで、多重反射が生じて極めて効率的に電波を吸収することが可能となる。
【００３５】
電波を被覆棒列、及び反射板あるいは吸収板の間の空間に効果的に閉じ込めて効率よく吸収させるには、一本の被覆棒表面での対象周波数の電波の反射減衰特性を充分高めておくと共に、被覆棒の芯線径や隣り合う被覆棒間の間隔を最適化することが重要である。
【００３６】
尚、本発明では、上記の通り、被覆棒型吸収体として円筒形のものを用いることで、入射角度依存性を抑え、斜め方向からの入射に対しても十分に電波を吸収できる。
【００３７】
まず、被覆棒の芯線径を制御することが重要である。その理由として、被覆棒の芯線径が極端に小さいと、一本の被覆棒に入射した電波がほぼ等方的に散乱されて、電波の入射してきた方へ散乱される確率が高くなり、電波の閉じ込め効果が得られず結果として充分な吸収性能が得られないことが挙げられる。実験で確認したところ、被覆棒の芯線径が波長の１／２０を下回ると全体としての吸収効果が大きく低下することがわかった。本発明では、被覆棒の芯線径を波長の１／２０以上と大きくすれば、入射電波は大きく回折して反射板とその電波入射側に配置された被覆棒列との間の空間に侵入し、該空間での多重反射で効果的に吸収されることが判明した。好ましくは被覆棒の芯線径を対象波長の１／１５以上とする。一方、被覆棒の芯線の径が大きすぎても効果が飽和することと、後記する被覆棒間の間隔（ピッチ）との関係から対象波長の１／２未満、好ましくは１／３以下とする。
【００３８】
また、被覆棒間の間隔（ピッチ）を制御することも上述の通り重要である。被覆棒列の間隔が極端に大きくなりまばらになった場合には、当然のことながら、電波が被覆棒間を透過して反射板で反射し全体の吸収性能は著しく低下する。しかし被覆棒列の間隔が一定値以下である場合には、被覆棒列と反射板や電波吸収板との間に侵入した透過波を該空間で閉じ込めることができると共に、被覆棒列間を透過して反射板で反射された電波の強度も充分に低下させることができる。
【００３９】
一本の被覆棒で反射された反射波が側方にある他の被覆棒に入射する際に多重散乱が生じるが、このとき、各被覆棒からの反射波の位相がランダムとなるようピッチを選択すれば、反射波の強度低下をより一層助長することが可能となる。該作用効果を実現させるには、被覆棒間の間隔を波長以下とする必要がある。この様に被覆棒間の間隔を波長以下にすることで、入射電波を被覆棒列と反射板の間の空間に効果的に閉じ込めることができ、内部で生じた多重散乱で効果的な電波吸収をもたらし、更に、被覆棒からの散乱波同士の位相キャンセルによる減衰効果を高めて、総合的に電波強度を減衰させることができる。
【００４０】
本発明の電波吸収体は、複数の前記被覆棒列が、導体反射板あるいは電波吸収材で被覆した導体反射板の電波入射側に配列されていることを好ましい形態とする。例えば２列の被覆棒列が導体反射板あるいは電波吸収材で被覆した導体反射板の電波入射側に配列されている場合、最初に電波の入射する第１の被覆棒列で電波の一部が吸収され、透過した透過波は、次の被覆棒列（第２の被覆棒列）で吸収されるが、それに加えて、第１の被覆棒列と第２の被覆棒列の間と、第２の被覆棒列とその背面に配置される反射板との間の２層の空間に電波が閉じ込められるため、内部での多重散乱による吸収効果の増大、あるいはさまざまな方向の偏波に対する吸収特性の等方化等により、より高性能の吸収体を実現することが可能となる。
【００４１】
この様に複数の前記被覆棒列を複数配置することで、隙間のある被覆棒列の間を透過した透過波を吸収できるが、第２の被覆棒列は第１の被覆棒列ほどの吸収性能を発揮しなくても一定の反射減衰性能があれば、全体として十分な吸収特性が得られる。更に、反射板が単なる金属反射板であっても、上述の通り、被覆棒の円柱状導体芯線の直径や被覆棒間の間隔の制御に加えて、被覆棒列と前記金属板との距離を適正範囲に制御すれば、充分高い吸収特性を実現できる。
【００４２】
被覆棒列と前記金属板の距離を制御する場合には、具体的に次の様に行なうことが挙げられる。即ち、金属板に反射した反射波の位相を最適な値に制御することが重要であり、被覆棒列と金属板との距離に対して全体の反射強度は半波長の周期で振動するため、被覆棒列と金属板との間の距離は、全体の反射強度が極小値を取るようにし、かつ吸収体全体の厚みが厚くなり過ぎないように調整するのがよい。
【００４３】
被覆棒列における被覆棒の間隔は、全ての被覆棒間で同一である必要はなく、各被覆棒間の間隔が本発明の規定範囲に入っていれば所定の効果を得ることができる。また一直線に配列せず、ジグザグに配置したり、曲線を描くように配置してもよい。更に、前記反射板が湾曲している場合には、図２（ａ）や図２（ｂ）に示す通り、該反射板の壁面に沿うよう曲線状に被覆棒を配列しても、反射板と被覆棒列との間の電波閉じ込めと多重散乱による吸収効果を得ることができる。
【００４４】
上記被覆棒は、円柱状金属導体、あるいは円筒状（中空）金属パイプ、又は表面に金属メッキ等を施した電波反射処理済の円筒支持体に、一定厚みの電波吸収層を被覆することにより形成することができる。吸収層としては、一般的なカーボンやフェライトなどの電波損失材をプラスチックやゴム、その他の樹脂中に分散させて円柱状導体表面に塗布することにより形成することができるが、該被覆棒や導体反射板に被覆する電波吸収材として特に、既に提案されている平均厚みが３０μm以下の偏平酸化鉄粉末（例えば、特開２００４−９６０８４号）が適している。偏平酸化鉄粉は、入射電波の電場及び磁場方向に平行に粉末を配向させることにより大きな誘電率、透磁率、及びそれらの大きな損失項を示し、薄皮膜で十分な吸収特性を得やすいからである。
【００４５】
前記吸収材を導体芯線に被覆して被覆棒を製造する方法としては、例えば被覆アーク溶接棒のフラックスの塗装方法として用いられている押し出し塗装法を採用することが好適である。上記被覆アーク溶接棒のフラックス塗装では、周囲からフラックスを供給しながら芯線をダイス中に軸方向にフラックスと共に押し出すことで、均一厚みで非常に緻密な被覆を形成することができる。本発明でもこの方法を採用して導体芯線に前記吸収材を被覆すれば、全周における厚みが均一となり、また電波吸収材として用いる偏平酸化鉄粉が、押し出しによる軸方向の強い剪断力により芯線表面に平行に強く配向し、円筒導体表面近傍の電場及び磁場を極めて効果的に吸収できる。
【００４６】
尚、被覆棒における吸収層は、対象とする周波数の電波の反射減衰率ができるだけ大きくなるように設計（具体的には吸収剤の材質、充填率［体積率］、厚みの３つのファクターを制御）するのが好ましいが、特性の被覆棒の反射減衰特性を高めても、構造体全体の電波吸収特性が比例して向上するものでなく、上述の通り、被覆棒の円柱状導体芯線の直径や、隣り合う被覆棒間の間隔を制御することが重要であり、これらの条件を制御した上で、更に上記吸収層の設計や、反射板と被覆棒列の距離等を行なえば、電波吸収体の性能をより高めることができる。尚、吸収層の厚みは、波長と概ね比例関係があるので、対象とする電波の波長に応じてその最適値を決定すればよい。
【００４７】
被覆棒を製造するにあたり、前記電波吸収材と混合させるバインダーとしては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、アルキド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等を用いることができ、バインダーの配合比率は、被覆材全体の２０〜９０体積％とするのが好ましい。２０体積％未満だと結着力が不足し易く、また９０体積％を超えると相対的に吸収剤の添加量が不足ぎみとなるからである。
【００４８】
また反射板としては、様々な金属からなる金属板を使用することができ、例えばアルミニウムからなる金属板を使用することができる。
【００４９】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【実施例１】
【００５０】
電波吸収材として平均厚みが１０μmである偏平酸化鉄粉末を用いて被覆棒を形成した。具体的には、まず前記偏平酸化鉄粉末とバインダーである水ガラスを混練し、φ１１ｍｍのダイスを用いた押し出し塗装法で、長さ５００mm、φ８ｍmの軟鉄芯線に約１．５mmの吸収層を被覆したのち乾燥させ、それから吸湿防止としてエポキシ系の塗装を施して電波吸収被覆棒を得た。水ガラスと偏平酸化鉄粉の質量比は１００：３５０とした。また、吸収層中の偏平酸化鉄粉の体積率は、被覆直後の吸収層の質量と最終吸収層厚みを実測して約５０%であると算出された。
【００５１】
得られた被覆棒１４を、図３に示す通り、電波反射板であるアルミ板１５の上に一定間隔で配置（乗せている状態）し、その上部から電波を被覆棒列に向けて出射して電波反射特性を測定した。電波吸収特性の測定は、具体的にネットワークアナライザ１１と誘電体レンズ１３つきホーンアンテナ１２を用い、ワンポートでの反射特性を基準の金属板からの反射特性を用いて校正する一般的な方法（フリースペース法）で行った。測定結果を図４〜７に示す。
【００５２】
尚、図４および図５は、図８（図中Ｅは電場方向、Ｈは磁場方向を示す。図９についても同じ）の通り被覆棒を配列した場合の結果を示し、図６および図７は、図９の通り被覆棒を配列した場合の結果を示している。
【００５３】
この図４〜７から、反射減衰特性は、被覆棒の間隔（ピッチ）が対象電波波長（６ＧHｚに対して約５０ｍｍ）を下回るように被覆棒を配列すれば大幅に改善されることがわかる。一方、該ピッチが対象波長より大きくなると、被覆棒の配列方向と電場方向が垂直の場合も平行の場合も、反射減衰量は５ｄＢ程度まで大きく低下し、入射電波は電波吸収体で吸収されず、主として反射板で反射され電波吸収体外へ放出されるものと考えられる。
【実施例２】
【００５４】
前記実施例１と同様に、電波吸収材として平均厚み１０μmである偏平酸化鉄粉末を用いて被覆棒を形成した。具体的には、バインダーである水ガラスと偏平酸化鉄粉を混練し、φ２２ｍｍのダイスを用いた押し出し塗装法で、長さ５００ｍｍ、φ２０ｍｍの軟鉄芯線に約１ｍｍの吸収層を被覆したのち乾燥させ、それから吸湿防止としてエポキシ系の塗装を施して電波吸収被覆棒を得た。水ガラスと偏平酸化鉄粉の質量比は、前記実施例１と同じ１００：３５０とした。また、吸収層中の偏平酸化鉄粉の体積率も前記実施例１と同様に約５０%であった。
【００５５】
得られた被覆棒を、電波反射板であるアルミ板の上に一定間隔で配置し、電波反射特性を前記実施例１と同様にして測定した。その測定結果を図１０〜１３に示す。
【００５６】
尚、図１０および図１１は、図８の通り被覆棒を配列した場合の結果を示し、図１２および図１３は、図９の通り被覆棒を配列した場合の結果を示している。
【００５７】
この図１０〜１３から、反射減衰特性は、被覆棒の間隔（ピッチ）が対象電波波長（９．４ＧＨｚに対して約３２ｍｍ）を下回るように被覆棒を配列すれば大幅に改善されることがわかる。一方、該ピッチが対象波長より大きくなると、被覆棒の配列方向と電場方向が垂直の場合も平行の場合も、反射減衰量は５ｄＢ程度まで大きく低下し、入射電波は電波吸収体で吸収されず、主として反射板で反射され電波吸収体外へ放出されるものと考えられる。
【実施例３】
【００５８】
本実施例では、ＥＴＣに用いられる電波周波数：５．８ＧＨｚ円偏波に対する反射減衰効果を調査した（以下、実施例４〜８も同じ）。用いる電波吸収材と被覆棒の作成方法は前記実施例１と同様とした。尚、軟鉄芯線として様々な各種芯線径のものを用意し、被覆する吸収層の厚みを５．８ＧＨｚ付近での反射減衰量が最大となるように被覆厚みを調整して各種被覆棒を作製した。詳細には、芯線径がφ２ｍｍ、φ３ｍｍおよびφ５ｍｍのものには、吸収周波数を５．８ＧＨｚ近傍にそろえるため吸収層を比較的厚めに被覆した。また、より芯線径の大きな芯線には厚みが１．５ｍｍの吸収層を被覆した。尚、該反射減衰量は、この様にして得られた被覆棒１本からの反射強度と、被覆されていない裸線からの反射強度を比較して求めたものであり、被覆棒から１ｍ離れた箇所においての裸線に対する減衰量を求めた。尚、電場と芯線は平行とした。これらの測定結果を表１に示す。
【００５９】
【表１】
【００６０】
この表１より、それぞれの芯線径に対して吸収周波数を５．８ＧＨｚ付近に調整することができることがわかる。しかし径が２ｍｍの場合は、波長の１／２０を下回っているので、被覆棒後方（電波が入射してくる方向）への散乱が大きく、反射減衰量が低くなっている。
【００６１】
また、得られた被覆棒をピッチを変化させてアルミ板の上に配置して電波反射特性を測定した。電波吸収特性の測定は、ネットワークアナライザと送信用と受信用に誘電体レンズつき円偏波アンテナ２本を用い、入射角１５°での反射特性を基準の金属板からの反射特性を用いて校正する方法で行った。表２に芯線径、被覆棒の間隔（ワイヤピッチ）および５．８ＧＨｚ円偏波での反射減衰量の測定値を示す。
【００６２】
【表２】
【００６３】
またこの表２のデータを整理して得た芯線径：８ｍｍ、被覆厚み：１．５ｍｍの被覆棒を配置した場合の反射減衰量のワイヤピッチ依存性についてのグラフを図１４に示す。更に、被覆棒列の反射減衰量の芯線径とピッチの依存性を図１５に、被覆棒間隔最適化後の反射減衰量の芯線径依存性を図１６に示す。
【００６４】
前記図１５，１６の結果から、芯線径が２ｍｍの場合を除き、被覆棒の間隔（ピッチ）を制御することで、実用的な反射減衰量である２０ｄＢ以上を達成できることがわかる。即ち、芯線径が一定以上であれば、被覆棒の間隔を制御することで、入射電波の被覆棒列−反射板間への閉じ込め効果を最大限として充分な吸収特性を得ることができるが、芯線径が２ｍｍと電波波長に比べて極端に小さい場合には、被覆棒列を透過して反射板で反射する電波が多くなるので、被覆棒の間隔を最適化しても充分な吸収効果が得られないことがわかる。これらの結果から、実用的な吸収特性を達成するには、芯線径を波長の１／２０以上とする必要があることがわかった。
【００６５】
また、被覆棒の間隔（ピッチ）が一定値を上回ると、芯線径を制御しても充分な反射減衰量を達成できないことも分かった。このときの対象波長は約５０ｍｍであり、被覆棒の間隔（ピッチ）を対象波長の５０ｍｍ以下とすれば、その他の条件として芯線径と被覆厚みを最適化することで、十分優れた反射減衰特性が得られる。
【実施例４】
【００６６】
前記実施例３と同様にして作製した被覆棒を、アルミ板の上に一定間隔で配置して被覆棒列型電波吸収体Ａを作製した。具体的には、長さ５００ｍｍで直径８ｍｍの芯線に１．５mmの被覆を施して直径１１ｍｍとした被覆棒を、２５ｍｍの間隔でアルミ板の上に配置したものを被覆棒列型吸収体Ａとした。そして電波をアルミ板に対して斜め方向から入射して、該被覆棒列型電波吸収体Ａの斜め入射での電波反射特性を測定した。尚、電波の入射面（入射波と反射波の波数ベクトルを含む面）と被覆棒列を垂直とした。
【００６７】
電波吸収特性の測定は、具体的に、ネットワークアナライザと送信用及び受信用に誘電体レンズつき円偏波アンテナ２本を用い、各入射角での反射減衰量を基準の金属板からの反射強度との対比により求めた。具体的には、図１７に矢印で示す円偏波の方向を被覆棒列に対し４５°とした場合の円偏波の反射強度を測定した。
【００６８】
その測定結果として、入射角１５°での反射減衰スペクトルを図１８に、各入射角での反射減衰スペクトルを図１９に示す。また５．８ＧＨｚでの反射減衰量の入射角依存性を図２０に示す。図２０中の入射角０°での反射減衰特性は、直線偏波の垂直入射での反射減衰量から推定した。
【００６９】
これら図１８〜２０の結果から、本実施例の被覆棒列型電波吸収体は、電波の入射角が０°から６０°の範囲で反射減衰量が２５ｄＢ以上と優れた吸収特性を示すことがわかる。この様に電波の入射角が斜め方向である場合も優れた吸収特性を示すのは、被覆棒の形態が円筒状であるため、垂直入射と同等の電波応答を示し、電波の閉じ込めによる高い吸収特性を確保できたことによると考えられる。
【実施例５】
【００７０】
前記実施例３と同様にして作製した被覆棒を、アルミ板の上に一定間隔で配置して被覆棒列型電波吸収体Ｂを作製した。具体的には、直径８ｍｍの芯線に１．５ｍｍの被覆を施して直径１１ｍｍとした被覆棒を、２５ｍｍの間隔でアルミ板の上に配置し、更に、図２１に示す通り同上の被覆棒を９０ｍｍ間隔で最初に配置した被覆棒列に対して直角に配置した被覆棒列型吸収体Ｂとした。そして電波をアルミ板に対して斜め方向から入射して、該被覆棒列型電波吸収体Ｂの斜め入射での電波反射特性を測定した。尚、電波の入射面（入射波と反射波の波数ベクトルを含む面）は、下層の被覆棒列と平行とした。
【００７１】
電波吸収特性の測定は、具体的に、ネットワークアナライザと送信用及び受信用に誘電体レンズつき円偏波アンテナ２本を用い、各入射角での反射減衰量を基準の金属板からの反射強度との比較によって求めた。
【００７２】
その測定結果として、入射角１５°での反射減衰スペクトルを図２２に示す。また５．８ＧＨｚでの反射減衰量の入射角依存性を図２３に示す。図２３中の入射角０°での反射減衰特性は、直線偏波の垂直入射での反射減衰量から推定した。
【００７３】
これら図２２、２３の結果から、本実施例の被覆棒列型電波吸収体Ｂの反射減衰特性は、被覆棒列が１層である前記実施例４の被覆棒列型吸収体Ａの性能を大きく上回り、図２２から、入射角１５°で最大６０ｄＢの反射減衰量を示し、周波数５ＧＨｚから７ＧＨｚの広帯域にわたり２０ｄＢ以上の反射減衰量を示すことがわかる。また図２３から、入射角が０°から６０°の範囲で反射減衰量が２０ｄＢ以上と斜め入射の場合でも優れた吸収特性を示すことがわかる。
【００７４】
この様に被覆棒列を２層重ねることにより、吸収周波数帯域や吸収量などの特性が大きく改善されているが、これは、電波の閉じ込めと内部での多重散乱の効果がより助長されて高い吸収特性が実現されたためと考えられる。
【実施例６】
【００７５】
前記実施例５と同様に、互いに直交する方向で２層に重ねた被覆棒列型電波吸収体を作製して吸収特性を評価した。具体的には、図２４に示す通り直径８ｍｍの芯線に１．５ｍｍの被覆を施して直径１１ｍｍとした被覆棒を、対象電波波長である５０ｍｍを下回る４０ｍｍ間隔でアルミ板の上に第１層目として配置し、さらにその上に、同上の被覆棒を４０ｍｍ間隔で第一層目の被覆棒に対して直角に配置した被覆棒列型吸収体Ｃを得た。そして電波をアルミ板に対して斜め方向から入射して、該被覆棒列型電波吸収体Ｃの斜め入射での電波反射特性を測定した。尚、電波の入射面（入射波と反射波の波数ベクトルを含む面）は、下層の被覆棒列と垂直とした。
【００７６】
電波吸収特性の測定は、具体的に、ネットワークアナライザと送信用及び受信用に誘電体レンズつき円偏波アンテナ２本を用い、各入射角での反射減衰量を基準の金属板からの反射強度との比較によって求めた。
【００７７】
その測定結果として、入射角１５°での反射減衰スペクトルを図２５に示す。また５．８ＧＨｚでの反射減衰量の入射角依存性を図２６に示す。図２６中の入射角０°での反射減衰特性は、直線偏波の垂直入射での反射減衰量から推定した。
【００７８】
これら図２５、２６の結果から、本実施例の被覆棒列型電波吸収体Ｃの反射減衰特性は、前記被覆棒列型電波吸収体Ｂと同様に、５．８ＧＨｚで斜めに入射した場合でも、入射角が０°から６０°の範囲で反射減衰量が２０ｄＢ以上と斜め入射の場合でも優れた吸収特性を示すことがわかる。
【００７９】
また、この様に被覆棒列の間隔を本発明で規定する様に電波波長以下とすれば、電波の閉じ込めと内部での多重散乱の効果による高い電波吸収性能が得られることがわかる。
【実施例７】
【００８０】
前記実施例４の被覆棒列型電波吸収体の被覆棒列の配列を変えたものを用意した。詳細には、被覆棒が図２７に示す様にジグザグに配置され、該被覆棒の平均間隔を前記実施例４と同じ２５ｍｍとした被覆棒列型吸収体Ｄを用意した。ここで被覆棒間の間隔は、図２８におけるａとｂの距離を測定し（ａ＋ｂ）／２を求めたものである。
【００８１】
そして前記実施例４と同様に、電波をアルミ板に対して斜め方向から入射して、該被覆棒列型電波吸収体Ｄの斜め入射での電波反射特性を測定した。尚、電波の入射面（入射波と反射波の波数ベクトルを含む面）は、図２９に示す被覆棒列の平均的方向に対して垂直とした。
【００８２】
その測定結果として、入射角１５°での反射減衰スペクトルを図３０、５．８ＧＨｚでの反射減衰量の入射角依存性を図３１に示す。尚、図３１中の入射角０°での反射減衰特性は直線偏波の垂直入射での反射減衰量から推定した。
【００８３】
これら図３０、３１の結果から、本実施例の被覆棒列型電波吸収体Ｄの様に被覆棒の配置を多少変化させても、被覆棒の平均間隔が本発明の規定範囲内にあれば、反射減衰特性は、前記実施例４の被覆棒列型電波吸収体Ａとほぼ同等の特性を示すことがわかる。
【実施例８】
【００８４】
前記実施例４の被覆棒列型電波吸収体Ａの反射板を、表面に電波吸収体の被覆された反射板に変えた被覆棒列型吸収体Ｅを用意した。この反射板の表面に被覆させた電波吸収体は、カーボンブラックをゴム中に５０ＰＨＲ混入させたタイプのもので厚みが２．５ｍｍである。図３２にカーボン含有ゴムシート吸収体で被覆した反射板の直線偏波と垂直入射の反射減衰特性を示す。図３２から、この吸収板は、５ＧＨｚから７ＧＨｚの領域で最大１０ｄＢ程度の反射減衰特性を示すことがわかる。
【００８５】
この吸収板を背面に配した被覆棒型吸収体Ｅを用いて、前記実施例４と同様に、電波をアルミ板に対して斜め方向から入射して、該被覆棒列型電波吸収体Ｅの斜め入射での電波反射特性を測定した。尚、電波の入射面（入射波と反射波の波数ベクトルを含む面）と被覆棒列を垂直とした。
【００８６】
その測定結果として、入射角１５°での反射減衰スペクトルを図３３に、また５．８ＧＨｚでの反射減衰量の入射角依存性を図３４に示す。尚、図３３中の入射角０°での反射減衰特性は直線偏波の垂直入射での反射減衰量から推定した。
【００８７】
これら図３３、３４の結果から、背面に配置する反射板にも電波反射減衰性能を付与することで、前記実施例４の様に金属製反射板を用いたときよりも反射減衰量の最大値は増大することがわかる。また、５．８ＧＨｚで斜めに入射した場合でも、入射角が０°から６０°の範囲で反射減衰量が３０ｄＢ以上と著しく優れた反射減衰特性を示した。これは、被覆棒列と反射板の間での多重反射において、反射板にも反射減衰特性を付与することで、より一層効果的に電波が吸収されたためと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】被覆棒列と背面の反射板からなる電波吸収体における電波の多重散乱状態を示した模式図である。
【図２】反射板が湾曲している場合の被覆棒の配置を例示した上面模式図である。
【図３】実施例における電波反射特性の測定方法を模式的に示した上面図である。
【図４】反射減衰量の周波数・ピッチ依存性を示すグラフ（直線偏波，電場方向と被覆棒が垂直）である。
【図５】反射減衰量のピッチ依存性を示すグラフ（直線偏波，電場方向と被覆棒が垂直）である。
【図６】反射減衰量の周波数・ピッチ依存性を示すグラフ（直線偏波，電場方向と被覆棒が平行）である。
【図７】反射減衰量のピッチ依存性を示すグラフ（直線偏波，電場方向と被覆棒が平行）である。
【図８】実施例１における被覆棒の配列を模式的に示す上面図である。
【図９】実施例１における被覆棒の別の配列を模式的に示す上面図である。
【図１０】反射減衰量の周波数・ピッチ依存性を示すグラフ（直線偏波，電場方向と被覆棒が垂直）である。
【図１１】反射減衰量のピッチ依存性を示すグラフ（直線偏波，電場方向と被覆棒が垂直）である。
【図１２】反射減衰量の周波数・ピッチ依存性を示すグラフ（直線偏波，電場方向と被覆棒が平行）である。
【図１３】反射減衰量のピッチ依存性を示すグラフ（直線偏波，電場方向と被覆棒が平行）である。
【図１４】一定形状の被覆棒を用いたときの反射減衰量のピッチ依存性を示すグラフである。
【図１５】反射減衰量の芯線径・ピッチ依存性を示すグラフである。
【図１６】反射減衰量の芯線径依存性を示すグラフである。
【図１７】実施例４における被覆棒列と偏波との位置関係を示す側面図である。
【図１８】実施例４における入射角１５°での反射減衰スペクトルを示す。
【図１９】実施例４における各入射角での反射減衰スペクトルを示す。
【図２０】実施例４における５．８ＧＨｚでの反射減衰量の入射角依存性を示すグラフである。
【図２１】実施例５における被覆棒の配列を模式的に示す上面図である。
【図２２】実施例５における入射角１５°での反射減衰スペクトルを示している。
【図２３】実施例５における５．８ＧＨｚでの反射減衰量の入射角依存性を示すグラフである。
【図２４】実施例６における被覆棒列吸収体と電波の入射・反射方向を模式的に示した斜視図である。
【図２５】実施例６における入射角１５°での反射減衰スペクトルを示す。
【図２６】実施例６における５．８ＧＨｚでの反射減衰量の入射角依存性を示すグラフである。
【図２７】実施例７における被覆棒列の配列を示す。
【図２８】被覆棒間の間隔〔（ａ＋ｂ）／２〕の算出におけるａ，ｂの長さを示す図である。
【図２９】ジグザグに配置した被覆棒列の平均的方向を示す図である。
【図３０】実施例７における入射角１５°での反射減衰スペクトルを示す。
【図３１】実施例７における５．８ＧＨｚでの反射減衰量の入射角依存性を示すグラフである。
【図３２】実施例８におけるカーボン含有ゴムシート吸収体の反射減衰特性を示す。
【図３３】実施例８における入射角１５°での反射減衰スペクトルを示す。
【図３４】実施例８における５．８ＧＨｚでの反射減衰量の入射角依存性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８９】
１，１４，２１ 被覆棒
２ 反射板
３ 電波の伝播パス
１１ ネットワークアナライザ
１２ ホーンアンテナ
１３ 誘導体レンズ
１５ 反射板（アルミ板）
２２ 背面アルミ板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波吸収材の被覆された円柱状導体芯線（以下「被覆棒」という）で構成された被覆棒列が、導体反射板または電波吸収材の被覆された導体反射板の電波入射側に形成されてなる電波吸収体であって、該円柱状導体芯線の直径が対象電波波長の１／２０以上であり、かつ隣り合う該被覆棒同士の間隔（ピッチ）が対象電波波長以下であることを特徴とする被覆棒列型電波吸収体。
【請求項２】
複数の前記被覆棒列が、導体反射板または電波吸収材の被覆された導体反射板の電波入射側に形成されている請求項１に記載の被覆棒列型電波吸収体。
【請求項３】
前記電波吸収材は、平均厚みが３０μm以下の偏平酸化鉄粉末を含むものである請求項１または２に記載の被覆棒列型電波吸収体。
【請求項４】
前記請求項１〜３のいずれかに記載の被覆棒列型電波吸収体を構成する被覆棒の製造方法であって、前記電波吸収材とバインダーの混合物を押し出し法により前記円柱状導体芯線に被覆することを特徴とする電波吸収体用被覆棒の製造方法。
【請求項１】
電波吸収材の被覆された円柱状導体芯線（以下「被覆棒」という）で構成された被覆棒列が、導体反射板または電波吸収材の被覆された導体反射板の電波入射側に形成されてなる電波吸収体であって、該円柱状導体芯線の直径が対象電波波長の１／２０以上であり、かつ隣り合う該被覆棒同士の間隔（ピッチ）が対象電波波長以下であることを特徴とする被覆棒列型電波吸収体。
【請求項２】
複数の前記被覆棒列が、導体反射板または電波吸収材の被覆された導体反射板の電波入射側に形成されている請求項１に記載の被覆棒列型電波吸収体。
【請求項３】
前記電波吸収材は、平均厚みが３０μm以下の偏平酸化鉄粉末を含むものである請求項１または２に記載の被覆棒列型電波吸収体。
【請求項４】
前記請求項１〜３のいずれかに記載の被覆棒列型電波吸収体を構成する被覆棒の製造方法であって、前記電波吸収材とバインダーの混合物を押し出し法により前記円柱状導体芯線に被覆することを特徴とする電波吸収体用被覆棒の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【公開番号】特開２００６−１４０２９８（Ｐ２００６−１４０２９８Ａ）
【公開日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３２８２０４（Ｐ２００４−３２８２０４）
【出願日】平成１６年１１月１１日（２００４．１１．１１）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月１１日（２００４．１１．１１）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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