JP2003008279A - 透過型電波吸収装置 - Google Patents
透過型電波吸収装置Info
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Abstract
製作することができる透過型電波吸収装置及び電波反射
方法を提供する。 【解決手段】 誘電体層10とインピーダンス層20を
備える透過型電波吸収体1により透過型電波吸収装置を
構成する。誘電体層10の厚さをd、比誘電率をεr、
インピーダンス層20のインピーダンスをZs、対象電
波の波長をλ0、入射側の領域の固有インピーダンスを
Z0、透過側の固有インピーダンスをZ3としたとき、d
=λ0/[4(εr)1/2]、Zs=Z0/(εr−Z0/
Z3)の条件を満足するように構成する。あるいは、透
過型電波吸収体または誘電体層を多段に重ねて透過型電
波吸収装置を構成する。
Description
収させることによって電波の反射を防止する反射型電波
吸収装置及び電波反射防止方法に関する。
接波として受信装置で受信されるだけでなく、例えば、
コンクリート壁等の反射体で反射した反射波としても受
信装置で受信される。受信装置で直接波及び反射波が受
信されると、受信障害等が発生する。そのため、電波の
反射を防止する電波吸収体が開発されている。従来、広
帯域型の電波吸収体と狭帯域型の電波吸収体が知られて
いる。広帯域型の電波吸収体は、例えば、図4に示すよ
うに、カーボンの含有量が少ない発泡スチロールと、カ
ーボンの含有量が中くらいの発泡スチロールと、カーボ
ンの含有量が多い発泡スチロールと導体板により構成さ
れている図4では、カーボンの含有量が少ない発泡スチ
ロールは、凹凸状に形成されている。図4に示す電波吸
収体は、厚さdが対象電波の波長の1/2以上に設定さ
れている。また、狭帯域型の電波吸収体は、例えば図5
(a)に示すように、ゴムフェライト等により形成され
た損失性の磁性体または誘電体層と導体板により構成さ
れている。図5(a)に示す電波吸収体では、損失性誘
電体層の厚さdが対象電波の波長のほぼ1/4に設定さ
れている。あるいは、図5(b)に示すように、抵抗薄
膜(抵抗値が約377Ω)と導体板により構成されてい
る。図5(b)に示す電波吸収体では、抵抗薄膜と導体
板の間(空間)の距離dが対象電波の波長のほぼ1/4
に設定されている。
入射波を反射及び透過させないことを基本としている。
このため、反射波及び透過波が零となるように、すなわ
ち、対象電波が電波吸収体内で全て吸収されるように誘
電体層や抵抗薄膜等を形成する材料を選択する必要があ
り、誘電体層や抵抗薄膜等を形成する材料の選択の自由
度が少ない。このため、対象電波の反射を確実に防止す
ることができない場合もある。本発明者らは、電波の反
射を防止する方法を種々検討した結果、電波の透過を許
容することにより、電波吸収体を構成する要素の材料や
電波吸収体の形状等の選択の自由度が増加し、電波吸収
体を容易に製作することができることを見出した。そこ
で、本発明は、製作が容易な透過型電波吸収装置及び電
波反射防止方法を提供することを目的とする。
の本発明の第1発明及び第2発明は、請求項1及び請求
項2に記載されたとおりの透過型電波吸収装置である。
請求項1及び請求項2に記載の透過型電波吸収装置は、
電波を吸収するとともに、電波の透過を許容するように
構成されている。これにより、誘電体層を形成する誘電
体等の選択の自由度が増加し、製作が容易となる。ま
た、本発明の第3発明は、請求項3に記載されたとおり
の透過型電波吸収装置である。請求項3に記載の透過型
電波吸収装置を用いれば、例えば、透過型電波吸収体の
誘電体層の比誘電率に応じてインピーダンス層のインピ
ーダンスを決定することにより電波の入射領域への反射
を確実に防止することができる。このため、誘電体層を
形成する誘電体を自由に選択することができる。また、
透過型電波吸収体の誘電体層の比誘電率とインピーダン
ス層のインピーダンスを選択することによってインピー
ダンス層を透過する透過電波の電力、すなわち透過電波
を少なくすることができる。また、本発明の第4発明
は、請求項4に記載されたとおりの透過型電波吸収装置
である。請求項4に記載の透過型電波吸収装置を用いれ
ば、少ない種類の透過型電波吸収体により所望の特性を
得ることができるため、コストが安くなる。また、本発
明の第5発明は、請求項5に記載されたとおりの透過型
電波吸収装置である。請求項5に記載の透過型電波吸収
装置を用いれば、少ない種類の誘電体と抵抗薄膜との組
み合わせにより所望の特性を得ることができるため、コ
ストが安くなる。また、本発明の第6発明は、請求項6
に記載されたとおりの電波反射防止方法である。請求項
6に記載の電波反射防止方法を用いれば、透過型電波吸
収体で電波を吸収及び透過させることができるため、例
えば、透過型電波吸収体を構成する誘電体層を形成する
誘電体等の選択の自由度が増加し、製作が容易となる。
また、本発明の第7発明は、請求項7に記載されたとお
りの電波反射防止方法である。請求項7に記載の電波反
射防止方法を用いれば、少ない種類の透過型電波吸収体
により所望の特性を得ることができるため、コストが安
くなる。
を用いて説明する。本発明の透過型電波吸収装置で用い
る透過型電波吸収体の一実施の形態の概略図を図1に示
す。本実施の形態の透過型電波吸収体1は、誘電体層1
0とインピーダンス層20により構成されている。誘電
体層10は、例えば、ガラス、石こうボード、コンクリ
ート等の誘電体を層状に形成したものである。インピー
ダンス層20は、例えば、スズ、亜鉛等の抵抗体を誘電
体層10に貼着あるいは塗布することによって薄膜状に
形成したものである。透過型電波吸収体1は、領域1
(例えば、自由空間等)と領域3(例えば、自由空間や
壁等)の間に設けられる。このとき、透過型電波吸収体
1は、誘電体層10が電波入射側、インピーダンス層2
0が電波透過側となるように配置される。
軸で表される3次元座標を定義し、電波の入射方向及び
透過型電波吸収体1の厚さ方向をz軸方向に、透過型電
波吸収体1の電波入射面をx−y平面に平行に配置す
る。この場合、入射波Eiは、領域1のz軸の−∞方向
から誘電体層10に入射する。領域i(i=1,2,
3)の固有インピーダンスをZiとすると、Ziは(1)
式により表される。
riは自由空間に対する領域iの比誘電率、μriは自由空
間に対する領域iの比透磁率、Z0は自由空間の固有イ
ンピーダンス(約377Ω)である。また、固有インピ
ーダンスは、自由空間を平面波が伝播する時の電界と磁
界の比である。領域1は自由空間であり(Z1=Z0)、
領域3は自由空間あるいはコンクリート等の壁である。
簡単のために、領域2の誘電体層10が磁性体でないと
すると、[μr1=μr2=μr3=1]とおくことができ
る。誘電体層10の厚さをd、誘電体層10の比誘電率
をεr、電波入射側の領域1の固有インピーダンスを
Z0、誘電体層10(領域2)の固有インピーダンスを
Zm、インピーダンス層20のインピーダンスをZs、領
域3の固有インピーダンスをZ3とすると、図1は、図
2に示す等価回路で表すことができる。図2に示す等価
回路おいて、端子1−1より左側は入射側の領域1を表
し、端子1−1と端子2−2間は誘電体層10を表し、
端子2−2と端子3−3間はインピーダンス層20を表
し、端子3−3より右側は透過側の領域3を表してい
る。
インピーダンスZs3は、インピーダンス層20のインピ
ーダンスZsと透過側の領域3の固有インピーダンスZ3
により、(2)式のように表される。
ンス層20のインピーダンスZmは、(1)式より[Zm
=(1/εr)1/2Z0]で表される。そして、Qマッチ
ングセクションの整合回路設計法を用いれば、(3)式
を満足するように構成することにより、図2の端子1−
1より左側への電波の反射を防止する(入射側の領域1
への反射波Erをなくす)ことができる。すなわち、
(3)式を満足するように構成することにより、誘電体
層10に入射した電波のうち、誘電体層10のインピー
ダンス層20側の面で反射した電波は、誘電体層10の
表面で反射した電波と相殺される。また、誘電体層10
からインピーダンス層20に透過した電波は、一部がイ
ンピーダンス層20で吸収され、残りは領域3に透過す
ることになる。
電波)の自由空間における波長を示し、λmは対象電波
の誘電体層内における波長を示す。
電体層10に入射した電波が領域1側へ反射するのを防
止するためには、インピーダンス層20のインピーダン
スZ sを(4)式で定まる値に設定すればよいことがわ
かる。
の比誘電率εr、対象電波の周波数f0が定まると(周波
数f0から波長λ0が定まる)、対象電波が領域1に反射
するのを防止するための誘電体層10の厚さdとインピ
ーダンス層20のインピーダンスZsが定まる。ここ
で、(4)式から、Zsが正であるためには、[εr≧Z
0/Z3]でなければならない。特に、[εr=Z0/
Z3]の場合には、[Zs=∞]となってインピーダンス
層20の無い電波吸収体となる。
過する透過波(誘電体層10を介してインピーダンス層
20及び領域3に透過する電波)は、端子2−2から右
側を見たインピーダンスZs3によって吸収される。ここ
で、インピーダンスZs3はインピーダンスZsとZ3の組
み合わせであるから、領域3への透過波Etの透過電力
係数Tpは(5)式で表される。なお、インピーダンス
層20で吸収される電力の吸収電力係数Apは、[Ap=
1−Tp]で表される。
で消費される電力である。なお、簡略化するためにイン
ピーダンスZ3を純抵抗とした。
は、[Z3=Z0]である。この場合には、(4)式及び
(5)式は(6)式及び(7)式のように簡略化され
る。
の、誘電体層10の比誘電率εr、インピーダンス層2
0のインピーダンス(この場合は純抵抗)Zs、透過電
力係数Tp等の関係を図3に示す。図3から、誘電体層
10の比誘電率εrが大きいほど、誘電体層10の厚さ
dが小さくなっていることが分かる。すなわち、誘電体
層10の比誘電率εrが大きいほど、誘電体層10の厚
さを薄くすることができる。また、誘電体層10の比誘
電率εrが大きいほど、インピーダンス層20のインピ
ーダンスZsが小さくなっていることが分かる。また、
誘電体層10の比誘電率εrが大きいほど、透過電力係
数Tpが小さくなっていることが分かる。すなわち、誘
電体層10の比誘電率が大きいほど、領域3に透過する
電波を少なくすることできる。このように、本実施の形
態の透過型電波吸収体を用いることにより、対象電波の
入射側への反射を防止しながら、誘電体層の比誘電率、
厚さ、透過電力係数等を任意に設定することができる。
すなわち、誘電体層を形成する誘電体の選択、透過型電
波吸収体の厚さの設定、透過電力係数の設定等の自由度
が増加する。これにより、製作が容易となる。
透過型電波吸収装置の厚さや透過電力係数等を任意に設
定可能とするために、種々の比誘電率εrの誘電体層を
有する透過型電波吸収体を用意しておくことはコストが
高くなる。コストを安くするためには、透過型電波吸収
体の種類を少なくすることが好ましい。少ない種類の透
過型電波吸収体によって、透過型電波吸収装置の厚さや
透過電力係数等を任意に設定可能とするには、例えば、
透過型電波吸収体を多段化して透過型電波吸収装置を構
成する方法が考えられる。例えば、同じ種類の透過型電
波吸収体を複数段重ねる。一般に、透過電力係数がTp
である透過型電波吸収体をn段に重ねた透過型電波吸収
装置の透過電力係数Tpnは、(8)式により表される。
に重ねた透過型電波吸収装置の透過電力係数Tpnは、透
過型電波吸収体の透過電力係数TpのdB表示でn倍と
なる。ただし、透過型電波吸収装置の厚さは、透過型電
波吸収体の厚さのn倍となる。例えば、比誘電率εrが
[εr=10]の透過型電波吸収体を2段に重ねて透過
型電波吸収装置を構成すると、透過型電波吸収装置の透
過電力係数Tp2は[Tp=0.1×0.1=0.01
(−20dB)]となる。あるいは、必要最小限の種類
の透過型電波吸収体を用意しておき、複数種類の透過型
電波吸収体を多段に重ねて透過型電波吸収装置を構成す
ることもできる。透過型電波吸収装置を構成する透過型
電波吸収体の種類や数等は、適宜変更可能である。
透過型電波吸収装置を構成する代わりに、誘電体層を所
定段数重ねて所定周波数f0の電波の反射を防止するこ
とができる透過型電波吸収装置を構成することもでき
る。例えば、n段に重ねた同じ種類の誘電体層とインピ
ーダンス層により透過型電波吸収装置を構成する。ある
いは、n段に重ねた複数種類の誘電体層とインピーダン
ス層により等価型電波吸収装置を構成する。インピーダ
ンス層のインピーダンスは、電波が入射側に反射しない
ように設定される。なお、インピーダンス層は、電波透
過側に1層だけ設けてもよいし、電波透過側と任意の誘
電体層の間に設けてもよい。この場合には、誘電体層を
構成する誘電体の種類を必要最小限の数(1種類を含
む)にすることができる。透過型電波吸収装置を構成す
る誘電体層の種類や数、インピーダンス層の数等は、適
宜変更可能である。
定されることなく、種々の変更、追加、削除が可能であ
る。例えば、インピーダンス層として抵抗薄膜を用いた
場合について説明したが、インピーダンス層は抵抗薄膜
に限定されない。磁性を有しない誘電体層について説明
したが、磁性を有する誘電体層を用いることもできる。
誘電体層の損失を考慮しなかったが、誘電体層として損
失性誘電体層を用いることもできる。また、誘電体層の
厚さdを、d=λ0/[4(εr)1/2]に設定したが、
誘電体層の厚さdはこの値に限定されず種々変更可能で
ある。この場合には、例えば、誘電体の誘電率やインピ
ーダンス層のインピーダンス等を選択することによって
入射側への電波の反射を防止する。
項2に記載の透過型電波吸収装置を用いれば、透過型電
波吸収体の誘電体層を形成する誘電体の選択の自由度等
が増加し、製作が容易となる。また、請求項3に記載の
透過型電波吸収装置を用いれば、入射側への電波の反射
を防止しながら、厚さや透過電力係数等を任意に設定す
ることができる。また、請求項4に記載の透過型電波吸
収装置を用いれば、少ない種類の透過型電波吸収体によ
り透過型電波吸収装置を構成することができる。また、
請求項5に記載の透過型電波吸収装置を用いれば、少な
い種類の誘電体と抵抗薄膜との組み合わせにより透過型
電波吸収装置を構成することができる。また、請求項6
に記載の電波反射防止方法を用いれば、透過型電波吸収
体の誘電体層を形成する誘電体の選択の自由度等が増加
し、製作が容易となる。また、請求項7に記載の電波反
射防止方法を用いれば、少ない種類の透過型電波吸収体
により透過型電波吸収装置を構成することができる。
波吸収体の一実施の形態を示す図である。
波吸収体の特性を示す図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 誘電体層とインピーダンス層を備える透
過型電波吸収体により構成される透過型電波吸収装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の透過型電波吸装置であ
って、透過型電波吸収体のインピーダンス層が抵抗薄膜
である透過型電波吸収装置。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の透過型電波吸
収装置であって、透過型電波吸収体の誘電体層の厚さを
d、誘電体層の比誘電率をεr、インピーダンス層のイ
ンピーダンスをZs、対象電波の波長をλ0、入射側の領
域の固有インピーダンスをZ0、透過側の領域の固有イ
ンピーダンスをZ3としたとき 【数1】 の条件を満足するよう構成されている透過型電波吸収装
置。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の透過型
電波吸収装置であって、複数の透過型電波吸収体を多段
に配設した透過型電波吸収装置。 - 【請求項5】 請求項1〜3のいずれかに記載の透過型
電波吸収装置であって、誘電体層を多段に配設した透過
型電波吸収装置。 - 【請求項6】 誘電体層とインピーダンス層を備える透
過型電波吸収体を、誘電体層側が電波入射側となるよう
に配設することによって電波の反射を防止する電波反射
防止方法。 - 【請求項7】 請求項6に記載の電波反射防止方法であ
って、複数の透過型電波吸収体を多段に配設する電波反
射防止方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001195225A JP3556618B2 (ja) | 2001-06-27 | 2001-06-27 | 透過型電波吸収装置と電波反射防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP3556618B2 JP3556618B2 (ja) | 2004-08-18 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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JP (1) | JP3556618B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004214231A (ja) * | 2002-12-26 | 2004-07-29 | C Tekku:Kk | 透過型電波吸収装置 |
WO2006070696A1 (ja) | 2004-12-28 | 2006-07-06 | Central Glass Company, Limited | 電磁波吸収板 |
JP2006266863A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-10-05 | Nec Corp | Emi予測方法および装置 |
WO2007129607A1 (ja) | 2006-05-02 | 2007-11-15 | Central Glass Company, Limited | 無線lanに用いる電磁波吸収板 |
-
2001
- 2001-06-27 JP JP2001195225A patent/JP3556618B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2004214231A (ja) * | 2002-12-26 | 2004-07-29 | C Tekku:Kk | 透過型電波吸収装置 |
WO2006070696A1 (ja) | 2004-12-28 | 2006-07-06 | Central Glass Company, Limited | 電磁波吸収板 |
US7623058B2 (en) | 2004-12-28 | 2009-11-24 | Central Glass Company, Limited | Electromagnetic wave absorbing plate |
JP2006266863A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-10-05 | Nec Corp | Emi予測方法および装置 |
WO2007129607A1 (ja) | 2006-05-02 | 2007-11-15 | Central Glass Company, Limited | 無線lanに用いる電磁波吸収板 |
US7940203B2 (en) | 2006-05-02 | 2011-05-10 | Central Glass Company, Limited | Electromagnetic wave absorption board to be used in wireless LAN |
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