JP2005142748A - 周波数選択板の修正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製作した周波数選択板の再利用を図ること。
【解決手段】修正対象たる周波数選択板１０の夫々の素子パターン１１に対して当該素子パターン１１と導通する新たな導電部１１ａの追加工程を設ける，例えばその新たな導電部１１ａに対応させた孔１２ａを少なくとも有する修正用マスク１２を用意し、この修正用マスク１２を周波数選択板１０に重ね合わせた後、この修正用マスク１２の孔１２ａを介して導電材料を印刷又は塗布することで新たな導電部１１ａを追加する工程を設けること。
【選択図】 図２

Description

本発明は、特定の周波数の電波を反射又は透過する周波数選択板（ＦＳＳ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｓｕｒｆａｃｅ）の修正方法に関する。

近年、例えば防衛関連技術において戦闘機や戦艦等の存在を他から確認されないようにする「ステルス化技術」の必要性が叫ばれており、かかるステルス化技術の一つとして周波数選択板が用いられている。

ここで、この周波数選択板は、ある一定の導体（導体パッチ又は導体スロット）の素子パターンを一定の周期で複数配列したＮ×Ｍ（Ｎ，Ｍ＝１，２，３，…）のセルからなる周期構造膜であり、特定の周波数の電波のみを反射又は透過させる特性（周波数選択性）を備えている。

例えば、導体パッチで構成したパッチ型構造の周波数選択板は、特定の周波数の電波のみを反射するバンドストップフィルタとして作用し、導体スロットで構成したスロット型構造の周波数選択板は特定の周波数の電波のみを透過するバンドパスフィルタとして作用する。

これが為、所望の周波数選択性を備えた周波数選択板が組み込まれることによって、例えば、レドームやレーダー断面積（ＲＣＳ：Ｒａｄｅｒ Ｃｒｏｓｓ Ｓｅｃｔｉｏｎ）低減用電磁窓等の物体（周波数選択板組込物体）のステルス化を有効に達成し得る。

ここで、一般に、周波数選択板は、ダイポール型，クロスダイポール型，トリポール型，円形リング型又は正方形ループ型等のある一定の単純形状からなる導体パッチ又は導体スロットの素子パターンが複数配列された導電パターンを備えている。

例えば、この種の周波数選択板は、特開２０００−６８６７５号公報，特開２０００−６８６７７号公報や特開２００１−５３４８４号公報に開示されている。

特開２０００−６８６７５号公報 特開２０００−６８６７７号公報 特開２００１−５３４８４号公報

一般に、周波数選択板は、その設計段階において、コンピュータ等で行ったシミュレーションや設計者の経験に基づき所望の周波数選択性となるよう導電パターン等を設定し、この設定条件に基づいて製作される。そして、この周波数選択板について、例えば周知のモーメント法（ＭｏＭ），時間領域差分法（ＦＤＴＤ法）や有限要素法（ＦＥＭ）等の解析手法を用いて性能解析を行い、所望の周波数選択性が得られているか否かを判断している。

ここで、かかる性能解析によって、製作された周波数選択板が所望の周波数選択性になっていないとの結果がでる場合もある。このように所望の周波数選択性が得られない理由としては、製作された周波数選択板の共振周波数と設計要求における共振周波数との相違が考えられる。

そこで、例えば周波数選択板の共振周波数が設計要求よりも高くなっている場合には、周波数選択板の導電パターンの密度を高めることにより、その共振周波数を低下させればよい。

しかしながら、従来においては、一旦製作した周波数選択板の導電パターン（具体的には個々の素子パターン）の変更や修正は一般に困難であり、これが為、別の導電パターンを有する新たな周波数選択板を製作し、所望の周波数選択性が得られなかった周波数選択板については廃棄処分していた。

また、そのように周波数選択板を廃棄処分にすることは、環境保護の観点からも好ましくなく、更に、廃棄処分対象の周波数選択板が増えるにつれて製品原価の増加をも招来してしまう。

更に、製作した周波数選択板の導電パターン（具体的には素子パターン）に製造装置等の何らかの原因で欠損が生じた場合にも、その周波数選択板は廃棄処分となっていた。

そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、製作した周波数選択板の再利用を図り得る周波数選択板の修正方法を提供することを、その目的とする。

上記目的を達成する為、請求項１記載の発明では、修正対象たる周波数選択板の夫々の素子パターンに対して当該素子パターンと導通する新たな導電部の追加工程を設けている。

上記目的を達成する為、請求項２記載の発明では、修正対象たる周波数選択板に、この周波数選択板の夫々の素子パターンと導通する追加対象の新たな導電部に対応させた孔を少なくとも有する修正用マスクを重ね合わせる工程と、その修正用マスクを介して導電材料を印刷又は塗布し、前記新たな導電部を追加する工程とを設けている。

上記目的を達成する為、請求項３記載の発明では、修正対象たる周波数選択板に、この周波数選択板の夫々の素子パターンと導通する追加対象の新たな導電部が設けられた修正用周波数選択板を重ね合わせる工程を有している。

本発明に係る周波数選択板の修正方法は、一旦製作された周波数選択板の導電パターンの構成要素たる素子パターンに新たな導電部を追加することができるので、追加前の素子パターンの高密度化を図り、周波数選択板の共振周波数を低下させることができる。即ち、この周波数選択板の修正方法は、一旦製作された周波数選択板の性能（周波数選択性）の容易な修正を可能にする。また、この周波数選択板の修正方法は、一旦製作された周波数選択板の素子パターンに欠損が生じていたとしても、その欠損部分に対応する新たな導電部を追加することができる。即ち、この周波数選択板の修正方法は、一旦製作された周波数選択板の補修を容易にする。

このように、本発明に係る周波数選択板の修正方法によれば、一旦製作した周波数選択板を廃棄処分せずに再利用することができる、という効果を奏する。

本発明に係る周波数選択板の修正方法は、製作された周波数選択板の夫々の素子パターンに対して当該素子パターンと導通する新たな導電部を追加するものである。そして、これにより、夫々の素子パターンを高密度な素子パターンへと修正して共振周波数の低下を図ったり、欠損した素子パターンの補修を行うものである。ここで、共振周波数を低下させる場合の新たな導電部とは、これを追加することにより、修正後の各素子パターンが夫々同一のパターン形状になるような形状のものであってもよく、その修正後の各素子パターンの内の少なくとも一つが異なるパターン形状になるような形状のものであってもよい。

本発明に係る周波数選択板の修正方法の実施例１を図１〜図８に基づいて説明する。

本実施例１においては、格子状に設けられたクロスダイポール型の複数の素子パターン１１からなる導電パターンを有する図１に示す周波数選択板１０を製作したが、この周波数選択板１０は所望の周波数選択性になっていなかった，即ちその周波数選択板１０の共振周波数が設計要求よりも高かったとする。

かかる場合、本実施例１にあっては、その周波数選択板１０の性能（周波数選択性）を所望のものに修正する（即ち周波数選択板１０の夫々のセルにおける素子パターン１１の密度を高める）為に、夫々のセルのクロスダイポール型の素子パターン１１に対して、この素子パターン１１と導通するように新たな導電部を設ける。ここでは、その新たな導電部として、図２に示す如く、直線状の導電材料１１ａを素子パターン１１の四本の枝の中間部分に追加して、新たな素子パターン１１Ａを形成する。

例えば、このような新たな素子パターン１１Ａを形成する為の導電材料１１ａとしては導電インクや半田等が考えられ、本実施例１にあっては、図３に示す如き周波数選択板１０と略同等の大きさの修正用マスク１２を使用して導電材料１１ａの追加を行う。ここで、この修正用マスク１２には、導電材料１１ａを印刷又は塗布する為の孔１２ａが形成されている。以下においては、この修正用マスク１２を用いた性能修正方法について例示する。

先ず、図４−１に示す如く修正対象の周波数選択板１０を載置台１００に載置する。ここで、この載置台１００には周波数選択板１０を位置決めする為の位置決め部１００ａが設けられているので、載置する際にはこの位置決め部１００ａにより周波数選択板１０の位置決めを行う。尚、この図４−１においては、説明の便宜上、周波数選択板１０の三つの辺を固定するが如く位置決め部１００ａを記載しているが、必ずしもこれに限定するものではない。

そして、図４−２〜図４−３に示す如く修正用マスク１２を周波数選択板１０に重ね合わせる。ここで、図５には、周波数選択板１０に修正用マスク１２を重ね合わせた図４−３の状態を上から見た図を示している。かかる状態において、導電インクや半田等の導電材料１１ａを修正用マスク１２の上から印刷又は塗布することにより、修正用マスク１２の孔１２ａの部分のみに導電材料１１ａが残存し、図６に示す新たな素子パターン１１Ａを有する周波数選択板１０Ａが出来上がる。

ここで、以上示した本実施例１においては、図２に示す新たな素子パターン１１Ａを形成する為に、素子パターン１１の枝の中間部分に直線状の導電材料１１ａを追加しているが、この追加する導電材料については、その形状，位置共に図２に示す態様に限定するものではない。

例えば、図７に示す如く、素子パターン１１の四本の枝の端部に導電材料１１ｂを追加した新たな素子パターン１１Ｂを形成してもよい。尚、かかる場合には、その導電材料１１ｂの追加位置に対応させて修正用マスクの孔を形成する。

ここで、修正前の素子パターン１１，修正後の素子パターン１１Ａ，１１Ｂについて夫々モーメント法を用いて性能解析を行ったので、その結果を図８に示す。この図８において、実線で示したものは修正前の素子パターン１１についての解析結果を、破線で示したものは修正後の素子パターン１１Ａについての解析結果を、一点鎖線で示したものは修正後の素子パターン１１Ｂについての解析結果を示す。尚、ここでの修正前の素子パターン１１は、共振周波数が１０ＧＨｚのものである。

この解析結果によれば、素子パターン１１に導電材料１１ａ又は導電材料１１ｂを追加した修正後の素子パターン１１Ａ又は修正後の素子パターン１１Ｂは、共振周波数が８ＧＨｚに低下していることが判る。即ち、上述したが如く周波数選択板１０の素子パターン１１に導電材料１１ａ又は導電材料１１ｂを追加することによって、共振周波数を２０％低下させた周波数選択板を得ることができる。

以上示した如く、本実施例１に係る周波数選択板の修正方法は、製作された周波数選択板１０の各素子パターン１１に対して様々な形状の導電材料１１ａ，１１ｂを容易に追加することができる。そして、その導電材料１１ａ，１１ｂが各素子パターン１１に追加されることによって高密度な素子パターン１１Ａ，１１Ｂからなる高密度な導電パターンを得ることが可能になり、これにより既存の周波数選択板１０についての共振周波数を容易に低下させることができる。

このように、本実施例１に係る周波数選択板の修正方法によれば、一旦製作された周波数選択板１０の性能（周波数選択性）を容易に修正することができるので、この修正方法を用いて周波数選択板１０の性能修正を行うことで、従来は不良品として廃棄処分していた周波数選択板１０の再利用が可能になり、環境保護の観点からも有用である。また、周波数選択板を再利用することができるので、設計段階における周波数選択板の開発費用を低減することができ、ひいては製品原価の低減にも寄与することが可能となる。

尚、本実施例１においては性能修正を一回しか行っていないが、所望の共振周波数になるまで何度でも上記の如き性能修正を行ってもよい。また、修正対象の周波数選択板１０が有する全ての素子パターン１１を同一パターン形状の素子パターン１１Ａ又は素子パターン１１Ｂへと修正しているが、各素子パターン１１の内の少なくとも一つを異なるパターン形状のものに修正してもよい。例えば、一枚の周波数選択板に素子パターン１１Ａ又は素子パターン１１Ｂが混在していてもよい。

次に、本発明に係る周波数選択板の修正方法の実施例２を図９〜図１１に基づいて説明する。

本実施例２は、前述した実施例１における複数のクロスダイポール型の素子パターン１１からなる導電パターンに替えて、図９に示す正方形ループ型の素子パターン２１が格子状に複数設けられた導電パターンを有する周波数選択板の性能修正に関するものである。

本実施例２にあっては、その正方形ループ型の素子パターン２１の密度を高める為に、図９に示す如く、その素子パターン２１に対して、この素子パターン２１と導通するように導電インクや半田等の導電材料（新たな導電部）２１ａを追加する。ここでは、直線状の導電材料２１ａを素子パターン２１の四つの辺の中間部分に追加して、新たな素子パターン２１Ａを形成している。

尚、本実施例２にあっても、前述した実施例１の場合と同様に、その導電材料２１ａに対応する位置に孔が形成された修正用マスクで導電材料２１ａの追加を行う。

ここで、その正方形ループ型の素子パターン２１に追加する導電材料は、その形状，位置共に図９に示す態様に限定するものではない。

例えば、素子パターン２１の四つの辺に矩形（ここでは正方形）の導体パッチ型の導電材料２１ｂを追加して図１０−１に示す新たな素子パターン２１Ｂを形成してもよく、矩形（ここでは正方形）のループ型の導電材料２１ｃを追加して図１０−２に示す新たな素子パターン２１Ｃを形成してもよい。

ここで、本実施例２にあっても、前述した実施例１の場合と同様に、修正前の素子パターン２１，修正後の素子パターン２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃについて夫々モーメント法を用いて性能解析を行った。そこで、その結果を図１１に示す。この図１１において、実線で示したものは修正前の素子パターン２１についての解析結果を、破線で示したものは修正後の素子パターン２１Ａについての解析結果を、一点鎖線で示したものは修正後の素子パターン２１Ｂについての解析結果を、二点鎖線で示したものは修正後の素子パターン２１Ｃについての解析結果を示す。尚、この図１１においては、夫々の修正後の素子パターン２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃは略同等の波形になっている。また、ここでの修正前の素子パターン２１も共振周波数が１０ＧＨｚのものとする。

この解析結果によれば、素子パターン２１に導電材料２１ａ又は導電材料２１ｂ又は導電材料２１ｃを追加した修正後の素子パターン２１Ａ又は修正後の素子パターン２１Ｂ又は修正後の素子パターン２１Ｃは、夫々共振周波数が９ＧＨｚに低下していることが判る。即ち、上述したが如く周波数選択板の素子パターン２１に導電材料２１ａ又は導電材料２１ｂ又は導電材料２１ｃを追加することによって、共振周波数を１０％低下させた周波数選択板を得ることができる。

以上のことから、本実施例２の正方形ループ型の素子パターン２１にあっても、導電材料２１ａ，２１ｂ，２１ｃを追加することによって、前述した実施例１と同様の効果を奏することができる。

尚、本実施例２にあっても、前述した実施例１の場合と同様に、修正対象の周波数選択板が有する全ての素子パターン２１の内の少なくとも一つを異なるパターン形状のものに修正してもよい。

次に、本発明に係る周波数選択板の修正方法の実施例３を図１，図６，図１２，図１３に基づいて説明する。

本実施例３は、前述した各実施例１，２の如く性能修正対象の周波数選択板の素子パターンに新たな導電部（導電材料）を直接追加するのではなく、修正用の新たな導電部が設けられた修正用周波数選択板を性能修正対象の周波数選択板に重ね合わせることにより、共振周波数の低下を図るものである。ここでは、図１に示す周波数選択板１０を用いて、本実施例３の性能修正方法を例示する。

先ず、本実施例３の性能修正方法にあっては、例えば夫々のセルに新たな導電部３１を有する図１２に示す如き性能修正用の周波数選択板３０の形成を行う。ここで、この周波数選択板３０の新たな導電部３１は、前述した実施例１の周波数選択板１０の一つのセルにおいて追加される四つの導電材料１１ａと同等の位置，形状を有するものである。

そして、図１３に示す如く性能修正対象の周波数選択板１０の素子パターン１１を有する面１０ａと修正用周波数選択板３０の新たな導電部３１を有する面３０ａとを重ね合わせて、図６に示す新たな素子パターン１１Ａを有する新たな周波数選択板１０Ａの形成を行う。

このようにして形成された新たな周波数選択板１０Ａは、前述した実施例１の場合と同様に、修正前の周波数選択板１０に対して共振周波数が２０％低下する。

このことから、本実施例３に係る周波数選択板の修正方法によれば、一旦製作された周波数選択板１０の性能（周波数選択性）を修正用周波数選択板３０との重ね合わせによって容易に修正することができる。そして、これが為、本実施例３に係る周波数選択板の修正方法は、従来は不良品として廃棄処分していた周波数選択板１０の再利用を可能にし、環境保護にも寄与することができる。また、周波数選択板を再利用することで、設計段階における周波数選択板の開発費用を低減させ、ひいては製品原価の低減をも図れる。

尚、本実施例３にあっても、前述した実施例１，２の場合と同様に、修正対象の周波数選択板１０が有する全ての素子パターン１１の内の少なくとも一つを異なるパターン形状のものに修正してもよい。

次に、本発明に係る周波数選択板の修正方法は、仮に何らかの原因で周波数選択板の導電パターン（具体的には素子パターン）に欠損が生じた場合に、その欠損部分の修正（補修）を行う為に使用してもよい。以下に、かかる場合の周波数選択板の修正方法の実施例４について図１，図１４，図１５を用いて説明する。

例えば、図１４に示す如く、製作された周波数選択板４０の複数の素子パターン４１の中に欠損４１ａのある素子パターン４１Ａが見つかったとする。かかる場合、本実施例４にあっては、その周波数選択板４０の各素子パターン４１に対応する孔４２ａが形成された図１５に示す修正用マスク４２を用意し、この修正用マスク４２を用いて欠損４１ａの箇所の補修を行う。即ち、その修正用マスク４２を周波数選択板４０に重ね合わせ、導電インクや半田等の導電材料の印刷又は塗布を行う。これにより、図１に示す補修された素子パターン４１Ａを有する周波数選択板４０Ａが出来る。

このように、本発明に係る周波数選択板の修正方法は、一旦製作された周波数選択板４０の素子パターン４１に欠損４１ａが生じたとしても、その補修を容易に行うことができる。そして、これにより周波数選択板の歩留りを向上させることができるので、製造費用の低減が可能となる。

尚、本実施例４の修正用マスクとしては、欠損４１ａの箇所に対応する孔が形成されたものを使用してもよい。ここで、この修正用マスクの孔は、欠損している素子パターン４１Ａと追加（補修）される導電材料とが導通するだけの大きさ（即ち、ここではその素子パターン４１と導電材料とが重なり合うだけの長さ）に形成する。

以上のように、本発明に係る周波数選択板の修正方法は、一旦製作された周波数選択板の再利用に有用であり、特に、その周波数選択板の性能修正に適している。

本発明に係る周波数選択板の修正方法の実施例１における修正対象の周波数選択板，及び実施例４における修正後の周波数選択板を示す平面図である。 実施例１における修正対象の周波数選択板の素子パターンと当該素子パターンに導電材料を追加した新たな素子パターンを示す図である。 実施例１で使用する修正用マスクの一例を示す平面図である。 実施例１の修正工程を説明する説明図であって、修正対象の周波数選択板を載置台に載置した状態を示す図である。 実施例１の修正工程を説明する説明図であって、図４−１に示す修正対象の周波数選択板に修正用マスクを重ねる工程を示す図である。 実施例１の修正工程を説明する説明図であって、図４−１に示す修正対象の周波数選択板に修正用マスクを重ね合わせた状態を示す図である。 図４−３に示す修正対象の周波数選択板と修正用マスクとの重ね合わせ状態を示す平面図である。 実施例１で修正した周波数選択板を示す平面図である。 実施例１における修正対象の周波数選択板の素子パターンに導電材料を追加した新たな素子パターンの他の例を示す図である。 実施例１における修正前後の素子パターンについての性能解析結果を示す図である。 本発明に係る周波数選択板の修正方法の実施例２における修正対象の周波数選択板の素子パターンと当該素子パターンに導電材料を追加した新たな素子パターンを示す図である。 実施例２における修正対象の周波数選択板の素子パターンに導電材料を追加した新たな素子パターンの他の例を示す図である。 実施例２における修正対象の周波数選択板の素子パターンに導電材料を追加した新たな素子パターンの更に他の例を示す図である。 実施例２における修正前後の素子パターンについての性能解析結果を示す図である。 本発明に係る周波数選択板の修正方法の実施例３における修正用周波数選択板を示す平面図である。 実施例３の修正工程を説明する図であって、修正対象の周波数選択板と修正用周波数選択板を重ねる工程を示す斜視図である。 本発明に係る周波数選択板の修正方法の実施例４における素子パターンの一部が欠損している修正対象の周波数選択板を示す平面図である。 実施例４で使用する修正用マスクの一例を示す平面図である。

符号の説明

１０，４０ 修正対象の周波数選択板
１０Ａ，４０Ａ 修正後の周波数選択板
１１，２１，４１ 修正前の素子パターン
１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ 追加する新たな導電部（導電材料）
１１Ａ，１１Ｂ，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，４１Ａ 修正後の素子パターン
１２，４２ 修正用マスク
１２ａ，４２ａ 孔
３０ 修正用周波数選択板
４１ａ 欠損

Claims (3)

1. 修正対象たる周波数選択板の夫々の素子パターンに対して当該素子パターンと導通する新たな導電部の追加工程を設けたことを特徴とする周波数選択板の修正方法。
2. 修正対象たる周波数選択板に、該周波数選択板の夫々の素子パターンと導通する追加対象の新たな導電部に対応させた孔を少なくとも有する修正用マスクを重ね合わせる工程と、
   前記修正用マスクを介して導電材料を印刷又は塗布し、前記新たな導電部を追加する工程と、
   を設けたことを特徴とする周波数選択板の修正方法。
3. 修正対象たる周波数選択板に、該周波数選択板の夫々の素子パターンと導通する追加対象の新たな導電部が設けられた修正用周波数選択板を重ね合わせる工程を設けたことを特徴とする周波数選択板の修正方法。

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