DE69423347T2

DE69423347T2 - Breitbandiger Absorber für Funkwellen

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Publication number: DE69423347T2
Application number: DE69423347T
Authority: DE
Inventors: Michiharu Takahashi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-07-25
Filing date: 1994-10-28
Publication date: 2000-08-24
Anticipated expiration: 2014-10-29
Also published as: DE69423347D1; US5617096A; JPH0837392A; JP2681450B2; EP0694987A1; EP0694987B1

Description

Breitbandiger Absorber für Funkwellen

Allgemeiner Stand der Technik

Diese Erfindung betrifft einen breitbandigen Absorber für Funkwellen, der zum Konstruieren schalltoter Kammern brauchbar ist.
Eine schalltote Kammer wird gegenwärtig vielverwendet zum Durchführen einer Reihe von Tests, Wie für unerwünschte Strahlung (Geräusche) von elektronischen Vorrichtungen, für elektromagnetische Störung, für elektromagnetische Störfreiheit und für Antenneneigenschaften. Solch eine schalltote Kammer wird mit Absorbern für Wellen auf den Innenwänden und Decken davon bereitgestellt.
Ein bekannter Absorber für Funkwellen wird in Fig. 23 der dazugehörigen Zeichnungen gezeigt, in welchem es eine als M bezeichnete Leitermetallplatte zum Reflektieren einer Funkwelle und eine als F bezeichnete Sinterferritplatte in Form einer Keramikplatte, die auf der Metallplatte M befestigt ist, gibt. Wenn der Reflexionskoeffizient an der Oberfläche des Absorbers für Wellen inzwischen durch "s" dargestellt wird, ist der Leistungsabsörptioriskoeffizient davon als 1 - s ² gegeben. Folglich gilt, je kleiner der Reflexionskoeffizient s , desto besser wird die Absorberleistung. Allgemein gilt ein Absorber mit einem Reflexioriskoeffizienten s von 0,1 oder weniger als übereinstimmend mit dem Standard. Mit anderen Worten, der Standard erfordert, daß die Reflexionsdämpfung (-20log s) 20 dB oder größer und der Leistungsabsorptionskoeffizient 0,99 oder größer sein sollte.
Fig. 24 zeigt die Charakteristik eines Absorbers für Wellen von Fig. 23. In Fig. 24 stellt die Abszisse die Frequenz f dar, während die Ordinate den Reflexionskoeffizienten s darstellt. Wie man aus Fig. 24 sieht, kann die Bandbreite B, welche die Bedingung s ≤ 0,1 erfüllt, wie folgt gegeben sein:
B = fH - fL (1)
wobei fL und fH die tiefsten und höchsten Frequenzen darstellen, an welchen s jeweils 0,1 ist. Beim in Fig. 23 gezeigten Absorber für Wellen hängen die Frequenzen fL und fH vom verwendeten Ferritmaterial ab. Wenn zum Beispiel fL 30 MHz sein soll, muß Sinterferrit einer NiZn- oder MnZn-Serie verwendet werden. In diesem Fall beträgt fH 300-400 MHz. Wenn fL 90 MHz sein soll, dann ist das zu verwendende Ferrit von einer NiZn- oder MnZn-Serie. In diesem Fall beträgt fH 350- 520 MHz. Weil eine schalltote Kammer einen Absorber für Wellen mit fL von 30 MHz und fH von 1000 MHz erfordert, ist der Absorber für Wellen von Fig. 23 dafür nicht geeignet. Ferner ist der Absorber für Wellen von Fig. 23 für die Verwendung als Außenwandmaterial von Gebäuden zum Verhindern von Reflexion von TV-Funkwellen schlecht geeignet, wenn die erforderlichen fL und fH 90 MHz bzw. 800 MHz betragen, wie in Japan.
Um diesem Problem gewappnet zu sein, gibt es einen Vorschlag, in welchem eine Luftschicht (z. B. eine Polyurethanschaumlage) zwischen den Ferritkeramikplatten F und der Metallplatte M in Fig. 23 liegt. Ein Absorber für Wellen, der aus 7 mm dicken NiZn-Ferritkeramikplatten besteht, die auf, der Metallplatte durch eine 10 mm dicke Luftschicht befestigt ist, zeigt zum Beispiel eine Reflexionsdämpfung von 20 dB oder mehr für eine Funkwelle mit einem Frequenzbereich von 30-800 MHz.
US-A-5 276 448 offenbart einen Absorber für Wellen mit einer Gitterstruktur, wie in den Fig. 25(a) und 25(b) gezeigt. Dieser Absorber für Wellen zeigt eine Reflexionsdämpfung von 20 dB oder mehr für eine Funkwelle von 30-1000 MHz, wenn eine gitterartige, auf einer Metallplatte M befestigte Ferritplatte F, eine Dicke tm von 7 mm und eine Höhe h von 18 mm hat und folglich zufriedenstellende. Wellenabsorptionsleistung zeigt. In jüngeren Jahren hat sich eine zunehmende Aufmerksamkeit auf die Wichtigkeit von elektromagnetischer Störsicherheit von elektronischen Geräten bezahlt gemacht. Weil die Frequenz von neueren elektronischen Geräten erzeugte n Funkwellen in einem breiten Bereich schwanken, gibt es eine zunehmende Nachfrage nach Absorbern für Wellen mit einer hohen fH. In dieser Hinsicht ist der vorstehende Absorber für Wellen mit Gitterstruktur nicht zufriedenstellend.
Japanische Offenlegungsschrift 5-82995 offenbart einen Absorber für Wellen mit einer übereinandergestapelten Gitterstruktur, wie, in den Fig. 26(a) und 26(b) gezeigt. Dieser Absorber hat eine fL von 30 MHz und eine fH von 3000 MHz und ist bei einem breiten Band von Frequenzen wirksam. Der Absorber für Wellen mit übereinandergestapelter Gitterstruktur hat jedoch wegen der Schwierigkeit bei der Herstellung ein Problem. Insbesondere ist es sehr schwierig, die Struktur, in welcher das oberste Ferrit eine Dicke tm3 von weniger als 1 mm hat, wegen schlechter Fließfähigkeit der Pulvermasse, nicht Einheitlichkeit des Formpreßdrucks und schlechter Formtrennbarkeit durch Formen herzustellen.
EP-A-0 439 337 beschreibt auch einen Absorber für Wellen mit einer Gitterstruktur. Es ist in dieser und den vorstehend erwähnten Patentschriften, die vorstehend diskutiert wurden, ein breitbandiger Absorber für Wellen der Art offenbart, der eine Rückstrahlfläche für Funkwellen und eine Mehrzahl von magnetischen Bauteilen umfaßt, die auf der Rückstrahlfläche bereitgestellt werden und in Spalten und Reihen angeordnet sind, die sich in die Richtungen der X- bzw. Y-Achsen erstrecken,
wobei zu jedem der magnetischen Bauteile ein erster und zweiter Abschnitt gehören, die sich parallel zu den Richtungen der Y-Achse bzw. der X-Achse erstrecken, wobei die ersten und zweiten Abschnitte jedes magnetischen Bauteils über die ganze Höhe davon in Kontakt sind,
wobei die ersten Abschnitte in jeder Spalte ausgerichtet sind und voneinander mit einem Abstand Px getrennt angeordnet sind, und die zweiten Abschnitte in jeder Reihe ausgerichtet sind und voneinander mit einem Abstand Py getrennt angeordnet sind.
In den nach dem Stand der Technik offenbarten Strukturen ist der Absorber eine Gitterstruktur mit gleichmäßiger, konstanter Höhe. Die Gitterwände erstrecken sich ununterbrochen in die X- und Y-Achsenrichtungen:
Gemäß eines Gesichtspunkts der vorliegenden Erfindung ist ein breitbandiger Absorber für Funkwellen der vorstehend aufgezeigten Art dadurch gekennzeichnet, daß:
die folgenden Beziehungen für wenigstens einen Bereich jedes der ersten Abschnitte, deren Bereich eine Länge Ly in der Y-Achsenrichtung und eine Dicke Tx in der X-Achsenrichtung hat, und für wenigstens einen Bereich jedes der zweiten Abschnitte, deren Bereich eine Länge Lx in der X-Achsenrichtung und eine Dicke Ty in der Y-Achsenrichtung hat, gelten:
Ty < Ly < Py und
Tx < Lx < Px.
In einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung wird ein breitbandiger Absorber für Funkwellen bereitgestellt, der eine Rückstrahlfläche für Funkwellen und eine Mehrzahl von magnetischen Bauteilen umfaßt, die auf der Rückstrahlfläche bereitgestellt werden und in Spalten und Reihen angeordnet sind, die sich in die Richtungen der X- bzw. Y-Achsen erstrecken,
wobei zu jedem der magnetischen Bauteile ein erster und zweiter Abschnitt gehören, die sich parallel zur Y-Achse bzw. X-Achse erstrecken,
wobei die ersten Abschnitte in jeder Spalte ausgerichtet sind und die Spalten voneinander mit einem Abstand Px getrennt angeordnet sind, und die zweiten Abschnitte in jeder Reihe ausgerichtet sind und die Reihen voneinander mit einem Abstand Py getrennt angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß:
eine magnetische Platte zwischen der Rückstrahlfläche und der Mehrzahl der magnetischen Bauteile liegt, und
jeder der ersten Abschnitte eine Länge Ly in der Y- Achsenrichtung hat, welche kleiner als der Abstand Py ist, und jeder der zweiten Abschnitte eine Länge in der X-Achse von Lx hat, welche kleiner als der Abstand Px ist.
In einem dritten Gesichtspunkt der Erfindung wird ein breitbandiger Absorber für Funkwellen bereitgestellt, der eine Rückstrahlfläche für Funkwellen und eine Mehrzahl von magnetischen Bauteilen umfaßt, die auf der Rückstrahlfläche bereitgestellt werden und in Spalten und Reihen angeordnet sind, die sich in die Richtungen der X- bzw. Y-Achsen erstrecken, wobei die Reihen voneinander mit einem Abstand Py getrennt equidistant angeordnet sind und die Spalten voneinander mit einem Abstand Px getrennt equidistant angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß:
jedes der magnetischen Bauteile eine Mehrzahl von Bereichen hat, die in einer stufenweisen Art und Weise abwechselnd übereinandergestapelt sind, wobei jeder Bereich einen quadratischen Querschnitt in der X-Y-Ebehe hat, wobei die Seiten der Quadrate in X- und Y-Richtungen ausgerichtet sind,
der Querschnittsbereich in der X-Y-Ebene der übereinandergestapelten Bereiche jedes magnetischen Bauteils vom untersten Bereich zum obersten Bereich abnimmt, und
die Länge jeder Seite des untersten Bereichs jedes der magnetischen Bauteile dem Abstand Px gleicht, welcher dem Abstand Py gleicht.
Nachstehend werden erfindungsgemäße Ausführungsformen beschrieben werden, welche die folgenden Aufgaben erreichen können. Diese sind:
Bereitstellen eines Absorbers für Wellen, welcher für einen sehr breiten Frequenzbereich wirksam ist;
Bereitstellen eines Absorbers für Wellen, welcher in ökonomisch annehmbarer Art und Weise hergestellt werden kann;
Bereitstellen eines Absorbers für Wellen, dessen Höhe in Richtung der einfallenden Welle relativ klein ist; und
Bereitstellen eines Absorbers für Wellen, der eine wünschenswert regulierte Absorptionscharakteristik zeigt.
Vor der ausführlichen Beschreibung spezieller, erfindungsgemäßer Ausführungsformen wird eine etwas weitere Diskussion zu zugrundeliegenden Grundsätzen mit Bezug auf die Fig. 27 bis der dazugehörigen Zeichnungen geführt.
Ein mehrlagig übereinandergestapelter Absorber für Wellen kann als equivalent zu einer Struktur betrachtet werden, wie sie konzeptionell in Fig. 27 veranschaulicht ist, in welcher eine Mehrzahl (Anzahl n) von Medien (Funkwellen absorbierende Schichten) mit unterschiedlichen elektrischen Konstanten in der einer einfallenden Funkwelle parallelen Richtung übereinandergestapelt ist. In Fig. 27 stellt dn eine Höhe des Mediums "n" mit einer spezifischen magnetischen Permeabilität urn und einer spezifischen Dielektrizitätskonstant &epsi;rn dar.
Der Kennwiderstand Zc und die Übertragungskonstante γ eines Mediums mit einer relativen magnetischen Permeabilität ur und einer relativen Dielektrizitätskonstante &epsi;r können durch die folgenden Formeln (2) und (3) gezeigt werden:
wobei u&sub0; und &epsi;&sub0; die Permeabilität bzw. Dielektrizitätskonstante von Luft darstellen und ω eine Kreisfrequenz darstellt. Die Eingangsimpedanz Zdn an der einfallenden Ebene a-a', durch welche eine ebene Welle in die zur Ebene a-a' normalen Richtung auf die Rückstrahlfläche des mehrlagig übereinandergestapelten Absorbers für Wellen eingeführt wird, kann durch die Formel (4) gezeigt werden:
Zdn = Zcn(Zdn-1 + Zcn tanhγn dn)/(Zcn + Zdn-1 tanhγn dn) (4)
wobei Zcn einen Kennwiderstand des Mediums n, wie durch die Formel (2) gegeben, darstellt, Zdn-1 die Impedanz an der Ebene b-b' darstellt, durch welche die Welle in das Medium (n-1) auf die Rückstrahlfläche eingeführt wird, und γn eine Übertragungskonstante des Mediums n, wie durch die Formel (3) gegeben, darstellt. Die Formel (3) ist dieselbe, wie eine Formel, welche in der Elektrotechnik zum Darstellen eines Systems, in welchem eine Vielfältigkeit von Übertragungsleitungen mit einem Kennwiderstand Zc und einer Übertragungskonstante γ verbunden sind, wohlbekannt ist.
Die Fig. 28(a)-28(c) veranschaulichen konzeptionell Gitterstrukturen mit einer, zwei bzw. drei Schichten, die jede abwechselnd angeordnete magnetische Bauteile und Lücken haben. In diesen Figuren definieren Paare von oberen und unteren horizontalen Linien eine Übertragungsleitung und eine Breite B, stellen Zd&sub1;-Zd&sub3; jede eine Eingangsimpedanz an der Ebene a-a', b-b' bzw. c-c' dar, stellen d&sub1;-d&sub3; Höhen der jeweiligen Schichten dar, stellt M eine Rückstrahlfläche für Wellen dar, stellen tm1-tm3 die Dicken der jeweiligen Bauteilen dar, stellen γ&sub1;-γ&sub3; Übertragungskonstanten der jeweiligen Schichten dar und stellen Zc&sub1;-Zc&sub3; Kennwiderstände der jeweiligen Schichten dar.
Allgemein kann die relative magnetische Permeabilität ur und die relative Dielektrizitätskonstante Er eines magnetischen Stoffs durch die folgenden Formeln dargestellt werden, die jede eine komplexe Zahl enthält:
ur = ur1 - jur2 (5)
&epsi;r = &epsi;r1 - j&epsi;r2 (6)
Zum Beispiel ist die relative Permeabilität ur eines Sinterferrits vom NiZn-Typ allgemein so, daß der Realteil ur1 im Bereich von etwa 10-2500 ist, wenn die Frequenz so niedrig wie 1 KHz ist, während der Imaginärteil jur2 allgemein proportional zu ur1 ist. Auf der anderen Seite ist die relative Dielektrizitätskonstante &epsi;r des vorstehenden Ferrits so, daß der Realteil &epsi;r1 im Bereich von 12-15 ist und unabhängig von der Frequenz ist, während der Imaginärteil j&epsi;r2 äußerst klein ist. In der folgenden Beschreibung sollen sich die Begriffe "relative Permeabilität" und "relative Dielektrizitätskonstante" auf ur1 bzw. &epsi;r1 bei der Frequenz von 1 KHz beziehen, soweit nichts anderes speziell vermerkt.
Eine Schicht, in welcher sowohl Ferrit als auch Abstand (Luft) vorhanden sind, kann als Ganzes als equivalent zu einer hypothetischen Schicht betrachtet werden, welche gleichmäßig mit einem Medium mit einer relativen Permeabilität und einer relativen Dielektrizitätskonstante, welche sich von jenen des Ferrits unterscheiden, gefüllt ist. Solch eine relative Dielektrizitätskonstante und relative Permeabilität der hypothetischen Schicht werden hierin als Schein- bezeichnet. Die relative Scheindielektrizitätskonstante und die relative Scheinpermeabilität einer Schicht variieren mit einer relativen Größe des Abstands, wie aus der folgenden Beschreibung erkannt werden wird, die in Verbindung mit Fig. 29 gemacht wurde.
Bezugnehmend auf Fig. 29, ist ein Paar von ebenen, horizontalen Leiterplatten als L,L bezeichnet, die voneinander mit einem Abstand b getrennt angeordnet sind. Ein Paar von rechteckigen Parallelepipedferritkörpern F,F, die jeder eine Höhe h und eine Dicke tm haben, sind zwischen den Platten L,L angeordnet. Wenn tm 0,5b ist, sind die relative Scheinpermeabilität und die relative Scheindielektrizitätskonstante am größten. Wenn die Dicke tm abnimmt, werden diese Werte kleiner.
Wenn zum Beispiel das Ferrit eine relative Permeabilität von 2500 und eine relative Dielektrizitätskonstante von 15 hat, gibt die vorstehende Struktur eine relative Scheinpermeabilität von 2500 und eine relative Scheindielektrizitätskonstante von 15, wenn tm 0,5b ist. Wenn auf der anderen Seite tm Null ist, dann beträgt die relative Scheinpermeabilität 1,0 und die relative Scheindielektrizitätskonstante 1,0. Wenn b 20 mm ist und tm 3 mm ist, d. h., wenn ein Abstand von 14 mm vorhanden ist, betragen die Scheinpermeabilität und die Scheindielektrizitätskonstante 750 bzw. 5,5. Die vorstehenden Werte werden unter solchen Bedingungen erhalten, daß die Richtung des Magnetfelds von der Rückseite zur Vorderseite des Papiers verläuft und daß der Abstand b hinreichend klein ist, im Vergleich zur Wellenlänge.
Im vorstehend erwähnten, übereinandergestapelten, gitterartigen Absorber für Wellen, der in den Fig. 26(a) und 26(b) gezeigt ist, wird die relative Dielektrizitätskonstante in jeder Schicht durch die Einstellung der Dicke des Ferrits auf einen gewünschten Wert eingestellt. Zum Beispiel betragen in der dreischichtigen Struktur, in welcher NiZn-Ferrit mit einer relativen Permeabilität von 2500 und einer relativen Dielektrizitätskonstante von 15 verwendet wird und der Abstand b 20 mm ist, die relative Scheinpermeabilität und die Scheindielektrizitätskonstante der ersten, unteren Schicht 2100. bzw. 13,5, wenn die Höhe h&sub1; 4 mm ist und die Dicke tm1 8,5 mm ist. In der zweiten, dazwischenliegenderi Schicht mit einer Höhe h&sub2; von 25 mm und einer Dicke tm2 von 0,6 mm betragen die relative Scheinpermeabilität und die Scheindielektrizitätskonstante 151 bzw. 2,0. In der dritten, oberen Schicht mit einer Höhe h&sub3; von 27 mm und einer Dicke tm3 von 0,2 mm betragen die relative Scheinpermeabilität und die Scheindielektrizitätskonstante 51 bzw. 1,3. Diese Struktur zeigt eine Reflexionsdämpfung von 20 dB oder mehr für einen breiten Funkwellenfrequenzbereich von 30-3000 MHz, aber stößt auf die vorher beschriebenen Probleme, d. h. Schwierigkeiten bei der Herstellung.
In der vorliegenden Erfindung wird eine Öffnung zwischen zwei Bereichen von jeweils zwei benachbarten magnetischen Bauteilen definiert. Durch dieses Hilfsmittel kann die Wanddicke jedes magnetischen Bauteils erhöht werden und folglich werden keine Schwierigkeiten während der Herstellung des Absorbers für Wellen verursacht. Außerdem ist der Absorber für Wellen für einen breiteren Frequenzbereich wirksam, im Vergleich zu bekannten, übereinandergestapelten, gitterartigen Absorbern für Wellen.
Fig. 30(a) veranschaulicht schematisch eine Anordnung von zwei zusammenhängend nebeneinanderliegenden magnetischen Bauteilen, jeweils mit einer Kreuzform, wie man in der Richtung der einfallenden Funkwelle sieht, wohingegen Fig. 30(b) eine Anordnung veranschaulicht, in welcher eine Öffnung S zwischen zwei benachbarten magnetischen Bauteilen erzeugt wird. Wenn das magnetische Bauteil von Fig. 30(a) aus einem Ferrit mit einer relativen Permeabilität von 2500 erzeugt wird und eine Dicke tm von 3,3 mm und einem Abstand b zwischen zwei magnetischen Bauteilen von 20 mm hat, ist die Frequenzabhängigkeit der relativen Scheinpermeabilität der Struktur, wie in Fig. 31 gezeigt. Auf der anderen Seite veranschaulicht Fig. 32 die Frequenzabhängigkeit der relativen Scheinpermeabilität der in Fig. 30(b) gezeigten Struktur, in welcher die Länge L auf 14 mm abnimmt (eine Öffnung von 7 mm wird erzeugt), während die Dicke tm und der Abstand b unverändert bleiben. Wie man aus den Fig. 31 und 32 sieht, hat die Erzeugung einer Öffnung eine große Änderung in der Veränderung der relativen Permeabilität mit der Frequenz zur Folge.
In der vorliegenden Beschreibung werden die Charakteristiken der Absorber für Wellen mit einer Dreiplattenübertragungsleitung, wie in den Fig. 33(a) und 33(b) gezeigt, unter Verwendung einer TEM-Welle gemessen. In den Fig. 33(a) und 33(b) ist eine zu messende Probe mit 110, ein Eingangsstecker mit 111, eine aus einem Leitungsmaterial hergestellte, ebene Außenplatte mit 112, eine aus einem Leitungsmaterial hergestellte, ebene Innenplatte mit 113 und eine aus einem Metall hergestellte Rückstrahlplatte für Funkwellen mit 114 bezeichnet.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Anwendung der Erfindung wird mit Bezug auf die Ausführungsformen, die in den Fig. 1-33(b) der zugehörigen Zeichnungen veranschaulicht sind, weiter beschrieben, in welchen gilt:
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Absorbers für Funkwellen zeigt;
Fig. 2(a) ist eine perspektivische Ansicht, die ein magnetisches Bauteil der Ausführungsform von Fig. 1 zeigt;
Fig. 2(b) ist eine Draufsicht des magnetischen Bauteils von Fig. 2(a);
Fig. 2(c) ist eine Vorderansicht des magnetischen Bauteils von Fig. 2(a);
Fig. 3 ist ein Graph, der die Funkwellenabsorptionscharakteristik des Absorbers für Funkwellen von Fig. 1 zeigt;
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Absorbers für Funkwellen zeigt;
Fig. 5(a) ist eine perspektivische Ansicht, die ein magnetisches Bauteil der Ausführungsform von Fig. 4 zeigt;
Fig. 5(b) ist eine Draufsicht des magnetischen Bauteils von Fig. 5(a);
Fig. 5(c) ist eine Vorderansicht des magnetischen Bauteils von Fig. 5(a);
Fig. 6 ist ein Graph, der die Funkwellenabsorptionscharakteristik des Absorbers für Funkwellen von Fig. 4 zeigt;
Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht, die eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Absorbers für Funkwellen zeigt;
Fig. 8(a) ist eine perspektivische Ansicht, die ein magnetisches Bauteil der Ausführungsform von Fig. 7 zeigt;
Fig. 8(b) ist eine Draufsicht des magnetischen Bauteils von Fig. 8(a);
Fig. 9 ist ein Graph, der die Funkwellenabsorptionscharakteristik des Absorbers für Funkwellen von Fig. 7 zeigt;
Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht, die eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Absorbers für Funkwellen zeigt;
Fig. 11(a) ist eine perspektivische Ansicht, die ein magnetisches Bauteil der Ausführungsform von Fig. 10 zeigt;
Fig. 11(b) ist eine Draufsicht des magnetischen Bauteils von Fig. 11(a);
Fig. 12 ist ein Graph, der die Funkwellenabsorptionscharakteristik des Absorbers für Funkwellen von Fig. 10 zeigt;
Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht, die eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Absorbers für Funkwellen zeigt;
Fig. 14(a) ist eine Draufsicht, die ein magnetisches Bauteil der Ausführungsform von Fig. 13 zeigt;
Fig. 14(b) ist eine Vorderansicht des magnetischen Bauteils von Fig. 14 (a);
Fig. 15 ist ein Graph, der die Funkwellenabsorptionscharakteristik des Absorbers für Funkwellen von Fig. 13 zeigt;
Fig. 16 ist eine Vorderansicht, die eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Absorbers für Funkwellen zeigt;
Fig. 17 ist ein Graph, der die Funkwellenabsorptionscharakteristik des Absorbers für Funkwellen von Fig. 16 zeigt;
Fig. 18 ist eine perspektivische Ansicht, entsprechend Fig. 5(a), die eine weitere Ausführungsform eines magnetischen Bauteils eines erfindungsgemäßen Absorbers für Funkwellen zeigt;
Fig. 19 ist ein Graph, der die Funkwellenabsorptionscharakteristik des Absorbers für Funkwellen von Fig. 18 zeigt;
Fig. 20 ist eine perspektivische Ansicht, entsprechend Fig. 5(a), die eine weitere Ausführungsform eines magnetischen Bauteils eines erfindungsgemäßen Absorbers für Funkwellen zeigt;
Fig. 21 ist eine perspektivische Ansicht, entsprechend Fig. 5(a), die eine weitere Ausführungsform eines magnetischen Bauteils eines erfindungsgemäßen Absorbers für Funkwellen zeigt;
Fig. 22(a) und 22(b) sind Draufsichten, entsprechend Fig. 2(b), die Beispiele der Gestalt des magnetischen Bauteils zeigen;
Fig. 23 ist eine Querschnittsansicht, die einen bekannten Absorber für Wellen mit einer ziegelartigen Struktur zeigt;
Fig. 24 ist ein Graph, der die Funkwellenabsorptionscharakteristik des Absorbers für Funkwellen von Fig. 23 zeigt;
Fig. 25(a) ist eine perspektivische Teilansicht, die einen bekannten Absorber für Wellen mit einer gitterartigen Struktur zeigt;
Fig. 25(b) ist eine vergrößerte Teilansicht des Absorbers für Wellen von Fig. 25(a);
Fig. 26(a) ist eine perspektivische Teilansicht, die einen bekannten Absorber für Wellen mit einer übereinandergestapelten, gitterartigen Struktur zeigt;
Fig. 26(b) ist eine vergrößerte Teilansicht des Absorbers für Wellen von Fig. 26(a);
Fig. 27 ist eine konzeptionelle Ansicht eines übereinandergestapelten, mehrschichtigen Absorbers für Wellen;
Fig. 28(a) bis 28(c) veranschaulichen konzeptionell. Gitterstrukturen mit einer, zwei bzw. drei Schichten, die jede abwechselnd angeordnete magnetische Bauteile und Lücken haben;
Fig. 29 ist eine bildliche Darstellung zum Erklären der Veränderung von elektromagnetischen Konstanten mit der Größe einer Lücke;
Fig. 30(a) ist eine Draufsicht von zwei zusammenhängend nebeneinanderliegenden magnetischen Bauteilen;
Fig. 30(b) ist eine Draufsicht von zwei nebeneinanderliegenden magnetischen Bauteilen mit einem dazwischen definierten Raum;
Fig. 31 ist ein Graph, der die Frequenzabhängigkeit der relativen Scheinpermeabilität der Strukturen der Fig. 30(a) und 30(b) zeigt;
Fig. 32 ist ein Graph, der die Frequenzabhängigkeit der relativen Scheinpermeabilität der Strukturen der Fig. 30(a) und 30(b) zeigt; und
Fig. 33 (a) und 33(b) sind vertikale und horizontale Querschnittsansichten, die graphisch eine Dreiplattenübertragungsleitung zum Messen der Charakteristik von Absorbern für Wellen zeigen.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten

Ausführungsformen der Erfindung

Mit Bezug auf Fig. 1 gehört zu einem erfindungsgemäßen breitbandigen Absorber für Funkwellen eine Rückstrahlfläche für Funkwellen 1, allgemein eine Leitermetallplatte und eine Mehrzahl von magnetischen Bauteilen 2, die auf der Rückstrahlfläche 1 fest angebracht sind und in die Richtungen der X- bzw. Y-Achsen in Spalten und Reihen angeordnet sind. Jedes der magnetischen Bauteile 2 wird vorzugsweise gleichmäßig aus einem Ferrit enthaltenden Material, wie Sinterferrit der NiZn-Serien oder "Gummiferrit" enthaltendes Ferritpulver, das in einer Matrix eines Chloropren-Kautschuks oder eines Polyolefins oder desgleichen Kunststoffmaterials dispergiert ist, erzeugt.
Wie in den Fig. 2(a)-2(c) gezeigt, hat jedes der magnetischen Bauteile 2 einen ersten Abschnitt 3, der sich parallel zur Y-Achse erstreckt, und einen zweiten Abschnitt 4, der mit dem ersten Abschnitt 3 über dessen ganze Höhe in Kontakt ist und sich parallel zur X-Achse erstreckt. Wie man in Fig. 1 sieht, sind die ersten Abschnitte 3 der jeweiligen magnetischen Bauteile 2 in jeder Reihe ausgerichtet und die zweiten Abschnitte 4 der jeweiligen magnetischen Bauteile 2 in jeder Spalte ausgerichtet. Die ersten Abschnitte 3 in jeder Spalte sind voneinander mit einem Abstand Px getrennt angeordnet, während die zweiten Abschnitte 4 in jeder Reihe voneinander mit einem Abstand Py getrennt angeordnet sind. Mit anderen Worten, der Abstand zwischen zwei benachbarten Reihen ist Px, während der Abstand zwischen zwei benachbarten Spalten Py ist.
In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform sind die ersten und zweiten Abschnitte 3 und 4 jedes der magnetischen Bauteile 2 in einer kreuzförmigen Art und Weise angeordnet. Wie jedoch in den Fig. 22(a) und 22(b) gezeigt, kann das magnetische Bauteil 2 jede gewünschte Gestalt haben, wie T- oder L-Form, indem man in Richtung der einfallenden Funkwelle betrachtet, so lange die ersten und zweiten Abschnitte 3 und 4 miteinander in Kontakt sind und senkrecht zueinander orientiert sind.
Jeder der zweiten Abschnitte 4 hat einen Bereich 42 mit einer Länge entlang der X-Achse von Lx2, welche kleiner als der Abstand Px ist, und einer Dicke entlang der Y-Achse von Ty, während jeder der ersten Abschnitte 3 einen Bereich 32 mit einer Länge entlang der Y-Achse von Ly2, welche kleiner als der Abstand Py ist, aber welche größer als die Dicke Ty ist, und einer Dicke entlang der X-Achse von Tx, welche kleiner als die Länge Lx2 ist. Nämlich Ly, Py, Ty, Lx, Px und Tx treffen die folgenden Bedingungen:
Ty < Ly < Py und
Tx < Lx < Px.
Folglich wird zwischen jeweils zwei benachbarten magnetischen Bauteilen 2, die in der zur X-Achse parallelen Richtung angeordnet sind, eine Öffnung der Länge Sx erzeugt. Entsprechend wird zwischen jeweils zwei benachbarten magnetischen Bauteilen, die in der zur Y-Achse parallelen Richtung angeordnet sind, eine Öffnung der Länge Sy erzeugt.
In der in Fig. 1 gezeigten speziellen Ausführungsform hat jeder der ersten und zweiten Abschnitte 3 und 4 einen ersten, unteren Bereich (31, 41), auf welchem der zweite, obere Bereich (32, 42) in einer stufenweisen Art und Weise übereinandergestapelt ist. Der untere Bereich 31 jeder der ersten Abschnitte 3 hat eine Länge Ly1, die dem Abstand Py gleicht, während der untere Bereich 41 jeder der zweiten Abschnitte 4 eine Länge Lx1 hat, die dem Abstand Px gleicht, so daß die unteren Bereiche 31 und 41 eines magnetischen Bauteils 2 mit denen der benachbarten magnetischen Bauteile 2 zusammenhängen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht nur auf die in Fig. 1 gezeigte spezielle Ausführungsform beschränkt. Die Längen Lx und Ly der ersten und zweiten Abschnitte 3 und 4 können eher kontinuierlich als stufenweise geändert werden. Ferner ist es nicht wesentlich, daß die, Längen Lx und Ly der ersten, und zweiten. Abschnitte 3 und 4 kontinuierlich oder stufenweise vom untersten Teil zum obersten Teil davon abnehmen sollten.
Es ist jedoch bevorzugt, daß jeder der ersten und zweiten Abschnitte 3 und 4 aus einer Mehrzahl von, stärker bevorzugt aus zwei, in einer stufenweisen Art und Weise abwechselnd übereinandergestapelten Bereichen besteht. In diesem Fall ist es auch bevorzugt, daß die Länge jedes Bereichs vom untersten Teil zum obersten Teil davon kleiner wird. Vorzugsweise ist jedes der magnetischen Bauteile 2 durch Formen integriert hergestellt, um eine Einheitsstruktur zu haben.
Wenn jedes der in Fig. 1 gezeigten magnetischen Bauteile 2, wie nachstehend zusammengefaßt, aufgebaut ist, ist die Absorptionscharakteristik des Absorbers für Wellen so, wie in Fig. 3 gezeigt. Es wird erkannt werden, daß der Absorber für Wellen eine Reflexionsdämpfung von 20 dB oder mehr für einen Funkwellenfrequenzbereich von 30-1000 MHz zeigt.
Material des magnetischen Bauteils: NiZn-Sinterferrit
Relative Permeabilität des Ferrits: 2500
Abstand zwischen magnetischen Bauteilen (Px, Py): 20 mm
Untere Schicht:
Erster Bereich (31, 41):
Länge Lx1, Ly1: 20 mm
Dicke Tx, Ty: 8 mm
Höhe H&sub1;: 14,5 mm
Relative Scheinpermeabilität: etwa 1000
Relative Scheindielektrizitätskonstante: etwa 7
Obere Schicht:
Zweiter Bereich (32, 42):
Länge Lx2, Ly2: 13 mm
Dicke Tx, Ty: 8 mm
Höhe H&sub2;: 22 mm
Öffnung Sx, Sy: 7 mm
Relative Scheinpermeabilität: etwa 2
Relative Scheindielektrizitätskonstante: etwa 1,8
Die Fig. 4 und 5(a)-5(c) stellen eine Ausführungsform dar, die der von Fig. 1 entspricht, außer, daß der obere, zweite Bereich 32 des ersten Abschnitts 3 eine Dicke Tx2 hat, welche kleiner als die Dicke Tx1 des ersteh Bereichs 31 des ersten Abschnitts 3 ist, und daß der obere, zweite Bereich 42 des zweiten Abschnitts 4 eine Dicke Ty2 hat, welche kleiner als die Dicke Ty1 des ersten Bereichs 41 des zweiten Abschnitts 4 ist.
Wenn der in Fig. 4 gezeigte Absorber für Wellen, wie nachstehend zusammengefaßt, aufgebaut ist, ist dessen Absorptionscharakteristik so, wie in Fig. 6 gezeigt. Es wird erkannt werden, daß der Absorber für Wellen eine Reflexionsdämpfung von 20 dB oder mehr für einen Funkwellenfrequenzbereich von 30-1650 MHz zeigt.
Material des magnetischen Bauteils: NiZn-Sinterferrit
Relative Permeabilität des Ferrits: 2500
Abstand zwischen magnetischen Bauteilen (Px, Py): 20 mm
Untere Schicht:
Erster Bereich (31, 41):
Länge Lx1, Ly1: 20 mm
Dicke Tx1, Ty1: 15 mm
Höhe H&sub1;: 7,7 mm
Relative Scheinpermeabilität: etwa 1880
Relative Scheindielektrizitätskonstante: etwa 12
Obere Schicht:
Zweiter Bereich (32, 42):
Länge Lx2, Ly2: 16,2 min
Dicke Tx2, Ty2: 4 mm
Höhe H&sub2;: 28 mm
Öffnung Sx, Sy: 3,8 mm
Relative Scheinpermeabilität: etwa 2
Relative Scheindielektrizitätskonstante: etwa 1,77
Die Fig. 7 und 8(a)-8(b) veranschaulichen, eine Ausführungsform, die der von Fig. 4 entspricht außer, daß eine ebene keramikplattenähnliche magnetische Schicht 10 zwischen der Rückstrahlplatte 1 und jedem der Mehrzahl der magnetischen Bauteile 2 liegt, und daß eine Öffnung nicht nur zwischen zwei benachbarten oberen Bereichen, sondern auch zwischen zwei benachbarten unteren Bereichen erzeugt wird.
Wenn jedes der in Fig. 7 gezeigten magnetischen. Bauteile 2, wie nachstehend zusammengefaßt, aufgebaut ist, ist die Absorptionscharakteristik des Absorbers für Wellen so, wie in Fig. 9 gezeigt. Es wird erkannt werden, daß der Absorber für Wellen eine Reflexionsdämpfung von 20 dB oder mehr für einen Funkwellenfrequenzbereich von 30-4400 MHz zeigt.
Material des magnetischen Bauteils: NiZn-Sinterferrit
Relative Permeabilität des Ferrits: 2500
Untere Schicht:
Ebene Platte 10:
Länge Lx0, Ly0: 20 mm
Höhe (Dicke) H&sub0;: 5,7 mm
Relative Scheinpermeabilität: 2500
Relative Scheindielektrizitätskonstante: etwa 15
Abstand zwischen magnetischen Bauteilen (Px, Py): 20 mm
Zwischenschicht:
Erster Bereich (31, 41):
Länge Lx1, Ly1: 17,5 mm
Dicke Tx1, Ty1: 6 mm
Höhe H&sub1;: 14 mm
Öffnung Sx1, Sy1: 2,5 mm
Relative Scheinpermeabilität: etwa 3,3
Relative Scheindielektrizitätskonstante: etwa 2,6
Obere Schicht
Zweiter Bereich (32, 42):
Länge Lx2, Ly2: 12,5 mm
Dicke Tx2, Ty2: 4 mm
Höhe H&sub2;: 18 mm
Öffnung Sx2, Sy2: 7,5 min
Relative Scheinpermeabilität: etwa 1,4
Relative Scheindielektrizitätskonstante: etwa 1,4
Die Fig. 10 und 11(a)-11(b) veranschaulichen eine Ausführungsform, die der von Fig. 1 entspricht, außer, daß eine ebene keramikplattenähnliche magnetische Schicht 10 zwischen der Rückstrahlplatte 1 und jedem der Mehrzahl der magnetischen Bauteile 2 liegt, und daß eine Öffnung nicht nur zwischen zwei benachbarten oberen Bereichen, sondern auch zwischen zwei benachbarten unteren Bereichen erzeugt wird.
Wenn jedes der in Fig. 10 gezeigten magnetischen Bauteile 2, wie nachstehend zusammengefaßt, aufgebaut ist, ist die Absorptionscharakteristik des Absorbers für Wellen so, wie in Fig. 12 gezeigt. Es wird erkannt werden, daß der Absorber für Wellen eine Reflexionsdämpfung von 20 dB oder mehr für einen Funkwellenfrequenzbereich von 30-4400 MHz zeigt.
Material des magnetischen Bauteils: NiZn-Sinterferrit
Relative Permeabilität des Ferrits: 2500
Untere Schicht:
Ebene Platte 10:
Länge Lx0, Ly0: 20 mm
Höhe (Dicke) H&sub0;: 5,7 mm
Relative Scheinpermeabilität: 2500
Relative Scheindielektrizitätskonstante: etwa 15
Abstand zwischen magnetischen Bauteilen (Px, Py): 20 mm
Zwischenschicht:
Erster Bereich (31, 41):
Länge Lx1, Ly1: 17,5 mm
Dicke Tx, Ty: 6 mm
Höhe H&sub1;: 14 mm
Öffnung Sx1, Sy1: 2,5 mm
Relative Scheinpermeabilität: etwa 3,3
Relative Scheindielektrizitätskonstante: etwa 2,6
Obere Schicht
Zweiter Bereich (32, 42):
Länge Lx2, Ly2: 11,5 mm
Dicke Tx, Ty: 6 mm
Höhe H&sub2;: 18 mm
Öffnung Sx2, Sy2: 8,5 mm
Relative Scheinpermeabilität: etwa 1,5
Relative Scheindielektrizitätskonstante: etwa 1,5
Die Fig. 13 und 14(a)-14(b) zeigen eine Ausführungsform, die der von Fig. 10 entspricht, außer, daß das magnetische Bauteil 2 eine achtschichtige Struktur mit sieben übereinandergestapelten Bereichen auf einer ebenen keramikplattenähnlichen magnetischen Schicht 10 hat.
Wenn jedes der in Fig. 13 gezeigten magnetischen Bauteile 2, wie nachstehend zusammengefaßt, aufgebaut ist, ist die Absorptionscharakteristik des Absorbers für Wellen so, wie in Fig. 15 gezeigt. Es wird erkannt werden, daß der Absorber für Wellen eine Reflexionsdämpfung von 20 dB oder mehr für einen Funkwellenfrequenzbereich von 30 MHz bis 30 GHz zeigt.
Material des magnetischen Bauteils: NiZn-Sinterferrit
Relative Permeabilität des Ferrits: 2500
Unterste Schicht:
Ebene Platte 10:
Länge Lx0, Ly0: 10 mm
Höhe (Dicke) H&sub0;: 6 mm
Relative Scheinpermeabilität: 2500
Relative Scheindielektrizitätskonstante: etwa 15
Abstand zwischen magnetischen Bauteilen (Px, Py): 10 mm
Die Dicke T, Länge L, Höhe H, Öffnung S, relative Permeabilität ur und relative Dielektrizitätskonstante &epsi;r der jeweiligen Lagen sind in der untenstehenden Tabelle zusammengefaßt. Die Dicke und Länge jedes Bereichs und die Öffnung jeder Schicht in der der X-Achse parallelen Richtung sind dieselben wie die in der Y-Achse. Tabelle Maße übereinandergestapelter Schichten
Wenn jedes der magnetischen Bauteile 2 eine Anzahl von übereinandergestapelten Bereichen hat, wie die vorstehende Ausführungsform, ist es bevorzugt, daß untere Bereiche (allgemein erste bis dritte Bereiche) aus Sinterferrit gebildet werden, wohingegen die oberen Restbereiche aus Gründen der Verminderung des Gesamtgewichts aus einem Gummiferrit gebildet werden, welches im Gewicht leichter als das Sinterferrit ist.
Fig. 16 veranschaulicht eine Ausführungsform, die der von Fig. 1 mit der, in Fig. 3 gezeigten Absorptionscharakteristik entspricht, außer, daß eine Schicht 8 eines dielektrischen Verlustmaterials an der Vorderseite der magnetischen Bauteile 2 bereitgestellt wird. Wenn die Schicht 8 aus einem geschäumten Polyurethan erzeugt wird, welches 0,5 g eines homogen dispergierten Kohlenstoffpulvers pro Liter Volumen des Polyurethanschaums enthält, und welches eine relative Dielektrizitätskonstante von etwa 1, 2 hat, und wenn die Schicht 8 eine Dicke d von 300 mm hat und bereitgestellt wird, um die gesamte Oberseite der magnetischen Bauteile 2 zu bedecken, zeigt der so erhaltene Absorber für Wellen eine Absorptionscharakteristik, wie in Fig. 17 gezeigt. Es wird festgestellt werden, daß das Bereitstellen der dielektrischen Verlustschicht 8 eine Reflexionsdämpfung von 20 dB oder mehr für einen Funkwellenfrequenzbereich von 30 MHz bis 5 GHz zeigt.
Die Größe des magnetischen Bauteils 2 in den vorhergehenden Ausführungsformen kann mit der beabsichtigten Verwendung des breitbandigen Absorbers für Funkwellen variieren. Allgemein wird die Größe des magnetischen Bauteils 2 in Anbetracht der höchsten und niedrigsten Frequenzen der einfallenden Funkwelle bestimmt. Wenn zum Beispiel die einfallende Funkwelle höchste und niedrigste Frequenzen von 20 GHz bzw. 30 MHz hat, sind die bevorzugten Maße des magnetischen Bauteils 2 wie folgt:
Abstand Px, Py: 3-40 mm
Länge Lx1, Ly1: 4-40 mm
Dicke Tx, Ty: 0,5-40 mm
Höhe H&sub1;: 4-40 mm
Länge Lx2, Ly2: 3-36 mm
Höhe H&sub2;: 5-50 mm
Öffnung Sx1, Sy1: 0,1-20 mm
Dicke H&sub0;: 4-10 mm (keramikplattenartige Platte 10)
Dicke d: ≥ 50 mm (dielektrische Verlustschicht 8)
Wenn in der in den Fig. 4 und 5(a)-5(c) gezeigten Ausführungsform die Dicken Tx2 und Ty1 größer werden und den Längen Lx1 bzw. Ly1 gleichen und wenn die Längen Lx1 und Ly1 den Abständen Px bzw. Py gleichen, dann wird die Struktur so, wie in Fig. 18 gezeigt. Die untere Schicht ist eine keramikplattenartige Platte 10, während die obere Schicht einen rechteckigen Parallelepipedblock 11 beinhaltet.
Wenn das in Fig. 18 gezeigte magnetische Bauteil 2, wie nachstehend zusammengefaßt, aufgebaut ist, ist die Absorptionscharakteristik des Absorbers für Wellen, wie in Fig. 19 gezeigt. Es wird erkannt werden, daß der. Absorber für Wellen eine Reflexionsdämpfung von 20 dB oder mehr für einen Funkwellenfrequenzbereich von 1000-5300 MHz zeigt.
Material des magnetischen. Bauteils: Ferritkautschuk, das 10 Gewichtsteile NiZn-Sinterferritpülver mit einem Durchmesser von 5-50 um, dispergiert in 1 Gewichtsteil einer Chloroprenkäutschukmatrix, enthält Relative Permeabilität des Ferritkautschuks: etwa 10
Relative Dielektrizitätskonstante des Ferritkautschuks: etwa 11
Abstand zwischen magnetischen Bauteilen (Px, Py): 20 mm
Untere Schicht:
keramikplattenartige Platte 10:
Länge Lx1, Ly1 (Dicke Tx1, Ty1): 20 mm
Höhe H&sub1;: 5 mm
Relative Scheinpermeabilität: etwa 10
Relative Scheindielektrizitätskonstante: etwa 11
Obere Schicht
Block 11:
Länge Lx2, Ly2: 16,5 mm
Dicke Tx2, Ty2: 6 mm
Höhe H&sub2;: 15 mm
Öffnung Sx, Sy: 3,5 mm
Relative Scheinpermeabilität: etwa 2,25
Relative Scheindielektrizitätskonstante: 2,1
Wenn in der in den Fig. 4 und 5(a)-5(c) gezeigten Ausführungsform die Dicken Tx1, Ty1, Tx2 und Ty2 größer werden und zu den Längen Lx1, Ly1, Lx2 bzw. Ly2 gleich werden und wenn die Längen Lx1 und Ly1 den Abständen Px bzw. Py gleichen, dann wird die Struktur so, wie in Fig. 20 gezeigt, welche Fig. 5(a) entspricht. Die untere Schicht ist eine keramikplattenartige Platte 10 und die obere Schicht beinhaltet einen rechteckigen Parallelepipedblock 11. In diesem Fall ist es bevorzugt, daß die Längen Lx1, Ly1, Lx2 und Ly2 die folgenden Bedingungen erfüllen:
0,65Lx1 ≤ Lx2 ≤ 0,85Lx1
0,65Ly1 ≤ Ly2 ≤ 0,85Ly1
Obwohl der Absorber für Wellen von Fig. 20 eine zweischichtige Struktur hat, kann die Anzahl der gestapelten Schichten auf drei oder mehr erhöht werden. Fig. 21 veranschaulicht eine dreischichtige, gestapelte Struktur, welche dieselbe, wie die von Fig. 20 ist, außer, daß ein oberer Block 12 mit den Längen Lx3 und Ly3 entlang der X- bzw. Y-Achsen auf den Block 11 gestapelt ist. In diesem Fall ist es bevorzugt, daß die Längen Lx1, Ly1, Lx2, Ly2, Lx3 und Ly3 die folgenden Bedingungen erfüllen:
0,65Lx1 ≤ Lx2 ≤ 0,85Lx1
0,65Ly1 ≤ Ly2 ≤ 0,85Ly1.
0,35Lx1 ≤ Lx3 ≤ 0,65Lx1
0,35Ly1 ≤ Ly3 ≤ 0,65Ly1.
Die bevorzugten Ausführungsformen der Fig. 20 und. 21 können wie ein breitbandiger Absorber für Funkwellen definiert werden, welcher eine Rückstrahlfläche für Funkwellen 1 und eine Mehrzahl von magnetischen Bauteilen 2 umfaßt, die auf der Rückstrahlfläche 1 bereitgestellt werden und in Spalten und Reihen in die Richtungen der X- bzw. Y-Achsen angeordnet sind, wobei jedes der magnetischen Bauteile 2 eine Mehrzahl von Bereichen 10, 11, 12 hat, die in einer stufenweisen Art und Weise abwechselnd übereinandergestapelt sind und jedes einen quadratischen Querschnitt in der X-Y-Ebene hat, wobei die gegenüberliegenden Seiten des Quadrats in mit der X- oder Y- Achse parallelen Richtung orientiert sind, wobei der Querschnittsbereich in der X-Y-Ebene in jedem der Bereiche vom untersten Bereich zum obersten Bereich jedes der magnetischen Bauteile abnimmt, wobei die Achsen der Reihen voneinander mit einem Abstand D (=Px=Py) getrennt equidistant angeordnet sind und die Achsen der Spalten voneinander mit einem Abstand D getrennt equidistant angeordnet sind, und wobei der unterste Bereich 10 jedes der magnetischen Bauteile 2 eine Breite (Lx1, Ly1) hat, welche dem Abstand D gleicht (die in den Fig. 20 und 21 nicht gezeigten Bezugsziffern und -symbole entsprechen denen in den Fig. 4 und 5(a)-5(c)).

Claims

1. Breitbandiger Absorber für Funkwellen, umfassend eine Rückstrahlfläche für Funkwellen (1) und eine Mehrzahl von magnetischen Bauteilen (2), die auf der Rückstrahlfläche (1) bereitgestellt werden und in Spalten und Reihen angeordnet sind, die sich in die Richtungen der X- bzw. Y-Achsen erstrecken,

wobei zu jedem der magnetischen Bauteile ein erster Abschnitt (3) und ein zweiter Abschnitt (4) gehören, die sich parallel zu den Richtungen der Y-Achse bzw. der X-Achse erstrecken, wobei die ersten und zweiten Abschnitte jedes magnetischen Bauteils über die ganze Höhe davon in Kontakt sind,

wobei die ersten Abschnitte in jeder Spalte ausgerichtet sind und voneinander mit einem Abstand Px getrennt angeordnet sind, und die zweiten Abschnitte in jeder Reihe ausgerichtet sind und voneinander mit einem Abstand Py getrennt angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

die folgenden Beziehungen für wenigstens einen Bereich (32) jedes der ersten Abschnitte (3), deren Bereich eine Länge Ly in der Y-Achsenrichtung und eine Dicke Tx in der X-Achsenrichtung hat, und für wenigstens einen Bereich (42) jedes der zweiten Abschnitte (4), deren Bereich eine Länge Lx in der X-Achsenrichtung und eine Dicke Ty in der Y- Achsenrichtung hat, gelten:

Ty < Ly < Py und

Tx < Lx < Px.

2. Absorber nach Anspruch 1, wobei jeder der ersten und zweiten Abschnitte (3, 4) eine Mehrzahl von in einer stufenweisen Art und Weise übereinandergestapelten Bereichen umfaßt.

3. Absorber nach Anspruch 2, wobei wenigstens eine der Dicken (Tx, Ty) jeder der Bereiche der ersten und zweiten Abschnitte (3, 4) und eine der Längen (Lx, Ly) jeder der Bereiche der ersten und zweiten Abschnitte (3, 4) vom untersten Teil jedes der magnetischen Bauteile (2) zum obersten Teil davon kleiner wird.

4. . Absorber nach Anspruch 3, wobei die Dicke (Tx) jeder der Bereiche (32) des ersten Abschnitts (3) gleich ist und die Dicke (Ty) jeder der Bereiche (42) des zweiten Abschnitts (4) gleich ist, die Länge (Lx, Ly) jeder der Bereiche (32, 42) der ersten und, zweiten Abschnitte (3, 4) vom untersten Teil jedes der magnetischen Bauteile (2) zum obersten Teil davon kleiner wird.

5. Absorber nach Anspruch 3, wobei die Dicke (Tx, Ty) jeder der Bereiche der ersten und zweiten Abschnitte (3, 4) vom untersten Teil jedes der magnetischen Bauteile (2) zum obersten Teil davon kleiner wird.

6. Absorber nach Anspruch 3, wobei sowohl die Dicke (Tx, Ty) als auch die Länge (Lx, Ly) jeder der Bereiche der ersten und zweiten Abschnitte (3, 4) vom untersten Teil jedes der magnetischen Bauteile (2) zum obersten Teil davon kleiner wird.

7. Absorber nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei jeder der ersten und zweiten Abschnitte (3, 4) einen weiteren, unteren Bereich (31, 41) umfaßt, auf welchem wenigstens ein Bereich (32, 42) in einer stufenweisen Art und Weise übereinandergestapelt ist, und wobei der weitere Bereich (31) des ersten Abschnitts (3) eine Länge Lx1 hat, die dem Abstand Py entspricht, und der weitere Bereich (41) des zweiten Abschnitts (4) eine Länge Ly1 hat, die dem Abstand Py entspricht.

8. Absorber nach Anspruch 7, wobei die Dicke jeder der weiteren Bereiche (31, 41) der ersten und zweiten Abschnitte (3, 4) größer als die wenigstens eines darauf gestapelten Bereichs (32, 42) ist.

9. Absorber nach Anspruch 7, wobei die Dicke jeder der weiteren Bereiche (31, 41) der ersten und zweiten Abschnitte (3, 4) der des jeweiligen, nächstfolgenden, darauf gestapelten Bereichs (32, 42) gleicht.

10. Absorber nach Anspruch 1, ferner umfassend eine ebene magnetische Schicht (10), die zwischen der Rückstrahlfläche (1) und der Mehrzahl der magnetischen Bauteile (2) liegt.

11. Absorber nach Anspruch 1, wobei wenigstens ein Bereich (32, 42) der ersten und zweiten Abschnitte (3, 4) jedes der magnetischen Bauteile (2) in einer kreuzförmigen Art und Weise angeordnet ist.

12. Absorber nach Anspruch 1, wobei jedes der magnetischen Bauteile (2) aus einem ferritenthaltenden Material erzeugt wird.

13. . Absorber nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Schicht (8) eines mit Verlust behafteten Dielektrikums, das bereitgestellt wird, um die Oberseiten der Mehrzahl der magnetischen Bauteile (2) zu bedecken.

14. Breitbandiger Absorber für Funkwellen, umfassend eine Rückstrahlfläche für Funkwellen (1) und eine Mehrzahl von magnetischen Bauteilen (2), die auf der Rückstrahlfläche (1) bereitgestellt werden und in Spalten und Reihen angeordnet sind, die sich in die Richtungen der X- bzw. Y-Achsen erstrecken,

wobei zu jedem der magnetischen Bauteile ein erster Abschnitt (3) und ein zweiter Abschnitt (4) gehören, die sich parallel zur Y-Achse bzw. X-Achse erstrecken,

wobei die ersten Abschnitte (3) in jeder Spalte ausgerichtet sind und die Spalten voneinander mit einem Abstand Px getrennt angeordnet sind, und die zweiten Abschnitte (4) in jeder Reihe ausgerichtet sind und die Reihen voneinander mit einem Abstand PY getrennt angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

eine magnetische Platte (10) zwischen der Rückstrahlfläche (1) und der Mehrzahl der magnetischen Bauteile (2) liegt, und

jeder der ersten Abschnitte (3) eine Länge Ly in der Y- Achsenrichtung hat, welche kleiner als der Abstand Py ist, und jeder der zweiten Abschnitte (4) eine Länge in der X-Achse von Lx hat, welche kleiner als der Abstand Px ist.

15. Breitbandiger Absorber für Funkwellen, umfassend eine Rückstrahlfläche für Funkwellen (1) und eine Mehrzahl von magnetischen Bauteilen (2), die auf der Rückstrahlfläche bereitgestellt werden und in Spalten und. Reihen angeordnet sind, die sich in die Richtungen der X- bzw. Y-Achsen erstrecken, wobei die Reihen voneinander mit einem Abstand Py getrennt equidistant angeordnet sind und die Spalten voneinander mit einem Abstand Px getrennt equidistant angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

jedes der magnetischen Bauteile (2) eine Mehrzahl von Bereichen (10, 11, 12) hat, die in einer stufenweisen Art und Weise abwechselnd übereinandergestapelt sind, wobei jeder Bereich einen quadratischen Querschnitt in der X-Y-Ebene hat, wobei die Seiten der Quadrate in X- und Y-Richtungen ausgerichtet sind,

der Querschnittsbereich in der X-Y-Ebene der übereinandergestapelten Bereiche (10, 11, 12) jedes magnetischen Bauteils (2) vom untersten Bereich (10) zum obersten Bereich (12) abnimmt, und

die Länge jeder Seite des untersten Bereichs (10) jedes der magnetischen Bauteile dem Abstand Px gleicht, welcher dem Abstand Py gleicht.

16. Absorber für Wellen nach Anspruch 15, wobei die Anzahl der Mehrzahl der Bereiche jedes der magnetischen Bauteile zwei ist, und wobei die Breite des obersten Bereichs zwischen 65% und 85% der Breite des untersten Bereichs ist.

17. Absorber für Wellen nach Anspruch 15, wobei die Anzahl der Mehrzahl der Bereiche jedes der magnetischen Bauteile drei ist, und wobei die Breite des mittleren Bereichs zwischen 65% und 85% der Breite des untersten Bereichs ist und die Breite des obersten Bereichs zwischen 35% und 65% der Breite des untersten Bereichs ist.

Legende zu den Figuren

Legende zu den Fig. 1-17 und 22(a)-27 und 31-33(b)

1 Rückstrahlfläche für Funkwellen

2 magnetische Bauteile

3 erster Abschnitt eines magnetischen Bauteils 2

4 zweiter Abschnitt eines magnetischen Bauteils 2

8 Schicht eines mit Verlust behafteten Dielektrikums an der Vorderseite der magnetischen Bauteile 2

10 ebene, magnetische Schicht

31 erster Bereich der ersten Abschnitte 3

32 zweiter Bereich der ersten Abschnitte 3

41 erster Bereich der zweiten Abschnitte 4

42 zweiter Bereich der zweiten Abschnitte 4

110 zu messende Probe

111 Eingangsstecker

112 ebene Außenplatte aus Leitungsmaterial

113 ebene Innenplatte aus Leitungsmaterial

114 metallene Rückstrahlplatte für Funkwellen

a-a' Ebene, durch welche die Welle in das Medium n einfällt

b-b' Ebene, durch welche die Welle in das Medium (n-1) einfällt

B Bandbreite (Fig. 24)

B Breite einer Übertragungsleitung

b Abstand der Gitter in einer übereinandergestapelten Gitterstruktur

d Dicke der Schicht 8

dn Höhe des Mediums n

d(n-1) Höhe des Mediums (n-1)

d&sub2; Höhe des Mediums 2

d&sub1; Höhe des Mediums 1

&epsi;rn spezifische Dielektrizitätskonstante des Mediums n

&epsi;r(n-1) spezifische Dielektrizitätskonstante des Mediums (n-1)

&epsi;r2 spezifische Dielektrizitätskonstante des Mediums 2

&epsi;r1 spezifische Dielektrizitätskonstante des Mediums 1

F Sinterferritplatte

fL niedrigste Frequenz, bei welcher s 0,1 ist

fH höchste Frequenz, bei welcher s 0,1 ist

H&sub0; Höhe der ebenen, magnetischen Schicht 10

H&sub1; Höhe eines ersten Bereichs 31, 41 der ersten und zweiten Abschnitte 3,4

H&sub2; Höhe eines zweiten Bereichs 32, 42 der ersten und zweiten Abschnitte 3,4

H&sub3; Höhe eines dritten Bereichs der ersten und zweiten Abschnitte 3,4

H&sub4; Höhe eines vierten Bereichs der ersten und zweiten Abschnitte 3,4

H&sub5; Höhe eines fünften Bereichs der ersten und zweiten Abschnitte 3,4

H&sub6; Höhe eines sechsten Bereichs der ersten und zweiten Abschnitte 3,4

H&sub7; Höhe eines siebenten Bereichs der ersten und zweiten Abschnitte 3,4

h Höhe der Sinterferritplatte F

h&sub1; Höhe der ersten Schicht einer übereinandergestapelten Gitterstruktur

h&sub2; Höhe der zweiten Schicht einer übereinandergestapelten Gitterstruktur.

H&sub3; Höhe der dritten Schicht einer übereinandergestapelten Gitterstruktur

Lx Länge des zweiten Abschnitts 4 in X-Achenrichtung

Lx0 Länge der ebenen, magnetischen Schicht 10 für ein magnetisches Bauteil 2 in X-Achenrichtung

Lx1 Länge des ersten Bereichs 41 der zweiten Abschnitte 4 in X-Achenrichtung

Lx2 Länge des zweiten Bereichs 42 der zweiten Abschnitte 4 in X-Achenrichtung

Ly Länge des ersten Abschnitts 3 in Y-Achenrichtung.

Ly0 Länge der ebenen, magnetischen Schicht 10 für ein magnetisches Bauteil 2 in Y-Achenrichtung

Ly1 Länge des ersten Bereichs 31 der ersten Abschnitte 3 in Y-Achenrichtung

Ly2 Länge des zweiten Bereichs 32 der ersten Abschnitte 3 in Y-Achenrichtung

M Metallplatte

urn spezifische magnetische Permeabilität des Mediums n

ur(n-1) spezifische magnetische Permeabilität des Mediums (n-1)

ur2 spezifische magnetische Permeabilität des Mediums 2

ur1 spezifische magnetische Permeabilität des Mediums 1

n Zahl des Mediums

Px Abstand der ersten Abschnitte 3 in X-Achenrichtung

Py Abstand der zweiten Abschnitte 4 in Y-Achenrichtung

Sx Öffnung zwischen zwei Bereichen von jeweils zwei benachbarten magnetischen Bauteilen 2 in X-Achenrichtung

Sx1 Öffnung zwischen ersten. Bereichen 41 der zweiten - Abschnitte 4 in X-Achenrichtung

Sx2 Öffnung zwischen zweiten Bereichen 42 der zweiten Abschnitte 4 in X-Achenrichtung

Sy Öffnung zwischen zwei Bereichen von jeweils zwei benachbarten magnetischen Bauteilen 2 in Y-Achenrichtung

Sy1 Öffnung zwischen ersten Bereichen 31 der ersten Abschnitte 3 in Y-Achenrichtung

Sy2 Öffnung zwischen zweiten Bereichen 32 der ersten Abschnitte 3 in Y-Achenrichtung

s Reflexionskoeffizient

Tx Dicke des ersten Abschnitts 3 in X-Achenrichtung

Tx1 Dicke des ersten Bereichs 31 der ersten Abschnitte 3 in X-Achenrichtung

Tx2 Dicke des zweiten (und jeden weiteren) Bereichs 32 der ersten Abschnitte 3 in X-Achenrichtung

Ty Dicke des zweiten Abschnitts 4 in Y-Achenrichtung

Ty1 Dicke des ersten Bereichs 41 der zweiten Abschnitte 4 in Y-Achenrichtung

Ty2 Dicke des zweiten (und jeden weiteren) Bereichs 42 der zweiten Abschnitte 4 in Y-Achenrichtung

tm Dicke einer gitterartigen Sinterferritplatte F

tm1 Dicke der ersten Schicht einer übereinandergestapelten Gitterstruktur

tm2 Dicke der zweiten Schicht einer übereinandergestapelten Gitterstruktur

tm3 Dicke der dritten Schicht einer übereinandergestapelten Gitterstruktur

X X-Ache(nrichtung)

Y-Ache(nrichtung)

Legende zu den Fig. 18-21 und 28(a)-30(b)

2 magnetische Bauteile

10 ebene, magnetische Schicht

11 erster Bereich; erster Block mit quadratischem Querschnitt

12 zweiter Bereich; zweiter Block mit quadratischem Querschnitt

a-a' Ebene, durch welche die Welle in das Medium 1 einfällt

b-b' Ebene, durch welche die Welle in das Medium 2 einfällt

c-c' Ebene, durch welche die Welle in das Medium 3 einfällt

b Abstand zwischen einem Paar von ebenen, horizontalen Leiterplatten L,L

d&sub1; Höhe der Schicht 1

d&sub2; Höhe der Schicht 2

d&sub3; Höhe der Schicht 3

F Parallelepipedferritkörper

γ&sub1; Übertragungskonstante der Schicht 1

γ&sub2; Übertragungskonstante der Schicht 2

γ&sub3; Übertragungskonstante der Schicht 3

H&sub1; Höhe der ebenen, magnetischen Schicht 10

H&sub2; Höhe eines ersten Bereichs 11

h Höhe der Parallelepipedferritkörper

L ebene, horizontale Leiterplatten

Lx1 Länge der ebenen, magnetischen Schicht. 10 in X-Achenrichtung

Lx2 Länge des ersten Bereichs 11 in X-Achenrichtung

Lx3 Länge des zweiten Bereichs 12 in X-Achenrichtung

Ly1 Länge der ebenen, magnetischen Schicht 10 in Y-Achenrichtung

Ly2 Länge des ersten Bereichs 11 in Y-Achenrichtung

Ly3 Länge des zweiten Bereichs 12 in Y-Achenrichtung

M Rückstrahlfläche für Wellen

Tx2 Dicke des ersten Bereichs 11 in X-Achenrichtung

Ty2 Dicke des ersten Bereichs 11 in Y-Achenrichtung

tm Höhe der Parallelepipedferritkörper

tm1 Dicke der ersten Schicht einer übereinandergestapelten Gitterstruktur

tm2 Dicke der zweiten Schicht einer übereinandergestapelten Gitterstruktur

tm3 Dicke der dritten Schicht einer übereinandergestapelten Gitterstruktur

Zc1 Kennwiderstand des Mediums 1

Zc2 Kennwiderstand des Mediums 2

Zc3 Kennwiderstand des Mediums 3

Zd1 Eingangsimpedanz an der Ebene a-a'

Zd2 Eingangsimpedanz an der Ebene b-b'

Zd3 Eingangsimpedanz an der Ebene c-c'