JP2006073924A

JP2006073924A - 電波吸収体

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Publication number: JP2006073924A
Application number: JP2004258182A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Masuda; 義行増田; Noboru Otani; 昇大谷; Hisamatsu Nakano; 久松中野
Original assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Current assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date: 2004-09-06
Filing date: 2004-09-06
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2024-09-06
Also published as: US20070247349A1; EP1796450A4; EP2081423A2; EP1796450A1; CN101010999A; TWI372597B; CN100471377C; KR20070046936A; JP4461970B2; TW200624035A; US7777664B2; WO2006027978A1; EP2081423A3; KR101253688B1

Abstract

【課題】電磁波の反射などによる通信障害を防止できるだけの反射減衰能力を有し、薄型化および軽量化が可能であり、且つ、広帯域な減衰特性を有する電波吸収体を提供する。
【解決手段】導体からなる全面導体層１１と、１層又は多層の誘電体からなる第１誘電体層（ＰＣ基板１２およびＢＴ基板１３）と、導体からなるパターンを複数有するパターン層１４とを順次積層した構造を有し、パターン層１４における各パターンは、隣接する他のパターンに対して、大きさと形状とのうちの少なくとも一方が異なることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電波吸収体に関するものである。また、本発明は、電磁波の反射等による通信障害を防止でき、かつ薄型化および軽量化が可能な電波吸収体および電波吸収方法に関するものである。

近年、携帯電話、無線ＬＡＮ（Local Area Network）およびＩＴＳ（Intelligent Transport Systems）などの無線通信システムの発達により、通信情報の保護および混信・誤通信の防止をする必要が生じている。主に通信情報の保護を目的とする場合には、外来電波の遮蔽と通信機器自身からの放射電波の遮蔽の為に、電磁波シールド材による室内外の電波を遮断することが行われている。しかし、この場合には通信機器自身からの放射電波が反射により室内に残ることになり、その反射波と所望の通信電波との干渉による通信品質の劣化を引き起こすことがある。このような通信品質の劣化および混信・誤通信などの通信障害を防止する為には、電磁波を吸収して熱に変換するような電波吸収体が用いられている。

このような電波吸収体には、一般に電磁波のエネルギーを熱に変換し消費することができる材料が用いられるが、それは磁性損、誘電体損、オーム損を持ち得る材料と言うことができる。電波吸収体としては、フェライト又は軟磁性金属などの磁性粉末をゴム又はプラスチックなどの絶縁マトリックスに混合分散させて、シート状又はブロック状に成型加工したものが考え出されている（例えば、特許文献１参照）。

また、電波吸収体としては、カーボンブラックなどの誘電損失粉末を発泡ポリウレタンなどに含浸させ、ピラミッド状又は楔状に加工したものも考え出されている（例えば、特許文献２参照）。

また、電波吸収体としては、反射体からλ/４（λ:特定の周波数における電波の波長）離れた位置に自由空間の特性インピーダンスである３７７Ωにほぼ等しい抵抗膜を設置したλ/４型と呼ばれるものなども考え出されている（例えば、特許文献３参照）。

また、複数の導電性パターンが規則的に配置された周期パターンを吸収体表面に形成して軽量化および薄型化を図った電波吸収体（例えば、特許文献４参照）、更には、複数の導電性ループパターンが規則的に配置された周期ループパターンを吸収体表面に形成して、軽量化、薄型化および斜め方向からの電波吸収特性の改善を図った電波吸収体も考え出されている（例えば、特許文献５参照）。
特開２００１−３０８５８４号公報特開平１０−０５１１８０号公報特開平０５−３３５８３２号公報特許第３２０９４５３号公報特開２００１−３５２１９１号公報

しかしながら、特許文献１にあるような、フェライト又は軟磁性金属などの磁性粉末をゴム又はプラスチックなどの絶縁マトリックスに混合分散させて成型加工した電波吸収体においては、比較的厚さの薄い吸収体が形成可能であるが、高い電波吸収性能を求める場合にはある程度の厚さが必要となり、比重の大きな材料を用いることになる為にその重量が大きくなってしまうといった問題点を有している。

次に、特許文献２にあるような、カーボンブラックなどの誘電損失粉末を発泡ポリウレタンなどに含浸させて加工した電波吸収体においては、基本的にその吸収性能が厚さに依存するため、所望の性能を得る為にピラミッド状又は楔状にする工夫あるいは吸収方向に対するかなりの厚さが必要となるといった問題点を有している。

また、特許文献３にあるような、反射体からλ/４離れた位置に自由空間の特性インピーダンスである３７７Ωに近い値の抵抗膜を設置したλ/４型と呼ばれる電波吸収体においては、光学的に透明な抵抗膜を用いることにより透明電波吸収体が作製可能である。しかし、特許文献３に記載されている電波吸収体では、原理的に特定の周波数におけるλ/４の厚さが必要であり、また電波の入射角度によって電波吸収特性が変動してしまうという点で問題を有している。

更に、特許文献４には、これら従来の電波吸収体に比べて軽くて薄いものとして、複数の導電性パターンが規則的に配置された周期ループパターン、損失材料を含有する中間樹脂層および導電性反射層からなる電波吸収体について記載されている。しかし、特許文献４に記載されている電波吸収体では、λ/４型と同様に電波の入射角度によって電波吸収特性（周波数）が変動してしまうという点で問題を有している。

また更に、特許文献５には、これら従来の電波吸収体に比べて軽くて薄いものとして、複数の導電性ループが規則的に配置された周期ループパターン、中間層および導電性反射層からなり、その厚さが吸収対象波長の0.027倍以上である電波吸収体について記載されている。しかし、特許文献５に記載されているような単一の大きさのパターンを周期的に並べた構造の電波吸収体においては、入射角度による電波吸収特性（周波数）の変動は抑止される一方、周波数帯域が限定され非常に狭帯域な特性となってしまい作製時の特性変動の点で問題を有している。

本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、電磁波の反射などによる通信障害を防止できるだけの反射減衰能力を有し、薄型化および軽量化が可能であり、且つ、電波の入射角度に対する特性変動の少ない電波吸収体を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の電波吸収体は、導体からなる全面導体層（１１）と、第１誘電体層（１２，１３）と、導体からなるループ形状をしたループパターンまたは円形や方形のパッチパターンを複数有するパターン層（１４）とを順次積層した構造を有し、前記パターン層（１４）における各パターンは、隣接する他のパターンに対して、大きさと形状のうちの少なくとも一方が異なることを特徴とする。
本発明の電波吸収体によれば、パターン層（１４）のパターンがアンテナとして機能し、各パターンはサイズ又は形状が異なるので、広帯域の電波を受信できる。その受信の際に第１誘電体層（１２，１３）への電磁波の漏れが生じ、その第１誘電体層（１２，１３）の誘電損失成分により電磁波が熱に変換され消費される。したがって、本発明の電波吸収体は、軽量薄型としながら、従来にない広帯域な反射減衰特性を得ることができる。

また、本発明の電波吸収体は、前記パターン層（１４）におけるパターンがループ形状をしたループパターンからなり、前記ループパターンは、該ループパターンの中心線での長さである中心線長（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）に対して５パーセントから２５パーセントの値の線幅を有する形状の導体からなり、前記ループパターンの中心線長（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）は、吸収対象とする電磁波の実効波長（λg，式１参照）の６０パーセントから１４０パーセントの長さであり、前記パターン層（１４）における任意の一つのループパターンと該ループパターンに隣接する他のループパターンとは、前記中心線長（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）または形状が異なることを特徴とする。
本発明の電波吸収体によれば、ループパターンが受信する電波の周波数帯域を吸収対象の電波に合わせることができ、大きさ（サイズ）または形状の異なるループパターンの集合体を形成する構成により、広帯域な反射減衰特性を得ることが可能となる。ここで、各ループパターンは、閉ループであってもよいし、一部が途切れた開ループであってもよい。また、各パターンの形状は、円形、方形、多角形のループやパッチなど、任意の形状を適用することができる。したがって、本発明の電波吸収体によれば、電磁波の反射などによる通信障害などを効果的に防止することができる。
[式１]
λg ＝ λ × √（2 / (ε_ｒ＋1 )）（ε_ｒ：基板の比誘電率）

また、本発明の電波吸収体は、前記パターン層（１４）における少なくとも一つの前記ループパターンまたは円形や方形のパッチパターンが、パターンの一部に突起形状（例えば線状パターン）を設けた形状となっていることを特徴とする。
本発明の電波吸収体によれば、前記突起形状（例えば線状パターン）の大きさ、形状又は配置を調整することにより、反射減衰特性の高い周波数（波長）および帯域を簡便に調整することができ、吸収対象とする電磁波を効果的に吸収できる高性能な電波吸収体を簡便に提供することができる。

また、本発明の電波吸収体は、前記パターン層（３５）におけるループパターンやパッチパターンが、複数の形状又は大きさが異なるループパターンやパッチパターンの集合体を一つのユニットとして、該ユニット間のスペースを所定の間隔に配置したものとなっていることを特徴とする。
本発明の電波吸収体によれば、軽量薄型でありながら、広帯域な反射減衰特性を得ることが可能な大面積の電波吸収体を簡便に実現することができる。

また、本発明の電波吸収体は、前記全面導体層（３２）およびパターン層（３５）の少なくとも一方の表面側に第２誘電体層（３１，３６）を積層した構成を有することを特徴とする。
本発明の電波吸収体によれば、第２誘電体層（３１，３６）が全面導体層（３２）又はパターン層（３５）における導体（例えば金属）の導電率変化（例えば酸化）を防止でき、ハードコートやＵＶカットなどの機能を付与することもできる。したがって、製品寿命の長い電波吸収体を提供することができる。

また、本発明の電波吸収体は、前記パターンを構成する導体の表面抵抗率が、１［Ω／□］から３０［Ω／□］の範囲内であることを特徴とする。
本発明の電波吸収体によれば、誘電体層（２２，２３）の誘電損失成分により電磁波が熱に変換され消費されると同時に、パターン自体の抵抗損失によっても電磁波が熱に変換され消費される。よって、電磁波を熱に変換して消費する作用を高めることができ、軽量化および薄型化を図りながら反射減衰能力を高めることができる。

また、本発明の電波吸収体は、前記全面導体層（４２）が表面抵抗率（シート抵抗値）３０［Ω／□］以下の低抵抗導体層となっていることを特徴とする。前記低抵抗導体の材料としては、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）などの導電性酸化物を用いてもよいし、金属微粒子を含有する導電性ペーストから形成してもよい。

また、本発明の電波吸収体は、前記全面導体層（２１，３２）が、格子状のパターンにより構成されている格子状導体層であることを特徴とする。ここで、前記格子状導体層は、線路幅が１００μｍ以下であることが好ましく、線路中心間隔が吸収対象とする電磁波の実効波長（λg）の１／１６以下であることが好ましい。

また、本発明の電波吸収体は、前記全面導体層（４２）およびパターン層（４５）に用いる導体が、（導電性酸化物又は導電性有機化合物などの）光学的に透明な材料からなり、前記第１乃至第２誘電体層は、光学的に透明な誘電体材料からなることを特徴とする。ここで、前記全面導体層（４２）は、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）などの透明導電性酸化物を用いてもよいし、線路幅が１００μｍ以下で、線路中心間隔が吸収対象とする電磁波の実効波長（λg）の１／１６以下である格子状導体層を用いる場合には、不透明な（金属などの）導電体を用いることができる。
本発明の電波吸収体によれば、従来のλ／４型透明電波吸収体に比べて、厚さの薄い透明電波吸収体を提供することができる。

本発明によれば、電磁波の反射などによる通信障害を防止できるだけの反射減衰能力を有し、従来の電波吸収体よりも薄型化および軽量化が可能であり、且つ、広帯域で電波の入射角に対する特性変動の少ない減衰特性を有する電波吸収体を提供することができる。

次に本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。

本実施形態の電波吸収体は、例えば、ＥＴＣ（ Electronic Toll Collection ）システムにおける通信障害を防止する電波吸収体に好適である。ＥＴＣシステムは、５．８ＧＨｚ帯の電波を用いて、有料道路の料金所などに設置されたアンテナと自動車に搭載した端末とで通信を行い、自動車を止めずに有料道路の料金支払いなどをするシステムである。そこで、本実施形態の電波吸収体は、ＥＴＣシステムの不要電波を吸収し、かかるシステムの誤動作を回避するものとして好適である。例えば、ＥＴＣシステムを備えた料金所のゲートにおける天井（天井の下面）又はゲートの側壁面に、本実施形態例の電波吸収体を設置することが好ましい。さらには、本実施形態に記載したような透明体においては、ＥＴＣシステムを備えた料金所のＥＴＣレーン間に設置することが好ましい。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態である電波吸収体の概略構成を示す断面図である。本実施形態の電波吸収体は、１８μｍ厚の銅箔で形成された導体層１１と、第１誘電体層Ａをなす２．０ｍｍ厚のＰＣ（ポリカーボネート）基板１２と、第１誘電体層Ｂをなす０．３ｍｍ厚のＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）基板１３と、銅箔で形成された形状の異なる複数のループパターンが周期的に配置されているパターン層１４を順次積層した構造となっている。

図２は、図１に示す電波吸収体の平面図であり、パターン層１４の詳細な構成を示す図である。パターン層１４は、ＢＴ基板１３の上面に形成された複数のループパターン１０１，１０２，１０３を有して構成されている。各ループパターン１０１，１０２，１０３は銅箔からなり、ＢＴ基板１３の上面に周期的に（すなわち互いに一定の間隔をもって規則的に）配置されている。ループパターン１０１，１０２，１０３は、図２に示すように、それぞれ形状が異なっており、中心ループ長Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３、線路幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の正方形ループとなっている。ここで、中心ループ長とは、ループパターン１０１，１０２，１０３がなす線路の長手方向の中心軸についての長さをいう（以下、同じ）。隣り合うループパターン１０１，１０２，１０３の中心点同士は、中心間隔Ｄ１だけ離れた位置に配置されている。

更に、ループパターン１０３には、図２に示すように、ループ形状の線路に突起形状の線状パターン（オープンスタブ）１０３ａを付加した構成となっている。このオープンスタブ１０３ａは、正方形ループの一部の頂点に付加されており、線幅２．０ｍｍ、長さ２．４ｍｍの長方形となっており、その長方形の長手方向が正方形ループの一辺に対して４５度の角度となっている。

これらのループパターン１０１，１０２，１０３を有するパターン層１４は、表面に銅箔が形成されたＢＴ基板１３について、フォトレジストマスクを用いて塩化第二鉄と塩酸のエッチング液によりパターニングして形成することができる。ループパターン１０１，１０２，１０３における各部の寸法を表１に示す。

ループパターン１０１，１０２，１０３は、それぞれの線路幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を中心ループ長Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３に対して５パーセントから２５パーセントの値とすることが好ましい。また、ループパターン１０１，１０２，１０３の線路幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３は、基板パターン面における吸収対象とする電磁波の実効波長（λｇ）の６０パーセントから１４０パーセントの長さとすることが好ましい。

次に、上記のような構成をした本実施形態の電波吸収体が持つ電波吸収特性の測定方法について説明する。先ず、測定対象（吸収対象）とする所定周波数の電波に対する反射量が−４０［ｄＢ］以下のピラミッドコーン形電波吸収体を、測定室内における壁面、床および測定面側方に設置しておく。そして、測定試料（本電波吸収体）に対する電波の入射角が所定の角度（例えば正面から２０度）となるように送信用ホーンアンテナを配置し、送信用ホーンアンテナから出射された電磁波が測定試料で反射して向かう方向（光学反射の方向）に受信用ホーンアンテナを設置する。ここで、送信用ホーンアンテナは右旋円偏波ホーンアンテナを用い、受信用ホーンアンテナは左旋円偏波ホーンアンテナを用いた。このような構成により、送信用ホーンアンテナから送信された電波は金属板では全反射して回旋方向が変化し、受信用ホーンアンテナで受信されることになる。

次いで、これら送受信用ホーンアンテナをベクトルネットワークアナライザ（Agilent 8722ES）に接続し、フリースペースタイムドメイン法を用いて測定試料（電波吸収体）から反射され到来する電波のみを分離してＳパラメータ（Ｓ２１）を測定する。

先ず、それぞれのアンテナからおよそ１４０ｃｍの距離となる位置に金属反射板（Ｃｕ板）を設置し、送信用ホーンアンテナから所定周波数および所定強度の電波を出射させ、受信アンテナの受信レベルを測定する。次に、金属反射板（Ｃｕ板）の代わりに同一サイズの測定試料（電波吸収体）を前記金属反射板（Ｃｕ板）と同じ位置に設置し、前記金属反射板（Ｃｕ板）に出射した電波と同一の電波を送信用ホーンアンテナから出射させ、そのときの受信アンテナの受信レベルを測定する。

このようにして測定された金属反射板（Ｃｕ板）のときの受信レベルと、電波吸収体のときの受信レベルとの差（電力比）を反射減衰量として評価する。その入射角２０度と３０度の測定評価結果を図３に示す。図３より、入射角度が変化しても２０［ｄＢ］以上の減衰特性を有する周波数帯域幅を有効吸収帯域と定義した場合、入射角度に対する特性変動が少ないため、およそ２４０［ＭＨｚ］の有効吸収帯域を有し広帯域な減衰特性を示すことが分かる。

（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態である電波吸収体の概略構成を示す断面図である。本実施形態の電波吸収体は、導電性メッシュクロスを用いて形成した格子状導体層２１と、第１誘電体層Ａをなす３．７ｍｍ厚のＰＣ（ポリカーボネート）基板２２と、第１誘電体層Ｂをなす０．１ｍｍ厚のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）基板２３と、１０［Ω／□］の表面抵抗値（シート抵抗値）を有するＩＴＯ（酸化インジウム錫）で形成された形状の異なる複数のループパターンが周期的に配置されているパターン層２４と０．３ｍｍ厚のＰＣ基板２５を順次積層した構造となっている。

ここで、格子状導体層２１は、線幅約３０μｍ、線路中心間隔０．２５４ｍｍで形成されており、電波を全反射する機能を有するものである。その線路中心間隔は電波を全反射しうるだけの間隔であればよく、吸収対象とする電磁波の波長の１／１６以下とすることが好ましい。あるいは格子状導体層２１の代わりに全面導体層を用いることもできる。

また、パターン層２４はＩＴＯシートで構成しており、表面抵抗値（シート抵抗値）を１［Ω／□］から３０［Ω／□］の範囲とすることが好ましい。ただし、最適なパターンはその表面抵抗値に伴い変化する。

図５は、図４に示す電波吸収体の平面図であり、パターン層２４の詳細な構成を示す図である。パターン層２４は、ＰＥＴ基板２３の上面に形成された複数のループパターン２０１，２０２，２０３を有して構成されている。各ループパターン２０１，２０２，２０３はＩＴＯからなり、ＰＥＴ基板２３の上面に周期的に（すなわち互いに一定の間隔をもって規則的に）配置されている。ループパターン２０１，２０２，２０３は、図２に示すように、それぞれ形状が異なっており、中心ループ長Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３、線路幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の正方形ループとなっている。隣り合うループパターン２０１，２０２，２０３の中心点同士は、中心間隔Ｄ１だけ離れた位置に配置されている。

更に、ループパターン２０３には、図５に示すように、ループ形状の線路に突起形状の線状パターン（オープンスタブ）２０３ａを付加した構成となっている。このオープンスタブ２０３ａは、正方形ループの一部の頂点に付加されており、線幅２．０ｍｍ、長さ２．４ｍｍの長方形となっており、その長方形の長手方向が正方形ループの一辺に対して４５度の角度となっている。

これらのループパターン２０１，２０２，２０３を有するパターン層２４は、表面にＩＴＯ膜が形成されたＰＥＴ基板２３について、フォトレジストマスクを用いて塩化第二鉄と塩酸のエッチング液によりパターニングして形成することができる。ループパターン２０１，２０２，２０３における各部の寸法を表１に示す。

本実施形態における電波吸収体の特性の測定方法については、第１実施形態と同様の手法を用いた。また、その入射角１５度から４５度の範囲の反射減衰量の測定評価結果を図６に示す。図６より、本実施形態の電波吸収体は、入射角度が変化しても２０［ｄＢ］以上の減衰特性を有する周波数帯域幅を有効吸収帯域と定義した場合、入射角度に対する特性変動が少ないため、およそ３００［ＭＨｚ］の有効吸収帯域を有し広帯域な減衰特性を示すことが分かる。また、本第２実施形態と第１実施形態の比較から、パターンの形状の違いによって誘電体層の厚さの最適値も変化することがわかる。

（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態である電波吸収体の概略構成を示す断面図である。本実施形態の電波吸収体は、第２誘電体層ＡとしてのＰＥＴ基板３１上に導電性銀ペーストを用いたスクリーン印刷により形成した格子状導体層３２と、第１誘電体層Ａをなす３．２ｍｍ厚のＰＣ基板３３と、第１誘電体層Ｂをなす０．１ｍｍ厚のＰＥＴ基板３４と、１０［Ω／□］の表面抵抗値（シート抵抗値）を有するＩＴＯで形成された形状の異なる複数のループパターンが周期的に配置されているパターン層３５と第２誘電体層Ｂとしての０．３ｍｍ厚のＰＣ基板３６を順次積層した構造となっている。

ここで、格子状導体層３２は、線幅約１００μｍ、線路中心間隔１．４ｍｍで形成されており、電波を全反射する機能を有するものである。またここで、パターン層３５におけるループパターンは、複数の形状が異なるループパターンの集合体を一つのユニットとして、該ユニット間のスペースを所定の間隔Ｄ２で配置した大面積の構造となっている。

図８は、図７に示す電波吸収体の平面図であり、パターン層３５の詳細な構成を示す図である。パターン層３５は、ＰＥＴ基板３４の上面に形成された複数のループパターン３０１，３０２，３０３を有して構成されている。各ループパターン３０１，３０２，３０３は、ＩＴＯからなり、ＰＥＴ基板３４の上面に周期的に（すなわち互いに一定の間隔をもって規則的に）配置されている。

ループパターン３０１，３０２，３０３は、図８に示すように、それぞれ形状が異なっており、中心ループ長Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３、線路幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の正方形ループとなっている。隣り合うループパターン３０１，３０２，３０３の中心点同士は、中心間隔Ｄ１だけ離れた位置に配置されている。

更に、ループパターン３０３には、図８に示すように、ループ形状の線路に突起形状の線状パターン（オープンスタブ）３０３ａを付加した構成となっている。このオープンスタブ３０３ａは、正方形ループの一部の頂点に付加されており、線幅２．０ｍｍ、長さ２．４ｍｍの長方形となっており、その長方形の長手方向が正方形ループの一辺に対して４５度の角度となっている。ループパターン３０１，３０２，３０３各部の寸法を表１に示す。

本実施形態における電波吸収体の作製方法およびその特性の測定方法については、第２実施形態と同様の手法を用いた。また、その入射角１５度から４５度の範囲の反射減衰量の測定評価結果を図９に示す。図９より、本実施形態の電波吸収体は、入射角度が変化しても２０［ｄＢ］以上の減衰特性を有する周波数帯域幅を有効吸収帯域と定義した場合、入射角度に対する特性変動が少ないために３００［ＭＨｚ］の有効吸収帯域を有し広帯域な減衰特性を示すことが分かる。また、本第３実施形態と第２実施形態の比較から、パターンの形状の違いによって誘電体層の厚さの最適値も変化することがわかる。また、本手法による大面積化が可能であることがわかる。

（第４実施形態）
図１０は、本発明の第４実施形態である電波吸収体の概略構成を示す断面図である。本実施形態の電波吸収体は、第２誘電体層ＡとしてのＰＥＴ基板４１上に１０［Ω／□］の表面抵抗値（シート抵抗値）を有するＩＴＯで形成された透明導体層４２と、第１誘電体層Ａをなす３．７ｍｍ厚のＰＣ基板４３と、第１誘電体層Ｂをなす０．１ｍｍ厚のＰＥＴ基板４４と、１０［Ω／□］のシート抵抗値を有するＩＴＯで形成された形状の異なる複数のループパターンが周期的に配置されているパターン層４５と、第２誘電体層Ｂとしての０．３ｍｍ厚のＰＣ基板４６を順次積層した構造となっている。ここで、透明導体層４２は電波を全反射する機能を有するものである。

図１１は、図１０に示す電波吸収体の平面図であり、パターン層４５の詳細な構成を示す図である。パターン層４５は、ＰＥＴ基板４４の上面にＩＴＯで形成された複数のループパターン４０１，４０２，４０３を有して構成されており、周期的に（すなわち互いに一定の間隔をもって規則的に）配置されている。更に、ループパターン４０３には、図１１に示すように、ループ形状の線路にオープンスタブ４０３ａを付加した構成となっている。

ここで、パターン層４５のループパターンは、第３実施形態におけるパターン層３５のループパターンと同一となっている。ループパターン４０１，４０２，４０３における各部の寸法を表１に示す。

本実施形態における電波吸収体の作製方法およびその特性の測定方法については、第２実施形態と同様の手法を用いた。また、その入射角１５度から４５度の範囲で反射減衰量を測定した結果を図１２に示す。図１２より、本実施形態の電波吸収体は、入射角度が変化しても２０［ｄＢ］以上の減衰特性を有する周波数帯域幅を有効吸収帯域と定義した場合、入射角度に対する特性変動が少ないために３００［ＭＨｚ］の有効吸収帯域を有し広帯域な減衰特性を示すことがわかる。また、本第４実施形態と第３実施形態の比較から、反射板として機能する導体層の違いによって誘電体層の厚さの最適値や特性も変化することがわかる。

（比較例１）
次に、従来の電波吸収体（比較例１）と本発明の第１乃至第４実施形態の電波吸収体との相違点について、図１３から図１５を参照して説明する。

図１３は、従来の電波吸収体（比較例１）の概略構成を示す断面図である。この従来の電波吸収体は、１８μｍ厚の銅箔で形成された全面導体層５１と、第１誘電体層をなす０．９ｍｍ厚のＥＰＴ（エチレンプロピレンゴム）層５２と、損失層をなす０．９ｍｍ厚のフェライト分散樹脂層５３と、第２誘電体層をなす１．８ｍｍ厚のＥＰＴ層５４と、１８μｍ厚の銅箔で形成され周期的に配置された複数の円形パッチパターン５０１からなるパターン層５５とを順次積層した構造となっている。すなわち、従来の電波吸収体は、第１実施形態の電波吸収体における第１誘電体層として、ＥＰＴと比重の大きな磁性損失材料を分散した樹脂基板の積層体を用い、さらに、パターン層１４における各ループパターン１０１，１０２，１０３を、同一形状および同一の大きさの円形パッチパターン５０１とした構造となっている。

図１４は、図１３に示す従来の電波吸収体の平面図であり、パターン層５５の詳細な構成を示す図である。パターン層５５は、第２誘電体層をなすＥＰＴ層５４の上面に形成された複数の円形パッチパターン５０１を有して構成されている。各円形パッチパターン５０１は、同一形状および同一サイズとなっている。具体的には各円形パッチパターン５０１は、１８μｍ厚の銅箔からなり、直径ｄ１の円形パッチパターンとなっており、同一サイズの円形パッチパターンそれぞれが中心間隔Ｄ１で配置された構成となっている。これら各部の寸法を表１に示す。なお、この従来の電波吸収体の作製方法およびその特性の測定方法については、第１実施形態の手法を用いることとした。また、このようにして反射減衰量を測定した結果を図１５に示す。

図１５に示されているように、従来の電波吸収体は、入射角度に対する特性変動が大きいため、結果として有効帯域幅が狭くなってしまうことが分かる。換言すれば、本発明の第１乃至第４実施形態の電波吸収体は、従来の電波吸収体と比較して薄型化および軽量化を図りながら、入射角度に対する特性変動の少ない電波吸収体となり、したがって、ＥＴＣシステムなどにおいて用いられる電波吸収体として十分な性能を持つことができる。

（比較例２）
次に、従来のλ／４型電波吸収体（比較例２）と本発明の第１乃至第４実施形態の電波吸収体との相違点について、図１６および図１７を参照して説明する。

図１６は、従来のλ／４型電波吸収体（比較例２）の概略構成を示す断面図である。この従来の電波吸収体は、表面抵抗率（シート抵抗）が１０［Ω／□］の低抵抗ＩＴＯ層６１と、誘電体層としての８．１ｍｍ厚のポリカーボネート基板６２と、表面抵抗率（シート抵抗）が３７０［Ω／□］の高抵抗ＩＴＯ層６３とを順次積層した構造となっている。すなわち、この従来の電波吸収体は、導電性パターン層を有していない構造となっている。

なお、この従来の電波吸収体の特性測定方法については、第１実施形態の手法を用いることとした。また、このようにして反射減衰量を測定した結果を図１７に示す。

図１７に示されているように、この従来のλ／４型電波吸収体は、入射角度に対する特性変動が大きいため、結果として有効帯域幅が狭くなってしまうことが分かる。換言すれば、本発明の第１乃至第４実施形態の電波吸収体は、従来の電波吸収体と比較して薄型化および軽量化を図りながら、入射角度に対する特性変動の少ない電波吸収体となり、したがって、ＥＴＣシステムなどにおいて用いられる電波吸収体として十分な性能を持つことができる。

（比較例３）
次に、従来の電波吸収体（比較例３）と本発明の第１乃至第４実施形態の電波吸収体との相違点について、図１８から図２０を参照して説明する。

図１８は、従来の電波吸収体（比較例３）の概略構成を示す断面図である。この従来の電波吸収体は、１８μｍ厚の銅箔で形成された導体層７１と、第１誘電体層Ａをなす０．８ｍｍ厚のＰＣ基板７２と、第１誘電体層Ｂをなす０．３ｍｍ厚のＢＴ基板７３と、銅箔で形成された形状の異なる複数のループパターンが周期的に配置されているパターン層７４を順次積層した構造となっている。

図１９は、図１８に示す電波吸収体の平面図であり、パターン層７４の詳細な構成を示す図である。パターン層７４は、ＢＴ基板１３の上面に形成された複数のループパターン７０１から構成されている。各正方形ループパターン７０１は、同一形状および同一サイズとなっている。具体的には、各正方形ループパターン７０１は、１８μｍ厚の銅箔からなる中心ループ長Ｃ１、線路幅Ｗ１の正方形ループとなっており、同一サイズの正方形ループパターンそれぞれが中心間隔Ｄ１で配置された構成となっている。これら各部の寸法を表１に示す。なお、この従来の電波吸収体の作製方法およびその特性の測定方法については、第１実施形態の手法を用いることとした。また、このようにして反射減衰量を測定した結果を図２０に示す。

図２０に示されているように、比較例３の電波吸収体は、入射角度に対する周波数変動が少ないものの減衰特性が変動し、また、非常に帯域幅が狭くなってしまうことが分かる。換言すれば、本発明の第１乃至第４実施形態の電波吸収体は、従来の電波吸収体と比較して薄型化および軽量化を図りながら、入射角度に対する特性変動の少ない電波吸収体となり、したがって、ＥＴＣシステムなどにおいて用いられる電波吸収体として十分な性能を持つことができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、第１乃至第４実施形態の電波吸収体におけるパターン層１４，２４，３５，４５のループパターン１０１，１０２，１０３，２０１，２０２，２０３，３０１，３０２，３０３，４０１，４０２，４０３は、方形ループパターンであるが、円形ループパターンや方形パッチなど他の形状のパターンとしてもよい。また、ループパターン１０１，１０２，１０３，２０１，２０２，２０３，３０１，３０２，３０３，４０１，４０２，４０３は、閉ループであってもよいし、一部が途切れた開ループであってもよい。

また、第２乃至第４実施形態の電波吸収体において、前記誘電体層の全ては光学的に透明な誘電体材料からなっており、パターン層に用いる導電体も光学的に透明なＩＴＯ材料からなっている。また、前記パターン層におけるパターンを格子状導体で形成してもよい。このようにすると、全体的に透明な電波吸収体を構成することができ、美観に優れた電波吸収体などを提供することができる。

上記の実施形態では本発明の電波吸収体をＥＴＣシステムに適用する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＥＴＣシステム以外にも適用することができる。すなわち、ループパターンの形状、大きさ、配置を調整し、あるいは、各層の厚さ、表面抵抗値、構成材料などを調整することにより、吸収対象とする電波の周波数および帯域を変更することができる。

本発明の第１実施形態である電波吸収体の断面図である。同上の電波吸収体におけるパターン層の詳細を示す平面図である。同上の電波吸収体における電波吸収特性を示す図である。本発明の第２実施形態である電波吸収体の断面図である。同上の電波吸収体におけるパターン層の詳細を示す平面図である。同上の電波吸収体における電波吸収特性を示す図である。本発明の第３実施形態である電波吸収体の断面図である。同上の電波吸収体におけるパターン層の詳細を示す平面図である。同上の電波吸収体における電波吸収特性を示す図である。本発明の第４実施形態である電波吸収体の断面図である。同上の電波吸収体におけるパターン層の詳細を示す平面図である。同上の電波吸収体における電波吸収特性を示す図である。従来の電波吸収体（比較例１）の断面図である。同上の電波吸収体におけるパターン層の詳細を示す平面図である。同上の電波吸収体における電波吸収特性を示す図である。従来のλ/４型電波吸収体（比較例２）の断面図である。同上の電波吸収体における電波吸収特性を示す図である。従来の電波吸収体（比較例３）の断面図である。同上の電波吸収体におけるパターン層の詳細を示す平面図である。同上の電波吸収体における電波吸収特性を示す図である。

符号の説明

１１・・・導体層
１２・・・ＰＣ（ポリカーボネート）基板（第１誘電体層Ａ）
１３・・・ＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）基板（第１誘電体層Ｂ）
１４・・・パターン層
２１・・・格子状導体層
２２・・・ＰＣ基板（第１誘電体層Ａ）
２３・・・ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）基板（第１誘電体層Ｂ）
２４・・・パターン層
２５・・・ＰＣ基板（第２誘電体層）
３１・・・ＰＥＴ基板（第２誘電体層Ａ）
３２・・・格子状導体層
３３・・・ＰＣ基板（第１誘電体層Ａ）
３４・・・ＰＥＴ基板（第１誘電体層Ｂ）
３５・・・パターン層
３６・・・ＰＣ基板（第２誘電体層Ｂ）
４１・・・ＰＥＴ基板（第２誘電体層Ａ）
４２・・・透明導体層
４３・・・ＰＣ基板（第１誘電体層Ａ）
４４・・・ＰＥＴ基板（第１誘電体層Ｂ）
４５・・・パターン層
４６・・・ＰＣ基板（第２誘電体層Ｂ）
５１・・・全面導体層
５２，５４・・・ＥＰＴ（エチレンプロピレンゴム）層（第１，第２誘電体層）
５３・・・フェライト分散樹脂層（フェライト磁性損失層）
５５・・・パターン層
６１・・・低抵抗ＩＴＯ層
６２・・・ＰＣ基板（誘電体層）
６３・・・高抵抗ＩＴＯ層
７１・・・導体層
７２・・・ＰＣ基板（第１誘電体層Ａ）
７３・・・ＢＴ基板（第１誘電体層Ｂ）
７４・・・パターン層
１０１，１０２，１０３，２０１，２０２，２０３・・・ループパターン
３０１，３０２，３０３，４０１，４０２，４０３・・・ループパターン
５０１・・・円形パッチパターン
７０１・・・正方形ループパターン
１０３ａ，２０３ａ，３０３ａ，４０３ａ・・・オープンスタブ

Claims

導体からなる全面導体層と、１層又は多層の誘電体からなる第１誘電体層と、導体からなるパターンを複数有するパターン層とを順次積層した構造を有し、
前記パターン層における各パターンは、隣接する他のパターンに対して、大きさと形状とのうちの少なくとも一方が異なることを特徴とする電波吸収体。
前記パターン層におけるパターンは、ループ形状をしたループパターンまたは円形や方形のパッチパターンからなり、
前記パターン層における各パターンは、隣接する他のパターンに対して、大きさと形状とのうちの少なくとも一方が異なることを特徴とする請求項１記載の電波吸収体。
前記パターン層におけるパターンは、ループ形状をしたループパターンからなり、
前記ループパターンは、該ループパターンの中心線での長さである中心線長に対して５パーセントから２５パーセントの値の線幅を有する形状の導体からなり、
前記ループパターンの中心線長は、吸収対象とする電磁波の波長の６０パーセントから１４０パーセントの長さであり、
前記パターン層における任意の一つのループパターンと該ループパターンに隣接する他のループパターンとは、前記中心線長または形状が異なることを特徴とする請求項１記載の電波吸収体。
前記パターン層における少なくとも一つの前記ループパターンまたは円形や方形のパッチパターンは、パターンの一部に突起形状を設けた形状となっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の電波吸収体。
前記パターン層におけるループパターンやパッチパターンは、複数の形状又は大きさが異なるループパターンやパッチパターンの集合体を一つのユニットとして、該ユニット間のスペースを所定の間隔に配置したものとなっていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の電波吸収体。
前記全面導体層およびパターン層の少なくとも一方の表面側に第２誘電体層を積層した構成を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載の電波吸収体。
前記パターンを構成する導体の表面抵抗率は、１［Ω／□］から３０［Ω／□］の範囲内であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項記載の電波吸収体。
前記全面導体層は、表面抵抗率が、３０［Ω／□］以下の低抵抗導体層となっていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項記載の電波吸収体。
前記全面導体層は、格子状のパターンにより構成されている格子状導体層であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項記載の電波吸収体。
前記格子状導体層は、線路幅１００μｍ以下であり、線路中心間隔が吸収対象とする電磁波の波長の１／１６以下であることを特徴とする請求項９記載の電波吸収体。
前記全面導体層およびパターン層に用いる導体は、光学的に透明な材料からなり、
前記第１乃至第２誘電体層は、光学的に透明な誘電体材料からなることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項記載の電波吸収体。
前記全面導体層は、格子状のパターンにより構成されている格子状導体層からなり、
前記パターン層に用いる導体は、光学的に透明な材料からなり、
前記第１乃至第２誘電体層は、光学的に透明な誘電体材料からなることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項記載の電波吸収体。