DE60302371T2

DE60302371T2 - Absorber für Funkwellen

Info

Publication number: DE60302371T2
Application number: DE60302371T
Authority: DE
Inventors: Toshikatsu Kumagaya-shi Hayashi; Akira Kumagaya-shi Kunimoto
Original assignee: Riken Corp; JSP Corp
Current assignee: Riken Corp; JSP Corp
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2023-01-31
Also published as: US6771204B2; CN1436041A; DE60302371D1; JP2003229691A; US20030146866A1; EP1333529A3; CN1290227C; EP1333529B1; EP1333529A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Absorber für Radiowellen, und insbesondere die Struktur (Geometrie) einer Absorbereinheit zur Verwendung in einer schallgedämpften Kammer.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Es ist bekannt, eine schallgedämpfte Kammer zu verwenden, um Geräusche oder Lärm in Verbindung mit EMC („Electromagnetic Compatibility" Elektromagnetische Kompatibilität) zu messen, oder eine Antenne zu untersuchen. Die schallgedämpfte Kammer umfasst eine äußere Abschirmwand, um eintretende Geräusche abzublocken und das Austreten von ausgestrahlten Radiowellen an die Außenseite zu verhindern, wobei ein Absorber für Radiowellen an der Innenseite angeordnet ist, um zu verhindern, dass elektrische Wellen reflektiert werden. Absorber für Radiowellens aus verschiedenen Materialien und in unterschiedlichen Formen sind kommerziell erhältlich. Unter diesen ist ein Absorber für Radiowellen bekannt, der aus einem urgeformten Körper in einer Pyramidenform oder einer Keilform hergestellt ist. Dieser wird oft verwendet, um eine hohe Wellenabsorptionsleistung zu erreichen. Nachfolgend umfasst der Begriff "Pyramidenform" auch den Begriff "Keilform", solange nichts anderes gesagt ist. Die Beschreibung bezieht sich daher auch auf eine "Keilform".
Diese Absorber für Radiowellens sind in einer Pyramidenform ausgebildet, so dass der Dichtegradient relativ zu einer eintretenden Welle geometrisch ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine Impedanzabstimmung („impedance matching") und eine Verbreiterung des Bandes („band broadening"). Darüber hinaus verbessert ein Streueffekt, der bei hohen Frequenzen aus der Geometrie resultiert, weiter die Charakteristik der Absorption von Radiowellen. Um die Charakteristik der Absorption von Radiowellen weiter zu verbessern, muss die Pyramidenform einen spitzeren Winkel aufweisen.
Nach einem bekannten Verfahren zur Herstellen eines Absorbers für Radiowellen aus einem pyramidenförmigen urgeformten Körper wird ein Absorber aus Urethan hergestellt, indem ein blockförmiger urgeformter Körper aus einem Urethanschaum mit Karbon imprägniert wird. Der entstandene pyramidenförmige Körper mit einer winkeligen Spitze, den man durch Beschneiden bzw. Scheren erhält, neigt zum Absplittern („chipping"). Die Produktionsrate ist daher niedrig und die Formen können während des Transports beschädigt werden. Dieser Nachteil wiegt umso schwerer, wenn die Winkel der Spitze der Pyramidenform reduziert sind, um den Streueffet zu verbessern.
Es gibt ein allgemein bekanntes Verfahren zur integralen Ausbildung eines pyramidenförmigen urgeformten Körpers und einer Basis durch ein Schäumen in der Form („in-mold foaming") unter Verwendung von Perlen aus geschäumten Polystyrol. Dieses Verfahren liefert jedoch nur eine Pyramide mit einer stumpfen Spitze oder einer abgeschnittenen Spitze von großen Abmessungen, was die Charakteristik der Absorption von Radiowellen verschlechtert.
Die US 5,892,188 offenbart einen Absorber für Radiowellen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, der Pyramidenkörper mit abgerundeten Spitzen umfasst, wobei Öffnungswinkel von 48° und 60° offenbart sind.
Die US 5,844,518 offenbart einen Absorber für Radiowellen, der Pyramidenkörper mit abgeschnittenen Spitzen umfasst. Die Seitenlänge der Spitze beträgt 0,25 in (6,35 mm). Die offenbarten Öffnungswinkel sind 48,2°.
Ein Absorber für Radiowellen nach der US 5,892,188 oder der US 5,844,518 weist eine Charakteristik der Absorption von Radiowellen von 20 dB auf.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Absorber für Radiowellen zu Verfügung zu stellen, der eine gute Charakteristik der Absorption von Radiowellen und eine hohe Widerstandskraft gegen Stöße aufweist, so dass der Absorber keine Beschädigungen durch Absplittern oder dergleichen erfährt. Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Absorber für Radiowellen mit einer hohen Produktionsausbeute zur Verfügung zu stellen, der beides aufweist, sowohl eine gute Charakteristik der Absorption von Radiowellen als auch eine hohe Widerstandskraft gegen Stöße.
Die obige erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch einen Absorber für Radiowellen nach Anspruch 1 oder 2 gelöst.
Die obige zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Einheit zum Absorbieren von Radiowellen gelöst, die wenigstens zwei Absorber für Radiowellen nach Anspruch 1 oder 2 umfasst, die pyramiden- oder keilförmige urgeformte Körper und eine Basis umfassen, die die urgeformten Körper trägt. Die Einheit zum Absorbieren von Radiowellen ist integral ausgebildet aus einen leitendend expandierten Tropfen auf Polypropylen-Basis („polypropylene-based conductive expanded bead"), wobei die Länge einer Seite der Spitze des pyramiden- oder keilförmigen urgeformten Körpers 15 mm oder weniger beträgt. Wenn dabei die Spitze eine gerundete Oberfläche aufweist, bezieht sich die Länge einer Seite auf die Länge einer Seite einer Ebene, die man erhält, indem man den gerundeten Bereich entfernt.
Wenn man den leitendend expandierten Tropfen auf Polypropylen-Basis als ein Substratmaterial verwendet, kann man nach der vorliegenden Erfindung eine Einheit zum Absorbieren von Radiowellen integral mit hoher Produktionseffizienz herstellen, die eine komplexe Form aufweist. Polypropylen ist flexible und elastisch. Daher weist der sich ergebenden Absorber für Radiowellen eine hohe Widerstandskraft gegenüber Stößen auf, und eine gute Charakteristik der Absorption von Radiowellen ergibt sich, wenn die Länge einer Seite der Spitze der Pyramidenform bei dem Absorber für Radiowellen 15 mm oder weniger beträgt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm zum Zwecke der Erläuterung, wie ein Radius ('R' Wert) an einer Spitze oder Mulde berechnet wird;
2 ist ein Diagramm zum Zwecke der Erläuterung, wie eine Länge einer Seite an einer Spitze oder Mulde berechnet wird;
3 ist eine Darstellung einer Einheit zum Absorbieren von Radiowellen nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine Darstellung einer Einheit zum Absorbieren von Radiowellen nach einer anderen Ausführung der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine Darstellung einer Einheit zum Absorbieren von Radiowellen nach noch einer anderen Ausführung der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine Darstellung einer Einheit zum Absorbieren von Radiowellen nach noch einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung;
7 ist eine Darstellung einer Absorber für Radiowellen nach einen anderen Ausführung der vorliegenden Erfindung;
8 ist eine Darstellung zum Zwecke der Erläuterung einer Heiztesteinheit mit einer GTEM Zelle;
9 ist ein Graph, der das Ergebnis eines Heiztests für einen Absorber aus Urethanschaum zeigt; und
10 ist ein Graph, der die Charaketristik der thermischen Deformation verschiedener Schäume zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
Nach der vorliegenden Erfindung beträgt der Radius 'R' an der Spitze eines Absorber für Radiowellen 1, der aus einem pyramiden- oder keilförmigen urgeformten Körper 2 hergestellt ist, von 0.5 mm bis zu 7.5 mm. Dabei bezieht sich 'R' an der Spitze (auch als "Spitze R" bezeichnet) auf den Radius 'R' (r1) an der Spitze des pyramidenförmigen urgeformten Körpers 2, der in 3 gezeigt ist, oder den keilförmigen urgeformten Körper 2, der in 5 gezeigt ist, und den Radius des Kreises, der die Spitze berührt, wie in 1 gezeigt.
Wenn die Pyramidenform in dem Absorber für Radiowellen eine gerundete Spitze aufweist, deren 'R' in dem Bereich von 0.5 mm bis 7.5 mm liegt, kann ein Absplittern oder dergleichen an der Spitze signifikant reduziert werden, während eine gute Charakteristik der Absorption von Radiowellen beibehalten wird. Die Spitze R (r1) liegt bevorzugt in dem Bereich von 2 mm bis 5 mm. Wenn die Spitze R kleiner ist als 0.5 mm, kann ein Absplittern auftreten, während sich, wenn die Spitze R größer als 7.5 mm ist, die Charakteristik der Absorption von Radiowellen verschlechtert.
In einer Einheit zum Absorbieren von Radiowellen, die zwei oder mehr pyramiden- oder keilförmige urgeformte Körper 2 und eine Basis 3 umfasst, die diese trägt, ist 'R' an der Mulde zwischen benachbarten pyramiden- oder keilförmigen urgeformten Körper 2 bevorzugt 7.5 mm oder weniger. Dabei bezieht sich 'R' an der Mulde (auch als "Mulde R" bezeichnet) auf den Radius 'R' (r2) im Bereich der Mulde zwischen den pyramidenförmigen urgeformten Körpern in 3, oder den keilförmigen urgeformten Körpern in 5, i.e., den Radius eines Kreises, der die Spitze der Mulde berührt.
Die Mulde R (r2) zwischen den pyramidenförmigen urgeformten Körpern ist 7.5 mm oder weniger, so dass man einen verbesserte Streueffekt und eine bessere Charakteristik der Absorption von Radiowellen erhält. Dabei ist die Mulde R (r2) bevorzugt 5 mm oder weniger, und besonders bevorzugt 4 mm oder weniger. Die untere Grenze muss nicht spezifiziert werden. Jedoch beträgt bei der Einheit zum Absorbieren von Radiowellen, die aus einem leitend expandierten Material auf Polypropylenbasis hergestellt ist, das nachfolgend beschrieben wird, die Mulde R bevorzugt wenigstens 1 mm, um das Herstellen zu vereinfachen.
Zusätzlich sind der Öffnungswinkel bei der Pyramide und der Muldenwinkel zwischen benachbarten Pyramiden (θ in 4 oder 5), jeweils ein spitzer Winkel von 25° oder kleiner, so dass man einen noch besseren Streueffekt und eine bessere Charakteristik der Absorption von Radiowellen erreichen kann. Diese Winkel sind bevorzugt nicht kleiner als 15° im Hinblick auf die Festigkeit des urgeformten Körpers und die Produktionsausbeute.
Jegliches Material, das die physikalischen Eigenschaften aufweist, die für einen Absorber für Radiowellen in Bezug auf Leitverlust („conductivity loss"), dielektrischem Verlust („dielectric loss") und dergleichen notwendig sind, kann als Substratmaterial für den oben erläuterten Absorber für Radiowellen oder die Einheit zum Absorbieren von Radiowellen 1 verwendet werden. Ein herkömmlicher Absorber aus Urethan oder dergleichen, den man erhält, indem man ihn zuschneidet, und der eine pyramidenförmige Spitze hat, kann als Grundlage dienen, um 'R' in dem oben gegebenen Bereich aufzuweisen.
Jedoch werden bevorzugt leitendend expandierte Tropfen auf Polypropylen-Basis als ein Substratmaterial verwendet, und zwar im Hinblick auf die Produktionsausbeute, Festigkeit und Wärmewiderstandsfähigkeit. Ein Verfahren zum Herstellen eines leitend expandierten Material auf Polypropylenbasis, wie es in dem japanischen Patent mit der Offenlegungsnummer Hei 7-300536 beschrieben ist, ist besonders geeignet, wenn ein expandiertes Material mit einer komplexen Form und einem hohen Expansionsverhältnis hergestellt wird. Durch dieses Verfahren kann ein expandiertes Material mit einem niedrigen Widerstand verwendet werden, das für einen Absorber für Radiowellen geeignet ist. Da das expandierte Material, das durch dieses Verfahren zur Verfügung steht, eine geschlossene Zellstruktur aufweist, und ein Befeuchten der Struktur aus Polypropylen nicht auftritt, kann man einen Absorber für Radiowellen erhalten, der eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit aufweist.
Polypropylen besitzt einen höheren Erweichungspunkt („softening point") als Polystyrol oder Polyethylen, und somit ergibt sich ein Absorber für Radiowellen, der eine hohe Wärmewiderstandsfähigkeit aufweist. Darüber hinaus ist Polypropylen flexible und elastisch, und ermöglicht eine dünne spitz zulaufende Spitze, die nicht leicht absplittert, was die Produktionsausbeute und Widerstandsfähigkeit gegen Stöße verbessert.
Bei einer Einheit zum Absorbieren von Radiowellen 1, die zwei oder mehr pyramiden- oder keilförmige urgeformte Körper 2 und eine Basis 3 umfasst, die die Körper trägt, und die integral aus einem leitendend expandierten Tropfen auf Polypropylen-Basis hergestellt ist, haben die pyramiden- oder keilförmigen urgeformten Körper 2 bevorzugt eine Spitze, bei der eine Seite 15 mm oder weniger in Länge aufweist.
Wenn dabei die Spitze eine ebene Form aufweist, wie in 2 bei (A) gezeigt, bezieht sich die Länge 'a' einer Seite der Spitze auf die Länge einer Seite der Ebene. Bei der Pyramidenform ist die Ebene an der Spitze allgemein ein reguläres Quadrat, doch bei der Keilform, wie sie in 5 gezeigt ist, ist die Ebene an der Spitze ein (längliches) Rechteck. In diesem Fall bezieht sich, wie in 5 gezeigt, 'a' auf die Länge einer kürzeren Seite. Genauer gesagt muss die Länge einer kürzeren Seite der Ebene an der Spitze 15 mm oder weniger betragen und dies ist eine wesentliche Bedingung bei der vorliegenden Erfindung.
Wie in 2 unter (B) gezeigt, ist, wenn ein Glied das unter einem unterschiedlichen Winkel geneigt ist, mit der Spitze verbunden ist, und die Fläche der Spitze verkleinert ist, die Länge eines Endes einer Ebene, die man erhält, indem man den geneigten Teil entfernt, 'a' (die untere Seite des Trapezoids an der Spitze in 2 unter (B)).
Wenn die Spitze angefaßt ist wie in 2 unter (C) gezeigt, entspricht die Länge einer Seite vor dem Anfaßen 'a'.
Darüber hinaus entspricht, wie in 2 bei (D) gezeigt, wenn die Spitze abgerundet und angespitzt ist, die Länge einer Seite der Ebene, die man erhalten würde, indem man den gerundeten Teil entfernt, 'a'.
Wie vorstehend beschrieben kann, indem man den leitendend expandierten Tropfen auf Polypropylen-Basis als das Substratmaterial verwendet, die Einheit zum Absorbieren von Radiowellen 1, die eine komplexe Form aufweist, nach der Erfindung integral mit einer hohen Produktionsausbeute hergestellt werden. Da Polypropylen flexible und elastisch ist, hat der Absorber für Radiowellen, den man erhält, eine hohe Widerstandskraft gegenüber Stößen, und daher können Beschädigungen, die aus einem Absplittern resultieren, verringert werden. Daher kann die Spitze der Pyramidenform eine Ebene als eine Alternative zu einer gerundete Oberfläche sein.
Die Länge einer Seite der Ebene an der Spitze der Pyramidenform ist 15 mm oder weniger, so dass sich eine gute Charakteristik der Absorption von Radiowellen ergibt. Wenn die Länge einer Seite der Ebene an der Spitze 10 mm oder weniger ist, verbessert sich die Charakteristik der Absorption von Radiowellen sogar noch mehr.
Die Länge der Mulde zwischen benachbarten pyramiden- oder keilförmigen urgeformten Körpern 2 in der Einheit zum Absorbieren von Radiowellen beträgt bevorzugt 15 mm oder weniger. Hier bezieht sich die Länge (Distanz) eines Endes der Mulde auf die Länge 'b' einer Seite der Mulde zwischen Pyramidenformen in 4 oder Keilformen in 5. Die Länge kann man auf die Weise erhalten, die in Verbindung mit 2 beschrieben wurde, mit anderen Worten, ähnlich der Länge einer Seite der Spitze.
Fall die Länge einer Seite der Mulde zwischen Pyramidenformen 15 mm oder weniger ist, ergibt sich ein verbesserter Streueffekt, und man kann eine gute Charakteristik der Absorption von Radiowellen gewinnen. Wenn die Länge einer Seite der Mulde 10 mm oder weniger ist, verbessert sich die Charakteristik der Absorption von Radiowellen sogar noch mehr. Die Angabe einer unteren Grenze ist nicht nötig, während in der Einheit zum Absorbieren von Radiowellen, die aus einem leitend expandierten Material auf Polypropylenbasis hergestellt wurde, wie vorstehend beschrieben, die Länge bevorzugt wenigstens 2 mm beträgt, um das Herstellen zu erleichtern.
Bei der Einheit zum Absorbieren von Radiowellen 1 nach der vorliegenden Erfindung ist die Basis 3 mit hervorragenden und ausgesparten Bereichen 5 und 4 versehen, die in einer Richtung ineinander passen, wobei die hervorragenden Bereichen 5 und die ausgesparten Bereichen 4 dieser unterschiedlichen Einheiten 1 dann miteinander verbunden werden können, was es gestattet, eine Mehrzahl von Einheiten 1 zu verbinden (vgl. 6). In diesem Fall werden die urgeformten Körper miteinander gekoppelt und jeder mechanisch befestigt, mit anderen Worten, sie können ohne Klebstoff sicher gefestigt werden, was die Handhabbarkeit signifikant verbessert.
Wie in 3 bis 6 gezeigt, sind Stufen 7 und 8 auf gegenüberliegenden Seitenoberflächen der Basis 3 ausgebildet. Die Stufe 7 ist nach unten gerichtet, während die Stufe 8 nach oben gerichtet ist. Wie in 6 gezeigt, wird, wenn benachbarte Einheiten 1 miteinander gekoppelt werden, die Stufe 7 einer Einheit 1 auf der Stufe 8 der anderen Einheit angeordnet, die dieser benachbart ist, und die Wandstärke der Basis 3 in dieser Position stimmt mit dem übrigen Teil überein.
Die leitendend expandierten Tropfen auf Polypropylen-Basis für das Substratmaterial sind insbesondere nützlich, da eine komplexe Form integral urgeformt werden kann. Das leitend expandierten Material auf Polypropylenbasis ist fest, und daher können Schäden der Befestigung während der Arbeiten oder mechanischen Befestigung weiter verringert werden.
Bei dem Absorber für Radiowellen und der Einheit zum Absorbieren von Radiowellen 1 kann ein pyramidenförmiger urgeformter Körper eine hohle Struktur 6 aufweisen, falls nötig (vgl. 7). Insbesondere Radiowellen im Mikrowellenband (-bereich) werden gedämpft, bevor sie in das Innere des Absorbers 6 weitergeleitet werden, und daher wird die Leistung des Absorbers nicht durch das Vorhandensein einer solchen hohlen Struktur im Inneren verringert. Zusätzlich kann man, wenn die hohle Struktur im Inneren ausgebildet ist, die Wandstärke des Materials reduzieren, was die Deformation durch Schrumpfen des Materials vermindert. Das Verwenden einer hohlen Struktur kann auch das Gewicht reduzieren. Auf diese Weise sollte, wenn die hohle Struktur 6 ausgebildet wird, die Wandstärke geeignet gewählt werden, abhängig von den Anforderungen an die Leistung und die Volumenwiderstandsfähigkeit des Materials.
Für einen Absorber für Radiowellen, der im Mikrowellenband (3 G bis 300 GHz) verwendet wird, ist ein Material mit einem relativ niedrigen Widerstand geeignet. Die Volumenwiderstandsfähigkeit des Materials ist bevorzugt in dem Bereich von 10² Ω.cm bis 10⁵ Ω.cm, und besonders bevorzugt von 10² Ω.cm bis 10³ Ω.cm. Wenn die Volumenwiderstandsfähigkeit größer als 10⁵ Ω.cm ist, erhält man keine ausreichende Charakteristik der Absorption von Radiowellen. Wenn die Volumenwiderstandsfähigkeit geringer ist als 10² Ω.cm, gibt es zu viel Reflexion, und sowohl das Urformend als auch das Schäumen werden beeinträchtigt.
Das Expansionsverhältnis liegt geeignet in einem solchen Bereich, dass die Volumendichte in dem Bereich von 0.02 g/cm³ bis 0.1 g/cm³ liegt. Wenn die Volumendichte steigt, steigt auch das Gewicht, ebenso wie die Materialkosten. Daher liegt die Volumendichte bevorzugt bei 0.1 g/cm³ oder weniger. Auf der anderen Seite, wenn die Dichte geringer ist als 0.02 g/cm³, kann die Geometrie nicht erhalten werden, was es schwierig macht, den Urformprozess auszuführen.
Wenn leitend expandierte Perlen oder Tropfen als das Substratmaterial verwendet werden, haben die Perlen bzw. Tropfen bevorzugt eine Partikelgröße von höchstens 10 mm, wenn man in Betracht zieht, wie gut sie in die spitz zulaufenden Spitzen gefüllt werden können. Die Partikelgröße der leitend expandierten Perlen oder Tropfen beträgt wenigstens 2 mm, um den urgeformten Körper vor Schrumpfen zu bewahren. Die expandierten Perlen bzw. Tropfen in einer zylindrischen Form, die allgemein verwendet werden, haben bevorzugt eine Größe in dem Bereich von 2 mm bis 10 mm im Durchmesser. Darüber hinaus kann, falls es nötig ist, zum Beispiel wenn der Winkel der Spitze der Pyramide sogar noch kleiner sein muss, das Befüllen der Spitzen verbessert werden, indem man zwei oder mehr Arten von expandierten Perlen bzw. Tropfen verwendet, die unterschiedliche Verteilungen der Partikelgrößen haben, und/oder eine spezifische Schwere bzw. Schwerkraft kann verwendet werden. bei den zylindrischen expandierten Perlen bzw. Tropfen bezieht sich die Verteilungen der Partikelgrößen auf die Verteilungen der Größen im Durchmesser der zylindrischen Form.
(Beispiele)
Experiment 1
Nachfolgend werden Produkte nach Beispielen der Erfindung im Detail beschrieben.
Expandierte Perlen bzw. Tropfen, die aus einem Polypropylen-Ethylen-Kopolymer („polypropylene-ethylene copolymer") hergestellt sind, einschließlich schwarzem Kohelstoff („carbon black") bei einem Additionsverhältnis von 14 wt% bis 16 wt%, und die eine Volumendichte von 0.037 g/cm³ bis 0.040 g/cm3 haben, mit einer Korngröße von 4 mm bis 6 mm, wurden in eine Form gefüllt, dann durch Dampf erhitzt bei 3 kg/cm² G bis 4 kg/cm² G, bevor sie expandiert oder geschäumt und in der Form eingeschmolzen wurden.
Die geschmolzene Substanz wurde aus der Form genommen und für 24 Stunden bei 60°C trocknen gelassen. Man erhält einen pyramidenförmigen expandierten urgeformten Körper 2, der eine Volumendichte von 0.045 g/cm³ aufweist, und einen Volumenwiderstand von 8 × 10² Ω.cm bis 1.2 × 10³ Ω.cm. Die Form des urgeformten Körpers 2 ist in 3 gezeigt und das Urformergebnis und die Ergebnisse der Messungen zur Absorption von Radiowellen mit der Spitze R (r1) in verschiedenen Größen sind in Tabelle 1 gezeigt. Die Mulde R (r2) betrug in diesem Fall 7.5 mm.
Tabelle 1
Kriterien für die Bewertung der Urformbarkeit der Spitze

o

In allen Pyramiden wurde kein Absplittern an den Spitzen beobachtet, und die Perlen bzw. Tropfen verschmolzen weich miteinander und wurden in eine vorgeschriebene Form gebracht.

Δ

Es wurde kein Absplittern an den Spitzen beobachtet, aber die Perlen bzw. Tropfen verklumpten zum Teil und verschmolzen nicht ausreichend miteinander.

x

Es gab eine/mehrere Pyramide(n), bei denen ein Absplittern an der Spitze auftrat.

Wie man am besten an den Ergebnissen sieht, die in Tabelle 1 angegeben sind, erhielt man in den Beispielen 1 bis 4, wo r1 in dem Bereich von 0.5 mm bis 7.5 mm lag, gute Ergebnisse sowohl bezüglich Urformbarkeit der Spitze der Pyramide als auch die Charakteristik der Absorption von Radiowellen. Die Ergebnisse waren besonders gut für diese beiden Kriterien, wenn r1 in dem Bereich von 2 mm bis 5 mm lag. Im Vergleichsbeispiel 1, in dem r1 0.3 mm war (kleiner als in Beispielen 1 bis 4), war die Urformbarkeit verschlechtert. Im Vergleichsbeispiel 2, in dem r1 größer als in Beispielen 1 bis 4 war, konnte keine ausreichende Charakteristik der Absorption von Radiowellen dargestellt werden.
Darüber hinaus wurden in Beispiel 1 einige der Pyramiden nicht ausreichend mit Perlen bzw. Tropfen gefüllt, was zu einem Problem mit der Urformbarkeit führte. Wenn Perlen bzw. Tropfen, die eine kleine Korngröße von 2 mm bis 3 mm haben, in einem Verhältnis von 50 wt% zugefügt und gemischt wurden, und das Urformen durchgeführt wurde, konnte eine ausreichende Beladung mit einer guten Urformbarkeit der Spitze dargestellt werden.
Experiment 2
Messergebnisse, bei denen die Spitze R (r1) 5 mm war und die Mulde R (r2) variiert wurde, sind in Tabelle 2 gegeben. Es stellte sich heraus, dass, wenn r2 kleiner wird, die Charakteristik der Absorption von Radiowellen sich tendenziell verbessert. Wie aus Tabelle 2 zu ersehen, stellte sich heraus, das r2 bevorzugt 7.5 mm oder weniger ist, und besonders bevorzugt 5 mm oder weniger.
Tabelle 2
Experiment 3
Messergebnisse, bei denen die Spitzen und Mulden der Pyramide eben waren wie in 4 gezeigt, und die Länge 'a' einer Seite der Ebene an der Spitze variiert wurde, sind in Tabelle 3 gegeben. Hier betrug die Distanz 'b' einer Seite der Mulde zwischen benachbarten Pyramiden 10 mm. Wenn 'a' 15 mm oder weniger war, ergab sich eine gute Charakteristik, obwohl sich besonders gute Ergebnisse einstellten, wenn 'a' 10 mm oder weniger war. Im Vergleichsbeispiel 3, bei dem die Größe 'a' der Spitze 20 mm war, ergab sich eine unzureichende Leistung. Folglich darf die Größe der Spitze nichtgrößer als 15 mm sein.
Tabelle 3
Die obigen Beispiele ergaben sich bei Pyramidenformen, während die selben Effekte für Keilformen beobachten wurden, wie sie in 5 gezeigt sind. 5 zeigt θ, r1, r2, 'a' und 'b' für diesen Fall.
Experiment 4
Ein Beispiel, wie man die Einheiten zum Absorbieren von Radiowellens nach den 3 und 4 befestigen kann, ist in 6 gezeigt. Jede Einheit 1 ist mit Schrauben oder dergleichen befestigt, und die hervorragenden Bereiche 5 bzw. die ausgesparten Bereiche 4 verschiedener Einheiten 1 sind miteinander verbunden und aneinander befestigt. Auf diese Weise können die Einheiten einfach ohne Klebstoff befestigt werden. Die Schrauben, die zur Befestigung verwendet werden, sind durch die benachbarten verbundenen Einheiten abgedeckt und liegen daher zur Oberfläche des Absorbers für Radiowellens nicht frei.
Man beachte, dass die Methode zur Befestigung in den 3 und 4 lediglich zum Zwecke der Illustration gezeigt ist, und ähnliche Verfahren zur Befestigung, die sich von diesem Beispiel unterscheiden, verwendet werden können.
Experiment 5
Jede Pyramide hat dieselbe Form wie der urgeformte Körper in Experiment 2, mit der Ausnahme, dass das Innere hohl war wie in 7 gezeigt. Die Charakteristik der Absorption von Radiowellen wurde für verschiedene Wandstärken gemessen. Die Messergebnisse für das Gewicht der Einheit und die Charakteristik der Absorption von Radiowellen für verschiedene Wandstärken sind in Tabelle 4 angegeben.
Wie man Tabelle 4 entnimmt, verschlechtert sich bei einer hohlen Struktur die Charakteristik der Absorption von Radiowellen kaum, solange die Wandstärke 20 mm ist. Wenn die Struktur im Inneren hohl ausgebildet ist und eine Wandstärke von 20 mm aufweist, reduziert sich das Gewicht der Einheit um nahezu 30%, mit anderen Worten, die Materialkosten können um diesen Betrag verringert werden.
Tabelle 4
Experiment 6
Jede Pyramide hat dieselbe Form wie der urgeformte Körper in Experiment 2, mit der Ausnahme, dass die Volumendichte (Expansionsverhältnis) variiert wurde. Der Volumenwiderstand bzw. die Volumenwiderstandsfähigkeit („volume resistivity") und die Charakteristik der Absorption von Radiowellen wurden gemessen. Die Messergebnisse sind in Tabelle 5 angegeben. Es stellte sich, basierend auf der gemessenen Charakteristik der Absorption von Radiowellen, heraus, dass der Volumenwiderstand des urgeformten Körpers bevorzugt in dem Bereich von 10² Ω.cm bis 10⁵ Ω.cm, und besonders bevorzugt von 10² Ω.cm bis 10⁴ Ω.cm liegt. Darüber hinaus ist, basierend auf der Urformbarkeit und der Charakteristik der Absorption von Radiowellen die Volumendichte des urgeformten Körpers bevorzugt in dem Bereich von 0.02 g/cm³ bis to 0.1 g/cm³.
Tabelle 5
Kriterien für die Bewertung der Urformbarkeit der Spitze

Zum testen der Erwärmung durch Absorption von Radiowellen wurde der Temperaturanstieg in einem Absorber 1 aus Urethan gemessen, der aus der Beaufschlagung mit einem elektrischen Feld, wobei GTEM („Gigahertz Transverse Electromagnetic cells" Transversaleelektromagnetische Zellen im Gigaherzbereich) Zellen verwendet wurden, resultiert, wie in 8 gezeigt. Die Messergebnisse sind in 9 wiedergegeben. Hier wurde die Temperatur auf nahezu 90°C nach ungefähr 60 Minuten gesteigert.
Für ein expandiertes Polypropylen, ein expandiertes Polystyrol und ein expandiertes Polyethylen, das jeweils eine Volumendichte von 0.04 g/cm³ hat, wurde das thermische Deformationsverhältnis durch ein Testverfahren nach JIS K6767 gemessen. Die Messergebnisse finden sich in 10. Bei 90°C oder darüber verformten sich das expandierte Polystyrol und das expandierte Polyethylen stark, während das expandierte Polypropylen nur leicht deformiert wurde. Genauer gesagt sollte ein Absorber für Radiowellen, bei dem ein expandiertes Polyethylen als ein Substratmaterial verwendet wird, eine höhere Wärmewiderstandsfähigkeit aufweisen.
Wie vorstehend und entsprechend der vorliegenden Erfindung kann ein Absorber für Radiowellen oder eine Einheit zum Absorbieren von Radiowellen, der bzw. die eine gute Charakteristik der Absorption von Radiowellen und hohe Widerstandskraft gegenüber Stößen aufweisen, erreicht werden. Leitendend expandierte Tropfen auf Polypropylen-Basis werden zum integralen Urformen verwendet, so dass die Charakteristik der Absorption von Radiowellen und die Widerstandsfähigkeit gegen Stöße verbessert werden kann, und auch die Produktionsausbeute signifikant verbessert werden kann.

Claims

Ein Radiowellenabsorber, der einen pyramidenförmigen urgeformten Körper (2) oder einen keilförmigen urgeformten Körper (2) umfaßt, wobei der urgeformte Körper eine Spitze aufweist, wobei die Spitze gekrümmt ist und einen Krümmungsradius (r1) hat, der im Bereich von 0,5 mm bis 7,5 mm liegt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Öffnungswinkel des urgeformten Körpers in einem Bereich von 15° bis 25° liegt.
Ein Radiowellenabsorber, der einen pyramidenförmigen urgeformten Körper (2) oder einen keilförmigen urgeformten Körper (2) umfaßt, wobei der urgeformte Körper eine Spitze aufweist, wobei die Spitze kegelstumpfartig ausgebildet ist und eine Länge (a) einer Seite aufweist, die 15 mm oder kürzer ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Öffnungswinkel des urgeformten Körpers in einem Bereich von 15° bis 25° liegt.
Ein Radiowellenabsorber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein gekrümmter Teil oben auf der Spitze hinzugefügt ist, so daß die Spitze abgerundet wird.
Eine Einheit (1) zum Absorbieren von Radiowellen, die wenigstens zwei Radiowellenabsorber (2) nach irgend einem der Ansprüche 1–3 umfaßt, sowie eine Basis (3), die diese Radiowellenabsorber trägt, wobei ein Krümmungsradius (r2) in einer Mulde zwischen benachbarten urgeformten Körpern 7,5 mm oder weniger beträgt.
Ein Radiowellenabsorber nach irgend einem der Ansprüche 1–3, wobei eine auf Polypropylen basierende leitfähige ausgedehnte Stützscheibe als ein Substratmaterial verwendet ist.
Eine Einheit zum Absorbieren von Radiowellen nach Anspruch 4, wobei die Basis einen ausgesparten Bereich (4) und einen hervorstehenden Bereich (5) umfaßt, die mit einer anderen Einheit zum Absorbieren von Radiowellen zusammengefügt werden können.
Ein Radiowellenabsorber nach Anspruch 5, wobei die auf Polypropylen basierende leitfähige ausgedehnte Stützscheibe eine Größe im Bereich von 2 mm bis 10 mm aufweist.
Ein Radiowellenabsorber nach Anspruch 5 oder 7, wobei die auf Polypropylen basierende leitfähige ausgedehnte Stützscheibe wenigstens zwei Arten von ausgedehnten Stützscheiben umfaßt, die unterschiedliche Partikelgrößenverteilungen aufweisen.
Ein Radiowellenabsorber nach irgend einem der Ansprüche 1, 2, 3, 5, 7 oder 8, wobei der urgeformte Körper eine hohle Struktur aufweist.