JP2000031684A - 電波吸収体 - Google Patents

電波吸収体

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JP2000031684A JP19397098A JP19397098A JP2000031684A JP 2000031684 A JP2000031684 A JP 2000031684A JP 19397098 A JP19397098 A JP 19397098A JP 19397098 A JP19397098 A JP 19397098A JP 2000031684 A JP2000031684 A JP 2000031684A
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(57)【要約】 【課題】 マイクロ波帯とミリ波帯で良好な電波吸収性
能を発揮することを可能にした電波吸収体を提供する。 【解決手段】 電波を反射するための反射層1と、電気
比抵抗が0.5〜25Ωcmの炭化珪素繊維で補強され
た繊維強化プラスチックからなる第1吸収層2と、導体
パッチパターンからなる電波選択層4と、電気比抵抗が
500〜2000Ωcmの炭化珪素繊維で補強された繊
維強化プラスチックからなる第2吸収層3とを積層す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、船舶や航空機等に
用いられる電波吸収体に関し、さらに詳しくは、Xバン
ドを含むマイクロ波帯とミリ波帯で良好な電波吸収性能
を発揮することを可能にした電波吸収体に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、電波吸収体は船舶や航空機など
に広く使用されている。この電波吸収体としては、大別
して減衰型の吸収体と整合型の吸収体とがある。前者は
電波吸収材の内部を透過中に電波のエネルギーが減衰し
ていくタイプであり、後者は電波吸収材の後面に電波を
反射するための反射板を設け、入射した電波の吸収材表
面での反射量と反射板からの反射量とをコントロールし
て両者を相殺することにより、電波の反射波を実質的に
減少させるようにしたものである。
【0003】従来、後者の整合型電波吸収体で単層構造
を有するものとして、特公平3−35840号公報に開
示されるように、電気比抵抗が100 〜105 Ωcmの
炭化珪素繊維を電波吸収材に使用したものが知られてい
る。但し、この電波吸収体はミリ波帯で有効であるとさ
れている。また、レーダの周波数帯であるXバンドで有
効な整合型電波吸収体としては、反射層の表面に、電気
比抵抗が例えば104 〜106 Ωcmと大きい炭化珪素
繊維の複合材からなる表層(整合層)と、電気比抵抗が
例えば5Ωcm以下と小さい炭化珪素繊維の複合材から
なる吸収層とを積層した二層系のものが知られている。
【0004】しかしながら、一般にマイクロ波帯での電
波吸収性能とミリ波帯での電波吸収性能とを両立可能な
電波吸収体を得ることは極めて困難であった。なお、吸
収層を多層化することにより電波吸収性能を改善するこ
とが試みられているが、多層化すると製造コストが大幅
に増大するという欠点がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、マイ
クロ波帯とミリ波帯で良好な電波吸収性能を発揮するこ
とを可能にした電波吸収体を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の電波吸収体は、電波を反射するための反射層
と、電気比抵抗が0.5〜25Ωcmの炭化珪素繊維で
補強された繊維強化プラスチックからなる第1吸収層
と、導体パッチパターンからなる電波選択層と、電気比
抵抗が500〜2000Ωcmの炭化珪素繊維で補強さ
れた繊維強化プラスチックからなる第2吸収層とを積層
したことを特徴とするものである。
【0007】このように吸収層の層間に導体パッチパタ
ーンに基づいてミリ波を選択的に反射する電波選択層を
介在させることにより、反射層によって反射されるマイ
クロ波を第1吸収層と第2吸収層からなる積層体で吸収
するようにし、電波選択層によって反射されるミリ波を
第2吸収層だけで吸収するので、マイクロ波帯での電波
吸収性能とミリ波帯での電波吸収性能とを両立すること
ができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の構成について添付
の図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の実施
形態からなる電波吸収体を例示するものである。図にお
いて、電波吸収体は電波を反射するための反射層1と、
該反射層1の外側に設けられた吸収層2(第1吸収層)
と、該吸収層2の外側に設けられた吸収層3(第2吸収
層)と、これら吸収層2と吸収層3との間に挿入された
電波選択層4とを備えている。
【0009】反射層1は、炭素繊維又は金網に熱硬化性
樹脂又は熱可塑性樹脂を含浸させて成形された樹脂板、
金属板、或いは金属粉、金属繊維等を含有させた樹脂板
等から適宜選択して構成されている。炭素繊維は、短繊
維をランダムに分散させて使用してもよいし、また長繊
維を一方向に引き揃え、或いは格子状に編組して使用し
てもよい。金網、金属板及び金属粉に使用する金属は、
アルミニウム、鉄、鋼、黄銅等を使用することができ
る。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリ
エステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂等
を使用することができる。
【0010】吸収層2(第1吸収層)は、電波吸収材料
として電気比抵抗が0.5〜25Ωcm、より好ましく
は1.5〜10Ωcmの炭化珪素繊維を使用し、この炭
化珪素繊維に樹脂を含浸して硬化させた繊維強化プラス
チックにより構成されている。吸収層2を構成する炭化
珪素繊維の電気比抵抗が上記範囲から外れると、マイク
ロ波帯での電波吸収性能が不十分になる。吸収層2の厚
さは0.5〜5.0mmにすることが好ましい。
【0011】一方、吸収層3(第2吸収層)は、電波吸
収材料として電気比抵抗が500〜2000Ωcm、よ
り好ましくは800〜1500Ωcmの炭化珪素繊維を
使用し、この炭化珪素繊維に樹脂を含浸して硬化させた
繊維強化プラスチックにより構成されている。吸収層3
を構成する炭化珪素繊維の電気比抵抗が上記範囲から外
れると、ミリ波帯での電波吸収性能が不十分になる。吸
収層3の厚さは0.5〜3.0mmにすることが好まし
い。
【0012】吸収層2,3において、炭化珪素繊維の配
列構造は、織布状、マット状、フェルト状、或いは一方
向に引き揃えた繊維束等にすることができる。また、上
記配列を適宜組み合わせて積層した構造であってもよ
い。繊維強化プラスチックのマトリックス樹脂として
は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビスマレ
イミド樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂、或いは
ナイロン等の熱可塑性樹脂を使用することができる。
【0013】電波選択層4は導体パッチパターンから構
成されており、その導体パッチパターンに基づいてミリ
波を選択的に反射するようになっている。この導体パッ
チパターンは、図2〜図5に示すように、円形、四角
形、十字型、トライポール型等のパッチパターン5を導
体で一定間隔に描いたものである。円形の場合、直径を
1.5〜3.0mmとし、間隔を0.3〜5.0mmに
するとよい。四角形の場合は、一辺の長さを1.0〜
3.0mm、間隔を0.3〜5.0mmにするとよい。
十字型類の場合は、一辺の長さを1.5〜5.0mm、
間隔を0.3〜7.0mmにするとよい。トライポール
型の場合は、一辺の長さを1.0〜2.0mm、間隔を
0.3〜5.0mmにするとよい。
【0014】上記導体パッチパターンは第1吸収層又は
第2吸収層の積層面に、導電性塗料を使用してシルクス
クリーン印刷、転写、プロッター等による直接描写を行
うことで形成することができる。また、微細に加工した
金属片を貼り付けたり、素材に損傷を与えない限りにお
いてメッキして得てもよい。更に、導体パッチパターン
は、フレキシブル回路に使用される銅張ポリイミドフィ
ルムや銅張ポリエチレンテレフタレート(PET)フィ
ルムの銅張部分を選択的にエッチングしたり、回路基板
用銅張ガラスエポキシ積層板の銅張部分を選択的にエッ
チングしても得られる。
【0015】上述のように吸収層2,3の層間に導体パ
ッチパターンに基づいてミリ波を選択的に反射する電波
選択層4を介在させた場合、Xバンドを含むマイクロ波
は電波選択層4を透過して反射層1で反射され、吸収層
2,3の積層体によって吸収される。一方、ミリ波は電
波選択層4で反射され、吸収層3によって吸収される。
【0016】図6は電波選択層を持たない場合における
第1吸収層と第2吸収層からなる積層体の電波吸収特性
を示すものである。図6に示すように、第1吸収層と第
2吸収層からなる積層体はマイクロ波帯Aに顕著な吸収
ピークを示すものの、ミリ波帯Bでは吸収ピークが分散
している。一方、図7は第2吸収層の電波吸収特性を示
すものである。図7に示すように、第2吸収層はミリ波
帯Bに顕著な吸収ピークを示している。
【0017】そこで、本発明ではマイクロ波帯Aに顕著
な吸収ピークを示す第1吸収層と第2吸収層からなる積
層体の電波吸収特性と、ミリ波帯Bに顕著な吸収ピーク
を示す第2吸収層の電波吸収特性とを同時に生かすため
に、これら吸収層の層間に図8に示す反射特性を有する
電波選択層を設けたのである。即ち、電波選択層はミリ
波帯Bの電波をほぼ全反射するため、全体としての電波
吸収特性は図9に示すものとなり、マイクロ波帯Aでの
電波吸収性能とミリ波帯Bでの電波吸収性能とを両立す
ることができる。
【0018】
【実施例】アルミニウム板からなる反射層の表面に、第
1吸収層、電波選択層、第2吸収層を順次積層して電波
吸収体を製作した。第1吸収層は、エポキシ樹脂をマト
リックスとし、4Ωcmの電気比抵抗を有する炭化珪素
繊維で補強した繊維強化プラスチックを1.6mmの厚
さにプレス成形したものである。第2吸収層は、エポキ
シ樹脂をマトリックスとし、1000Ωcmの電気比抵
抗を有する炭化珪素繊維で補強した繊維強化プラスチッ
クを1.65mmの厚さにプレス成形したものである。
電波選択層は、厚さ25μmのPETフィルムに厚さ1
8μmの電解銅箔を形成した銅張PETフィルムを使用
し、このフィルムの銅張部分を選択的にエッチングする
ことにより、直径2.3mmの円形パッチを0.7mm
の間隔でパターン形成したものである。この電波選択層
はWバンド(75〜110GHz)で全反射特性を示
し、マイクロ波帯では透過体であることが実験により確
認されている。
【0019】上述の電波吸収体に対して電波を入射し、
その周波数を変化させながら電波吸収性能を調べた。そ
の結果、本発明の電波吸収体は10GHz帯で36dB
以上の吸収性能を有していると共に、95GHz帯でも
20dB以上の吸収性能を有していることが判った。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
波を反射するための反射層と、電気比抵抗が0.5〜2
5Ωcmの炭化珪素繊維で補強された繊維強化プラスチ
ックからなる第1吸収層と、導体パッチパターンからな
る電波選択層と、電気比抵抗が500〜2000Ωcm
の炭化珪素繊維で補強された繊維強化プラスチックから
なる第2吸収層とを積層したことにより、反射層によっ
て反射されるマイクロ波を第1吸収層と第2吸収層との
積層体で吸収するようにし、電波選択層によって反射さ
れるミリ波を第2吸収層だけで吸収することが可能にな
るので、マイクロ波帯とミリ波帯で良好な電波吸収性能
を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態からなる電波吸収体を示す断
面図である。
【図2】円形の導体パッチパターンを示す平面図であ
る。
【図3】四角形の導体パッチパターンを示す平面図であ
る。
【図4】十字型の導体パッチパターンを示す平面図であ
る。
【図5】トライポール型の導体パッチパターンを示す平
面図である。
【図6】電波選択層を持たない場合における第1吸収層
と第2吸収層からなる積層体の電波吸収特性を示す図で
ある。
【図7】第2吸収層の電波吸収特性を示す図である。
【図8】電波選択層の反射特性を示す図である。
【図9】本発明の実施形態からなる電波吸収体の電波吸
収特性を示す図である。
【符号の説明】
1 反射層 2 吸収層(第1吸収層) 3 吸収層(第2吸収層) 4 電波選択層 5 パッチパターン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電波を反射するための反射層と、電気比
    抵抗が0.5〜25Ωcmの炭化珪素繊維で補強された
    繊維強化プラスチックからなる第1吸収層と、導体パッ
    チパターンからなる電波選択層と、電気比抵抗が500
    〜2000Ωcmの炭化珪素繊維で補強された繊維強化
    プラスチックからなる第2吸収層とを積層した電波吸収
    体。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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