DE2715823A1

DE2715823A1 - Wand zum absorbieren einer elektromagnetischen welle

Info

Publication number: DE2715823A1
Application number: DE19772715823
Authority: DE
Inventors: Yasuo Hashimoto; Ken Ishino; Nobujuki Ono; Hiroshi Yamashita
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1976-04-07
Filing date: 1977-04-07
Publication date: 1977-10-13
Also published as: US4118704A; DE2715823B2; GB1574247A; DE2715823C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Wand zum Absorbieren einer elektromagnetischen Welle.

Es ist bekannt, daß eine elektromagnetische Welle (oder eine Radiowelle, die der Einfachheit halber nachstehend nur noch als Welle bezeichnet wird), wie bei-spielsweise Wellen im UKW-Bereich (mit einer sehr hohen Frequenz) oder im UHF-Bereich (mit einer ultrahohen Frequenz) von einer Gebäudewand oder einem Stahl-mast bzw. -turm reflektiert wird, und die reflek- tierte Welle insbesondere eine schlechte und nachteilige Wirkung auf Fernsehge-räte hat.

Um die Reflexion der Welle zu verhindern, wird eine in Fig. 1 dargestellte wel-lenabsorbierende Wand mit einer an einer Metallplatte 2 befestigten Ferritplatte 1 vorgesehen. Die Ferritplatten sind Platten aus Ferriten der allgemeinen Formel MFe[tief]2O[tief]4, wobei M ein zweiwertiges Metall, wie Mn, Ni, Co, Mg, Cu, Zn und Cd ist, und mit einer Größe von 10 cm x 10 cm x 1 cm. Derartige Ferritplat-ten sind dicht und fest an einer Metallplatte angebracht.

Die Anmelderin hat nun herausgefunden, daß in einer derartigen, wellenabsorbie-renden Wand dieselbe Wirkung, wie sie in der in Fig. 1 dargestellten wellenab-sorbierenden Wand erhalten wird, erhalten werden kann, selbst wenn die Ferrit-platten in bestimmten Abständen angeordnet sind, wenn die Ferritplatten mit einer vorgegebenen Dicke entsprechend dem Abstand in Richtung des elektrischen Feldes der Welle angeordnet sind. Die vorliegenden Erfindung beruht auf dieser Feststellung.

Die Erfindung betrifft daher eine Wand zum Absorbieren einer elektromagnetischen Welle oder eine Wand zum Absorbieren einer Welle im UKW- oder UHF-Bereich. Die wellenabsorbierenden Wand weist ferrimagnetische Platten auf, die in bestimmten Abständen in Richtung des elektrischen Feldes der Wellen angeordnet sind; hierbei sind die ferrimagnetischen Platten Platten aus Ferrit der allge-meinen Formel MFe[tief]2O[tief]4, wobei M ein zweiwertiges Metall, wie Mn, Ni, Co, Mg, Cu, Zn und Cd ist.

Die Ferritplatte hat eine Größe von beispielsweise 10cm x 15cm und die be-stimmte, vorgegebene Stärke. Die Ferritplatte, die bei der vorliegenden Erfin-dung verwendet wird, wurde auf folgende Weise hergestellt:

754g Fe[tief]2O[tief3, 118 g NiO und 128g ZnO wurden jeweils abgewogen, um ein Ni-Zn-Ferrit mit 60 Mol% Fe[tief]2O[tief]3, 20 Mol% NiO und 20 Mol% ZnO zu schaffen. Die Fe[tief]2O[tief]3-, NiO- und ZnO-Bestandteile wurden in einer Kugelmühle 20h lang gemischt. Das Gemisch wurde mit etwa 1t/cm[hoch]2 formge-preßt, um einen geformten Körper in Plattenform zu schaffen. Der geformte Körper wurde 2h lang auf eine Temperatur von 1200°C erhitzt. Der sich ergebende gesin-terte Körper ist eine Ni-Zn-Ferritplatte.

Die Erfindung schafft somit eine Wand zum Absorbieren einer elektromagnetischen Welle, die ferrimagnetische Platten aufweist, die in bestimmten, vorgegebenen Abständen in Richtung des elektrischen Feldes der elektromagnetischen Wellen angeordnet sind, wobei die ferrimagnetischen Platten Platten aus einem Ferrit mit der folgenden allgemeinen Formel: MFe[tief]2O[tief]4, wobei M ein zweiwer-tiges Metall, wie Mn, Ni, Co, Mg, Cu, Zn und Cd ist, oder Platten aus einem Ge-misch aus Ferritpulver oder Karbonyleisen mit organischen hochmolekularen Verbindun- gen sind, und die Platten eine bestimmte, vorgegebene Dicke entsprechend dem Abstand aufweisen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine herkömmliche wellenabsorbierende Wand;

Fig. 2 eine wellenabsorbierende Wand gemäß der Erfindung mit in bestimmten

Abständen angeordneten Ferritplatten;

Fig. 3 und 4 Kurven, in welchen die Dämpfung über der Dicke einer Ferritplatte bei

zwei verschiedenen Frequenzen aufgetragen ist;

Fig. 5 bis 7 Kurven, in welchen verschiedene Werte bezüglich eines Abstandwertes

(%) aufgetragen sind;

Fig. 8 bis 10 weitere Ausführungsformen einer wellenabsorbierenden Wand gemäß

der Erfindung; und

Fig. 11a bis 11d verschiedene Anbringungsmöglichkeiten von wellenabsorbie-

renden Wänden gemäß der Erfindung an einer metallischen Grundplatte.

Wie in Fig. 2 dargestellt, sind die Ferritplatten 1 auf einem elektrisch leiten-den Material, wie beispielsweise einer Metallplatte 2 in bestimmten, vorgegebe-nen Abständen in Richtung des elektrischen Feldes (E) der Welle und in Richtung des magnetischen Feldes (H) der Welle dicht (d.h. ohne Zwischenraum) angeordnet. Der Abstandswert wird durch den Ausdruck <Formel> x 100% dargestellt, wobei 1 die Breite der Ferritplatte und g der Abstand zwischen den Ferritplatten in Richtung des elektrischen Feldes (E) der Welle ist.

In Fig. 3 und 4 sind Kurven wiedergegeben, welche die Dämpfungsänderung der Wel-le durch eine Reflexion an der Wandung wiedergeben, die Ferritplatten aufweist, die auf der Metallplatte bei verschiedenen Abstandswerten (0, 20, 40, 50, 60 und 80%) bezüglich der Dicke der Ferritplatten bei Wellen von 200MHz bzw. 700MHz angeordnet sind.

Aus den Kurven in Fig. 3 und 4 ist zu ersehen, daß die Dicke der Ferritplatte mit maximaler Dämpfung bei 200MHz bzw. bei 700MHz bestimmt werden kann. Die Wer-te sind in der unten wiedergegebenen Tabelle 1 aufgeführt.

Kurven, wie sie in Fig. 5 dargestellt sind, können erhalten werden, indem die in Tabelle 1 aufgeführten Werte aufgetragen werden. Die brauchbarste und ange-messenste Dicke der Ferritplatte ohne Abstand dazwischen beträgt 7,5mm bei 200 MHz und 5,5mm bei 700 MHz.

Die Dicke der Ferritplatte, um ohne einen Zwischenraum die maximale Dämpfung zu erhalten, wird mit d[tief]o bezeichnet, und die Dicke der Ferritplatte, um die maximale Dämpfung bei bestimmten Abständen zu erhalten, ist mit d bezeichnet. Die Beziehung zwischen d[tief]o und d bei bestimmten Abständen (d =xd[tief]o), kann aus der nachstehend wiedergegebenen Tabelle 2 ersehen werden.

In dem Ausdruck d =xd[tief]o hat der Wert x unabhängig von der Frequenz der Wel-le ähnliche Werte bei einem bestimmten Abstand. Die in Fig. 6 dargestellte Kurve kann erhalten werden, indem die Werte von x bei verschiedenen Abständen aufge-tragen werden.

Aus den Kurven in Fig. 3, 4 und 6 kann ersehen werden, daß, wenn die Dicke (d) der Ferritplatte so wie in der unten wiedergegebenen Tabelle 3 aufgeführt ist, bestimmt wird, die Dämpfung der Welle durch eine Reflexion in einer wellenabsor-bierenden Wand, die die Ferritplatten aufweist, die einem bestimmten Abstand in Richtung des elektrischen Feldes (E) der Welle ange- ordnet sind, äquivalent der maximalen Dämpfung (etwa 30dB) der Welle in der wellenabsorbierenden Wandung ist, die Ferritplatten aufweist, die ohne Zwischen-raum angeordnet sind.

Jedoch kann im Hinblick auf die Kurven in Fig. 3 und 4 eine Dämpfung von mehr als 20 dB im Bereich der Dicke der Ferritplatten erhalten werden, wie in der nachstehend angegebenen Tabelle gezeigt ist.

Die Beziehung zwischen den Größen d[tief]o und d, um eine Dämpfung von mehr als 20 dB bei bestimmten vorgegebenen Abständen (d = x[tief]1d[tief]o Tilde, propor-tional x[tief]2d[tief]o) zu erhalten, kann aus den Werten entnommen werden, die in Tabelle 4 dargestellt sind. Die Beziehung selbst ist in der nachstehend wie-ergegebenen Tabelle 5 angegeben.

Die in Fig. 7 dargestellte Kurve kann erhalten werden, indem die Werte der Ta-elle 5 aufgetragen werden.

Bei einer wellenabsorbierenden Wand mit Ferritplatten, die in bestimmten Abstän-en angeordnet sind, kann eine Wellendämpfung von mehr als 20 dB erhalten werden, indem die Dicke (d) der Ferritplatten, wie nachstehend angegeben, festgelegt wird:

Abstandswert (%) Dicke einer Ferritplatte

(d)

<20% 0,5d[tief]o Tilde, proportional 1,5d[tief]o

20% Tilde, proportional 40% 0,7d[tief]o Tilde, proportional 2,0d[tief]o

40% Tilde, proportional 60% 1,0d[tief]o Tilde, proportional 2,5d[tief]o

60% Tilde, proportional 80% 1,5d[tief]o Tilde, proportional 4,5d[tief]o

Bei der vorstehend wiedergegebenen, wellenabsorbierenden Wand ist die Anordnung der Ferritplatten bei einem Abstandswert von 10% bis 60% vorteilhaft, da Ferrit-platten mit einer großen Dicke bei einem Abstandswert von mehr als 60% erforder-lich sind.

Bei weiteren vorteilhaften Ausführungsformen der wellenabsorbierenden Wand gemäß der Erfindung, wie sie in den Fig. 8 und 9 dargestellt sind, können die Ferrit-platten 1 in Zementmörtel 3 eingebettet sein. In diesem Fall sollte elektrisch leitendes Material, wie beispielsweise eine Metallplatte oder ein Metallnetz 2 in dem Zementmörtel 3 enthalten sein.

Ferner kann, wie in Fig. 10 dargestellt, die wellenabsorbierende Wand dadurch gebildet werden, daß die Ferritplatten 1 abwechselnd versetzt in einem Zement-mörtel 3 angeordnet sind, der eine Metallplatte oder ein -netz 2 enthält.

Wie in Fig. 11(a) bis 11(d) dargestellt ist, können die Ferritplatten 1 an einer metallischen Grundplatte 2 dadurch befestigt werden, daß eine (unterschiedliche geformte) Metallplatte 4 oder eine Kunstharzplatte 5 an der metallischen Grund-platte 1 mittels eines Bolzens 6 oder einer Schraube 7 angebracht wird.

Es können auch andere ferrimagnetische Platten anstelle der Ferritplatte verwen-det werden. Eine derartige ferrimagnetische Platte kann hergestellt werden. Eine derartige ferrimagnetische Platte kann hergestellt werden, indem 2 bis 9 Volumenteile Ferritpulver oder Karbonyleisen mit 8 bis 1 Volumenteilen von iso-lierenden, organischen, hochmolekularen Verbindungen gemischt werden, wie bei-spielsweise synthetische oder Kunstgummi, thermoplastische Harze oder bei Wärme aushärtende Harze, wie sie unten angegeben sind: synthetischer oder Kunstgummi, wie Polychloropren, Akrylnitril-Butadien-Styrol und fluorhaltiger Gummi; thermo-plastische Harze, wie Polyäthylen, Polypropylen und Polyvinylchlorid, sowie bei Wärme aushärtende Harze, wie Phenolharze, Polyesterharze, Epoxyharze und Sili-konharze.

Claims

1. Wand zum Absorbieren einer elektromagnetischen Welle g e k e n n z e i c h n e t durch ferrimagnetische Platten (1), die in bestimmten vorgegebenen Abstän-den (g) in Richtung des elektrischen Feldes (E) der elektromagnetischen Welle und dicht beeinander in Richtung deren magnetischen Felds (H) angeordnet sind, wobei der Abstandswert und die Dicke von ferrimagnetischen Platten (1) die folgende Beziehung haben:

Abstandswert Dicke einer ferrimagnetischen

(<Formel> x 100%) Platte (d)

< 20% 0,5d[tief]o Tilde, proportional 1,5d[tief]o

20% Tilde, proportional 40% 0,7d[tief]o Tilde, proportional 2,0d[tief]o

40% Tilde, proportional 60% 1,0d[tief]o Tilde, proportional 2,5d[tief]o

60% Tilde, proportional 80% 1,5d[tief]o Tilde, proportional 4,5d[tief]o

wobei 1 die Breite einer ferrimagnetischen Platte, g der Abstand zwischen den ferrimagnetischen Platten, d[tief]o die Dicke einer ferrimagnetischen Platte ist, um eine maximale Dämpfung ohne Zwischenraum zwischen den Platten zu erhal-ten, und d die Dicke einer ferrimagnetischen Platte bei bestimmten vorgegebenen Abständen ist.

2. Wand zum Absorbieren einer elektromagnetischen Welle nach

Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die ferrimagnetische Plat-te, (1) eine Platte aus Ferriten der folgenden allgemeinen Formel MFe[tief]2O[tief]4 ist, wobei M ein zweiwertiges Metall ist, wie Mn, Ni, Co, Mg, Cu, Zn und Cd.

3. Wand zum Absorbieren einer elektromagnetischen Welle nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die ferrimagnetische Platte (1) eine Platte aus einem Gemisch von Ferritpulver und einer isolierenden, organischen, hochmoleku-laren Verbindung ist.

4. Wand zum Absorbieren einer elektromagnetischen Welle nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die ferrimagnetische Platte (1) eine Platte aus einem Gemisch von Karbonyleisen mit einer isolierenden, organischen, hochmoleku-laren Verbindung ist.

5. Wand zum Absorbieren einer elektromagnetischen Welle nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die isolierende, organische, hochmolekulare Verbindung aus der Gruppe aus synthetischem bzw. Kunstgummi, thermoplastischem Harz und bei Wärme aushärtendem Harz ausgewählt ist.