電波吸収体及び電波吸収壁
【課題】 電波吸収性能に優れた電波吸収体を提供する。
【解決手段】 複数の構成部材を組み合わせた電波吸収体であって、構成部材は、合成樹脂にカーボンや金属微粉末等の導電体を分散固着させ適度な誘電損失を持たせたブロック1であり、一定間隔をおいて平行に配置した2個のブロックを1組とし、それぞれのブロックの組を、相対的に上段の組と、下段の組とに分けて少なくとも2組のブロックの組を上下段に配置し、上下段のブロックの組を互いに直交する方向に連結して2以上のブロックの組が井桁状に組み合わされている。
【解決手段】 複数の構成部材を組み合わせた電波吸収体であって、構成部材は、合成樹脂にカーボンや金属微粉末等の導電体を分散固着させ適度な誘電損失を持たせたブロック1であり、一定間隔をおいて平行に配置した2個のブロックを1組とし、それぞれのブロックの組を、相対的に上段の組と、下段の組とに分けて少なくとも2組のブロックの組を上下段に配置し、上下段のブロックの組を互いに直交する方向に連結して2以上のブロックの組が井桁状に組み合わされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電波暗室・電波無響室に用いる電波吸収体及びこの電波吸収体の複数個を組み合わせ、電波暗室や電波無響室内に配置することによって形成する電波吸収壁に関する。
【背景技術】
【0002】
電波吸収体は、電子機器の放射電磁波測定・外来電磁波に対する耐力測定などを行う電波暗室を構成するために、部屋の天井面・側壁面、場合によっては床面に設けられる。電波収吸収体として、合成樹脂にカーボン・金属微粉末等の導電体を三次元で均一に分散させた誘電損失体をピラミッド状又はクサビ状に成型したものが知られている。
【0003】
さらに、コスト低減や、輸送コストの低減を目的として、現場に材料を搬入し、現場にて中空のピラミッドまたはクサビ状に組立てる構造のものも知られている。
【0004】
ところで、中空のピラミッドまたはクサビ構造とした電波吸収体を、動作周波数に広域の周波数が要求される電波暗室用に使用したときには、電波吸収体が専有する空間領域内で誘電損失体が不規則に存在することになり、部分的に誘電損失体の表面反射が大きくなり、良好な電波吸収特性を得る事が難しい。
【0005】
また、このような用途に用いる電波吸収体においては、動作させる下限周波数の1/5波長程度の厚みが必要とされ、その条件を満たすように、電波吸収体の構成部材に、導電体を合成樹脂に分散固着させた誘電損失体を用いたときには、その体積が過大な大きさになるという問題点がある。
【特許文献1】特開2000−59067号公報
【特許文献2】特開平7−86783号公報
【特許文献3】特開平7−22769号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
解決しようとする問題点は、電波暗室などの壁面に設置する電波吸収体においては、動作させる下限周波数の1/5波長程度の厚さが必要とされ、その条件を満たすように、電波吸収体の構成部材に、導電体を合成樹脂に分散固着させた誘電損失体を用いたときには、その体積が過大な大きさになるという点である。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、誘電損失体の誘電損失を高めに設定し、吸収体が専有する空間領域内に誘電損失体と自由空間を規則的に混在させて吸収体専有空間全体の誘電損失を等価的に下げることによって、波長の長い低周波に対応できる厚さを有するにもかかわらず、必要な誘電損失体の体積を半分程度に抑えた点を最大の特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明による電波吸収体によれば、非常に広い周波数帯域で良好な吸収性能が得られる。また、構成部材を井桁に組み合わせることによって、電波吸収体の体積中の誘電損失体の占める割合を50%以下とすることが可能となり、合成樹脂に導電体を分散固着させる工程及びその資材を削減する事が可能となり大幅なコストダウンを図ることができる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
波長の長い低周波に対応できる厚さを有するにもかかわらず、必要な誘電損失体の体積を半分程度に抑えるという目的を、合成樹脂にカーボンや金属微粉末等の導電体を分散固着させ適度な誘電損失を持たせたブロックもしくは、表面にカーボン繊維を固着させ適度なシート抵抗値を有するプレートを井桁状に組み合わせることによって実現した。
【0010】
本発明は、複数の構成部材を組み合わせた電波吸収体である。構成部材は、カーボンや金属微粉末等の導電体を分散させ、あるいは表面にシート抵抗値を保有させた定型の誘電損失体である。複数の構成部材は互いに角度をなして組合わされており、構成部材が占める領域と空間領域とに誘電損失体と自由空間とを規則的に混在させ、全体としての誘電損失を等価的に低下させたことを特徴としている。
【0011】
図1は、電波吸収体の構成部材にブロックを用いる例である。図1(a)、(b)に示すブロック1は、合成樹脂にカーボン等の導電体を分散させ、定型の直方体に固化したものである。この実施例においては、説明の都合上、直方体の長辺側を上下縁とする姿勢で、ブロックの上下を区別して説明する。ブロック1には、対抗する2辺、この実施例においては長辺側の2辺には、1辺の長さLを5等分し、L/5の間隔で、両端及び中央3箇所に凸部2、両凸部間の2箇所に凹部3を形成することによって、ブロック1の上下縁にそれぞれ、角型の凸部2及び凹部3を交互に形成している。
【0012】
本発明において、凹部3は、後述するように上段に配置されたブロックと、下段に配置されたブロックとを互いに噛み合わせるための切欠きであり、その間隔(L/5)は、ブロック1の厚みdに合わせてある。図2は、2個以上のブロックを井桁状に組み合わせた例を示している。図2(a)は、ブロックの組を上下段に組み合わせた電波吸収体の正面図、図2(b)は同側面図である。
【0013】
図2(a)、(b)において、並列に配置した2個のブロック(第1のブロックの組)1aに対し、その下方位置に、直角方向に各凹部を向き合わせてそれぞれ2個のブロック(第2のブロックの組)1bを平行に配列し、第1のブロックの組1aのブロックの凹部に第2のブロックの組1bのブロックの凹部を互いに噛み合わせて第1ブロックの組1aと第2ブロックの組1bとを上下に連結し、同様に2個の第2ブロックの組1bの下方位置に直角方向から各凹部を向き合わせて2個の第3ブロックの組1cを平行に配列し、第2ブロックの組1bブロックの凹部に第3ブロックの組1cのブロックの凹部を互いに噛み合わせて第2ブロックの組1bと第3ブロックの組1cとを上下に連結する。
【0014】
以下同様に第3ブロックの組と第4ブロックの組とを連結することによって、順次第N−1ブロックと第Nブロック(ただし、Nは正の整数である)を連結することによって、図3に示すように少なくともブロックの組を上下2段、この実施例においては上下3段に連結して図3に示すように、上下段のブロックを井桁状に組み合わせて電波吸収体4の組み立てを完了する。
【0015】
井桁状に組み合わされた電波吸収体は、そのままでフェライト焼結体板上に積上げて電波暗室などの壁面に設置されるが、あるいは、井桁状に組み合わされた電波吸収体を図4に示すように電波透明体のケース5内に収容し、さらに、必要によりケース5の開口を図5に示すようにカバー5aで塞いで電波吸収体ユニット6とする。図6は、得られた角柱状の電波吸収体ユニット6をフェライト焼結体板(図示略)上に積み上げて縦横に配列し、電波暗室の壁面などに設置した例を示している。
【0016】
図7は、電波吸収体の構成部材にプレートを用いる例である。プレート7は、表面にカーボン繊維を固着させ適度なシート抵抗値を持たせた皮膜皮膜を表面に有する平板であるが、合成樹脂にカーボン等の導電体を分散させて平板状に固化することによっても得られる。
【0017】
図7において、この実施例に用いたプレート7は、縦長の長方形で、その短辺側の上縁(又は下縁)から中央部位にかけてプレート7の厚みに相当する幅のスリット10を2条並列に開口したものである。
【0018】
図7のプレート7の組み立てに際しては、図8に示すようにまず、2枚のプレートを第1プレートの組7aとして一定間隔をおいて平行に配列し、次に上下の向きを逆転したプレートを第2プレートとし、第2プレートの組7bの姿勢を第1プレートの組7aに対し、直角方向の姿勢で一定間隔をおいて平行に配列し、両組のプレートに開口されたスリットを上下方向から互いにかみ合わせて図示のように井桁状に組み合わせる。
【0019】
なお図示は略すが、この実施例においても、井桁状に組み合わされた電波吸収体の組を電波透明体のケース内に収容し、さらに、必要により開口をカバーで塞いで角柱状の電波吸収体ユニットに仕上げ、得られた電波吸収体ユニットを、フェライト焼結体板上に縦横に配列し、電波暗室の壁面などに設置する点は前実施例と同じである。
【0020】
本発明による電波吸収体によれば、構成部材の組み立てによって形成される井桁の間隙>波長となる高周波域では、構成部材の誘電損失を高めに設定することによって、電磁波を効率よく吸収できる。さらに、井桁の間隙<波長となる低周波域では井桁の間隙は無いものとみなされ、実際の誘電率よりも誘電損失体で構成された電波吸収体として作用し、電波吸収性能を劣化させる表面反射が小さくなる。
【0021】
したがって、本発明の電波吸収体によれば、非常に広い周波数帯域で良好な吸収性能が得られる。また、本発明の電波吸収体による電波吸収特性は、誘電損失体の誘電率・電波吸収体中の誘電損失体の体積率および電波吸収体の構成部材であるブロックを積み上げる段数を選択することにより調整可能である。
【0022】
また、構成部材を井桁に組み合わせることによって、電波吸収体が専有する空間領域内に誘電損失体と自由空間が混在しており、電波吸収体の体積中の誘電損失体の占める割合を50%以下とすることが可能である。次に本発明の実施例について、具体的な例を挙げ、図を参照しながら説明する。
【実施例1】
【0023】
図9に示すブロックを10個用い、2個ずつを1組として図10のように5段の井桁状の電波吸収体に組立て、その電波吸収特性を測定した。本実施例に用いたブロック、ならびに組み立てられた電波吸収体は以下のとおりである。
【0024】
(1)ブロック
ブロックは、発泡ウレタン基材にカーボンをラテックスで固着させ、上下縁にそれぞれ2箇所に凹部を形成したものである。カーボンの固着量は発泡ウレタン基材体積に対し0.3g/Lである。
ブロック寸法、580mm×484mm×116mm
凹部の幅116mm、深さ75mm ブロックの長辺側の端縁に2個所形成した。
【0025】
(2)電波吸収体
フェライト焼結体板の上に、図10のように、5段の井桁状に組み立てた電波吸収体を積み上げた。このとき、底面580mm×580mmフェライト焼結体板13上に5段に積み上げられた電波吸収体の高さ1820mm(体積約0.612m3)中に含まれるブロックの体積は0.284m3であり、電波吸収体中の誘電損失体の体積率は約46%である。
【0026】
(3)測定方法
低周波領域での特性は、図11に示すネットワークアナライザ15を用いてストリップライン法によって測定した。測定に際しては、縦600mm、横7200mmの角型ストリップライン導波管を用いた。8はストリップライン導波管の外導体、9は、外導体8内に差し込まれた内導体を示している。
【0027】
この導波管の測定面積(60cm×120cm)の範囲内に、被測定物を設置し、30MHz〜300MHzの電波吸収性能を測定した。
高周波領域(0.7GHz〜4.5GHz)での特性は、図12に示すネットワークアナライザ16を用い、フリースペース法によって測定した。測定に際しては、送信ホーンアンテナ11及び受信ホーンアンテナ12の下方3000mmの位置に被測定物Mを設置した。被測定物Mの周囲には不要反射波除去用の電波吸収体14を置いた。
【0028】
(4)測定結果
電波吸収体の電波吸収性能の測定に先立ち、フェライト焼結体板の単体についての電波吸収性能を測定した。フェライト焼結体板の単体の低周波域の測定結果を図13(a)、高周波域の測定結果を図13(b)に示す。次に、実施例1としてこのフェライト焼結体板単体上に上記電波吸収体を置いて電波吸収性能を測定した。低周波域の測定結果および高周波域の測定結果をそれぞれ図14(a)、(b)に示す。図から明らかなように、低周波、高周波域において、フェライト焼結体板の吸収特性を損ねることなく、電波吸収体としての特性を有している事がわかる。また、図13と、図14とを比較して明らかなように、フェライト焼結体板の上に、5段の井桁状に組み立てた電波吸収体を積み上げた実施例1による減衰量は、低周波域から高周波域の広い範囲にわたって大幅に増大することが示された。
【実施例2】
【0029】
実施例1に用いたブロックと同じ形状で、カーボンの固着量は発泡ウレタン基材体積に対し0.4g/Lとしたブロック10個を用い、2個ずつを1組として実施例1と同じように5段の井桁状の電波吸収体に組立て、フェライト焼結体板上に積み上げてその電波吸収特性を測定した。
【0030】
誘電損失体の体積率は、約46%となる。実施例2として前記フェライト焼結体板単体上におかれた電波吸収体の電波吸収性能の測定結果を図15に示す。図15(a)は、低周波域の測定結果、(b)は、高周波域の測定結果を示している(以下同じ)。この例においても、実施例1と同様に低周波、高周波域において、フェライト焼結体板の吸収特性を損ねることなく、電波吸収体としての特性を有している事がわかる。また、実施例1の結果と比較し、カーボン固着量が増加しているため、高周波領域での特性が5〜10dB程良くなっている事が確認できる。
【実施例3】
【0031】
実施例1に用いたブロックと同じ形状で、カーボンの固着量は発泡ウレタン基材体積に対し0.4g/Lとしたブロック10個を用い、2個ずつを1組として図17に示すように3段の井桁状の電波吸収体に組立て、フェライト焼結体板13上に積み上げてその電波吸収特性を測定した。誘電損失体の体積率は約44%となる。
【0032】
実施例3として前記フェライト焼結体板単体上におかれた電波吸収体の電波吸収性能の測定結果を図17に示す。図から明らかなように、この例においても、低周波、高周波域において、フェライト焼結体板の吸収特性を損ねることなく、電波吸収体としての特性を有している事がわかる。また、実施例2のブロックとカーボン固着量は同一であるが、実施例3では30MHzで−26dBが−18dBになっていることから、低周波領域で特性が悪化していることを確認できる。これは電波吸収体自体の高さが減少しているからである。
【実施例4】
【0033】
カーボンの固着量は発泡ウレタン基材体積に対し0.8g/Lとした図18に示すブロック10個を用い、2個ずつを1組として図19のように5段の井桁状の電波吸収体に組立て、フェライト焼結体板上に積み上げてその電波吸収特性を測定した。誘電損失体の体積率は約21%となる。
【0034】
この実施例に用いたブロックは、寸法、580mm×484mm×116mm、凹部(幅16mm、深さ75mm)をブロックの長辺側の端縁に2個所形成した。
【0035】
実施例4として前記フェライト焼結体板単体上におかれた電波吸収体の電波吸収性能の測定結果を図20に示す。この実施例においても、低周波、高周波域において、フェライト焼結体板の吸収特性を損ねることなく、電波吸収体としての特性を有している事がわかる。また実施例2と比較し、カーボン固着量を2倍にしたことで誘電体の体積を1/2(46%→21%)にすることが可能なことが確認できる。
【実施例5】
【0036】
実施例1に用いたブロックと同じ形状で、発泡スチロール基材表面にカーボン繊維を固着させたブロックを用いた。カーボン繊維の付着量は発泡ウレタン基材体積に対し0.3g/m3とした。誘電損失体の見かけの体積率は約60%となる。
【0037】
このブロック10個を用い、2個ずつを1組として実施例1と同じように5段の井桁状の電波吸収体に組立て、フェライト焼結体板上に積み上げてその電波吸収特性を測定した。
【0038】
実施例5として前記フェライト焼結体板単体上におかれた電波吸収体の電波吸収性能の測定結果を図21に示す。図から明らかなように、低周波、高周波域において、フェライト焼結体板の吸収特性を損ねることなく、電波吸収体としての特性を有している事がわかる。またこの結果より、誘電体中にカーボンを均一に分散固着させた物を用いた場合とほぼ同等の性能となる事が確認できる。
【実施例6】
【0039】
実施例6は、電波吸収体の構成部材にプレートを用いる例である。このプレートは、図22に示すとおり、低誘電率材料(合成樹脂)の表面にカーボン繊維を分散させて平板状に固化した縦長で全長1820mm、幅580mmの長方形で、その短辺側の上縁(又は下縁)から中央部位にかけてプレートの厚みに相当する幅で長さ910mmスリットを2条並列に開口したものである。
【0040】
カーボン繊維の固着量は0.3g/m2である。この2枚のプレートを第1プレートの組として一定間隔をおいて平行に配列し、次に上下の向きを逆転したプレートを第2プレートとし、第2プレートの組の姿勢を第1プレートの組に対し、直角方向の姿勢で一定間隔をおいて平行に配列し、両組のプレートに開口されたスリットを上下方向から互いにかみ合わせて図23に示すように上方より視て井桁状に組み合わせ、これをフェライト焼結体板13上に積み重ねたものである。
【0041】
実施例6として前記フェライト焼結体板単体上におかれた電波吸収体の電波吸収性能の測定結果を測定結果を図24に示す。図から明らかなように、この例においても低周波、高周波域において、フェライト焼結体板の吸収特性を損ねることなく、電波吸収体としての特性を有している事がわかる。
【0042】
以上のように構成部材としてのブロックあるいはプレートを井桁状に積み上げた本発明による電波吸収体の吸収性能は、各実施例に明らかなとおり、従来の電波吸収体と比較しても遜色ない特性を得ることができ、同程度の高さを有する従来の電波吸収体と比較し、使用する誘電損失体の体積を半分以下とすることが可能となり、製造コストを大幅に削減でき、さらに輸送・保管・施工の面でも従来の電波吸収体の施工に比べてはるかに有利である。
【産業上の利用可能性】
【0043】
本発明は、電子機器の放射電磁波測定・外来電磁波に対する耐力測定などを行う電波暗室に設置する電波吸収体として、広い周波数領域に渡って良好な電波吸収性能が得られ、特に電波吸収体の体積中の誘電損失体の占める割合を50%以下にとどめて良好な電波吸収特性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】電波吸収体の構成部材にブロックを用いる例を示す図であり、(a)は三面図、(b)は斜視図である。
【図2】(a)はブロックの組を上下段に組み合わせた電波吸収体の正面図、(b)は同側面図である。
【図3】上下段のブロックを井桁状に組み合わせた状態の平面図である。
【図4】井桁状に組み合わされた電波吸収体を電波透明体のケース内に収容した状態の平面図である。
【図5】ケースの開口をカバーで塞いだ状態を示す図である。
【図6】角柱状の電波吸収体ユニットをフェライト焼結体板上に積み上げて縦横に配列し、電波暗室の壁面などに設置した例を示す図である。
【図7】電波吸収体の構成部材にプレートを用いる例を示す図である。
【図8】プレートを組み立てた状態を示す図である。
【図9】実施例1のブロックの三面図である。
【図10】実施例1のブロックを5段の井桁状の電波吸収体に組立てた状態を示す図である。
【図11】本発明において30MHz〜500MHzの電波吸収性能に用いた測定系の概略図である。
【図12】本発明において0.7GHz〜4.5GHzの電波吸収性能に用いた測定系の概略図である。
【図13】実施例1におけるフェライト焼結体板単体の測定結果であり、(a)は低周波域の測定結果、(b)は高周波域の測定結果を示す図である。
【図14】実施例1における電波吸収体の測定結果であり、(a)は低周波域の測定結果、(b)は高周波域の測定結果を示す図である。
【図15】実施例2における電波吸収体の測定結果であり、(a)は低周波域の測定結果、(b)は高周波域の測定結果を示す図である。
【図16】実施例3のブロックを3段の井桁状の電波吸収体に組立てた状態を示す図である。
【図17】実施例3における電波吸収体の測定結果であり、(a)は低周波域の測定結果、(b)は高周波域の測定結果を示す図である。
【図18】実施例4のブロックの三面図である。
【図19】実施例4のブロックを5段の井桁状の電波吸収体に組立てた状態を示す図である。
【図20】実施例4における電波吸収体の測定結果であり、(a)は低周波域の測定結果、(b)は高周波域の測定結果を示す図である。
【図21】実施例5における電波吸収体の測定結果であり、(a)は低周波域の測定結果、(b)は高周波域の測定結果を示す図である。
【図22】実施例6の電波吸収体の構成部材にプレートを用いる例を示す図である。
【図23】プレートを組み立てた状態を示す図である。
【図24】実施例6における電波吸収体の測定結果であり、(a)は低周波域の測定結果、(b)は高周波域の測定結果を示す図である。
【符号の説明】
【0045】
1 ブロック
1a,1b,1c ブロックの組
2 凸部
3 凹部
4 電波吸収体
5 ケース
5a カバー
6 電波吸収体ユニット
7 プレート
7a,7b プレートの組
8 外導体
9 内導体
10 スリット
11 送信ホーンアンテナ
12 受信ホーンアンテナ
13 フェライト焼結体板
14 不要反射波除去用の電波吸収体
15、16 ネットワークアナライザ
M 被測定物
【技術分野】
【0001】
本発明は、電波暗室・電波無響室に用いる電波吸収体及びこの電波吸収体の複数個を組み合わせ、電波暗室や電波無響室内に配置することによって形成する電波吸収壁に関する。
【背景技術】
【0002】
電波吸収体は、電子機器の放射電磁波測定・外来電磁波に対する耐力測定などを行う電波暗室を構成するために、部屋の天井面・側壁面、場合によっては床面に設けられる。電波収吸収体として、合成樹脂にカーボン・金属微粉末等の導電体を三次元で均一に分散させた誘電損失体をピラミッド状又はクサビ状に成型したものが知られている。
【0003】
さらに、コスト低減や、輸送コストの低減を目的として、現場に材料を搬入し、現場にて中空のピラミッドまたはクサビ状に組立てる構造のものも知られている。
【0004】
ところで、中空のピラミッドまたはクサビ構造とした電波吸収体を、動作周波数に広域の周波数が要求される電波暗室用に使用したときには、電波吸収体が専有する空間領域内で誘電損失体が不規則に存在することになり、部分的に誘電損失体の表面反射が大きくなり、良好な電波吸収特性を得る事が難しい。
【0005】
また、このような用途に用いる電波吸収体においては、動作させる下限周波数の1/5波長程度の厚みが必要とされ、その条件を満たすように、電波吸収体の構成部材に、導電体を合成樹脂に分散固着させた誘電損失体を用いたときには、その体積が過大な大きさになるという問題点がある。
【特許文献1】特開2000−59067号公報
【特許文献2】特開平7−86783号公報
【特許文献3】特開平7−22769号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
解決しようとする問題点は、電波暗室などの壁面に設置する電波吸収体においては、動作させる下限周波数の1/5波長程度の厚さが必要とされ、その条件を満たすように、電波吸収体の構成部材に、導電体を合成樹脂に分散固着させた誘電損失体を用いたときには、その体積が過大な大きさになるという点である。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、誘電損失体の誘電損失を高めに設定し、吸収体が専有する空間領域内に誘電損失体と自由空間を規則的に混在させて吸収体専有空間全体の誘電損失を等価的に下げることによって、波長の長い低周波に対応できる厚さを有するにもかかわらず、必要な誘電損失体の体積を半分程度に抑えた点を最大の特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明による電波吸収体によれば、非常に広い周波数帯域で良好な吸収性能が得られる。また、構成部材を井桁に組み合わせることによって、電波吸収体の体積中の誘電損失体の占める割合を50%以下とすることが可能となり、合成樹脂に導電体を分散固着させる工程及びその資材を削減する事が可能となり大幅なコストダウンを図ることができる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
波長の長い低周波に対応できる厚さを有するにもかかわらず、必要な誘電損失体の体積を半分程度に抑えるという目的を、合成樹脂にカーボンや金属微粉末等の導電体を分散固着させ適度な誘電損失を持たせたブロックもしくは、表面にカーボン繊維を固着させ適度なシート抵抗値を有するプレートを井桁状に組み合わせることによって実現した。
【0010】
本発明は、複数の構成部材を組み合わせた電波吸収体である。構成部材は、カーボンや金属微粉末等の導電体を分散させ、あるいは表面にシート抵抗値を保有させた定型の誘電損失体である。複数の構成部材は互いに角度をなして組合わされており、構成部材が占める領域と空間領域とに誘電損失体と自由空間とを規則的に混在させ、全体としての誘電損失を等価的に低下させたことを特徴としている。
【0011】
図1は、電波吸収体の構成部材にブロックを用いる例である。図1(a)、(b)に示すブロック1は、合成樹脂にカーボン等の導電体を分散させ、定型の直方体に固化したものである。この実施例においては、説明の都合上、直方体の長辺側を上下縁とする姿勢で、ブロックの上下を区別して説明する。ブロック1には、対抗する2辺、この実施例においては長辺側の2辺には、1辺の長さLを5等分し、L/5の間隔で、両端及び中央3箇所に凸部2、両凸部間の2箇所に凹部3を形成することによって、ブロック1の上下縁にそれぞれ、角型の凸部2及び凹部3を交互に形成している。
【0012】
本発明において、凹部3は、後述するように上段に配置されたブロックと、下段に配置されたブロックとを互いに噛み合わせるための切欠きであり、その間隔(L/5)は、ブロック1の厚みdに合わせてある。図2は、2個以上のブロックを井桁状に組み合わせた例を示している。図2(a)は、ブロックの組を上下段に組み合わせた電波吸収体の正面図、図2(b)は同側面図である。
【0013】
図2(a)、(b)において、並列に配置した2個のブロック(第1のブロックの組)1aに対し、その下方位置に、直角方向に各凹部を向き合わせてそれぞれ2個のブロック(第2のブロックの組)1bを平行に配列し、第1のブロックの組1aのブロックの凹部に第2のブロックの組1bのブロックの凹部を互いに噛み合わせて第1ブロックの組1aと第2ブロックの組1bとを上下に連結し、同様に2個の第2ブロックの組1bの下方位置に直角方向から各凹部を向き合わせて2個の第3ブロックの組1cを平行に配列し、第2ブロックの組1bブロックの凹部に第3ブロックの組1cのブロックの凹部を互いに噛み合わせて第2ブロックの組1bと第3ブロックの組1cとを上下に連結する。
【0014】
以下同様に第3ブロックの組と第4ブロックの組とを連結することによって、順次第N−1ブロックと第Nブロック(ただし、Nは正の整数である)を連結することによって、図3に示すように少なくともブロックの組を上下2段、この実施例においては上下3段に連結して図3に示すように、上下段のブロックを井桁状に組み合わせて電波吸収体4の組み立てを完了する。
【0015】
井桁状に組み合わされた電波吸収体は、そのままでフェライト焼結体板上に積上げて電波暗室などの壁面に設置されるが、あるいは、井桁状に組み合わされた電波吸収体を図4に示すように電波透明体のケース5内に収容し、さらに、必要によりケース5の開口を図5に示すようにカバー5aで塞いで電波吸収体ユニット6とする。図6は、得られた角柱状の電波吸収体ユニット6をフェライト焼結体板(図示略)上に積み上げて縦横に配列し、電波暗室の壁面などに設置した例を示している。
【0016】
図7は、電波吸収体の構成部材にプレートを用いる例である。プレート7は、表面にカーボン繊維を固着させ適度なシート抵抗値を持たせた皮膜皮膜を表面に有する平板であるが、合成樹脂にカーボン等の導電体を分散させて平板状に固化することによっても得られる。
【0017】
図7において、この実施例に用いたプレート7は、縦長の長方形で、その短辺側の上縁(又は下縁)から中央部位にかけてプレート7の厚みに相当する幅のスリット10を2条並列に開口したものである。
【0018】
図7のプレート7の組み立てに際しては、図8に示すようにまず、2枚のプレートを第1プレートの組7aとして一定間隔をおいて平行に配列し、次に上下の向きを逆転したプレートを第2プレートとし、第2プレートの組7bの姿勢を第1プレートの組7aに対し、直角方向の姿勢で一定間隔をおいて平行に配列し、両組のプレートに開口されたスリットを上下方向から互いにかみ合わせて図示のように井桁状に組み合わせる。
【0019】
なお図示は略すが、この実施例においても、井桁状に組み合わされた電波吸収体の組を電波透明体のケース内に収容し、さらに、必要により開口をカバーで塞いで角柱状の電波吸収体ユニットに仕上げ、得られた電波吸収体ユニットを、フェライト焼結体板上に縦横に配列し、電波暗室の壁面などに設置する点は前実施例と同じである。
【0020】
本発明による電波吸収体によれば、構成部材の組み立てによって形成される井桁の間隙>波長となる高周波域では、構成部材の誘電損失を高めに設定することによって、電磁波を効率よく吸収できる。さらに、井桁の間隙<波長となる低周波域では井桁の間隙は無いものとみなされ、実際の誘電率よりも誘電損失体で構成された電波吸収体として作用し、電波吸収性能を劣化させる表面反射が小さくなる。
【0021】
したがって、本発明の電波吸収体によれば、非常に広い周波数帯域で良好な吸収性能が得られる。また、本発明の電波吸収体による電波吸収特性は、誘電損失体の誘電率・電波吸収体中の誘電損失体の体積率および電波吸収体の構成部材であるブロックを積み上げる段数を選択することにより調整可能である。
【0022】
また、構成部材を井桁に組み合わせることによって、電波吸収体が専有する空間領域内に誘電損失体と自由空間が混在しており、電波吸収体の体積中の誘電損失体の占める割合を50%以下とすることが可能である。次に本発明の実施例について、具体的な例を挙げ、図を参照しながら説明する。
【実施例1】
【0023】
図9に示すブロックを10個用い、2個ずつを1組として図10のように5段の井桁状の電波吸収体に組立て、その電波吸収特性を測定した。本実施例に用いたブロック、ならびに組み立てられた電波吸収体は以下のとおりである。
【0024】
(1)ブロック
ブロックは、発泡ウレタン基材にカーボンをラテックスで固着させ、上下縁にそれぞれ2箇所に凹部を形成したものである。カーボンの固着量は発泡ウレタン基材体積に対し0.3g/Lである。
ブロック寸法、580mm×484mm×116mm
凹部の幅116mm、深さ75mm ブロックの長辺側の端縁に2個所形成した。
【0025】
(2)電波吸収体
フェライト焼結体板の上に、図10のように、5段の井桁状に組み立てた電波吸収体を積み上げた。このとき、底面580mm×580mmフェライト焼結体板13上に5段に積み上げられた電波吸収体の高さ1820mm(体積約0.612m3)中に含まれるブロックの体積は0.284m3であり、電波吸収体中の誘電損失体の体積率は約46%である。
【0026】
(3)測定方法
低周波領域での特性は、図11に示すネットワークアナライザ15を用いてストリップライン法によって測定した。測定に際しては、縦600mm、横7200mmの角型ストリップライン導波管を用いた。8はストリップライン導波管の外導体、9は、外導体8内に差し込まれた内導体を示している。
【0027】
この導波管の測定面積(60cm×120cm)の範囲内に、被測定物を設置し、30MHz〜300MHzの電波吸収性能を測定した。
高周波領域(0.7GHz〜4.5GHz)での特性は、図12に示すネットワークアナライザ16を用い、フリースペース法によって測定した。測定に際しては、送信ホーンアンテナ11及び受信ホーンアンテナ12の下方3000mmの位置に被測定物Mを設置した。被測定物Mの周囲には不要反射波除去用の電波吸収体14を置いた。
【0028】
(4)測定結果
電波吸収体の電波吸収性能の測定に先立ち、フェライト焼結体板の単体についての電波吸収性能を測定した。フェライト焼結体板の単体の低周波域の測定結果を図13(a)、高周波域の測定結果を図13(b)に示す。次に、実施例1としてこのフェライト焼結体板単体上に上記電波吸収体を置いて電波吸収性能を測定した。低周波域の測定結果および高周波域の測定結果をそれぞれ図14(a)、(b)に示す。図から明らかなように、低周波、高周波域において、フェライト焼結体板の吸収特性を損ねることなく、電波吸収体としての特性を有している事がわかる。また、図13と、図14とを比較して明らかなように、フェライト焼結体板の上に、5段の井桁状に組み立てた電波吸収体を積み上げた実施例1による減衰量は、低周波域から高周波域の広い範囲にわたって大幅に増大することが示された。
【実施例2】
【0029】
実施例1に用いたブロックと同じ形状で、カーボンの固着量は発泡ウレタン基材体積に対し0.4g/Lとしたブロック10個を用い、2個ずつを1組として実施例1と同じように5段の井桁状の電波吸収体に組立て、フェライト焼結体板上に積み上げてその電波吸収特性を測定した。
【0030】
誘電損失体の体積率は、約46%となる。実施例2として前記フェライト焼結体板単体上におかれた電波吸収体の電波吸収性能の測定結果を図15に示す。図15(a)は、低周波域の測定結果、(b)は、高周波域の測定結果を示している(以下同じ)。この例においても、実施例1と同様に低周波、高周波域において、フェライト焼結体板の吸収特性を損ねることなく、電波吸収体としての特性を有している事がわかる。また、実施例1の結果と比較し、カーボン固着量が増加しているため、高周波領域での特性が5〜10dB程良くなっている事が確認できる。
【実施例3】
【0031】
実施例1に用いたブロックと同じ形状で、カーボンの固着量は発泡ウレタン基材体積に対し0.4g/Lとしたブロック10個を用い、2個ずつを1組として図17に示すように3段の井桁状の電波吸収体に組立て、フェライト焼結体板13上に積み上げてその電波吸収特性を測定した。誘電損失体の体積率は約44%となる。
【0032】
実施例3として前記フェライト焼結体板単体上におかれた電波吸収体の電波吸収性能の測定結果を図17に示す。図から明らかなように、この例においても、低周波、高周波域において、フェライト焼結体板の吸収特性を損ねることなく、電波吸収体としての特性を有している事がわかる。また、実施例2のブロックとカーボン固着量は同一であるが、実施例3では30MHzで−26dBが−18dBになっていることから、低周波領域で特性が悪化していることを確認できる。これは電波吸収体自体の高さが減少しているからである。
【実施例4】
【0033】
カーボンの固着量は発泡ウレタン基材体積に対し0.8g/Lとした図18に示すブロック10個を用い、2個ずつを1組として図19のように5段の井桁状の電波吸収体に組立て、フェライト焼結体板上に積み上げてその電波吸収特性を測定した。誘電損失体の体積率は約21%となる。
【0034】
この実施例に用いたブロックは、寸法、580mm×484mm×116mm、凹部(幅16mm、深さ75mm)をブロックの長辺側の端縁に2個所形成した。
【0035】
実施例4として前記フェライト焼結体板単体上におかれた電波吸収体の電波吸収性能の測定結果を図20に示す。この実施例においても、低周波、高周波域において、フェライト焼結体板の吸収特性を損ねることなく、電波吸収体としての特性を有している事がわかる。また実施例2と比較し、カーボン固着量を2倍にしたことで誘電体の体積を1/2(46%→21%)にすることが可能なことが確認できる。
【実施例5】
【0036】
実施例1に用いたブロックと同じ形状で、発泡スチロール基材表面にカーボン繊維を固着させたブロックを用いた。カーボン繊維の付着量は発泡ウレタン基材体積に対し0.3g/m3とした。誘電損失体の見かけの体積率は約60%となる。
【0037】
このブロック10個を用い、2個ずつを1組として実施例1と同じように5段の井桁状の電波吸収体に組立て、フェライト焼結体板上に積み上げてその電波吸収特性を測定した。
【0038】
実施例5として前記フェライト焼結体板単体上におかれた電波吸収体の電波吸収性能の測定結果を図21に示す。図から明らかなように、低周波、高周波域において、フェライト焼結体板の吸収特性を損ねることなく、電波吸収体としての特性を有している事がわかる。またこの結果より、誘電体中にカーボンを均一に分散固着させた物を用いた場合とほぼ同等の性能となる事が確認できる。
【実施例6】
【0039】
実施例6は、電波吸収体の構成部材にプレートを用いる例である。このプレートは、図22に示すとおり、低誘電率材料(合成樹脂)の表面にカーボン繊維を分散させて平板状に固化した縦長で全長1820mm、幅580mmの長方形で、その短辺側の上縁(又は下縁)から中央部位にかけてプレートの厚みに相当する幅で長さ910mmスリットを2条並列に開口したものである。
【0040】
カーボン繊維の固着量は0.3g/m2である。この2枚のプレートを第1プレートの組として一定間隔をおいて平行に配列し、次に上下の向きを逆転したプレートを第2プレートとし、第2プレートの組の姿勢を第1プレートの組に対し、直角方向の姿勢で一定間隔をおいて平行に配列し、両組のプレートに開口されたスリットを上下方向から互いにかみ合わせて図23に示すように上方より視て井桁状に組み合わせ、これをフェライト焼結体板13上に積み重ねたものである。
【0041】
実施例6として前記フェライト焼結体板単体上におかれた電波吸収体の電波吸収性能の測定結果を測定結果を図24に示す。図から明らかなように、この例においても低周波、高周波域において、フェライト焼結体板の吸収特性を損ねることなく、電波吸収体としての特性を有している事がわかる。
【0042】
以上のように構成部材としてのブロックあるいはプレートを井桁状に積み上げた本発明による電波吸収体の吸収性能は、各実施例に明らかなとおり、従来の電波吸収体と比較しても遜色ない特性を得ることができ、同程度の高さを有する従来の電波吸収体と比較し、使用する誘電損失体の体積を半分以下とすることが可能となり、製造コストを大幅に削減でき、さらに輸送・保管・施工の面でも従来の電波吸収体の施工に比べてはるかに有利である。
【産業上の利用可能性】
【0043】
本発明は、電子機器の放射電磁波測定・外来電磁波に対する耐力測定などを行う電波暗室に設置する電波吸収体として、広い周波数領域に渡って良好な電波吸収性能が得られ、特に電波吸収体の体積中の誘電損失体の占める割合を50%以下にとどめて良好な電波吸収特性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】電波吸収体の構成部材にブロックを用いる例を示す図であり、(a)は三面図、(b)は斜視図である。
【図2】(a)はブロックの組を上下段に組み合わせた電波吸収体の正面図、(b)は同側面図である。
【図3】上下段のブロックを井桁状に組み合わせた状態の平面図である。
【図4】井桁状に組み合わされた電波吸収体を電波透明体のケース内に収容した状態の平面図である。
【図5】ケースの開口をカバーで塞いだ状態を示す図である。
【図6】角柱状の電波吸収体ユニットをフェライト焼結体板上に積み上げて縦横に配列し、電波暗室の壁面などに設置した例を示す図である。
【図7】電波吸収体の構成部材にプレートを用いる例を示す図である。
【図8】プレートを組み立てた状態を示す図である。
【図9】実施例1のブロックの三面図である。
【図10】実施例1のブロックを5段の井桁状の電波吸収体に組立てた状態を示す図である。
【図11】本発明において30MHz〜500MHzの電波吸収性能に用いた測定系の概略図である。
【図12】本発明において0.7GHz〜4.5GHzの電波吸収性能に用いた測定系の概略図である。
【図13】実施例1におけるフェライト焼結体板単体の測定結果であり、(a)は低周波域の測定結果、(b)は高周波域の測定結果を示す図である。
【図14】実施例1における電波吸収体の測定結果であり、(a)は低周波域の測定結果、(b)は高周波域の測定結果を示す図である。
【図15】実施例2における電波吸収体の測定結果であり、(a)は低周波域の測定結果、(b)は高周波域の測定結果を示す図である。
【図16】実施例3のブロックを3段の井桁状の電波吸収体に組立てた状態を示す図である。
【図17】実施例3における電波吸収体の測定結果であり、(a)は低周波域の測定結果、(b)は高周波域の測定結果を示す図である。
【図18】実施例4のブロックの三面図である。
【図19】実施例4のブロックを5段の井桁状の電波吸収体に組立てた状態を示す図である。
【図20】実施例4における電波吸収体の測定結果であり、(a)は低周波域の測定結果、(b)は高周波域の測定結果を示す図である。
【図21】実施例5における電波吸収体の測定結果であり、(a)は低周波域の測定結果、(b)は高周波域の測定結果を示す図である。
【図22】実施例6の電波吸収体の構成部材にプレートを用いる例を示す図である。
【図23】プレートを組み立てた状態を示す図である。
【図24】実施例6における電波吸収体の測定結果であり、(a)は低周波域の測定結果、(b)は高周波域の測定結果を示す図である。
【符号の説明】
【0045】
1 ブロック
1a,1b,1c ブロックの組
2 凸部
3 凹部
4 電波吸収体
5 ケース
5a カバー
6 電波吸収体ユニット
7 プレート
7a,7b プレートの組
8 外導体
9 内導体
10 スリット
11 送信ホーンアンテナ
12 受信ホーンアンテナ
13 フェライト焼結体板
14 不要反射波除去用の電波吸収体
15、16 ネットワークアナライザ
M 被測定物
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の構成部材を組み合わせた電波吸収体であって、
構成部材は、カーボンや金属微粉末等の導電体を分散させ、あるいは表面にシート抵抗値を保有させた定型の誘電損失体であり、
複数の構成部材は互いに角度をなして組合わされ、構成部材が占める領域と空間領域の断面に誘電損失体と自由空間を規則的に混在させ、なおかつ高さ方向に連続的に存在させる事で、全体としての誘電損失を等価的に低下させたことを特徴とする電波吸収体。
【請求項2】
構成部材は、合成樹脂にカーボンや金属微粉末等の導電体を分散固着させ適度な誘電損失を持たせたブロックであり、
一定間隔をおいて平行に配置した2個のブロックを1組とし、それぞれのブロックの組を、相対的に上段の組と、下段の組とに分けて少なくとも2組のブロックの組を上下段に配置し、上下段のブロックの組を互いに直交する方向に連結して2以上のブロックの組が井桁状に組み合わされていることを特徴とする請求項1に記載の電波吸収体。
【請求項3】
請求項1〜2のいずれか1に記載された電波吸収体の複数個をフェライト焼結体板上に積上げて電波暗室、電波無響室の内壁に設置したことを特徴とする電波吸収壁。
【請求項4】
井桁状に組み合わされた前記電波吸収体は、電波透明体のケース内に収容され、電波吸収体ユニットとして壁面に配列されていることを特徴とする請求項3に記載の電波吸収壁。
【請求項1】
複数の構成部材を組み合わせた電波吸収体であって、
構成部材は、カーボンや金属微粉末等の導電体を分散させ、あるいは表面にシート抵抗値を保有させた定型の誘電損失体であり、
複数の構成部材は互いに角度をなして組合わされ、構成部材が占める領域と空間領域の断面に誘電損失体と自由空間を規則的に混在させ、なおかつ高さ方向に連続的に存在させる事で、全体としての誘電損失を等価的に低下させたことを特徴とする電波吸収体。
【請求項2】
構成部材は、合成樹脂にカーボンや金属微粉末等の導電体を分散固着させ適度な誘電損失を持たせたブロックであり、
一定間隔をおいて平行に配置した2個のブロックを1組とし、それぞれのブロックの組を、相対的に上段の組と、下段の組とに分けて少なくとも2組のブロックの組を上下段に配置し、上下段のブロックの組を互いに直交する方向に連結して2以上のブロックの組が井桁状に組み合わされていることを特徴とする請求項1に記載の電波吸収体。
【請求項3】
請求項1〜2のいずれか1に記載された電波吸収体の複数個をフェライト焼結体板上に積上げて電波暗室、電波無響室の内壁に設置したことを特徴とする電波吸収壁。
【請求項4】
井桁状に組み合わされた前記電波吸収体は、電波透明体のケース内に収容され、電波吸収体ユニットとして壁面に配列されていることを特徴とする請求項3に記載の電波吸収壁。
【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】
【公開番号】特開2010−21459(P2010−21459A)
【公開日】平成22年1月28日(2010.1.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−182355(P2008−182355)
【出願日】平成20年7月14日(2008.7.14)
【出願人】(000221959)東北化工株式会社 (17)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年1月28日(2010.1.28)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年7月14日(2008.7.14)
【出願人】(000221959)東北化工株式会社 (17)
【Fターム(参考)】
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