DE19949631A1

DE19949631A1 - Verbundabsorber für elektromagnetische Wellen und Verfahren zum Anordnen des Verbundabsorbers

Info

Publication number: DE19949631A1
Application number: DE19949631A
Authority: DE
Inventors: Shigeo Inoue; Toshikatsu Hayashi; Kazuo Shimada
Original assignee: Riken Corp
Current assignee: Riken Corp
Priority date: 1998-10-15
Filing date: 1999-10-14
Publication date: 2000-05-18
Anticipated expiration: 2019-10-15
Also published as: JP3041295B1; DE19949631B4; JP2000188513A; US6373425B1

Abstract

Verbundabsorber (1) für elektromagnetische Wellen, mit dem die Höhe eines pyramidenförmigen Absorbers für elektromagnetische Wellen eingeschränkt werden kann und der bei einen kompakten schalldichten Raum verwendet wird, worin ein oberer Absorber (3) durch Dispergieren eines Ferritpulvers in einem herkömmlichen Harz mit einer Dielektrizitätskonstanten von nicht höher als 4,9 hergestellt wird.

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf einen Absorber für elektromagnetische Wellen und insbesondere auf einen Verbundabsorber für elektromagnetische Wellen, der in einem kompakten schalldichten Raum verwendet wird, in welchem elektromagnetische Wellen nicht reflektiert werden. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf einen Verbundabsorber für elektromagnetische Wellen, der ein mit Ferritpulver dispergiertes, nichtpolares Harz bzw. nichtpo lares Kunstharz, eine Pyramidengestalt und eine Ferritplatte bzw. Ferritwandplatte aufweist.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf ei nen schalldichten Raum, bei dem der Verbundabsorber verwendet wird, und auf ein Verfahren zum Anordnen des Verbundabsorbers in dem kompakten schalldichten Raum.

In den vergangenen Jahren haben sich Schwierigkeiten hinsichtlich einer von einem elektronischen Produkt auf ein anderes elektronisches Produkt übertragenen Störung durch eine elektromagnetische Welle oder im Gegensatz dazu Schwierigkeiten hinsichtlich einer Störung durch eine elektromagnetische Welle des elektronischen Produktes, die durch andere elektronische Produkte übertragen worden ist, angehäuft. Unter solchen Umständen waren Hersteller der elektronischen Produkte gezwungen, sicherzustellen, daß ihre Produkte sogar dann keine Schwierigkeiten hinsichtlich einer Störung aufweisen, wenn ihre Produkte mit einer Störung durch eine elektromagnetische Welle beaufschlagt sind. Außerdem waren sie gezwungen, sicherzustellen, daß ihre Produkte wiederum keine Störung durch eine elektromagnetische Welle erzeugen und aussenden, die auf die Produkte anderer Hersteller nachteilige Einflüsse aus üben könnte. Mit anderen Worten, es wurde für elektronische Produkte im allgemeinen eine elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) notwendig, um diese zwei Anforderungen zu erfüllen.

Es ist daher ein Meßraum zum Bewerten dieser zwei Anforderungen notwendig. Um die Einflüsse von allem anderen als dem zu messenden elektronischen Produkt zu beseitigen, ist die Außenwandung des Meßraums mit einer Metallplatte bedeckt, um elektromagnetische Wellen abzuschirmen, und ihre Innenwandung ist mit einem Absorber für elektromagnetische Wellen (der im folgenden nur als "Absorber" bezeichnet wird) bedeckt, damit die von dem elektronischen Produkt ausgesendeten elektromagnetischen Wellen durch die Wandung nicht reflektiert werden. Ein derartiger Meßraum wird im allgemeinen als "schalldichter Raum" bezeichnet.

Es gibt zwei Arten von schalldichten Räumen: der erste Raum ist ein großer schalldichter Raum zum Durchführen einer EMV-Prüfung von großen Produkten (beispielsweise von Fahrzeugen, von großen elektronischen Vorrichtungen, usw.) und der andere ist ein kompakter schalldichter Raum zum Prüfen von relativ kleinen elektronischen Produkten.

Der in dem schalldichten Raum gemessene Frequenzbereich lag in der Vergangenheit zwischen 30 MHz und 1 GHz. Denn die Frequenz, bei der das Problem einer Strahlung von elektromagnetischen Wellen auftritt, liegt bei ungefähr 30 MHz und elektronische Produkte, die eine Frequenz verwenden, welche 1 GHz überschreiten, gab es in der Praxis nicht.

Die in dem schalldichten Raum durchgeführte EMV- Bewertungsmessung beinhaltet eine Messung hinsichtlich er elektromagnetischen Emission (30 MHz bis 1 GHz) des elektronischen Produkts und eine Messung hinsichtlich einer Immunität bezüglich eines elektromagnetischen Strahlen feldes (26 MHz bis 1 GHz) des elektronischen Produktes auf äußere Störwellen. Bei diesen Bewertungsmessungen ist die obere Grenzfrequenz auf 1 GHz genormt und die herkömmlichen schalldichten Räume sind derart ausgestaltet worden, daß sie dieser Norm entsprechen.

Kürzlich sind jedoch auf dem Markt elektronische Vorrichtungen, die eine höhere Frequenz als 1 GHz verwen den, mit unterschiedlich ausgestalteten elektronischen Produkten erschienen. Dies sind z. B. zelluläre Telefone (1,45 GHz), Mikrowellenbereiche (2,45 GHz), Satelliten rundfunk (4 GHz, 6 GHz) und so weiter. Daher ist es unvermeidbar, daß die Norm des Meßverfahrens in dem schalldichten Raum von der herkömmlichen Norm in die Norm geändert wird, die ein höheres Frequenzband als 1 GHz aufweist. Auch müssen die in dem schalldichten Raum verwendeten Absorber von den Absorbern für ein Frequenzband bis zu 1 GHz aus dem Stand der Technik in die Absorber für ein höheres Frequenzband als 1 GHz geändert werden.

Die für den großen schalldichten Raum verwendeten Absorber waren im allgemeinen Verbundabsorber, die dadurch ausgeformt worden sind, daß eine Ferritplatte und eine Kohlenstoffpyramide übereinander angeordnet worden sind. Obwohl für den Absorber am Anfang nur die Kohlenstoffpyramide verwendet worden ist, war sein Absorptionsvermögen in einem Niederfrequenzbereich von 200 MHz oder niedriger nicht ausreichend. Daher mußte ein vorbestimmtes Absorptionsvermögen (im allgemeinen 20 dB) dadurch sicher gestellt werden, daß zusätzlich zu der Kohlenstoffpyramide die Ferritplatte in dem Verbundaufbau bzw. zusammengesetzten Aufbau verwendet wurde. Dieser Verbundabsorber aus Ferritplatte/Kohlenstoffpyramide weist bei einem höheren Frequenzband als 1 GHz keine Verschlechterung bei Absorptionseigenschaften der Kohlenstoffpyramide auf und er ruft bei der Erhöhung der Meßfrequenz in dem großen schalldichten Raum kein beson deres Problem hervor.

Im Detail heißt das, der in dem schalldichten Raum ver wendete typische Absorber für elektromagnetische Wellen weist einen Ferritplattenabsorber mit einem gesinterten Körper aus Ferrit und einen Kohlenstoffpyramidenabsorber, der dadurch ausgeformt worden ist, daß ein kohlenstoffim prägnierter Harzschaum bzw. Kunstharzschaum in einer Pyramidengestalt ausgeformt worden ist, auf. Der Ferritplattenabsorber weist zwar in einem Niederfrequenz bereich einer langen Wellenlänge mit seiner Dicke von nur ungefähr 5 bis 7 mm ein ausgezeichnetes Absorptionsvermögen auf, aber sein adaptives Frequenzband ist eng.

Obwohl der Kohlenstoffpyramidenabsorber aufgrund seines Pyramidenaufbaus breitere Frequenzbandabsorptions eigenschaften aufweist, muß die Höhe der Pyramide gemäß der Wellenlänge erhöht werden, was für das Niederfrequenzband zu einem großen Aufbau führt. Diese Absorber verschiedener Größe werden entweder als ein einziger Körper oder zusammen gemäß der Spezifikation des schalldichten Raumes und seiner Größe verwendet. Sie sind derart ausgestaltet, daß ihre Größe soweit wie möglich verringert wird und sie im allgemeinen ein Reflexionsdämpfungsvermögen von wenigstens 20 dB aufweisen.

Andererseits wird die in dem großen schalldichten Raum verwendete Kohlenstoffpyramide in dem kompakten schall dichten Raum nicht verwendet. Denn die Kohlenstoffpyramide hat eine Höhe von 180 cm oder mehr und in dem kompakten schalldichten Raum kann durch die Größeneinschränkung des Raumes selbst ein effektiver Meßabstand kaum sichergestellt werden. Aus diesem Grund wurde der herkömmliche kompakte schalldichte Raum dadurch hergestellt, daß nur die Ferritplatte als der Absorber angebracht bzw. gebondet worden ist oder daß auf der Ferritplatte eine kleine bzw. niedrige Kohlenstoffpyramide angeordnet worden ist. Der kompakte schalldichte Raum, an welchem nur die Ferritplatten ohne Kohlenstoffpyramiden angebracht worden sind, weist Absorptionseigenschaften auf, die genau den Absorptionseigenschaften entsprechen, die durch die Ferritplatte geschaffen werden, und sein Absorptions vermögen versagt manchmal dahingehend, daß die Absorptionsanforderung von 20 dE in dem Frequenzband von 30 bis 60 MHz und höher als 500 MHz nicht erfüllt wird. Es ist ganz natürlich, daß diese Art von kompaktem schalldichtem Raum in der Praxis in dem Hochfrequenzband von 1 GHz oder höher nicht verwendet werden kann.

Der kompakte schalldichte Raum, bei dem der Verbundaufbau aus einer Ferritplatte und der niedrigen Kohlenstoffpyramide (mit einer Höhe von ungefähr 15 bis 40 cm) verwendet wird, weist bei der Frequenz von 1 GHz oder mehr zwar ein Absorptionsvermögen von wenigstens 20 dB auf, aber es tritt in einem Frequenzband von einigen hundert MHz eine Reflexion der elektromagnetischen Wellen auf. In diesem Fall verschlechtern sich die Absorptions eigenschaften der Ferritplatte selbst.

Mit anderen Worten, die ausgezeichneten Absorptions eigenschaften des Ferritplattenabsorbers werden behindert. Wenn die Ausgeglichenheit eines Absorptionsvermögens in einem Niederfrequenzband von einigen hundert MHz berücksichtigt wird, muß die Pyramide eventuell höher gemacht werden und die Höhe der Pyramide vergrößert sich um 45 cm bis 1 m. Wenn dieser Kohlenstoffpyramidenabsorber in dem vorhandenen schalldichten Raum, der nur den Ferritplattenabsorber aufweist, auch angeordnet wird, verringert sich der effektive Raum bzw. der effektive Abstand des Raumes und dadurch wird natürlich die Messung in dem schalldichten Raum erschwert. Wenn der Raum größer gemacht wird, um mit dem Kohlenstoffpyramidenabsorber umgehen zu können, erhöhen sich dementsprechend die Kosten. Daher sind diese Maßnahmen in der Praxis nicht von Vorteil.

Um diese Probleme der Absorber des kompakten schalldichten Raumes zu lösen, haben die Erfinder der gegenwärtigen Erfindung in den japanischen offengelegten Patenten Nr. 302991/1995 und Nr. 130388/1996 einen Absorber aus porösem Ferrit vorgeschlagen, der in einem Hochfrequenzband von 1 GHz oder mehr ein Absorptions vermögen von wenigstens 20 dB aufweist, ohne daß sich die Absorptionseigenschaften der Ferritplatte verschlechtern. Die gegenwärtigen Erfinder haben auch in der japanischen Patentanmeldung Nr. 183640/1998 einen Verbundabsorber aus porösem Ferrit/einer Ferritplatte vorgeschlagen, der durch Dispergieren eines Ferritpulvers n in einem Harz bzw. Kunstharz hergestellt wird. Mit diesen Absorbern kann die Pyramide dadurch kleiner gemacht werden, daß eine Anpassung hinsichtlich der räumlichen Impedanz bezüglich eines Niederfrequenzbands erzielt wird, und diese Absorber weisen auch in einem Hochfrequenzband ein ausgezeichnetes Absorptionsvermögen auf.

Trotzdem beinhalten diese Absorber noch das Problem der hohen Herstellungskosten, weil zum Erzielen und Steuern der Porenstruktur teure Materialien und ein komplizierter Prozeß notwendig sind. Ein anderes Problem liegt darin, daß in Abhängigkeit von der verwendeten Art des Harzes bzw. Kunstharzes eine Feuchtigkeitsadsorption des Harzes selbst eine Qualitätsverschlechterung (eine Verschlechterung der Absorptionseigenschaften) mit sich bringt. Außerdem ist der Absorber für den schalldichten Raum als das Innenmaterial angebracht und ist vorzugsweise aus einem nicht entflammbaren Material hergestellt. In Bezug auf die Feuchtigkeitsadsorption und die Nichtentflammbarkeit ist dieses poröse Material hinsichtlich der Struktur von Nachteil.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Um das Problem der hohen Herstellungskosten zu lösen, die sich dem porösen Aufbau und dem komplizierten Herstellungsprozesses ergeben, und um strukturell den Problemen hinsichtlich der Feuchtigkeitadsorption und der Nichtentflammbarkeit gewachsen zu sein, auf die man in den oben beschriebenen Verfahren gemäß dem Stand der Technik stößt, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Absorber vom Typ Absorber mit Ferritpulverdispersion vorzusehen, der durch ein einfaches Herstellungsverfahren ohne Verwendung eines porösen Aufbaues leicht hergestellt werden kann. Mit anderen Worten, die vorliegende Erfindung sieht einen Absorber vor, der die gleichen Absorptionseigenschaften wie der von der gegenwärtigen Anmelderin angemeldete Verbundabsorber aus porösem Ferrit/Ferritplatte aufweist, wobei der Absorber aus einer bloßen Mischung von Ferrit in einem herkömmlichen Harz bzw. Kunstharz ausgeformt und auf der Ferritplatte angeordnet wird.

Um die Probleme hinsichtlich der Verringerung des effektiven Raumes bei der Messung des Hochfrequenzbandes zu lösen und hinsichtlich des Anstiegs der Produktionskosten zu lösen, was aus dem Größermachen des schalldichten Raumes resultiert, ist es eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen kompakten schalldichten Raum vorzusehen, der das Hochfrequenzband in der Raumgröße messen kann, die gleich der des herkömmlichen Ferritraumes ist, wenn der existierende schalldichte Ferritraum modifiziert oder wenn ein neuer schalldichter Raum aufgebaut wird.

Die Aufgaben werden durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 7 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Anschließend wird das grundliegende Konzept der vorliegenden Erfindung zum Lösen der oben beschriebenen Probleme erläutert. Wie die vorliegende Anmelderin bereits in der japanischen Patentanmeldung Nr. 183640/1998 vorge schlagen hat, muß der Absorber, der auf der Ferritplatte angeordnet wird und der die Absorptionseigenschaften der Ferritplatte nicht verschlechtert (er wird im folgenden als der "obere Absorber" bezeichnet), in dem Frequenzbereich von 60 MHz bis 500 MHz, in welchem die Absorptionseigenschaften der Ferritplatte hoch sind, die folgenden Bedingungen erfüllen:

µr' = εr' (1)

µr" = εr" (2)

Hier stellen µr' und εr' den realen Teil der komplexen Permeabilität bzw. der komplexen Dielektrizitätskonstanten des oberen Absorbers und µr" und εr" den imaginären Teil der komplexen Permeabilität bzw. der komplexen Dielektrizitätskonstanten des oberen Absorbers dar.

Wenn die Bedingungen (1) und (2) erfüllt sind, paßt sich die charakteristische Impedanz des oberen Absorbers der räumlichen Impedanz an und ist hinsichtlich Wellen durchlässig. Mit anderen Worten, weil die elektromagneti sche Welle nur durch den oberen Absorber hindurch geht, übt der obere Absorber auf die Ferritplatte überhaupt keinen Einfluß aus. Daher kann gesagt werden, daß der obere Absorber die Absorptionseigenschaften der Ferritplatte nicht behindert.

Der obere Absorber muß zur gleichen Zeit innerhalb des Frequenzbereiches von 500 MHz oder höher (insbesondere 1 GHz oder höher), in welchem sich die Absorptionseigenschaften der Ferritplatte verschlechtern, ein hohes Absorptionsvermögen aufweisen. Um einen oberen Absorber bereitzustellen, der gleichzeitig das Durchlässigkeitsvermögen auf der Niederfrequenzseite und das Absorptionsvermögen auf der Hochfrequenzseite erfüllt, hat die gegenwärtige Anmelderin in den japanischen offenge legten Patenten Nr. 302991/1995 und Nr. 130388/1996 und in der japanischen Patentanmeldung Nr. 183640/1998 das Konzept des Absorbers aus porösem Ferrit entwickelt. Die Hauptaufgabe einer Verwendung des porösem Aufbaues liegt darin, die Tatsache zu nutzen, daß µr' und εr' von Luft eins sind.

Durch das Vorhandensein der Pore und durch Optimierung ihrer Größe ist es möglich gemacht worden, daß die Bedingungen (1) und (2) auf der Niederfrequenzseite unge fähr erfüllt werden und daß die Resonanzfrequenz auf der Hochfrequenzseite zu einer höheren Frequenz verschoben wird. Außerdem wird zugelassen, daß auf der Hochfrequenzseite ein höherer Resonanzwert auftritt, wobei die Pyramidengestalt verwendet und die Höhe der Pyramide optimiert werden. Als ein Ergebnis hieraus kann ein oberer Absorber entwickelt werden, der die Absorptions eigenschaften der Ferritplatte auf der Niederfrequenzseite nicht beeinflußt und auf der Hochfrequenzseite ein Absorptionsvermögen in einem breiteren Bereich aufweist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es jedoch, den nichtporösen oberen Absorber vorzusehen, der dadurch hergestellt wird, daß nur Ferritpulver in einem Harz bzw. Kunstharz dispergiert wird. Damit der Absorber keine Poren aufweist und preiswert hergestellt werden kann, kann für die Matrix am besten ein duroplastisches oder thermoplasti sches herkömmliches Harz bzw. Kunstharz verwendet werden. In diesem Fall sind die Materialkosten niedrig und es kann ein wirtschaftliches Formgebungsverfahren, wie z. B. das Preßformen, das Spritzgießen, das Extrudieren oder ähnli ches verwendet werden.

Wenn das herkömmliche Harz verwendet wird, müssen die Bedingungen (1) und (2) auf der Niederfrequenzseite erfüllt sein, so daß der resultierende obere Absorber Absorptions eigenschaften aufweist, die gleich den Absoptions eigenschaften des Ferritabsorbers sind. In Bezug auf µr entspricht der erfindungsgemäße obere Absorber, der durch Dispergieren von Ferritpulver in dem Harz ausgeformt wird, dem Absorber aus porösem Ferrit. Denn die Luftphase und die Harzphase sind nichtmagnetisch und weisen hinsichtlich µr keinen Unterschied auf.

Das Problem hier liegt darin, ob die Werte von εr in dem Absorber aus porösem Ferrit und in dem erfindungsgemäßen oberen Absorber gleich sein können. In dem Absorber aus porösem Ferrit vom Typ gesinterter Absorber, der in den japanischen offengelegten Patenten Nr. 302991/1995 und 130388/1996 offenbart ist, ist um seinen Umfang Ferritpulver mit anorganischer Keramik, wie z. B. Aluminiumoxid, Siliziumdioxid, Mullit oder ähnlichem bedeckt und isoliert. Der Wert von εr dieser Keramik kann ungefähr 10 betragen und der Wert von εr der Matrix wird durch das Mischungsverhältnis dieser Keramik und der Luftphase bestimmt.

Auch in der japanischen Patentanmeldung Nr. 183640/1998 wird der Wert von εr der Matrix durch das Mischungsverhältnis des Phenolharzes (εr = 4 bis 5) und der Luftphase bestimmt. In jedem dieser Beispiele wird die Luftphase (εr = 1) derart eingefügt, daß εr wie die Matrix verringert wird. Wenn εr von einer anderen Komponenten als der Luftphase niedrig ist, kann eine Harzmatrix erzielt werden, die den gleichen Wert von εr vorsieht, wie den des porösen Ferrit, und die keine Luftphase aufweist.

Auf der Grundlage eines derartigen Konzeptes verwendet die vorliegende Erfindung für die Matrix ein nichtpolares Harz, wie z. B. Polypropylen (εr = 2,1), Polyethylen, Tetrafluorethylen und ähnliches, mit einem besonders kleinen Wert von εr. Wie später erläutert wird, kann der obere Absorber, der die Bedingungen (1) und (2) erfüllt, dadurch hergestellt werden, daß das herkömmliche Harz wie z. B. Polypropylen oder Polyethylen verwendet wird, und ein derartiger oberer Absorber beeinträchtigt die Absorptions eigenschaften der Ferritplatte in dem Niederfrequenzbereich nicht.

Wenn diese nichtpolaren Harze verwendet werden, kann der Aufbau porös sein. Denn wenn in dem erfindungsgemäßen Absorber für elektromagnetische Wellen das nichtpolare Harz verwendet wird, wird ein Anpassen von µr und εr auf der Niederfrequenzseite einfach und der poröse Aufbau kann solange verwendet werden, wie die gleichen Absorptions eigenschaften erzielt werden können. Um diesen porösen Aufbau jedoch zu erzielen, sind Rohmaterialien zum Ausformen und Steuern der Poren (ein Schäumungsmittel, ein auf einer Oberfläche aktives Mittel, etc.) und ein Prozeßmanagement notwendig. In Bezug auf die Herstellungskosten ist es äußert vorteilhaft, wenn diese Notwendigkeiten beseitigt werden können.

Anschließend ist die Frage die, ob das Absorptionsvermögen auf der Hochfrequenzseite dem des Absorbers aus porösem Ferrit entspricht oder nicht. Die Absorption auf der Hochfrequenzseite resultiert primär aus dem µr" in dem Ferritpulver. Daher wird erwartet, daß nichtmagnetische Substanzen in allen Fällen, in welchen die Matrix nur die Luftphase, die Mischung aus der Luftphase und der Keramik, die Mischung aus der Luftphase und dem Harz und das Harz alleine aufweist, das gleiche Absorptionsvermögen aufweisen. In der vorliegenden Erfindung ist das Absorptionsvermögen auf der Hochfrequenz seite im wesentlichen gleich dem des Absorbers aus porösem Ferrit, wie es später in einem Beispiel dargestellt wird.

Eines der wichtigsten Merkmale ist, daß der Absorber für elektromagnetische Wellen keine Feuchtigkeit adsor biert. Wenn er dies tut, werden die Wassermoleküle in dem Material eingeschlossen. Wasser enthält die polaren Moleküle und erhöht den Wert von εr des Materials. Der Absorber für elektromagnetische Wellen ist derart ausgestaltet, daß µr und εr des Materials gesteuert und ausgezeichnete Absorptionseigenschaften erlangt werden.

Die Wassermoleküle ändern jedoch den Wert von εr und die Reflexion durch das Material selbst wird stark, so daß das Absorptionsvermögen schlechter als das zuerst vorgesehene wird. Weil der schalldichte Raum über einen langen Zeitraum verwendet wird, ist es hinsichtlich der Qualität sehr wichtig, daß der Absorber keine Feuchtigkeit adsorbiert. Die nichtpolaren Harze, die durch Polypropylen typisiert sind, adsorbieren Feuchtigkeit stark und idealerweise weist der Absorber für elektromagnetische Wellen derartige Harze auf.

Um es erneut zu erwähnen heißt das, der Absorber für elektromagnetische Wellen adsorbiert wahrscheinlich Feuchtigkeit in der Luft, wenn das den Absorber bildende Harz die polaren Moleküle aufweist, weil Wasser die polaren Moleküle enthält. Die nichtpolaren Moleküle reagieren nicht mit den Wassermolekülen und der Absorber adsorbiert keine Feuchtigkeit, sondern er bleibt während seiner Verwendungszeit stabil. Weil der Absorber keine poröse Struktur verwendet, ist sein Oberflächenbereich geringer als der von porösen Absorbern und in das Material dringt keine Luft ein. Daher wird der Absorber strukturell widerstandsfähiger gegenüber einer Absorption von Feuchtigkeit.

Die poröse Struktur ist leichter entflammbar, weil ihr Oberflächenbereich groß ist, aber der erfindungsgemäße Absorber hat einen geringeren Kontaktbereich mit Luft, weil er nicht porös ist, und er ist daher strukturell in stärke rem Maße nichtentflammbar. Polyethylen und Polypropylen sind die thermoplastischen Harze und ihr Wärmewiderstand ist nicht sehr hoch. Der erfindungsgemäße Absorber hat je doch eine verbesserte Nichtentflammbarkeit, weil er struk turell nichtentflammbar ist und weil er eine beträchtliche Menge an Ferritpulver aufweist, welches ein nichtentflamm bares Material ist.

Wie oben beschrieben worden ist, weist der Ferritplattenabsorber, der für den kompakten schalldichten Raum herkömmlicherweise verwendet worden ist, in dem Frequenzband von 1 GHz oder höher eine starke Reflexion auf und die Streuung der elektromagnetischen Wellen in einem solchen Frequenzband innerhalb des schalldichten Raumes wird stark. Folglich kann bei dem Frequenzband von 1 GHz oder höher keine stabile Verteilung der elektromagnetischen Felder leicht erzielt werden und es wird ein neuer elektro magnetischer Absorber notwendig, der diesem Hochfrequenz band gewachsen sein kann. Der Kohlenstoffpyramidenabsorber als einer der herkömmlichen Absorber beinhaltet die Probleme hinsichtlich des effektiven Raumes und der Herstellungskosten.

Der obere Absorber als Verbundabsorber gemäß der vorliegenden Erfindung hat sogar dann, wenn er pyramidenförmig ist, eine Höhe von nur ungefähr 10 cm. Trotzdem weist dieser obere Absorber in dem Hochfrequenzband das ausgezeichnete Absorptionsvermögen auf, ohne daß die Eigenschaften der Ferritplatte unbrauchbar werden, und er weist in dem Frequenzband von bis zu 10 GHz das Absorptionsvermögen von wenigstens 20 dB auf.

Daher kann in dem Hochfrequenzband eine ideale Verteilung eines elektromagnetischen Feldes erzielt werden, wobei der Absorber an jeder Fläche des schalldichten Raumes angeordnet wird, und der schalldichte Raum, der in dem Hochfrequenzband die EMI-/EMS-Messung durchführen kann, kann hergestellt werden. Weil die Höhe der Pyramide des Absorbers bei ungefähr 10 cm liegt, entspricht diese Höhe in der Praxis von dem Gesichtspunkt des für die Gegenmaßnahmen erforderlichen Raumes im wesentlichen der des Absorbers, der nur die Ferritplatte aufweist.

Mit anderen Worten, mit dem erfindungsgemäßen Verbundabsorber ist es möglich, die Messung für ein Hochfrequenzband mit der Raumgröße, die gleich der des her kömmlichen schalldichten Ferritraumes ist, durchzuführen und der Raum muß nicht größer gemacht werden. Weil der Raum nicht größer gemacht werden muß, kann die Anzahl und Quantität der notwendigen Materialien einschließlich der Absorber verringert werden und die Herstellungskosten können auf einem niedrigen Niveau gehalten werden. Seit kurzem wurde der kompakte schalldichte Raum häufig in herkömmlichen Gebäuden, wie z. B. Laboratorien aufgestellt, und von diesem Gesichtspunkt aus wird auch der vorliegenden Absorber stark bevorzugt, weil er keinen großen Raum benötigt.

Dieser Absorber für elektromagnetische Wellen ist vor zugsweise an allen Flächen des Raumes angeordnet, aber es ist auch wirksam, ihn nur an dem Abschnitt lokal anzuordnen, an dem die Einflüsse der Reflexion der elektro magnetischen Wellen besonders groß sind. Da sich der Bereich für die Gegenmaßnahme erhöht, erhöht sich daher der Grad der Anwendung des Absorbers", d. h. es erhöhen sich seine Kosten. Daher sollte der Bereich der Gegenmaßnahme gemäß der Spezifikation, die für den schalldichten Raum und seine Größe erforderlich ist, festgelegt werden.

Der erfindungsgemäße Absorber für elektromagnetische Wellen kann außerdem an dem vorhandenen schalldichten Ferritraum angebracht (vorangebracht) werden. Denn der gegenwärtige Absorber ist klein, er stellt keine besondere Anforderung hinsichtlich des Raumes und er beeinträchtigt die Absorptionseigenschaften der Ferritplatte in dem Niederfrequenzbereich nicht. Mit anderen Worten, der erfin dungsgemäße Absorber für elektromagnetische Wellen kann dann, wenn er verwendet wird, das Absorptionsvermögen nur in den Hochfrequenzband verbessern, während die bekannten Eigenschaften der Ferritplatte aufrechterhalten werden.

Ein anderes Problem, das auftritt, wenn der schalldichte Raum verwendet wird, ist das, daß Leute auf dem Absorber gehen, der auf der Bodenfläche angeordnet ist. In dem Falle der Messung für ein Hochfrequenzband ist der schalldichte Raum als ein sechsflächiger Raum mit einem vorbestimmten Freiraum ausgestaltet. Mit anderen Worten, der Absorber für elektromagnetische Wellen ist auch an der Bodenfläche angebracht. In diesem Fall muß ein Techniker auf dem Absorber auf dem Boden gehen, um die Antenne, den Meßgegenstand, usw. aufzustellen.

Der herkömmliche Kohlenstoffpyramidenabsorber ist zwar groß, aber er hat eine geringe Festigkeit. Daher muß die Ausgestaltung eines Weges besonders sorgfältig überlegt werden. Darüber hinaus müssen die Materialien des Wegs gegenüber elektromagnetischen Wellen die geringstmögliche Reflexion aufweisen und sind daher begrenzt.

Der erfindungsgemäße Absorber für elektromagnetische Wellen ist jedoch klein und hat noch eine ausreichende Festigkeit. Daher kann der Weg dadurch leicht ausgeformt werden, daß die Pyramide des Absorbers direkt mit einer begrenzten Menge eines Materials bedeckt wird, das eine geringe Reflexion aufweist, wie z. B. Styrolschaum, und daß das Harz als Basis verwendet.

Gemäß den Darstellungen in den Fig. 6 und 7 muß der Absorber 4 für den schalldichten Raum eine Gestalt aufweisen, die die Anbringung berücksichtigt, weil er an der Decke und der Wandung des Raumes angeordnet wird. Die Grundgestalt des oberen Absorbers 3 ist die Pyramide. Wenn die Pyramide als Hohlstruktur aufgebaut ist, ist das Anbringen besonders schwierig. Daher sind die Unterseiten der vier Pyramiden in einer Plattenstruktur 5 miteinander verbunden, wie es in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist, so daß die Anzahl der Arbeitsstunden verringert wird. An der Mitte und den Seitenabschnitten der Platte 5 sind Formen bzw. Ausnehmungen 6 und 7 zum Schraubbefestigen sichergestellt, so daß der Absorber durch Schrauben 8 mechanisch befestigt werden kann.

Die Platte 5 wird prinzipiell durch ein Klebemittel be festigt, das an ihrer Bodenfläche angebracht worden ist. Das Befestigen durch Schrauben wird jedoch als eine Präventivmaßnahme gegen ein Abblättern des Klebemittels, etc. verwendet. Die Schraube 8 wird an der Abschirmplatte 10 durch ein Durchgangsloch befestigt, das einen Durchmesser von 10 mm aufweist und an der Mitte der Ferritplatte 2 ausgeformt ist.

Weil das Befestigen durch das Durchgangsloch 9 der Ferritplatte 2 erfolgt, ist die Anzahl der Schrauben 8, die hier verwendet werden kann, begrenzt. Außerdem ist die Anzahl der Metallschrauben vorzugsweise so gering wie mög lich, weil sie elektromagnetische Wellen reflektieren. Aus diesen Gründen ist die Schraubenlochform bzw. die Schraubenlochausnehmung der Plattenseitenabschnitte derart angeordnet, daß dann, wenn zwei Platten gegeneinander stoßen, ein Schraubenbefestigungsabschnitt gebildet wird und eine Schraube 8 zwei Plattenseitenabschnitte befestigen kann. Auf diese Art und Weise wird die Anzahl der verwendeten Schrauben 8 verringert (siehe Fig. 8).

Die Schraubenlochausnehmung 7, die in der Platte 5 des Absorbers 4 gebildet wird, ist ein Halbkreis, wie es in Fig. 9 gezeigt ist. Wenn die benachbarten Platten 5 ver bunden sind, bilden die halbkreisförmigen Löcher zusammen einen vollständigen Kreis, um die Schraube 8 zu befestigen.

Die Platte 5 hat eine rechtwinklige Gestalt mit einer Größe, die gleich der Summe der vier rechtwinkligen Ferritplatten 2 ist. Die Platten 5 werden nebeneinander angeordnet, währen ihre Seitenkanten an der Mitte der Ferritplatten angeordnet werden. Als ein Ergebnis hieraus wird die halbkreisförmige Ausnehmung 7 an der Mitte der Seitenkante jeder Platte 5 angeordnet.

Weil das Befestigen sowohl mittels Klebemittel als auch mittels Schraube durchgeführt wird, wie es oben beschrieben ist, kann das Befestigen zuverlässiger und leichter durchgeführt werden. Wenn die Absorberplatte hergestellt wird, muß ein Herstellungsverfahren viel Freiheit hinsichtlich der Gestalt haben. Wenn als Bestandteilharz das thermoplastische Harz verwendet wird, kann eine einstückige Form durch Spritzgießen oder Extrudieren hergestellt werden. Daher ist kein Herstellungsschritt notwendig, um die Platte auszugestalten, und die Platte kann erzielt werden, wenn der Absorber ausgeformt wird, und sie kann wirtschaftlich hergestellt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Verbundabsorbers für elektromagnetische Wellen gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;

Fig. 2 eine graphische Darstellung, die das Verhältnis zwischen einer Frequenz und Absorptionseigenschaften von elektromagnetischen Wellen in Verbindung mit der Menge an Ferritpulver zeigt;

Fig. 3 eine graphische Darstellung, die das Verhältnis zwischen einer Frequenz und Absorptionseigenschaften von elektromagnetischen Wellen in Verbindung mit der Menge an Ferritpulver zeigt;

Fig. 4 eine graphische Darstellung, die das Verhältnis zwischen einer Frequenz und Absorptionseigenschaften von elektromagnetischen Wellen in einem Absorber für elektromagnetische Wellen gemäß dem Stand der Technik zeigt;

Fig. 5 eine graphische Darstellung, die das Verhältnis zwischen einer Frequenz und Absorptionseigenschaften von elektromagnetischen Wellen in einem Absorber für elektromagnetische Wellen gemäß dem Stand der Technik zeigt;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer Platte eines Absorbers für elektromagnetische Wellen;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht, die das Anbringen der Platte eines Absorbers für elektromagnetische Wellen zeigt;

Fig. 8 eine zweidimensionale Darstellung, die das Anbringen der Platte eines Absorbers für elektromagnetische Wellen zeigt;

Fig. 9 eine vergrößerte Ansicht einer Form bzw. Ausnehmung zum Anbringen einer Schraube; Fig. 10 eine Vorderansicht, die das Aussehen eines schalldichten Raumes zeigt; und

Fig. 11 eine erläuternde Darstellung, die zur Erläuterung des Grundprinzips einer Messung hinsichtlich einer Gleichmäßigkeit einer elektromagnetischen Feldstärke verwendet werden kann.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN [Ferritplatte]

Weil der erfindungsgemäße Absorber für elek tromagnetische Wellen ein Verbundabsorber mit Ferritplatten und oberen Absorbern ist, ist die Ferritplatte auch eines der wichtigsten Elemente in der vorliegenden Erfindung. Wenn der Zusammenbau der Ferritplatte/oberer Absorber in Betrachtung gezogen wird, durchdringen die elektromagnetischen Wellen nur den oberen Absorber. Daher können im Prinzip alle Arten von Ferritplatten verwendet werden. Im allgemeinen wird jedoch in den meisten Fällen Ferrit vom Typ Fe₂O₃/NiO/ZnO/CuO verwendet, weil es erforderlich ist, daß die Ferritplatte in dem Frequenzbereich von 30 MHz bis 1 GHz ein hohes Absorptionsvermögen aufweist. Je größer die Abmessung ist, desto besser ist es, weil an den Verbindungsabschnitten eine Isolierung eines magnetischen Schaltkreises auftritt. In der Praxis wird jedoch eine Platte mit einer Abmessung von 10 cm × 10 cm oder 20 cm × 20 cm verwendet. Weil die Resonanzfrequenz durch die Dicke einer Luftschicht (eines Luftspaltes), die an der Rückseite der Ferritplatte vorhanden ist, der elektrischen Konstanten und einer Dicke der Ferritplatte bestimmt wird, sollte die Dicke der Ferritplatte derart ausgewählt werden, daß die Absorption bei der Frequenz, die von dem Hersteller des schalldichten Raumes beabsichtigt ist, das Maximum erzielt.

[Rohmaterialien für einen oberen Absorber und Mischungsverhältnis]

Der obere Absorber in der vorliegenden Erfindung wird dadurch hergestellt, daß ein Ferritpulver in einer Matrix, die nichtpolares Harz bzw. Kunstharz aufweist, dispergiert wird, wie es in dem vorhergenden Absatz unter der Über schrift "Zusammenfassung der Erfindung" beschrieben worden ist. Hier kann die folgende Gleichung zwischen einer Per meabilität µr(t) und einer Dielektrizitätskonstanten εr(t) des oberen Absorbers als Verbundkörper festgelegt werden:

µr(t) = µr(a)x + µr(b) (1-x) (3)

εr(t) = εr(a)x + εr(b) (1-x) (4)

µr(a), µr(b), εr(a) und εr(b) stellen hier die Permeabilität und die Dielekarizitätskonstante von Ferritpulver (a) bzw. dem Harz (b) in dem Verbundkörper dar. Das Symbol x stellt den Volumenanteil von Ferritpulver dar. Weil das Harz bzw. Kunstharz ein nichtmagnetisches Material ist, gilt µr(b) = 1. Wenn die Werte µr(a) und εr(a) von Ferritpulver, das in dem Harz dispergiert worden ist, durch Versuche bestimmt werden, betragen sie wie folgt:

µr(a) = 8,5 εr(a) = 6,4

Um die Durchlässigkeit in einem Niederfrequenzband unter 1 GHz zu erfüllen, müssen die Gleichungen (1) und (2) erfüllt sein. Dadurch daß festgelegt wird, daß µr(t) = εr(t), wird die folgende Gleichung erzielt:

8,5x + (1-x) = 6,4x + εr(b) (1-x) (5)

Aus der Gleichung (5) kann die folgende Gleichung er zielt werden:

εr(b) = (1 + 1,1x)/(1-x) (6)

Wenn Ferritpulver in dem Harz dispergiert wird, wird angenommen, daß der maximale Anteil an Ferritpulver höch stens 65 Vol.-% zur Formgebung beträgt. Daher liegt der Bereich von x in der Gleichung (6) wie folgt:

0 ≦ x ≦ 0,65 (7)

Wenn dieser Wert x für die Gleichung (6) eingesetzt wird, dann gilt:

1 ≦ εr(b) ≦ 4,9

Daher muß die Dielektrizitätskonstante εr(b) des Harzes, das die Durchlässigkeit auf der Niederfrequenzseite erfüllt, bei 4,9 oder unterhalb liegen.

Aus dem Ergebnis der oben beschriebenen Analyse ist das Harz, das in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ein Harz, dessen Dielektrizitätskonstante nicht größer als 4,9 ist. Von den Werten der Dielektrizitätskonstanten bei 10⁶ Hz, die in der Kunststofftverhaltentabelle in dem "Plastics Technical Handbook" von Yujiro Sakurai (veröffentlicht durch Kogyo Chosa-kai) auf den Seiten 353-358 gezeigt sind, können Polyethylen, Polypropylen, Fluorkohlenstoffharze und Polytetrafluorethylen als die idealen Harze für die nicht polaren Harze ausgewählt werden, aber es ist auch möglich, daß ein Arylharz, ein Epoxidharz, ein Vinylchloridharz, Vinylacetat, Polystyrol, ein Acrylharz, ein Polyamidharz, ein Polyacetalharz, ein Polycarbonatharz und ein Acetylcelluloseharz verwendet werden, deren εr-Werte nicht größer als 4,9 sind.

Der hier verwendete Ausdruck "nichtpolares Harz" beinhaltet die Harze, die Moleküle ohne elektrische Dipole, Moleküle, deren Dipolmoment aufgrund einer Symmetrie der Moleküle versetzt ist, oder Moleküle mit einer polaren Verbindung mit niedriger Polarität aufweisen. Die oben aufgeführten Harze sind typische Beispiele für Harze, die bis zum jetzigen Zeitpunkt in der Praxis verwendet worden sind. Daher sind neue Harze, die in der Zukunft entdeckt werden, auch in dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung eingeschlossen, solange sie nichtpolare Harze mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstanten sind. Weil diese Harze die Grundkomponente sind, können außerdem Zusatzstoffe zum Verbessern der Nichtentflammbarkeit, der Festigkeit usw. diesen Harzen zugegeben werden.

Was die oben beschriebene Anpassungsbedingung µr = εr bei der niedrigen Frequenz betrifft, so ist es extrem schwie rig, diese Anpassung über einem breiten Frequenzband zu erzielen. Daher drückt die vorliegende Erfindung den Unterschied von Zahlenwerten von µr und εr durch das Verhältnis µr/εr aus und legt den zulässigen Bereich wie folgt fest:

0,25 ≦ µr/εr 2,5

Wenn µr/εr < 0,25 oder µr/εr < 2,5 ist, wird die Reflexion von der Oberfläche des Materials so groß, daß die Absorptionseigenschaften der Ferritplatte behindert werden.

Ferritpulver muß die Ferritkomponente enthalten, die in einem Hochfrequenzband von 1 GHz oder höher in dem Zustand, wo das Ferritpulver in dem Harz dispergiert wird, ein ausgezeichnetes Absorptionsvermögen aufweist. Diese Ferritkomponente ist die gleiche wie bei der Ferritplatte, d. h. sie ist vom Typ Fe₂O₃/NiO/ZnO, vom Typ Fe₂O₃/NiO/ZnO/CuO oder vom Typ Fe₂O₃/MnO/ZnO.

Im Zusammenhang mit dem Mischungsverhältnis von Ferritpulver mit dem Harz ist die obere Grenze des Mischungsvolumenanteils von Ferritpulver durch die Einschränkungen, die bei dem Herstellungsverfahren vorhan den sind, und durch die Bedingung, daß die Bedingungen (1) und (2) auf der Niederfrequenzseite von 1 GHz oder weniger erfüllt sein müssen, auf 65 Vol.-% begrenzt. Andererseits sollte die untere Grenze des Mischungsvolumenanteils von Ferritpulver so bestimmt werden, daß sie in der Größenordnung von Ferritpulver liegt, das das erforderliche Absorptionsvermögen auf der Hochfrequenzseite von 1 GHz oder mehr erfüllt. Die untere Grenze des Ferritmischungsverhältnisses wird in der Hinsicht, daß auf der Hochfrequenzseite von 1 GHz oder mehr ein Absorptions vermögen von 10 dB erzielt werden kann, auf 10 Vol.-% festgelegt. Es wird jedoch angenommen, daß ein Absorptionsvermögen von 20 dB notwendig ist, damit der er findungsgemäße Absorber für elektromagnetische Wellen ein ausreichendes Absorptionsvermögen aufweist, wenn er in der Praxis in dem schalldichtem Raum verwendet wird. Daher wird der untere Grenzwert des Mischungsanteiles von Ferritpulver auf 30 Vol.-% festgelegt, wie es später beschrieben wird, um dieses Absorptionsvermögen von 20 dB sicherzustellen. Somit liegt das Mischungsverhältnis von Ferritpulver in der vorliegenden Erfindung zwischen 10 Vol.-% und 65 Vol.-% und vorzugsweise zwischen 30 Vol.-% und 65 Vol.-%.

[Gestalt des oberen Absorbers]

Die Gestalt des oberen Absorbers kann eine flache Platte, eine Pyramide oder ein Keil sein. Der Absorber in Gestalt einer flachen Platte kann mit geringen Kosten hergestellt werden, weil er durch Formpressen ausgestaltet werden kann, aber sein Absorptionsfrequenzband wird enger, weil die Resonanzfrequenz auf der Frequenzseite höher als 1 GHz kleiner wird.

Andererseits schafft der Absorber in Keilgestalt oder der Absorber in Pyramidengestalt einen Dichtegradienten von dem Material innerhalb des Raumes durch seine Gestalt und macht das Absorptionsfrequenzband durch die Wirkung breiter, die der Wirkung eines mehrschichtigen Absorbers entspricht. Dieser Dichtegradient bezüglich der Gestalt kann durch Kombinieren einer Hohlstruktur mit einer Blattstruktur bzw. Plattenstruktur erzeugt werden. Der Absorber in Keilgestalt und der Absorber in Pyramidengestalt haben zwar das breitere Absorptions frequenzband und höhere Absorptionseigenschaften als der blattähnliche Absorber, aber die Formen sind komplizierter und die Herstellungskosten werden höher. Daher sollte gemäß dem erforderlichen Verhalten des schalldichten Raumes und der geforderten Kosten die geeignete Gestalt ausgewählt werden.

[Verbindungsverfahren bzw. Bonding-Verfahren einer Ferritplatte und eines oberen Absorbers]

Die folgenden zwei Verfahren können als die Verbindungsverfahren von der Ferritplatte und des oberen Absorbers der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Ein Verfahren beinhaltet das Verfahren, bei dem der obere Absorber auf der Ferritplatte ausgeformt wird, um eine Einheit auszuformen. Genauer gesagt, beinhaltet dieses Verfahren, daß die Ferritplatten, die kleine umgekehrte sich verjüngende Löcher haben, in eine Form gegeben werden, daß in diesem Zustand ein Spritzgießen, ein Extrudieren, ein Gießformen oder ähnliches durchgeführt wird und daß anschließend die Ferritplatten und die oberen Absorber in dem verbundenen Zustand aus der Form gelöst werden. Bei diesem Verfahren können gleichzeitig ein Formpressen und ein Verbinden durchgeführt werden und die Herstellungskosten können auf ein niedriges Niveau einge schränkt werden. Darüber hinaus kann ein Befestigen zuver lässig durchgeführt werden, weil ein mechanisches Befestigen in Betracht gezogen wird. Das andere Verfahren beinhaltet das Verfahren, bei dem auf der Bodenfläche des oberen Absorbers ein Klebemittel aufgebracht wird. Dieses Verfahren ist beim Anbringen an einer Stelle oder beim Anordnen des Absorbers in dem vorhandenen schalldichten Ferritraum wirksam. Fig. 1 zeigt ein Beispiel der Ferritplatte und des oberen Absorbers, die so verbunden sind.

[Verfahren zum Anbringen eines Verbundabsorbers]

Wenn die Verbundabsorber, die durch Verbinden der Ferritplatten und der oberen Absorber ausgeformt sind, in dem schalldichten Raum angeordnet sind, müssen die Spalte zwischen den metallischen Reflexionsplatten, die an der Außenwandung der Kammer angeordnet sind, und den Verbundabsorbern optimiert werden. Der Spalt zwischen der Rückseite der Ferritplatte und der metallischen Reflexionsplatte beeinflußt die Resonanzfrequenz des Ferritplattenabsorbers in Abhängigkeit von der Änderung der Phase, das heißt, des Absorptionsfrequenzbandes. Daher können die Absorptionseigenschaften des Verbundabsorbers durch Optimieren dieses Spaltes in stärkerem Maße effektiv gemacht werden.

Der Verbundabsorber 1 für elektromagnetische Wellen weist die Ferritplatte 2 und den pyramidischen Absorber 3 für elektromagnetische Wellen auf der Ferritplatte 2 auf, wie es in Fig. 1 gezeigt ist.

[Ferritplatte 2] (1) Materialzusammensetzung

Die Tabelle 1 zeigt die Materialzusammensetzung.

Tabelle 1

(2) Gestalt

Die Gestalt ist eine flache Platte von 100 × 100 × 6,3 mm³.

<Herstellungsverfahren<

Ein körniges Pulver mit der in der Tabelle 1 gezeigten Zusammensetzung wurde bei 1 t/cm² formgepreßt und an schließend für eine Stunde bei 1200°C gebrannt.

Anschließend wurde an den hexaedrischen Flächen ein Schleifen durchgeführt.

[Oberer Absorber 3] (1) Materialzusammensetzung des Ferritpulvers

Die Tabelle 2 zeigt die Materialzusammensetzung des für den oberen Absorber verwendeten Ferritpulvers.

Tabelle 2

(2) Harzarten

Es wurde beispielsweise herkömmlich erhältliches Polypropylen verwendet.

(3) Mischungsverhältnis

Ferritpulver und Polypropylen (das im folgenden als "PP" bezeichnet wird) wurden gemäß den folgenden zehn Mischungsverhältnissen gemischt. Die Tabelle 3 zeigt diese als Volumenanteile.

Tabelle 3

(4) Gestalt

Die Gestalt ist die einer hohlen Pyramide mit einer Bodenfläche von 100 × 100 mm², einer Höhe von 100 mm und einer hohlen Struktur mit einer Dicke von 20 mm.

(5) Herstellungsverfahren

Jede Mischung aus Ferritpulver/PP-Pulver gemäß einem in Tabelle 3 gezeigten Mischungsverhältnis wurde durch eine Druckkneteinrichtung geknetet, durch eine Pelletier einrichtung pelletiert und anschließend zu der oben beschriebenen Pyramidengestalt spitzgegossen.

(6) Verbindungsverfahren bzw. Bondingverfahren einer Ferritplatte und eines oberen Absorlbers

Es wurden zwei Arten von herkömmlich erhältlichen Klebemitteln verwendet (PP-5 (primer) + PM-100, Produkte von Cemedine Co.).

(7) Absorptionsmessung eines Verbundabsorbers

Die Absorptionseigenschaften des Verbundabsorbers wurden durch ein Verfahren mit koaxialen Luftlinien (co axial air line method) unter Verwendung einer Netzwerkanalyseeinrichtung (bis zu 1 GHz) in Verbindung mit einem Zeitbereichsverfahren (1 GHz oder mehr) gemessen.

Die Ergebnisse aus der Messung der Absorptions eigenschaften des Verbundabsorbers sind in den Fig. 2 und 3 gezeigt. Das Absorptionsvermögen von wenigstens 10 dB wurde bei bis zu 7 GHz beobachtet, wenn das Ferritpulver mischungsverhältnis des oberen Absorbers 10 Vol.-% betrug, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Auch aus Fig. 3 ist klar zu sehen, daß das Absorptionsvermögen von wenigstens 20 dB, das der für den Absorber des schalldichten Raumes verwendbare Absorptionseigenschaftswert war, über einem breiten Frequenzband von 100 MHz bis 10 GHz erfüllt worden ist, wenn das Ferritpulvermischungsverhältnis wenigstens 30 Vol.-% betrug.

Zum Vergleich zeigt Fig. 4 die Absorptionseigenschaften von einer Ferritplatte/porösem Ferrit (poröses Ferrit vom Typ gebranntes poröses Ferrit), die in den japanischen of fengelegten Patenten Nr. 302991/1995 und 130388/1996 offenbart sind. Die Ergebnisse aus der Messung der Absorptionseigenschaften des "Ferritschaumes + der Ferritplatte", die in dieser Darstellung gezeigt sind, entsprachen im wesentlichen den Ergebnissen in dem Fall, in dem das Mischungsverhältnis von Ferritpulver in dem oberen Absorber des erfindungsgemäßen Verbundabsorbers wenigstens 30 Vol.-% betrug.

Als Bezug zeigt Fig. 5 die Absorptionseigenschaften von einer Ferritplatte/porösem Ferrit (ein poröser Absorber vom Typ Absorber mit Phenolharzschaum), der in der japanischen Patentanmeldung Nr. 183640/1998 beschrieben ist. Die in Fig. 5 gezeigten Absorptionseigenschaften entsprachen auch im wesentlichen den Absorptionseigenschaften des erfindungsgemäßen Absorbers (vorausgesetzt, daß das Ferrit pulvermischungsverhältnis des oberen Absorbers wenigstens 30 Vol.-% betrug).

Wie oben beschrieben worden ist, entsprachen die Absorptionseigenschaften des erfindungsgemäßen Verbund absorbers im wesentlichen den Absorptionseigenschaften von der Erfindung Ferritplatte/poröses Ferrit, die in der Vergangenheit angemeldet worden ist. Daher kann gesagt werden, daß die Aufgabe, den wirtschaftlichen Absorber ohne Verschlechterung der ausgezeichneten Absorptions eigenschaften, die durch eine Ferritplatte/ein poröses Ferrit erzielt werden, ohne Verwendung des porösen Materials erzielt wird.

[Platte eines Absorbers für elektromagnetische Wellen und ihr Anbringungsverfahren]

Die Platten des Absorbers 4 mit der in Fig. 6 gezeigten Gestalt wurden unter Verwendung eines Polypropylenharzes in einem geschlossenen Werkzeug extrudiert.

Die so hergestellten Absorberplatten wurden mittels der der Schrauben 8 und des Klebemittels innerhalb des Bereichs von 3 m von dem mittigen Abschnitt der Oberfläche der Decke, jeder Wandung und dem Boden in einem schalldichten Raum angebracht, der eine Breite von 4 m, eine Länge von 7 m und eine Höhe von 3,4 m aufweist und durch die Ferritplatten 2 gebildet wird.

In Fig. 10 ist das Aussehen des schalldichten Raumes gezeigt. Der Meßversuch hinsichtlich der Gleichmäßigkeit der elektromagnetischen Feldstärke wurde innerhalb dieses schalldichten Raumes durchgeführt. Die Intensität des elektrischen Feldes zu horizontalen und vertikalen polarisierten Wellen, die von einer Antenne ausgesendet wurden, wurde durch einen Feldmeßfühler an 16 Punkten (in einem Abstand von 50 cm in Längs- und Querrichtung) auf einer virtuellen vertikalen Ebene (einer Vorderfläche einer Testeinrichtung EUT (equipment under test)) mit einer Größe von 1,5 m Länge und Breite bei einer Höhe von 80 cm über einer Drehscheibe bzw. einem Drehtisch gemessen, wie in Fig. 11 gezeigt ist. In diesem Fall war es erforderlich, daß 75% oder mehr von allen Meßpunkten innerhalb des Bereichs von 0 bis +6 dB für beide polarisierten Wellen einer entsprechenden Frequenz fielen.

Wenn für den Bereich von 26 MHz bis 6 GHz eine gleichmäßige elektromagnetische Feldstärke gemessen worden ist, wurde bestätigt, daß 75% oder mehr der Meßpunkte in den Bereich von 0 bis +6 dB gefallen sind und es konnten ausreichende Hochfrequenzeigenschaften erzielt werden. Weil diese Absorberplatten außerdem an dem vorhandenen schalldichten Raum angebracht waren, machte es die vorliegende Erfindung möglich, daß in Bezug auf die vorhandene Raumgröße eine Gegenmaßnahme unternommen wurde, ohne daß ein zusätzlicher Raum erforderlich war.

Da viele ersichtliche, sich weit unterscheidende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gemacht werden können, ohne daß der Bereich und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung verlassen werden, ist zu verstehen, daß die Erfindung nicht auf ihre bestimmten Ausführungsformen eingeschränkt ist, sondern sie gemäß den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Es wird ein Verbundabsorber für elektromagnetische Wellen vorgesehen, mit dem die Höhe eines pyramidenförmigen Absorbers für elektromagnetische Wellen eingeschränkt werden kann und der bei einen kompakten schalldichten Raum verwendet wird, worin ein oberer Absorber durch Dispergieren eines Ferritpulvers in einem herkömmlichen Harz mit einer Dielektrizitätskonstanten von nicht höher als 4,9 hergestellt wird.

Claims

1. Verbundabsorber für elektromagnetische Wellen mit einer Baugruppe, die dadurch hergestellt wird, daß Ferritplatten (2) und obere Absorber (3), die die Gestalt einer flachen Platte, eines Keils oder einer Pyramide aufweisen, miteinander verbunden werden, worin der obere Absorber (3) durch Dispergieren eines Ferritpulvers in einem herkömmlichen Harz, dessen Dielektrizitätskonstante bei einer Frequenz von wenigsten 1 MHz nicht größer als 4,9 ist, hergestellt wird.

2. Verbundabsorber für elektromagnetische Wellen nach Anspruch 1, worin die Ferritplatte (2) als Hauptbestandteile Fe₂O₃, NiO, ZnO und CuO aufweist, worin das Ferritpulver in dem oberen Absorber (3) als Hauptbestandteile Fe₂O₃, NiO und ZnO aufweist, und worin das herkömmliche Harz wenigsten ein nichtpolares Harz oder ein Harz, das ungefähr dem nichtpolarem Harz entspricht aufweist, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Polyethylen, Polypropylen, Fluorkohlenstoffharz, Polytetrafluorethylen, Allylharz, Epoxidharz, Vinylchloridharz, Vinylacetatharz, Styrolharz, Acrylharz, Polyacetatharz, Polycarbonatharz und Acetylcelluloseharz besteht.

3. Verbundabsorber für elektromagnetische Wellen nach Anspruch 1, worin der obere Absorber (3) in Bezug auf einen Volumenanteil 10 bis 65 Vol.-% des Ferritpulvers aufweist und der Rest das herkömmliche Harz aufweist, und worin ein Verhältnis µr/εr einer Permeabilität µr zu einer Dielektrizitätskonstanten εr in einem Frequenzbereich nicht höher als 1 GHz das folgende Verhältnis erfüllt:
0,25 ≦ µr/εr ≦ 2,5

4. Verbundabsorber für elektromagnetische Wellen nach Anspruch 3, der das folgende Verhältnis erfüllt:
µr/εr = 1

5. Verbundabsorber für elektromagnetische Wellen nach Anspruch 1, worin der obere Absorber (3) in Bezug auf einen Volumenanteil 30 bis 65 Vol.-% des Ferritpulvers aufweist und der Rest wenigstens eine Art von Harz aufweist, die aus der Gruppe ausgewählt wird, welche aus Polyethylen, Polypropylen, Fluorkohlenstoffharz und Polytetrafluorethylen besteht, worin ein Verhältnis µr/εr einer spezifischen Permeabilität µr zu einer spezifischen Dielektrizitätskonstanten εr innerhalb eines Frequenzbereiches von nicht höher als 1 GHz das folgende Verhältnis erfüllt:
0,25 ≦ µr/εr 2,5
und worin ein Absorptionsvermögen in einem Frequenzbereich von 100 MHz bis 10 GHz wenigstens 20 dB beträgt.

6. Verbundabsorber für elektromagnetische Wellen nach Anspruch 5, der das folgende Verhältnis erfüllt:
µr/εr = 1

7. Platte eines Absorbers für elektromagnetische Wellen, wobei der Absorber eine Pyramidengestalt aufweist, wobei er als Hauptbestandteile ein Harz und ein Ferrit aufweist und wobei er derart angeordnet ist, daß er sich materialmäßig an eine räumliche Impedanz anpaßt, worin die Platte (5) eines Absorber für elektromagnetische Wellen eine einstückige Plattengestalt mit vier verbundenen Flächenabschnitten einer Pyramide aufweist und an der Mitte und an vier Seitenkantenabschnitten der Platte (5) Abschnitte (6, 7) zum Befestigen durch Schrauben (8) ausgeformt sind.

8. Verfahren zum Anbringen der Platte eines Absorbers für elektromagnetische Wellen nach Anspruch 5, mit den folgenden Schritten:
Aufbringen eines Klebemittels auf die Bodenfläche der Platte (5);
Schraubbefestigen der Platte (5) an einer Abschirmplatte (10) durch ein Schraubenloch (6), das an der Mitte der Platte (5) ausgeformt ist, und durch ein Durchgangsloch (9), das an der Mitte einer Ferritplatte (2) ausgeformt ist;
Befestigen der Seitenabschnitte der Platte (5) unter Verwendung einer gemeinsamen Schraube (8) durch ein Schraubenloch (7), das ausgeformt wird, wenn die Platten (5) eines Absorbers für elektromagnetische Wellen aneinander in Anlage gebracht werden, und durch das Durchgangsloch (9) an der Mitte der Ferritplatte (2).

9. Kompakter schalldichter Raum für eine EMV-Ermittlung, mit:
einen Abschirmraum, dessen äußerster Abschnitt durch eine Metallplatte oder Abschirmplatten zum Bilden der Metallplatte gebildet wird;
Ferritplatten (2), die an der gesamten Fläche der Metallplatte oder der Abschirmplatten angeordnet sind; und
den Absorbern für elektromagnetische Wellen nach Anspruch 5, die an der gesamten Fläche der Ferritplatten (2) oder an einem Teil der Mitte von je der Fläche angebracht sind.